Рулевое управление автомобиля и всё, с ним связанное

Что такое рулевое управление, для чего нужно, и каков общий принцип его работы?

Рулевое управление (будем называть его просто РУ) – один из наиболее важных элементов современного автомобиля, основным функциональным предназначением которого является изменение и сохранение направления движения. На большинстве автомашин, как грузовых, так и легковых, эта функция осуществляется при помощи поворота управляемой колесной пары.

Это так называемый кинематический способ поворота. Как правило, управляемой является передняя пара колес, но в последнее время стали распространяться транспортные средства с двумя управляемыми парами. Среди таких автомобилей встречаются не только техника, специально разработанная для различных спецслужб (пожарные машины, военные и вездеходы МЧС), но и вполне обычные легковые авто, рассчитанные на рядового потребителя.

РУ представляет собой довольно совершенную систему, которая во многом обеспечивает безопасность движения. Осуществляется это за счет способности управляемой колесной пары самопроизвольно возвращаться в исходное положение, минимально возможного радиуса поворота автомобиля, предотвращения бокового скольжения при качении колес и обратной связи, которая устанавливается между водителем и управляемой парой колес.

Схема и устройство рулевого управления, принцип его работы

Рулевое управление состоит из нескольких взаимосвязанных механических узлов: рулевого колеса, рулевой колонки, рулевого механизма и рулевого привода. На подавляющем большинстве грузовых автомобилей и на многих моделях легковых также применяются усилители различных типов (гидравлические и электрические).

Схематически работу РУ можно представить следующим образом: вращение рулевого колеса под воздействием рук водителя приводит в движение рулевой вал, который находится в рулевой колонке. Он же, в свою очередь, через рулевой механизм, преобразующий вращательное движение в поступательное, приводит в движение рулевой привод, поворачивая, тем самым, управляемые колеса в нужном направлении.

Теперь подробнее рассмотрим каждый узел рулевого управления.

Рулевое колесо – это самый видимый элемент РУ, так как большинство других довольно глубоко запрятаны внутри конструкции автомобиля. Главной его задачей является восприятие усилий от рук водителя для дальнейшей его передачи. Второй по важности функцией рулевого колеса выступает передача информации водителю. Происходит это благодаря вибрациям и величине прикладываемых усилий, с помощью которых водитель определяет характер движения. Диаметр рулевого колеса напрямую зависит от размеров автомобиля. Так, на грузовиках устанавливаются рули не менее 45 см в диаметре, а на легковых – не более 40 см (на спорткарах– и того меньше). Также во многих современных авто в рулевом колесе размещается подушка безопасности.

Рулевая колонка – следующий элемент, участвующий в своеобразной эстафете передачи усилия от руля к колесам. Устройство ее, которое практически не менялось с момента изобретения автомобиля, представляет собой кожух с металлическим валом внутри. Вал, как правило, состоит из нескольких шарниров и имеет участки с энергопоглощающими вставками, что необходимо для повышения безопасности водителя при ДТП. На верхней части колонки обычно размещаются различные переключатели и замок зажигания.

Задачей следующего элемента РУ – рулевого механизма – является преобразование вращательного движения руля и рулевого вала в поступательное движение рулевых тяг. Происходит это при помощи различных типов конструкции рулевого механизма, которые более подробно будут рассмотрены чуть далее.

Наконец, рулевой привод – финальный этап «эстафеты». Его функцией является передача усилия от рулевого механизма непосредственно к самим колесам с обеспечением оптимального соотношения углов их поворота. Также данный элемент РУ препятствует самопроизвольному повороту колес при работе подвески. Существует несколько типов рулевых приводов, но наибольшего распространения в наши дни достиг привод, который состоит из рулевых шарниров и рулевых тяг.

Типы рулевых механизмов

Рулевой механизм, пожалуй, является наиболее уязвимым местом в конструкции всего РУ. Поэтому неудивительно, что типов рулевых механизмов, принцип работы которых отличается друг от друга, существует не один и не два вида. Это всего лишь подтверждает тот момент, что инженеры-конструкторы искали наиболее оптимальный вариант, который при высоком КПД не потеряет в сроке службы. Наиболее распространенными являются «червячный» и реечный рулевой механизм.

«Червячный» рулевой механизм получил свое название от металлического стержня — «червяка». Он является главной деталью конструкции данного типа рулевого механизма и представляет собой продолжение рулевого вала. Находясь при этом в картере, «червяк» передает вращательное движение на ролик, с которым также находится в постоянном зацеплении. В свою очередь, ролик прикреплен к валу рулевой сошки, которая передает усилие на рулевые тяги привода колес. «Червячный» механизм установлен, например, на всех моделях ВАЗовской «классики».

Конструкция реечного рулевого механизма серьезно отличается от «червячного». Рулевой вал оканчивается шестерней, плотно прижатой к зубчатой рейке, к обоим концам которой прикреплены тяги привода колес. Как видно из этого описания, реечный механизм устроен проще, чем «червячный», что серьезным образом сказывается на себестоимости его изготовления, а также сложности ремонта во время эксплуатации автомобиля. Поэтому реечный тип рулевого механизма устанавливается на подавляющем количестве машин, сходящих в наши дни с конвейеров заводов по всему миру.

Гидроусилитель рулевого управления – ГУР

Как уже упоминалось выше, на многих современных автомобилях применяется усилитель рулевого управления, чаще всего он бывает гидравлического типа – ГУР. Помимо своей главной задачи, которая заключается в снижении усилия, которое прилагается к рулевому колесу со стороны водителя, ГУР позволяет уменьшить передаточное отношение рулевого механизма, что приводит к уменьшению числа оборотов руля между крайними положениями. Также ГУР смягчает и удары подвески, передаваемые на рулевое колесо при попадании автомобиля в яму или выбоину на дорожном полотне.

Конструкционные особенности ГУРа зависят от конкретной марки и модели автомобиля, однако основные его элементы остаются неизменными и включают в себя:

  • насос, который поддерживает необходимое для непрерывной циркуляции рабочей жидкости давление. В наши дни, чаще всего, в силу своей дешевизны и надежности применяются пластинчатые насосы, которые крепятся непосредственно на двигателе автомобиля;
  • распределитель, направляющий потоки рабочей жидкости в бачок либо в полость гидроцилиндра. Распределители бывают двух видов: роторные и осевые;
  • гидроцилиндр, главный элемент в конструкции ГУРа, который отвечает за преобразование давления жидкости в перемещение штока и поршня, которые через сложную систему рычагов помогают поворачивать уже сами колеса;
  • рабочую жидкость, которая, по сути, является маслом с различными добавками;
  • соединительные шланги, по которым осуществляется циркуляция рабочей жидкости между гидроцилиндром и резервуаром-бачком.

Разновидностью ГУРа является электрогидроусилитель руля, в котором гидронасос имеет привод от электрического двигателя.

Техническое обслуживание рулевого управления и регулировка

Рулевое управление, впрочем, как и любой другой механизм в конструкции автомобиля требует регулярного обслуживания. Часть мероприятий можно производить и своими силами. Например, замена жидкости в ГУР не требует каких-либо особых навыков. Для этого понадобится:

  • жидкость, приобретать которую нужно в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя автомобиля;
  • большой шприц, на который надета трубка для откачки старой жидкости;
  • воронка с малым диаметром;
  • емкость для сбора слитой жидкости;
  • ветошь для сбора потеков жидкости.

Наиболее простым методом замены жидкости является способ замещения, который производится при заглушенном двигателе. После откручивания крышки резервуара-бачка с помощью шприца осуществляется полная откачка старой жидкости. Затем наливается новая жидкость до максимально возможного уровня, далее с включенным двигателем совершается несколько вращений рулевого колеса от упора до упора. Двигатель вновь глушится, после чего щупом проверяется качество жидкости в бачке. Она должна быть такой же прозрачности, что и новая при покупке. Если же жидкость мутная, то вышеописанные действия необходимо совершить повторно.

Как проверить возможные неисправности рулевого управления?

Вовремя замеченная неисправность любого узла автомобиля способствует снижению финансовых и временных затрат на ремонт, а в случае с рулевым управлением – так и вовсе выступает гарантией безопасности и сохранения здоровья и жизни.

Далее будет приведен список довольно распространенных «сигналов», которые могут исходить от рулевого управления, и возможных причин их появления:

  • тугое вращение руля на авто с «червячным» рулевым механизмом может свидетельствовать об изменении зазора между «червяком» и роликом, а также перетяжке гайки маятника. На всех без исключения авто это может быть сигналом повреждения деталей «телескопа», отсутствия масла в картере, смещения углов колес, деформации рулевого привода от сильного удара;
  • увеличение люфта руля может говорить об увеличении зазоров в подшипниках ступиц, ослаблении гаек на пальцах шаровых тяг или болтов крепления рулевого механизма;
  • стук во время движения на небольшой скорости свидетельствует о проблемах с рулевыми наконечниками;
  • «закусывание» рулевого колеса в крайних положениях говорит об изгибе рейки или ее неправильной регулировке;
  • течь в рейке является следствием выработки верхнего сальника.

Люфт в рулевом управлении и понятие суммарности в люфте

Вообще, люфт считается вполне допустимым явлением при работе любых механизмов, в том числе и рулевого управления (РУ). Означает данное понятие свободный ход или минимально необходимое движение передающего элемента (в данном случае — рулевого колеса) для получения отклика управляемого элемента (в данном случае – управляемой колесной пары автомобиля). Естественно, что чем больше люфт, тем больше усилий необходимо приложить к передающему элементу. То есть слишком большой люфт приводит к снижению КПД работы РУ. Поэтому было введено понятие суммарного люфта рулевого управления автомобиля.

Суммарный люфт равен углу поворота руля от положения, которое соответствует началу поворота управляемой колесной пары в одну сторону, до положения, которое соответствует началу ее поворота в противоположную сторону от положения, соответствующего движению автомобиля в прямом направлении.

Для легковых автомобилей он не должен превышать 10 градусов, для автобусов – 20 градусов, а для грузовиков – 25 градусов. Причиной возникновения люфта может быть как естественный физический износ элементов рулевого управления, так и некачественно проведенный ремонт или поломка какой-либо детали механизма.

Ремонт рулевого управления своими руками и в автосервисе

Некоторые неисправности РУ можно устранить собственными силами без привлечения специалистов со стороны. Например, ремонт рулевой колонки. Чаще всего, данную деталь приходиться снимать с автомобиля для дальнейшего визуального осмотра и выявления неисправного элемента. Разбирать рулевую колонку нужно в соответствии с руководством по эксплуатации автомобиля. Иногда, правда, целесообразнее заменить деталь целиком, чем заниматься ремонтом, который отнимет много времени и сил.

Наиболее уязвимой деталью РУ из-за состояния дорог в России и странах СНГ являются рулевые наконечники. Они довольно часто выходят из строя и нуждаются в замене. Сложность заключается в том, что в ходе эксплуатации эта деталь сильно «прикипает» и снять ее подручными средствами очень сложно. Помочь в этом может специальный съемник для рулевых наконечников шаровых опор, найти который можно практически в любом магазине запчастей. В остальном замена наконечников не вызовет особых затруднений. Главное, не забывать, что все работы по устранению неполадок РУ, особенно на современных авто, должны производиться при снятой «минусовой» клемме аккумулятора.

Однако такие работы как замена или ремонт ГУРа, рулевой рейки, трапеции, «червяка» требуют привлечения специалистов, поэтому лучше обратиться за помощью в автосервис. Обязательно следует отметить, что любое вмешательство в рулевой механизм и рулевой привод автомобиля требует дальнейшей регулировки развал/схождения колес, которое производится в автосервисах на специальных стендах.

Замена узлов рулевого управления — средние цены по России и СНГ

Если часть работ по ремонту и обслуживанию РУ можно выполнить без потерь в их качестве и самостоятельно, то некоторые операции, как уже говорилось выше, лучше всего доверить специалистам, а некоторые неполадки и вовсе не поддаются устранению своими силами (например, регулировка развал/схождения).

Стоимость работ в автосервисах во многом зависит от конкретной марки и модели автомобиля, а также серьезности поломки. В среднем же, в наши дни стоимость некоторых работ, связанных с обслуживанием и ремонтом рулевого управления, в автомастерских России и СНГ в перерасчете на российские рубли такова:

  • замена рулевого механизма, имеющего усилитель руля – от 700 рублей;
  • замена силового цилиндра – от 500 рублей;
  • замена рулевого редуктора – от 1 000 рублей;
  • замена рулевых наконечников – от 400 рублей;
  • замена шланга гидроусилителя – от 500 рублей;
  • замена маятника – от 500 рублей;
  • замена рулевого карданчика – от 1 000 рублей;
  • замена трапеции – от 1 500 рублей;
  • замена ГУР – от 800 рублей;
  • замена рулевой рейки – от 2 000 рублей;
  • регулировка рулевой рейки – от 200 рублей;
  • ремонт рулевой рейки без снятия механизма с авто – от 1 000 рублей;
  • замена рулевой трапеции – от 1 000 рублей;
  • замена пыльников рулевого механизма – от 1 800 рублей;
  • регулировка развал/схождения – от 700 рублей.

Все цены приведены без учета стоимости заменяемых деталей и узлов.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *