Назначение рулевого управления, устройство и принцип работы рулевого управления с гидроусилителем руля

Рулевое управление служит для изменения направления движения автомобиля или колесного трактора. Основным способом изменения направления движения является поворот в горизонтальной плоскости передних направляющих колес относительно задних ведущих колес. Рулевое управление должно быть легким и удобным, обеспечивать правильную кинематику поворота и безопасность движения.

Качение колес на повороте должно происходить без проскальзывания и бокового скольжения. Для этого они должны перемещаться по окружностям, описанным из одного центра поворота О (рис1)

O – центр поворота, α, β – углы поворота колес, B – расстояние между цапфами колес, R – радиус поворота, L – расстояние между осями колес.

Центр поворота представляет собой точку пересечения продолжения осей всех колес. При повороте внешнее колесо по отношению к центру поворота должно быть повернуто на несколько меньший угол, чем внутреннее. В противном случае поворот будет неизбежно сопровождаться боковым проскальзыванием передних колес. Радиус R поворота автомобиля зависит от его базы L и углов поворота колес α и β. Чем меньше база автомобиля или трактора и больше углы поворота колес, тем меньше радиус поворота.

Рулевое управление состоит из рулевого механизма, рулевого привода и усилителя рулевого управления.

Рулевой механизм превращает вращательное движение рулевого вала в качательное движение сошки и увеличивает усилие, передаваемое от рулевого колеса к рулевой сошке. Рулевые механизмы бывают шестеренные, червячные, винтовые, реечные и комбинированные.

Наиболее распространены червячные рулевые механизмы, обладающие малыми габаритами и большими передаточными числами (i = 15–40). Червячные пары выполняют в виде червяка и червячного колеса или сектора, а также в виде глобоидального червяка и двух-, трехгребневого ролика.

Рулевой привод служит для передачи усилия от рулевого механизма к колесам и для обеспечения правильного взаимного расположения колес при повороте. Рулевой привод может быть механическим и гидравлическим. Гидравлический привод применяется на тракторах, поворот которого осуществляется за счет перемещения полурам (мостов), требующего приложения больших усилий. Механический рулевой привод представляет собой систему тяг и рычагов, образующих шарнирный четырехзвенный механизм, состоящий из передней оси, поперечной рулевой тяги и двух поворотных рычагов, жестко связанных с поворотными цапфами колес.

Усилитель рулевого управления устанавливается для облегчения работ

ы водителя, сокращения времени поворота и снижения усилия на рулевом колесе. Наибольшее распространение получили гидроусилители с независимым питанием и питанием от общей гидросистемы трактора.

По конструкции силового элемента гидроусилители могут быть с отдельным силовым цилиндром и с силовым цилиндром, совмещенным с рулевым механизмом.

По взаимному расположению рулевого колеса и рулевого механизма различают управления с совмещенными рулевым колесом и рулевым механизмом (Т-150К, ЛТ-157, К-703) или с раздельными. В первом варианте ведущий элемент рулевого механизма установлен на нижнем конце вала рулевого колеса, а во втором – соединен с ним карданной передачей.

Устройство и принцип работы рулевого управления с гидроусилителем руля. В целях уменьшения усилия, затрачиваемого на поворот рулевого колеса, смягчения ударов, передающихся на рулевое колесо при наезде управляемых колес на неровности дороги, и повышения безопасности при разрыве шин переднего колеса в конструкцию рулевого управления многих автомобилей и тракторов вводят специальные усилители. Усилители бывают гидравлические и пневматические. В рулевом управлении с гидроусилителем последний устанавливается, как правило, в рулевом механизме (рис). Движение от рулевого колеса 1 передается сошке 5 через вал 12, расположенный в колонке 2, карданную передачу 13, детали гидроусилителя 10 и поворотный вал 16 сошки. Рулевое колесо и рулевой механизм раздельного типа.

1 – рулевое колесо, 2 – зубчатый сектор, 3 – гидроусилитель,

4 – поршень-рейка, 5 – винт гидроусилителя, 6 – карданная передача, 7 – вал рулевого колеса, 8 – рулевая колонка, 9 – поворотный вал сошки, 10 – поворотный рычаг, 11 – сошка, 12 – передняя ось, 13 – поперечная тяга, 14 – цапфа колеса.