Схема рулевого управления: виды, устройство и принцип работы — Официальная продажа грузовиков MAN и Mercedes, а также полуприцепов Wielton и Shmitz по России

Содержание

Устройство автомобиля. Принцип работы рулевого механизма

Существует несколько типов рулевого механизма Вам известно, что при повороте руля поворачиваются колеса автомобиля. Но между поворотом руля и поворотом колес происходят определенные действия.

В этой статье мы рассмотрим особенности двух наиболее распространенных типов рулевого механизма: реечный рулевой механизм и рулевой механизм с шариковой гайкой. Также мы расскажем о рулевом управлении с гидроусилителем и узнаем об интересных технологиях развития систем рулевого управления, позволяющих сократить расход топлива. Но, прежде всего, мы рассмотрим, как происходит поворот. Не все так просто, как может показаться.

Поворот автомобиля

Возможно, Вы удивитесь, узнав, что при повороте колеса на передней оси проходят по различной траектории.

Для обеспечения плавного поворота, каждое колесо должно описать разную окружность. В связи с тем, что внутреннее колесо описывает колесо меньшего радиуса, оно совершает более крутой поворот, чем внешнее. Если провести перпендикуляр к каждому колесу, линии будут пересекаться в центральной точке поворота. Геометрия поворота заставляет внутреннее колесо поворачиваться сильнее, чем внешнее.

Существует несколько типов рулевого механизма. Наиболее распространенными являются реечный рулевой механизм и рулевой механизм с шариковой гайкой.

Реечный рулевой механизм

Реечный рулевой механизм широко используется в легковых автомобилях, грузовиках малой грузоподъемности и внедорожниках. Фактически, этот механизм довольно прост. Реечные шестерни расположены в металлической трубке, с каждой стороны которой выступает рейка. Рулевой наконечник соединяется с каждой стороной рейки.

Ведущая шестерня сопряжена с валом рулевого механизма. Когда Вы поворачиваете руль, шестерня начинает вращаться и приводит рейку в движение. Рулевой наконечник на конце рейки соединяется с рулевой сошкой на шпинделе (см. рисунок).

Функции зубчатой рейки с шестерней заключаются в следующем:

Она преобразует вращательное движение рулевого колеса в прямолинейное движение, необходимое для поворота колес.
Она обеспечивает передаточное отношение для облегчения поворота колес.

Большинство автомобилей устроены так, что потребуется от трех до четырех полных оборотов руля, чтобы развернуть колеса от упора до упора.

Передаточное отношение рулевого механизма — это отношение градуса поворота руля к градусу поворота колес. Например, если один полный оборот руля (360 градусов) поворачивает колесо на 20 градусов, тогда передаточное отношение рулевого механизма составляет 18:1 (360 разделить на 20). Чем выше отношение, тем больше градус поворота руля. При этом, чем выше отношение, тем меньше усилий требуется приложить.

Как правило, у легких спортивных автомобилей передаточное отношение рулевого механизма ниже, чем у крупных автомобилей и грузовиков. При низком передаточном отношении у рулевого механизма более быстрый отклик, поэтому Вам не нужно с усилием крутить руль чтобы выполнить поворот. Чем меньше автомобиль, тем меньше его масса, и, даже при низком передаточном отношении, не требует прилагать дополнительное усилие для поворота.

Также существуют автомобили с переменным передаточным отношением рулевого механизма. В этом случае у зубчатой рейки с шестерней разный шаг зубьев (число зубьев на дюйм) в центре и по бокам. В результате, автомобиль реагирует на поворот руля быстрее (рейка расположена ближе к центру), а также снижается усилие при повороте руля до упора.

Реечный рулевой механизм с усилителем

При наличии реечного рулевого механизма с усилителем, рейка имеет немного другую конструкцию. Часть рейки включает цилиндр с поршнем посередине. Поршень соединен с рейкой. С обеих сторон поршня имеются два отверстия. Подача жидкости под высоким давлением на одну из сторон поршня приводит поршень в движение, он поворачивает рейку, обеспечивая усиление рулевого механизма.

Далее в статье мы рассмотрим компоненты усилителя. Но прежде мы расскажем о другом типе рулевого механизма.

Рулевой механизм с шариковой гайкой

Рулевой механизм с шариковой гайкой можно встретить на многих грузовиках и внедорожниках. Данная система немного отличается от реечного механизма.

Рулевой механизм с шариковой гайкой включает червячную передачу. Условно червячную передачу можно разделить на две части. Первая часть представляет собой металлически блок с резьбовым отверстием. Данный блок имеет зубья с наружной стороны, которые сопрягаются с шестерней, которая приводит в движение рулевую сошку (см. рисунок). Рулевое колесо соединено с резьбовым стержнем, похожим на болт, установленным в резьбовое отверстие блока. Когда рулевое колесо вращается, болт поворачивается вместе с ним. Вместо того, чтобы вкручиваться в блок, как обычные болты, этот болт закреплен так, что, когда он вращается, он приводит в движение блок, который, в свою очередь, приводит в движение червячную передачу.

Болт не соприкасается резьбой с блоком, поскольку она заполнена шарикоподшипниками, циркулирующими по механизму. Шариковые подшипники используются для двух целей: Они снижают трение и износ передачи, а также снижают загрязнение механизма. Если в рулевом механизме не будет шариков, на какое-то время зубья не будут соприкасаться друг с другом и Вы почувствуете что руль потерял жесткость.

Гидроусилитель в рулевом механизме с шариковой гайкой функционирует точно так же, как и в реечном рулевом механизме. Усиление обеспечивается подачей жидкости под высоким давлением на одну из сторон блока.

Далее мы рассмотрим компоненты гидроусилителя.

Гидроусилитель руля

Помимо самого рулевого механизма, гидроусилитель включает несколько основных компонентов.

Насос

Пластинчатый насос снабжает рулевой механизм гидравлической энергией (см. рисунок). Двигатель приводит насос в действие при помощи ремня и шкива. Насос включает утапливаемые лопатки, вращающиеся в камере овальной формы.

При вращении лопатки выталкивают гидравлическую жидкость низкого давления из обратной магистрали в выпускное отверстие под высоким давлением. Сила потока зависит от количества оборотов двигателя автомобиля. Конструкция насоса обеспечивает необходимый напор даже на холостых оборотах. В результате, насос перемещает большее количество жидкости при работе двигателя на более высоких оборотах.

Насос имеет предохранительный клапан, обеспечивающий надлежащее давление, что особенно важно при высоких оборотах двигателя, когда подается большой объем жидкости.

Поворотный клапан

Гидроусилитель должен помогать водителю только при приложении силы к рулевому колесу (при повороте). При отсутствии усилия (например, при движении по прямой), система не должна обеспечивать помощь. Устройство, определяющее приложение силы к рулевому колесу, называется поворотный клапан.

Основным компонентом поворотного клапана является торсион. Торсион представляет собой тонкий металлический стержень, который поворачивается под действием крутящего момента. Верхний конец торсиона соединен с рулевым колесом, а нижний с шестерней или червячной передачей (которая поворачивает колеса), при этом крутящий момент торсиона равен крутящему моменту, прилагаемого водителем для поворота колес. Чем выше прилагаемый крутящий момент, тем больше поворот торсиона. Входная часть вала рулевого механизма формирует внутреннюю часть поворотного клапана. Также он соединен с верхней частью торсиона. Нижняя часть торсиона соединена с внешней частью поворотного клапана. Торсион также вращает шестерню рулевого механизма, соединяясь с ведущей шестерней или червячной передачей, в зависимости от типа рулевого механизма.

При повороте торсион вращает внутреннюю часть поворотного клапана, внешняя часть при этом остается неподвижной. В связи с тем, что внутренняя часть клапана также соединена с рулевым валом (и, следовательно, с рулевым колесом), количество оборотов внутренней части клапана зависит от крутящего момента, прилагаемого водителем.

Когда руль неподвижен, обе гидравлические трубки обеспечивают равное значение давления на шестерню. Но при повороте клапана каналы открываются для подачи жидкости под высоким давлением к соответствующей трубке.

Практика показала не самую высокую эффективность такого типа усилителя рулевого управления.

Инновационные усилители руля

В связи с тем, что насос рулевого механизма с гидроусилителем на большинстве автомобилей непрерывно перекачивает жидкость, он расходует мощность и топливо. Логично рассчитывать на ряд нововведений, которые позволят повысить экономию топлива. Одной из самых удачных идей является система с компьютерным управлением. Эта система полностью исключает механическую связь между рулевым колесом и рулевым механизмом, заменяя ее электронной системой управления.

Фактически руль работает так же, как руль для компьютерных игр. Руль будет оснащен датчиками для подачи автомобилю сигналов о направлении движения колес и моторами, обеспечивающими отклик на действия автомобиля. Выходные данные таких датчиков будут использоваться для управления рулевым механизмом с электроприводом. В этом случае устраняется необходимость наличия рулевого вала, что увеличивает свободное пространство в моторном отсеке.

General Motors представила концепт-кар Hy-wire, на котором уже установлена такая система. Отличительной особенностью такой системы с электронным управлением от GM является то, что Вы можете сами настроить управляемость автомобиля с помощью нового компьютерного программного обеспечения без замены механических компонентов. В автомобилях с электронным управлением будущего Вы сможете подстроить систему контроля под себя нажатием лишь нескольких кнопок. Все очень просто! За последние пятьдесят лет система рулевого управления не сильно изменились. Но в следующем десятилетии наступит эпоха более экономичных автомобилей

Рулевое управление автомобиля

Механизмы управления автомобиля — это механизмы, которые предназначены обеспечивать движение автомобиля в нужном направлении, и его замедление или остановку в случае необходимости. К механизмам управления относятся рулевое управление и тормозная система автомобиля.

Рулевое управление автомобиля — это совокупность механизмов, служащих, для поворота управляемых колес, обеспечивает движение автомобиля в заданном направлении. Передачу усилия поворота рулевого колеса к управляемым колесам обеспечивает рулевой привод. Для облегчения управления автомобилем применяют усилители руля, которые делают поворот руля легким и комфортным.

Устройство рулевого управления:

1 — поперечная тяга; 2 — нижний рычаг; 3 — поворотная цапфа; 4 — верхний рычаг; 5 — продольная тяга; 6 — сошка рулевого привода; 7 — рулевая передача; 8 — рулевой вал; 9 — рулевое колесо.

Принцип работы рулевого управления

Каждое управляемое колесо установлено на поворотном кулаке, соединенном с передней осью посредством шкворня, который неподвижно крепится в передней оси. При вращении водителем рулевого колеса усилие передается посредством тяг и рычагов на поворотные кулаки, которые поворачиваются на определенный угол (задает водитель), изменяя направление движения автомобиля.

Механизмы управления, устройство

Рулевое управление состоит из следующих механизмов :

1. Рулевой механизм — замедляющая передача, преобразовывающая вращение вала рулевого колеса во вращение вала сошки. Этот механизм увеличивает прикладываемое к рулевому колесу усилие водителя и облегчает его работу.
2. Рулевой привод — система тяг и рычагов, осуществляющая в совокупности с рулевым механизмом поворот автомобиля.
3. Усилитель рулевого привода (не на всех автомобилях) — применяется для уменьшения усилий, необходимых для поворота рулевого колеса.

Устройство рулевого управления

1 – Рулевое колесо; 2 – корпус подшипников вала; 3 — подшипник; 4 – вал колеса рулевого управления; 5 – карданный вал рулевого управления; 6 – тяга рулевой трапеции; 7 — наконечник; 8 — шайба; 9 – палец шарнирный; 10 – крестовина карданного вала; 11 – вилка скользящая; 12 – наконечник цилиндра; 13 – кольцо уплотнительное; 14 – гайка наконечника; 15 — цилиндр; 16 –поршень со штоком; 17 – кольцо уплотнительное; 18 – кольцо опорное; 19 — манжета; 20 – кольцо нажимное; 21 — гайка; 22 – муфта защитная; 23 – тяга рулевой трапеции; 24 — масленка; 25 – наконечник штока; 26 – кольцо стопорное; 27 — заглушка; 28 – пружина; 29 – обойма пружины; 30 – кольцо уплотнительное; 31 – вкладыш верхний; 32 – палец шаровый; 33 – вкладыш нижний; 34 — накладка; 35 – муфта защитная; 36 – рычаг поворотного кулака; 37 – корпус поворотного кулака.

Рулевое управление. Назначение и устройство

Назначение рулевого управления

Для осуществления движения транспортного средства (ТС) по выбираемой водителем траектории служит рулевое управление (РУ), конструкция которого во многом определяет безопасность движения и утомляемость водителя. К рулевому управлению ТС предъявляются специфические требования, основными из которых являются:

обеспечение высокой маневренности ТС
легкость управления (за счет применения усилителей рулевого управления)
обеспечение по возможности чистого качения (без бокового скольжения) всех колес ТС при поворотах (за счет правильной конструкции привода)
автоматическая стабилизация управляемых колес, т.е. возвращение их в состояние прямолинейного движения после снятия воздействия со стороны водителя
необратимость рулевого управления — отсутствие передачи ударов управляемых колес о неровности дороги на руки водителя
обеспечение следящего действия (любое воздействие водителя на рулевое управление должно вызывать соответствующее изменение направления движения)

Рис. Рулевое управление:
1 — масляный радиатор; 2, 4 — валы; 3 — рулевая колонка; 5 — рулевое колесо; 6 — насос гидроусилителя руля; 7 — рулевой механизм; 8 — сошка

Система рулевого управления представляет собой совокупность устройств, служащих для поворота управляемых колес автомобиля при воздействии водителя на рулевой управляющий орган (рулевое колесо).

Устройство рулевого управления

Рассмотрим устройство рулевого управления колесных машин с управляемыми колесами. Конструктивно рулевое управление состоит из:

рулевого механизма;
усилителя;
рулевого привода.

Компоновка рулевого управления грузового автомобиля с управляемыми колесами первой оси (КамАЗ, МАЗ) показана на рисунке. Использование регулируемых рулевых колонок позволяет менять угол наклона ступенчато, как правило, с шагом 5° в пределах до 40°. Рулевое управление с передними управляемыми колесами применяется у двух- и трехосных автомобилей. Компоновка и конструкция рулевого управления сравнительно просты и принципиально могут быть сведены к схемам, приведенным на рисунке.

Рис. Схемы рулевого управления автомобилей с управляемыми колесами передней оси:
а — с задней неразрезной трапецией; б — с разрезной трапецией и маятниковым рычагом; в — с реечным рулевым механизмом; г — с разрезной трапецией и двумя маятниковыми рычагами; д — с расчлененным рулевым валом; е — с передней неразрезной трапецией; ж — с разрезной трапецией и двумя маятниковыми рычагами, направленными назад; з — с неразрезной трапецией и одним маятниковым рычагом; и — с неразрезной трапецией и объединенным рулевым усилителем; к — с неразрезной трапецией и раздельным рулевым усилителем

На четырехосных автомобилях чаще всего устанавливают рулевое управление с поворотом колес первой и второй осей, первой и четвертой, либо всех осей.

Для многоосных (шестиосных) шасси большой грузоподъемности используют рулевое управление с поворотом колес первых трех осей (в последних схемах для повышения маневренности применяют поворотные колеса самоустанавливающегося типа на шестой оси). При прямолинейном движении автомобиля самоустанавливающиеся колеса, связанные друг с другом приводом, блокируются специальным устройством. При движении в повороте с повышенной кривизной траектории эти колеса разблокируются и свободно поворачиваются в режиме слежения.

Видео: Рулевое управление

ОСНОВНЫЕ СХЕМЫ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ И ЕГО РУЛЕВОГО МЕХАНИЗМА

Одна из базовых систем любого автомобиля – рулевое управление. Его механизмы, узлы и агрегаты следует поддерживать в исправном состоянии, чтобы препятствовать неуправляемому движению автомобиля что неизменно приводит к аварийной ситуации. Поэтому нужно периодическое техническое обслуживание этой системы, а если потребуется и ремонт.

Все запасные части, востребованные в ходе подобных операций, предлагаем приобрести в нашем автомагазине Part-Auto.ru. Перечень комплектующих деталей, востребованных в ходе обслуживания и восстановления рулевого управления, во многом зависит от его конструкционных особенностей на отдельно взятой модели автомобиля. Об этом подробнее в серии наших статей о конструкционных особенностях рулевого управления. В этом материале расскажем об общей схеме и расскажем о рулевом механизме.

Назначение и общая конструкционная схема рулевого управления

Начнем с того что рулевое управление отвечает за управляемость автомобиля, в том числе при выполнении разнообразных маневров и вхождении в повороты. То есть это те ситуации, когда нарушается прямолинейная траектория передвижения в полной зависимости от конфигурации дорог и текущей ситуации на них. Работа системы основана на использовании совокупности взаимодействующих между собой механизмов и узлов. Основных групп три:

рулевое колесо, обычное или многофункциональное, оснащенное рядом функций, обеспечивающих безопасность эксплуатации и необходимых для управления целым рядом систем, именно через руль передается физическое усилие, прилагаемое шофером, на рулевую колонку;
рулевая колонка, промежуточное звено, передающее усилие от баранки непосредственно на рулевой механизм;
рулевой механизм, совокупность деталей и узлов, обеспечивающих передачу и преобразование усилия от колонки прямо на привод;
рулевой привод, последнее звено цепи, он необходим для передачи заданного усилия от рулевого механизма на передние колеса (существуют системы подруливания колес на задней оси, но это отдельный разговор).

И еще на современных легковых машинах устанавливается той или иной конструкции усилитель руля, дополнительный элемент рулевого управления. Вот все эти компоненты в той или иной мере подвержены поломкам, износу, из-за чего появляется люфт рулевого управления и может теряться его информативность, вплоть до полной потери управления автомобилем. Особенно критично когда это происходит на высокой скорости движения. В исправном состоянии необходимо поддерживать все компоненты рулевого управления, но мы поговорим в рамках обзора только о рулевом механизме.

Классификация рулевых механизмов

Обслуживание и ремонт рулевого механизма, специфика подбора запасных частей зависит от выбранной конструкционной схемы. В той или иной мере используется множество решений, среди основных отметим:

реечный, такая схема именуется «шестерня-рейка», используется на преобладающем числе современных легковых машин, за исключением внедорожников и ряда спортивных модификаций;
червячный, очень вариативное в конструкционном плане решение, зачастую это схема «червяк-ролик»;
винтовой, ранее это решение применялось очень часто, схем множество, основная «винт-гайка».

В большинстве случаев обращаются к нам в магазин именно по поводу восстановления реечного рулевого механизма и его компонентов. Если потребуется, подберем зубчатую рейку, приводной вал и шестерню, а еще компоненты рулевого привода, работающего в паре, например, наконечники рулевой тяги, сами тяги и пыльники. Сама схема достаточно проста. Находящаяся на приводном валу шестерня в постоянном сцеплении находится с зубчатой рейкой. Вращается руль, движение передается на вал, тот на шестерню, которая двигает рейку в левую или правую сторону. Зачастую в этой схеме используется усилитель, ставится либо на вал, либо на рейку. А рейка в свою очередь приводит в действие компоненты рулевого привода, заставляющие вращаться передние колеса в ту или иную сторону.

Червячный рулевой механизм удел тяжелых внедорожников, пикапов и раритетных моделей. В ходе его обслуживания и ремонта рекомендуем обращаться к нам по поводу покупки рычагов (порой ставятся маятниковые), рулевых тяг, картера, рулевого вала, червяк (глобоидный) и все узлы в комплекте. Принцип работы немного отличается, используется так называемая рулевая трапеция, взаимодействующая с передними колесами. Схема сложная, но более надежная.

Винтовая схема рулевого механизма встречается редко, но когда потребуется то постараемся подобрать для обслуживания и ремонта такого рулевого управления рулевую сошку, картер, гайку, винт, зубчатый сектор и иные детали. Если говорить о принципе работы схемы «винт-гайка», то она практически аналогична схеме «червяк-ролик». Используется та же рулевая трапеция, только приводится она в действие по-другому, усилие на зубчатый сектор и рулевые сошки передается немного иначе. Такая схема удел полноразмерных моделей F и E класса в премиальном сегменте.

Потребуются запчасти для ремонта и обслуживания рулевого механизма, вне зависимости от его конструкционной схемы – обращайтесь к нам в автомагазин Part-Auto.ru. Поможем выбрать запчасти, жидкости, если нужно оформим доставку под заказ, проследим за выполнением заявки. Следите за рулевым управлением и его рулевым механизмом – это одно из ключевых условий безопасной эксплуатации любого автомобиля.

Общее устройство и принцип работы рулевого управления автомобиля

Рулевое управление автомобиля – система, отвечающая за передвижение в выбранном водителем направлении. Наряду с тормозами, это важнейшие элементы контроля и безопасности движения авто. Исторически применялись различные виды рулевого управления, среди которых встречались:

червячный тип – обеспечивает повышенную маневренность за счет возможности поворота колес на большие углы, мало подвержен ударным нагрузкам. К недостаткам относят конструктивную сложность и недостаточный комфорт при управлении.
винтовой тип – схожий с червячным управлением, чаще применяется в крупногабаритной технике за счет того, что позволяет создать большее усилие на руль.
реечный тип – практически повсеместно устанавливается на легковые автомобили. Обеспечивает легкость и безопасность управления, при этом имеет достаточно простую конструкцию. Его единственный недостаток — чувствительность к повышенным ударным нагрузкам. На нем проще всего объяснить принцип работы рулевого управления.

Основная конструкция

Устройство рулевого управления автомобиля любого типа имеет общие черты, которые отражены в его конструкции. Независимо от марки, типа и назначения, система рулевого управления состоит из:

Рулевого колеса, с помощью которого водитель непосредственно управляет системой и задает нужное направление движения. Часто оснащается кнопками сигнала, управления мультимедийной системой, в него может встраиваться и подушка безопасности.
Рулевой колонки или вала, передающей усилие от рулевого колеса на элементы рулевого механизма. Чаще всего – это вал с шарнирным или карданным соединением, со специальными фиксирующими элементами. Возле рулевой колонки расположен замок зажигания.
Рулевого механизма, преобразовывающего поворот руля в поворот привода колес. Это редуктор, с заданным передаточным числом. Для повышения эффективности может оснащаться усилителем.
Рулевого привода, передающего заданное усилие непосредственно на рулевые кулаки колес.

Для повышения комфорта водителя рулевое управление может оснащаться дополнительными амортизаторами, электронными, гидравлическими и другими системами.

Принцип работы

Принцип действия рулевого управления достаточно прост и базируется на правилах работы рычагов и передаточных механизмов. Рулевое колесо крепится на верхнюю часть вала и жестко закрепляется на нем. На нижней части вала так же жестко закрепляется шестерня. В результате вращение руля усилие и угол поворота точно передается на нижнюю часть вала, заставляя таким же образом проворачиваться и шестерню.

Шестерня через пазы, соответствующие ее зубцам, соединена с металлической рулевой рейкой. Поэтому данные механизмы рулевого управления называются реечными. С помощью болтов или резьбового соединения на рейке закрепляются рулевые тяги, представляющие собой прочные цельнометаллические валы.

На тяги наворачивается важнейший элемент, от которого зависит работа рулевого управления автомобиля – рулевые наконечники. В них установлены рулевые пальцы, которые вставляются в рычаги поворотных кулаков, закрепляясь гайкой.

В поворотные кулаки вставляются колесные ступицы, тормозные диски и управляющие колеса автомобиля. Таким образом, усилие от руля через систему рычагов передается для их поворота на нужный угол.

Особенности конструкции, обеспечивающие долговечность и безопасность работы

Чтобы исключить попадание влаги и грязи, механизм рулевой рейки и шестерни закрывается кожухом. Это позволяет избежать неисправности рулевого управления, связанной с преждевременным износом этого узла, который подвергается повышенным нагрузкам. Для его герметизации дополнительно устанавливают резиновые пыльники. Чтобы облегчить управление автомобилем, на рулевой механизм дополнительно может ставиться гидравлический или электрический усилитель.

Важная деталь системы управления — рулевой наконечник, состоящий из рулевого пальца, укрепленного между верхним и нижним вкладышем. Чтобы они обжимали палец, в верхней части наконечника устанавливается пружина и конструкция плотно затягивается. Для защиты от пыли и влаги на наконечник устанавливают резиновый пыльник.

Сам палец затягивается в рычаг поворотного кулака специальной корончатой гайкой, чтобы она была зафиксирована на пальце. Гайка сначала затягивается, потом одна из прорезей короны совмещается с отверстием на пальце и шплинтуется. В некоторых моделях вместо этой системы используются самоконтрящиеся гайки.

Такая конструкция позволяет передавать усилие с рулевого колеса на механизм синхронно. Но в результате эксплуатации, сильных динамических ударов и стандартного износа, вкладыши разбиваются пальцем, и появляется люфт рулевого управления. Это приводит к тому, что усилие с рулевого колеса передается с запаздыванием, не синхронно.

При длительной эксплуатации это явление проявляется на обоих наконечниках и реечном соединении, это называется суммарный люфт в рулевом управлении. Определить его можно по величине свободного хода руля, когда он поворачивается, а усилие на управляющие колеса не передается. Большой суммарный люфт говорит о сильном износе рулевого управления и необходимости его ремонта.

Важным моментом ухода за рулевым управлением является отслеживание цельности резиновых пыльников. Попадание пыли и грязи в защищаемые ними элементы приводит к их быстрому износу. Их своевременная замена позволяет избежать дорогостоящего ремонта.

В автомобилях рулевой вал не является цельной конструкцией, он состоит из трех частей – вал рулевого колеса, рулевого механизма и карданной передачи. Такая конструкция позволяет регулировать руль по высоте. Для фиксации настроек используется специальный фиксатор.

Заключение

Значения рулевого управления автомобиля является определяющим для безопасного передвижения. Его неожиданная поломка в большинстве случаев приводит к серьезным авариям. Если это случилось, требуется немедленно остановиться и вызвать эвакуатор, который доставит машину в гараж или на СТО. Чтобы этого не случилось, нужно делать своевременную диагностику этого узла.

Каждый водитель должен самостоятельно следить за состоянием рулевого управления своего автомобиля. Его суммарный люфт не должен превышать нормы, допустимой производителем, при повороте рулевого колеса не должно быть никаких посторонних звуков. Периодически нужно осматривать пыльники, а при их повреждении немедленно делать замену. В этом случае неприятностей с этим важнейшим узлом можно будет избежать.

Рулевое управление автомобиля — назначение и устройство

Назначение рулевого управления

Рулевое управление предназначено для изменения направления движения автомобиля. Обычно управляемыми являются колеса передней оси, но это преимущественно на легковых автомобилях. Иногда для улучшения управляемости автомобиля и сохранения над ним полного контроля его делают полноуправляемым, то есть управляемыми являются не только основные передние колеса – задние также имеют возможность отклоняться на определенный угол.

Рулевое управление может быть с усилителем или без него, может устанавливаться на поперечине кузова в моторном отсеке или на подрамнике (практически на всех современных автомобилях).

Устройство рулевого управления

Рисунок 8.1 Пример рулевого механизма.
1 – рулевое колесо; 2 – гайка крепления рулевого колеса; 3 – верхний кожух рулевой колонки; 4 – шестерня рулевого редуктора; 5 – фланец рулевого вала; 6 – рулевой вал; 7 – труба рулевого вала; 8 – нижний кожух рулевой колонки; 9 – шаровой шарнир; 10 – наконечник рулевой тяги; 11 – пыльник; 12 – рейка рулевого редуктора; 13 – болт крепления рулевой тяги; 14 – стопорная пластина; 15 – рулевая тяга; 16 – поворотный рычаг передней стойки.

Рулевое колесо и рулевая колонка

Садясь в автомобиль на место водителя, первое, что вы видите, — это рулевое колесо. Вращая его в ту или иную сторону, вы направляете автомобиль. Ничего в рулевом колесе (или руле) сложного нет… если это, конечно, руль автомобиля самой простой комплектации. В современных автомобилях руль — это и место для установки подушки безопасности, и пульт управления аудиосистемой вместе с телефоном, также это контроллер для управления бортовым компьютером. Рулевое колесо современного автомобиля иногда бывает попросту перегружено всяческими переключателями и кнопками, которые имеют различное назначение.

Рулевая колонка, это, по сути, два вала (реже один), соединенных между собой универсальными шарнирами (похожими на карданные). Она призвана передавать вращение от рулевого колеса к рулевому механизму. На многих нынешних автомобилях предусмотрена регулировка угла наклона рулевого колеса и расстояния его вылета. Другими словами, вы можете, перемещая рулевое колесо вверх/вниз и на себя/от себя, установить то положение, которое наиболее близко к идеальному, согласно вашим пожеланиям.

Примечание
Для обеспечения высоких показателей пассивной безопасности, к проектированию рулевой колонки относятся так же серьезно, как и, например, к проектированию сиденья. Это связано с тем, что при фронтальном столкновении рулевое колесо не должно смещаться более, чем это допустимо. Поэтому при столкновении рулевая колонка должна складываться или ломаться в определенных местах.

Рулевой механизм

На современных легковых автомобилях применяются два самых распространенных типа рулевых механизмов: червячный и реечный.

Интересно
Огромное значение имеет место расположения на подрамнике рулевого механизма относительно воображаемой оси управляемых колес. Так, установка рулевого механизма за передней осью или перед ней в итоге может кардинально изменить поведение автомобиля на дороге, поэтому конструкторы при проектировании автомобиля подходят к этому вопросу очень серьезно.

Червячный рулевой механизм

Если рулевой механизм червячный, то он состоит из глобоидного червяка и углового сектора, на который установлен ролик. К угловому сектору подсоединен вал, а на валу закреплена сошка. Перемещение сошки передается на рулевую трапецию, которая состоит из рулевых тяг. Тяги, перемещаясь, поворачивают колеса в ту или иную сторону. Устройство рулевого механизма показано на рисунке 8.2. Сейчас автомобили с червячным рулевым механизмом встречаются все реже.

Рисунок 8.2 Червячный рулевой механизм.

Червячная передача – это такой тип передачи, в которой имеется червяк, представляющий собой резьбовую часть болта, но только с увеличенными во много раз витками, и шестерня, входящая в зацепление с этим червяком.

Глобоидным червяк называется из-за своей формы: его профиль вогнутый, как показано на рисунке 8.3.

Рисунок 8.3 Внешний вид глобоидного червяка.

Реечный рулевой механизм

Теперь опишем реечный рулевой механизм (рисунок 8.4). Он состоит из шестерни и зубчатой рейки. Шестерня соединена с валом рулевой колонки, а рейка через тяги – с поворотными кулаками колес.

Рисунок 8.4 Реечный рулевой механизм.

Интересно
Иногда зубья на рейке наносят с переменным шагом (рисунок 8.5). Делают это для того, чтобы получить подобие активного рулевого управления для получения сочетания таких противоречивых показателей, как управляемость и комфорт. Так, для того чтобы при парковке водитель не вращал рулевое колесо на 5—10 оборотов в угоду легкости, желательно, чтобы число оборотов от упора до упора составляло как можно меньше – один, а то и пол-оборота. Но если от правого крайнего положения руля до левого будет всего один оборот, то рулевое управление будет довольно чувствительным к каждому движению, что опасно при движении на высоких скоростях, так как плавно выполнить все маневры не удастся, а это чревато последствиями. Вот и пришли к такому довольно простому компромиссному решению: шаг центральных зубьев рулевой рейки небольшой, а передаточное отношение чуть выше, а, следовательно, и чувствительность к отклонению рулевого колеса небольшая. Но от центра шаг зубьев увеличивается, чтобы уменьшить передаточное отношение и общее число оборотов рулевого колеса.

Рисунок 8.5 Пример зубчатой рейки рулевого механизма с переменным шагом зубьев.

Примечание
Шаг зубьев – это расстояние между центрами вершин зубьев.

Интересно
Кстати, может быть и обратная ситуация, когда шаг зубьев рейки уменьшается ближе к концам рейки.

Реечный рулевой механизм занял место червячного и основательно закрепился как наиболее актуальная конструкция, так как его преимущества говорят сами за себя: управление автомобилем, даже не оборудованным усилителем рулевого управления, несложное, небольшое количество звеньев всего рулевого механизма, простота монтажа на автомобиль и сведение к минимуму операций по обслуживанию.

Рулевой привод

Рулевой привод — это набор тяг и шарниров, связывающих и передающих перемещения от рулевого механизма к поворотным кулакам управляемых колес.

Если вернуться к червячному рулевому механизму, то в классической схеме имеются три тяги — одна центральная и две боковые, они соединяются через шарниры. Тяги рулевого привода в данном случае называют рулевой трапецией. Конструкция рулевой трапеции в геометрическом плане такова, что она обеспечивает поворот управляемых колес на разные углы (смотрите главу «Ходовая часть»).

При условии установки реечного рулевого механизма все немного проще. К рулевой рейке крепятся рулевые тяги с обеих сторон, которые передают перемещение на поворотные кулаки колес. Преимущества очевидны, ведь чем меньше различных промежуточных звеньев, тем надежнее и точнее весь механизм.

Примечание
Чтобы исключить попадание грязи и пыли в корпус реечного рулевого механизма, с обеих его сторон установлены так называемые пыльники (гофрированные резиновые чехлы).

Углы поворота управляемых колес

При повороте управляемые колеса автомобиля проходят различные расстояния. И если оба колеса будут поворачиваться на одинаковый угол, автомобиль будет смещаться с заданной траектории, при этом шины колес будут значительно быстрее изнашиваться.

Рисунок 8.6 Поворот управляемых колес на разные углы.

Для того чтобы избежать этого, рулевое управление проектируют таким образом, чтобы обеспечить поворот внутреннего колеса на больший угол относительно наружного.

Рисунок 8.7 Поворот управляемых колес на различные углы.

% PDF-1.4 % 973 0 объект > endobj xref 973 91 0000000016 00000 н. 0000003951 00000 н. 0000004113 00000 п. 0000004794 00000 н. 0000004943 00000 н. 0000005107 00000 п. 0000005205 00000 н. 0000005319 00000 п. 0000005431 00000 н. 0000005580 00000 н. 0000005678 00000 п. 0000005827 00000 н. 0000005925 00000 н. 0000006414 00000 н. 0000006563 00000 н. 0000006661 00000 н. 0000006810 00000 н. 0000006959 00000 п. 0000007057 00000 н. 0000007206 00000 н. 0000007304 00000 н. 0000007402 00000 н. 0000007551 00000 п. 0000007700 00000 н. 0000007798 00000 н. 0000007947 00000 п. 0000008045 00000 н. 0000008195 00000 н. 0000008294 00000 н. 0000008445 00000 н. 0000008569 00000 н. 0000008720 00000 н. 0000008865 00000 н. 0000015824 00000 п. 0000021811 00000 п. 0000028039 00000 п. 0000028230 00000 п. 0000028389 00000 п. 0000034065 00000 п. 0000040193 00000 п. 0000046414 00000 п. 0000046983 00000 п. 0000047058 00000 п. 0000047489 00000 н. 0000048017 00000 п. 0000053814 00000 п. 0000059899 00000 н. 0000060042 00000 п. 0000060185 00000 п. 0000060322 00000 п. 0000060461 00000 п. 0000060603 00000 п. 0000060743 00000 п. 0000060887 00000 п. 0000061027 00000 п. 0000061168 00000 п. 0000061311 00000 п. 0000061447 00000 п. 0000061589 00000 п. 0000061732 00000 п. 0000061874 00000 п. 0000062012 00000 н. 0000062154 00000 п. 0000062296 00000 п. 0000062434 00000 п. 0000062575 00000 п. 0000062717 00000 п. 0000062860 00000 п. 0000063004 00000 п. 0000063353 00000 п. 0000063459 00000 п. 0000063569 00000 п. 0000063675 00000 п. 0000063785 00000 п. 0000063891 00000 п. 0000064028 00000 п. 0000064067 00000 п. 0000064418 00000 п. 0000064562 00000 п. 0000064706 00000 п. 0000064849 00000 п. 0000064987 00000 п. 0000068453 00000 п. 0000068595 00000 п. 0000068731 00000 п. 0000068875 00000 п. 0000112801 00000 н. 0000112842 00000 н. 0000119116 00000 н. 0000003751 00000 п. 0000002116 00000 н. трейлер ] / Назад 4946979 / XRefStm 3751 >> startxref 0 %% EOF 1063 0 объект > поток h ޴ UkPW> 7O $ (bD] AT, PX_! EH} AAeGA «2) #X: NBZ? f;

Цепи рулевого управления

тока — EEE307 a955c19214a586ff4c910aa53e5db6fc doc Текущий

9/8625214520 a

doc 1/

Цепи управления током

Текущее зеркало может состоять из множества полевых МОП-транзисторов

источника!

Эта схема особенно полезна при проектировании интегральных схем,

, где один резистор R используется для создания нескольких источников тока.

Q: Что, если мы хотим сделать источники разными?

текущих значений? Нужно ли делать доп ток

зеркала?

A: НЕТ !!

Напомним, что текущее зеркало просто обеспечивает переход к

напряжения истока каждого транзистора равны затвору

Источник напряжения ссылки:

I

= I

исх.

VDD

I исх.

ВДД В DD

В DD

Q исх. 1 квартал 2

Q 3

R L2 I RL L

= I

исх.

I

= I

исх.

25.09.2020 a955c19214a586ff4c910aa53e5db6fc.doc 2/

1 2 3

исх.

GS GS GS GS

В В В В   

Следовательно, если каждый транзистор идентичен (например, ссылка 1

K K 

1 2

исх.

т т т

V V V  

) затем:

 

исх. Исх.

исх. Исх. GS т

н GSn tn Dn

I K V V

K V V I

 

  

Другими словами, если каждый транзистор n

Q

идентичен исх.

Q

, затем

каждый текущий Dn

I

будет равна ссылочный ток исх

Я

.

Но подумайте, что произойдет, если МОП-транзисторы не идентичны.

В частности, рассмотрим случай, когда n ref

K K

(но

исх.

тн

В V).

Помните, мы знаем, что

исх.

GSn GS

В V

неподвижно, даже если n ref

К К

.

Таким образом, ток стока Dn

I

теперь будет:

 

Дн н ГСн тн

исх. Исх.

н GS т

исх.

№

исх.

№

исх.

IKVV

KVV

IKKKIK

 





 

 

 



 900

 

Ток стока представляет собой масштабированное значение, равное

Я

!

P0635 Код неисправности OBD-II: Цепь управления усилителем рулевого управления

P0635 Определение кода

Код P0635 указывает на обнаруженную проблему в цепи управления усилителем рулевого управления автомобиля.Эта неисправность была обнаружена модулем управления трансмиссией (PCM) или другим модулем управления, подключенным к цепи управления усилителем рулевого управления.

Что означает код P0635

Если один из соответствующих модулей управления регистрирует проблему в цепи управления усилителем рулевого управления, код неисправности P0635 будет зарегистрирован в бортовом компьютере автомобиля. Это может привести к множеству проблем с рулевым управлением для рассматриваемого автомобиля.

Причина появления кода P0635?

Во многих случаях код неисправности P0635 является результатом неправильного положения рулевого управления или реле давления.Хотя неисправные переключатели могут составлять большую часть этого кода, неисправная, корродированная и сломанная проводка, относящаяся к модулям управления, также известна как потенциальный случай.

Каковы симптомы кода P0635?

P0635 обычно приводит к проблемам с рулевым управлением. Автомобиль может двигаться неравномерно, и рулевое колесо может плохо реагировать. Зарегистрированный код неисправности P0635 и горящая лампа двигателя будут сопровождать эту проблему для диагностики.

Как механик диагностирует ошибку P0635?

Механик может сначала диагностировать P0635, прочитав код с помощью считывателя кода OBD-II.Во-первых, следует проверить переключатели положения и давления в системе рулевого управления на предмет возможных признаков неисправности или неисправности. Каждый модуль управления, относящийся к цепи рулевого управления, должен быть проверен на наличие напряжения и видимых признаков неисправности. Поскольку с контуром рулевого управления потенциально связано очень много модулей управления, вам следует сначала сосредоточиться на модулях, с которыми у вашего автомобиля могли быть проблемы в прошлом.

Распространенные ошибки при диагностировании кода P0635

Поскольку P0635 относится к отказу модуля управления в обмене данными, другие коды неисправностей могут регистрироваться и исправляться без необходимости.Если вы получили несколько кодов неисправностей, вам следует сосредоточиться на тех, которые относятся непосредственно к сети контроллеров (CAN), прежде чем приступать к устранению проблем, связанных с компонентами. Обращение к порядку, в котором считыватель кода OBD-II сообщает коды неисправностей, также может помочь отличить основные причины от их результатов. Для более быстрого и точного определения проблем модуля управления следует использовать специализированный сканер (например, Autohex).

Насколько серьезен код P0635?

P0635 ограничит управляемость вашего автомобиля, если его не проверить.Несмотря на то, что ваше транспортное средство все еще может быть управляемым, ограниченное рулевое управление может стать угрозой безопасности на дороге. Имея это в виду, код P0635 должен быть устранен как можно скорее.

Какой ремонт может исправить ошибку P0635?

Если один из переключателей рулевого управления был определен как поврежденный или неисправный, его следует заменить при необходимости. Любая неисправная, корродированная, поврежденная или сломанная проводка, относящаяся к системе рулевого управления, также должна быть исправлена. Если какой-либо из модулей управления был идентифицирован как проблемный, к системе следует подключить устройство для экономии памяти, чтобы сохранить информацию от возможного удаления.Если все соответствующие компоненты и проводка были проверены или отремонтированы, вам следует отсканировать их снова с помощью сканера OBD-II, чтобы проверить, считывает ли компьютер код P0635. Проведите тест-драйв автомобиля после ремонта, чтобы узнать, вернется ли код.

Многие модели автомобилей требуют, чтобы неисправность рулевого управления регистрировалась в последовательных сериях ездовых циклов, чтобы регистрировать код неисправности.

Нужна помощь с кодом P0635?

YourMechanic предлагает сертифицированных мобильных механиков, которые придут к вам домой или в офис для диагностики и ремонта вашего автомобиля.Получите расценки и запишитесь на прием онлайн или поговорите со консультантом по обслуживанию по телефону 1-800-701-6230.

P0635

коды неисправностей

Проверьте свет двигателя

% PDF-1.4 % 608 0 объект > endobj xref 608 112 0000000016 00000 н. 0000002610 00000 н. 0000002795 00000 н. 0000002947 00000 н. 0000006934 00000 п. 0000007092 00000 п. 0000007176 00000 н. 0000007260 00000 н. 0000007349 00000 н. 0000007507 00000 н. 0000007574 00000 н. 0000007760 00000 н. 0000007816 00000 н. 0000007917 00000 п. 0000008043 00000 н. 0000008099 00000 н. 0000008218 00000 н. 0000008290 00000 н. 0000008362 00000 п. 0000008541 00000 н. 0000008597 00000 н. 0000008706 00000 н. 0000008804 00000 н. 0000008860 00000 н. 0000008967 00000 н. 0000009023 00000 н. 0000009128 00000 н. 0000009184 00000 п. 0000009297 00000 н. 0000009353 00000 п. 0000009472 00000 н. 0000009545 00000 н. 0000009665 00000 н. 0000009737 00000 н. 0000009838 00000 п. 0000009894 00000 н. 0000010000 00000 п. 0000010072 00000 п. 0000010144 00000 п. 0000010324 00000 п. 0000010379 00000 п. 0000010466 00000 п. 0000010561 00000 п. 0000010633 00000 п. 0000010737 00000 п. 0000010807 00000 п. 0000010910 00000 п. 0000010980 00000 п. 0000011083 00000 п. 0000011155 00000 п. 0000011258 00000 п. 0000011314 00000 п. 0000011369 00000 п. 0000011499 00000 п. 0000011570 00000 п. 0000011664 00000 п. 0000011761 00000 п. 0000011828 00000 п. 0000011932 00000 п. 0000012000 00000 н. 0000012119 00000 п. 0000012187 00000 п. 0000012255 00000 п. 0000012420 00000 п. 0000012489 00000 п. 0000012544 00000 п. 0000012674 00000 п. 0000012810 00000 п. 0000012943 00000 п. 0000013014 00000 п. 0000013110 00000 п. 0000013202 00000 п. 0000013272 00000 п. 0000013342 00000 п. 0000013410 00000 п. 0000013500 00000 н. 0000013591 00000 п. 0000013698 00000 п. 0000013769 00000 п. 0000013837 00000 п. 0000013955 00000 п. 0000014025 00000 п. 0000014095 00000 п. 0000014207 00000 п. 0000014278 00000 п. 0000014393 00000 п. 0000014464 00000 п. 0000014533 00000 п. 0000014589 00000 п. 0000014867 00000 п. 0000015048 00000 п. 0000015849 00000 п. 0000016125 00000 п. 0000019831 00000 п. 0000019902 00000 п. 0000020182 00000 п. 0000020462 00000 п. 0000021255 00000 п. 0000022044 00000 п. 0000022115 00000 п. 0000024042 00000 п. 0000025203 00000 п. 0000027686 00000 п. 0000028752 00000 п. 0000029808 00000 п. 0000158356 00000 н. 0000187031 00000 н. 0000222393 00000 н. 0000255906 00000 н. 0000255985 00000 н. 0000003003 00000 п. 0000006911 00000 п. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 609 0 объект > >> endobj 610 0 объект ҜNWYqeV!) / U (_51 ~~ 3) / П-12 / V 1 / Длина 40 >> endobj 611 0 объект > endobj 718 0 объект > поток ԠN.] م ZL8ҴRik AdҤGͽ ۥ 5 $ 㨴 # ƍ6Ni_DtS-xv pFˀO2-h ILĴumyn ٫3_ F v {>} zźxu ץ ‘DgJW

Рулевой механизм корабля — его регулировка, система передач, силовые агрегаты и виды управления

Из этой статьи вы узнаете о рулевом устройстве, которое является основной частью судовой навигационной системы. Рулевой механизм отвечает за движение руля, изменяющего направление судна.Полная система рулевого механизма состоит из трех частей: аппаратуры управления, силового агрегата и трансмиссии на баллер. Рулевой механизм корабля действует как основное устройство для изменения направления корабля.

Управляющая аппаратура передает с мостика (капитанской каюты) сигнал о желаемом угле поворота руля и включает силовую установку. Силовой агрегат обеспечивает мощность, а система связи (рулевой механизм) перемещает руль направления на нужный угол.Эта функция выполняется медленно и стабильно, потому что на судовой руль находится большое давление воды. Руль, являющийся основной частью системы рулевого управления, расположен на задней стороне судна, перед гребным винтом. С 1950-х годов автоматические рулевые приводы поддерживали направление движения, делая плавание по морю более плавным при переходе в море.

Регулировка рулевого механизма

Должны быть основной и вспомогательный рулевой механизм , независимые друг от друга.Причина этого в том, что если одно выйдет из строя, то можно будет пустить в работу другого. В то время как там, где предусмотрены два идентичных силовых агрегата, вспомогательный агрегат не нужен. Мощность и крутящий момент должны быть такими, чтобы руль направления мог поворачиваться на от 35 ° с одной стороны до 35 ° с другой стороны при максимальной скорости судна. Время поворота с 35 ° в одну сторону на 30 ° в другую не должно превышать 28 секунд. Рулевой механизм должен работать с усилителем, если диаметр баллера руля превышает 120 мм.В основном мы используем гидравлический привод для управления рулевой колонкой.

Но здесь следует отметить, что усилие вспомогательного рулевого управления должно быть таким, чтобы руль направления мог поворачиваться от 15 ° в одну сторону до 15 ° в другую при максимальной осадке и скорости 7 узлов за 60 секунд. Рулевой механизм должен быть защищен от ударных нагрузок , короткого замыкания и перегрузки, а на мостике, в посту управления двигателем и в помещении рулевого механизма должны быть доступны звуковые и визуальные индикаторы работы двигателя, аварийной сигнализации и отключения.Аварийный сигнал низкого уровня должен присутствовать в баке гидравлического масла. Танкер, который перевозит нефть тоннажем 10000 брутто-тонн и более, должен иметь две самоуправляемые системы рулевого управления, отказ одной из которых приводит к автоматическому переключению на другой в течение 45 секунд, а также сигнализация для индикации. Это необходимо с той точки зрения, что если изменения не произойдут, корабль продолжит движение в одном направлении. Система должна быть защищена от ударных нагрузок. Любой из этих отказов должен сказаться на звуковой и визуальной сигнализации на мосту. Система управления, питания и передачи состоит из гидравлического оборудования, все соединенного с помощью гидравлических труб.Поскольку судно очень длинное и линия, по которой проходит эта гидравлическая система, также длинная, эта система представляла больший риск выхода из строя рулевого механизма из-за утечки масла или попадания воздуха в систему. Дальнейшие разработки заменили гидравлический телемотор на электрический, и усилие, необходимое для поворота судна, стало незначительным. Теперь все рулевые механизмы имеют электрический командный сигнал.

Система электрического рулевого привода судна

1) Электромоторный телемотор

Когда колесо моста поворачивается, оно перемещает реостат B, и возмущенный ток течет для вращения управляющего двигателя.Это похоже на изменение скорости вращения вентилятора. Реостат A будет возвращаться назад, если не будет восстановлен баланс, который остановит управляющий двигатель. То же самое мы проводим эксперимент с электрическим током с помощью реостата. Управляющий электродвигатель приводит в движение винтовой вал через гибкую муфту в блоке управления, а винтовой блок перемещается через плавающий рычаг и приводит в движение приводной шток, а также перемещает насосы на ходу. Эта штанга движется бок о бок, и это определяет движение руля направления. В случае отказа телемотора рулевым механизмом можно управлять поблизости, отключив мощность управляющего двигателя и включив конический редуктор с винтовой передачей и маховик.

2) Принципал Ward leonard

Функционирование рулевого механизма, зависящее от принципа Ward-Leonard состоит из электрического блока управления , блока электропитания и механизма электропередачи . Устройство состоит из непрерывно работающей мотор-генераторной установки, которая имеет прямолинейный возбудитель, обеспечивающий ток возбуждения генератора. Главный двигатель, приводящий в движение руль направления, не имеет входного сигнала и поэтому неподвижен.

Когда колесо на мосту поворачивается и перемещается с одной стороны на другую, а контакт реостата перемещается, система управления нарушается, и в поле возбудителя , возбудителе и поле генератора возникает напряжение.Генератор производит мощность, которая вращает двигатель руля направления и, следовательно, руль направления. По мере движения руля направления он возвращает контакт реостата руля в то же положение, что и реостат мостика, приводя систему в равновесие и останавливая весь ток.

Судовые силовые агрегаты

Обычно используются два типа гидравлических трансмиссий или рулевых механизмов, а именно:

a) Тип поршня.
б) Роторно-лопастного типа.

В зависимости от необходимого крутящего момента возможны два варианта: с двумя цилиндрами и с четырьмя цилиндрами.Гидравлические цилиндры, действующие в гидроцилиндрах, приводят в движение культиватор с помощью поворотной траверсы, установленной в вилке цилиндров. Насос с регулируемой подачей, который установлен на каждом цилиндре, и скользящее кольцо соединены штоками с силовым шпинделем приемника теле двигателя.

1) Рулевой механизм поршневого типа

Сменный подающий насос подсоединен к каждому цилиндру, чтобы обеспечить всасывание или выпуск из любого из них. Эти двигатели контролируют всю гидравлическую жидкость. Рядом установлен резервуар для пополнения с обратными всасывающими клапанами, которые без вмешательства человека подают подпиточную жидкость в насосы.Перепускной клапан соединен с подпружиненным амортизатором, клапаном, который открывается в случае сильного волнения на море, заставляющего руль перевернуться. Благодаря этому сохраняется положение корабля и нагрузка на руль. При движении включается насос, и рулевой механизм вернет руль в исходное положение после того, как пройдет сильное море.

2) Рулевой механизм с четырьмя гидроцилиндрами

Подпружиненная разгрузочная тяга на румпеле предотвратит повреждение управляющего механизма во время ударного движения. Во время обычной работы один насос будет работать, а другой будет работать как резервные блоки.Но если требуется более быстрое реагирование, например, в закрытых водах, могут использоваться оба насоса. Насосы будут в состоянии отсутствия подачи, так что до тех пор, пока не будет требоваться движение руля по сигналу от передатчика телемоторного моста. Цилиндр приемника телемотора затем переместится, что приведет к перемещению плавающего рычага, который будет перемещать плавающее кольцо или скользящую подушку насоса, вызывая перекачивающее действие. Жидкость будет вытягиваться из одного цилиндра и перекачиваться в другой, таким образом поворачивая румпель и руль направления.

Основные принципы работы двухцилиндрового и четырех поршневого зубчатого колеса аналогичны, за исключением того, что насос подает воду из двух диагонально противоположных цилиндров и нагнетает их в два других. Два нагнетательных клапана находятся на одной стороне, а два впускных клапана — на противоположной стороне. Расположение с четырьмя поршнями обеспечивает больший крутящий момент и эластичность различных механизмов в случае отказа компонентов.
Любой из насосов может использоваться со всеми цилиндрами или с двумя цилиндрами по правому борту (левая сторона) или двумя правыми (правая сторона).Для обеспечения этих условий необходимо открывать или закрывать различные клапаны. Использование блока клапанов прямого действия, включающего предохранительные клапаны руля направления , изолирующие клапаны насоса, запорные и перепускные клапаны гидроцилиндра, обеспечивает большую гибкость при использовании рулевого механизма с четырьмя поршнями. При нормальной работе один насос может управлять всеми цилиндрами . В аварийной ситуации неисправные цилиндры можно было изолировать и возобновить работу рулевого механизма.

3) Салазки Rapson

Крейцкопф на рулевом механизме с четырьмя цилиндрами включает «Rapson Slide».Это обеспечивает механическое преимущество, которое увеличивается с увеличением угла поворота. В конструкции крейцкопфа можно использовать вилочный культиватор или румпель с круглым рычагом . У румпеля с круглым рычагом есть центральная траверса, которая может свободно скользить по румпелю. Таким образом, прямолинейное движение гидроцилиндров превращается в угловое движение румпеля. В конструкции вилочного румпеля движение подъемника передается на румпель через поворотные блоки.

4) Рулевой редуктор с поворотными лопастями

Это эквивалентно двухцилиндровому редуктору с крутящим моментом в зависимости от размера.Сборка из двух поворотных лопастных шестерен, расположенных одна над другой, или с двумя независимыми гидравлическими контурами с самозакрывающимися запорными клапанами, обеспечивает безопасность четырехтактной шестерни.
Как вы можете видеть на схеме, ротор C установлен и закреплен на конусном баллоне руля A, а статор B защищен от конструкции корабля . Неподвижные лопатки, закрепленные на одинаковом расстоянии в отверстии статора, и вращающиеся лопатки, закрепленные на равном расстоянии в роторе, образуют два набора напорных камер в кольцевом пространстве между ротором и статором.Они связаны между собой коллектором. Три неподвижных и три движущихся фургона являются нормальными и допускают общий угол руля направления 70 °, то есть 35 ° в каждом направлении. Неподвижные и вращающиеся лопатки могут быть из чугуна с шаровидным графитом. Это сделано из-за чистоты поверхности чугуна. Они надежно закреплены на роторе и статоре из литой стали с помощью установочных штифтов и болтов из высокопрочной стали. Шпонки также установлены по длине поворотных лопаток для обеспечения механической прочности.

Крепление лопастей хорошо продумано, чтобы иметь достаточную прочность, чтобы они могли использоваться в качестве упоров руля направления.Их сила должна быть больше, чем у других частей, потому что на эти части приходится большая нагрузка. Стальные уплотнительные ленты на основе искусственного каучука вставляются в канавки вдоль рабочих поверхностей неподвижных и поворотных лопаток, обеспечивая тем самым высокий объемный КПД, 96-98% даже при давлении предохранительного клапана 100 бар или более . Якорные кронштейны надежно прикреплены к судну болтами. Этот зазор варьируется в зависимости от размера поворотно-лопаточного блока, но в целом составляет примерно 38 мм, и необходимо, чтобы держатель руля был в состоянии ограничивать вертикальные движения руля направления.Но если вертикальное перемещение велико, оно может повредить расположение рулевого механизма.

Тип органов управления на рулевом механизме

Существует три типа органов управления, а именно:

1) Система отслеживания

В режиме системы отслеживания движение руля направления следует за перемещением контроллера рулевого управления. Когда штурвал находится на мостике, команда передается в управление двигателем рулевого управления. Как следствие, это управление заставляет рулевой двигатель переключаться вместе с ним и поворачивать связанный с ним руль направления.Когда достигается предпочтительный угол поворота руля, обратная связь без вмешательства человека отключает мощность рулевого двигателя через охотничье снаряжение. Таким образом, руль направления будет поворачиваться до тех пор, пока фактический угол руля не станет таким же, как желаемый угол руля направления, указанный на пьедестале руля.

2) Автоматическая система

В автоматическом системном режиме рулевое управление контролируется сигналами, полученными от главного компаса, так что судно автоматически удерживается на выбранном курсе. Компас — электронное оборудование.Система устроена таким образом, что при движении судна руль находится на миделе, а балансировка производится в положении руля. Как только компас показывает ошибку, автопилот поворачивает руль в достаточной степени, чтобы вернуть судно на маршрут. К тому времени, когда судно снова взяло курс, примененный корректирующий руль направления был удален. В некоторых системах можно изменить курс, не прибегая к ручному управлению, и это может быть достигнуто с помощью переключателя дифферента.

3) Система без слежения

В режиме без слежения в режиме шестерня будет работать, а руль направления будет продолжать вращаться, пока рулевое колесо или контроллер перемещается из своего центрального положения.Движение руля прекращается при повторном центрировании рулевого управления или с помощью механических упоров, расположенных под углом 37 ° с каждой стороны. Контроллеры с системой без слежения имеют форму колеса, рычага румпеля или кнопок.

Испытания системы рулевого управления

Перед выходом судна из любого порта рулевое устройство должно быть испытано, чтобы гарантировать удовлетворительную работу. Эти испытания должны включать:

1) Маневр вспомогательного рулевого механизма или использование второго насоса, который действует как вспомогательный.
2) Маневр системы или систем дистанционного управления (телемотор) с основных постов управления мостом.
3) Следует проверить показания индикатора угла поворота руля относительно фактического угла поворота руля.
4) Во время этих испытаний руль направления следует переместить на полный ход в обоих направлениях, а различные элементы оборудования, рычажные механизмы и т. Д. Должны быть визуально проверены на предмет повреждений или износа.
5) Работа главного рулевого механизма.
6) Система связи между мостом и отсеком рулевого механизма также должна работать, чтобы убедиться в правильности ее функционирования.
7) Работа рулевого механизма от аварийного источника питания.
8) Сигнализация, установленная на системе дистанционного управления и силовых агрегатах рулевого механизма, должна быть проверена на правильность работы.

Текущие схемы рулевого управления

2. MOS: передаточная функция, модель смещения и слабого сигнала

ECE 102, Winter 2011, F. Najmabadi

Чтение: Sedra & Smith: Secs. 5.4 и 5.5 (также см. Раздел 4.3.7)

Уравнения характеристик NMOS

Для PMOS: vGS vSG, vDS vSD, vtn | vtp |, kn kp и iD, вытекающий из стока

PMOS

Передаточная функция NMOS

Для vGS

Передаточная функция NMOS

o Для vGS> Vtn как vGS iD vDS

o (NMOS в насыщении, как мы начали с vDS = VDD> vGS Vtn) o iD и vDS можно найти по номеру

Передаточная функция NMOS

o По мере увеличения vGS vDS становится меньше до точки B, где vDS = vGS Vtn.

o Для больших vGS NMOS находится в триоде

Упражнение: Найдите VGS | B и VDS | B

Передаточная функция NMOS

Комбинация постоянного VGS и сигнала (vgs)

Bias Bias

Комбинация постоянного VGS и сигнала (vgs)

Смещение

Смещение и сигнал

Отклик на сигнал кажется линейным!

Смещение и сигнал

Линейная передаточная функция для сигнала!

vgs

vds

vGS = VGS + vgs

vDS = VDS + vdsiD = IDS + id

Сигнал и отклик

Смещение

Аналогия

Общая высота, HB (HB) реакция на сигнал (hb) Сложная корреляция между общей высотой, Hb и весом

лодки.Простая корреляция между hb и добавленным весом

Hb = HB

Boat

Pool

Bias

Add Weight (signal)

HbHB

Bias + signal

hbResponse Sign

Biasal: HBBias Hb Signal &

ответ на сигнал: hb

Bias: VGS, VDS, ID, VRD Bias + Signal: vGS, vDS, iD, vRD Signal &

ответ на сигнал: vgs, vds, id, vrd

Добавлено Вес (сигнал)

HbHB

Bias + signal

Нелинейные корреляции между Bias + Signal: vGS, vDS, iD, vRD Простая (и линейная) корреляция между сигналом и ответом на сигнал

: vgs , vds, id, vrd

Важные моменты!

Сигнал: Нам нужен ответ схемы на этот вход.

Смещение: состояние системы при отсутствии сигнала (ток и напряжения во всех элементах). O Смещение постоянно во времени (может изменяться очень медленно по сравнению с сигналом

) o Цель смещения — гарантировать, что MOS в насыщении всегда.

Реакция схемы и элементов внутри на сигнал отличается от реакции схемы и ее элементов на сигнал смещения (или на сигнал смещения +): o Другая передаточная функция для схемы o Различные характеристики iv для элементов, т.е.е. отношения между

vgs, vds, id отличаются от отношений между vGS, vDS, iD.

Ограничения и ограничения

Аналогия с плавучей лодкой Лодка должна плавать все

раза! O Достаточно воды в бассейне

o Не может быть слишком большой вес (зависит от глубины воды!)

Транзисторная MOS должна постоянно находиться в насыщении

! o Точка смещения в насыщении *

o Амплитуда сигнала не может стать слишком большой (зависит от точки смещения!) *

* Уравнения для NMOS!

VGS> VtnVDS> VGS — Vtn

vGS = VGS + vgs> VtnvDS = VDS + vds> VGS + vgs- Vtn

Процедура:

1.Как установить точку смещения (смещение — это состояние системы при отсутствии сигнала). O Стабильная и устойчивая точка смещения должна быть устойчивой к изменениям k,

Вт, из-за температуры и / или изменчивости производства.

2. Найдите характеристики iv элементов для сигнала (которые могут отличаться от уравнения их характеристик для смещения). o Это приведет к различным конфигурациям схемы для смещения по сравнению с сигналом

3. Вычислить реакцию схемы на сигнал o Сосредоточьтесь на основных конфигурациях усилителя MOS

BIAS (Убедитесь, что MOS всегда находится в насыщении,

Важные параметры являются ID и VDS)

Смещение с напряжением затвора

ID = 0.5 kn (W / L) (VGS Vtn) 2

VDS = VDD RD ID

Этот метод НЕ желателен, так как k, Vt не определены четко, поскольку точка смещения (например, ID и VDS) может измениться из-за температура и / или производственная изменчивость. o См. упражнение 5.33

Смещение с вырождением источника

Резистор Rs обеспечивает отрицательную обратную связь

Базовая конфигурация

VGS = VG RS ID

Смещение с одним источником питания

VGS = VG ID

Смещение с двумя источниками питания

VGS = VSS RS ID

(KVL: 0+ VGS + RS ID VSS = 0)

Резистор Rs обеспечивает отрицательную обратную связь

VGS = VG RS IDID = IS = 0 .5 kn (W / L) (VGS Vtn) 2

o Если ID (потому что kn или Vtn) VGS ID

ID Eq.VGS Eq.

VGS Eq. ID Eq.

Отрицательная обратная связь:

Обратная связь наиболее эффективна, если RS ID >> VGS as

0 = VGS + VG RS ID VG RS ID или ID VG / RS

Базовая компоновка

Пример: найти точку смещения для Vt = 1 В, k Вт / L = 1 мА / В2

GS-KVL: VG = VGS + RS IDID = 0.5 кН (Вт / Д) (VGS Vtn) 2

7 = VGS + 5 (VGS 1) 2

VGS = 2 В, VS = VG VGS = 5 В

VG = (7) / (7 + 8 ) X 15 = 7 В

DS-KVL: 15 = VDS + (RS + RS) IDVDS = 5 В, VD = VS + VDS = 10 В

Влияние RS: если Vt = 1,5 В (изменение 50%) , ID = 0,455 мА (изменение 9%)

VD = 10 В

VS = 5 В

VG = 7 В

Смещение в ИС Резисторы занимают слишком много места на микросхеме

Устойчивое смещение имеет идентификатор и VDS, которые не меняются.Можно заставить ID быть постоянным, используя текущий источник.

VG = 0

ID = I

VGS устанавливается как

I = ID = 0,5 kn (W / L) (VGS Vtn) 2

VDS = VD VS

VD = VDD RD ID

VS = VG VGS = VGS

Текущие зеркала (или текущие схемы рулевого управления)

Идентичные MOS: те же kn и Vt

Схема работает, пока Q2 находится в насыщении VDS2> VGS — Vt

Q1 всегда в насыщении > VGS — Vt

Так как VGS1 = VGS2 = VGS:

Реализация Current Mirror

Идентичная MOS: те же kn и Vt

Схема работает, пока Q2 находится в насыщении VDS2> VGS0002 Bias

точка Q1 однозначно устанавливается:

Так как VGS1 = VGS2 = VGS:

Примеры цепей управления током

Цепь управления током может смещать несколько транзисторов Токовое зеркало PMOS

Реализация схемы управления током для bias sev Общие транзисторы в ИС

МОДЕЛЬ МАЛЫХ СИГНАЛОВ

2.Найдите характеристики iv элементов для сигнала (которые могут отличаться от уравнения их характеристик для смещения).

Это приведет к различным конфигурациям схемы для смещения по отношению к сигналу

Смещение и сигнал

RD: VRDIRD = ID

MOS: VGS, ID, VDS

VDD: VDD

RD: vRDRD = VRD + vRD = iD = ID + id

MOS: vGS = VGS + vgsvDS = VDS + vds

iD = ID + id

VDD: VDD

Цепь только для сигнала отличается! Bias

Только сигнал

RD: vrdird = id

MOS: vgs, id, vds

Здесь нет сигнала!

Модель сигнала для элементов линейной цепи Независимый источник напряжения (например,g., VDD)

o Нет сигнала: эффективно заземлено Независимый источник тока

o Нет сигнала: эффективно разомкнутая цепь (Будьте осторожны с зеркалами тока, поскольку они НЕ являются идеальными источниками тока, модуляция ширины канала игнорировалась!)

Резисторы, конденсаторы , индукторo Остается прежним:

Зависимый источникo Остается прежним с параметром управления, связанным с сигналом!

Нелинейные элементы: o разные!

iR = IR + irvR = VR + vr = RIR + vrvR = R iR = R (IR + ir) = RIR + R irvR = RIR + vr = RIR + R irvr = R ir

Диоды: ответ на сигнал нелинейна, но может быть линеаризована при слабом сигнале

id?

id R = nVT / ID

Формальный вывод модели слабого сигнала

f () aAA xXx + = aAA yYy + =

) (AA xfy =

() ()…! 2

) () () (2) 2 (

) 1 (+++ = AAA

AAAA XxXfXxXfXf

…! 2

) () () (2) 2 (

) 1 (+++ = aA

aAA xXfxXfXf

aAA xXfXf +) () () 1 (

) (AA XfY =

f () AX AY

g () Ax Ay

2) 2 (

) 1 (

! 2) () (aAaA x

XfxXf >>

) () (2) 2 (

) 1 (

Aa Xf

Xfx

Получение диодной модели малосигнала

= 1T

DnVv

SD eIi

= 1) (TnV

S eIxf

== 1) (T

DnV2

DnV2 SD

SDd

nVV

VxT

nVx

SdDd vnV

IIvnV

eIvnV

000

9000

90 002 =

) () 1 (

SDd vnV

nVIIi

+ =

id R = 9 nVT / IDD3

000 = D

TD I

нВр

Получение модели малого сигнала МОП

f (,) Ax

AzAy

f (,) AX

AZAY

aAA3Xx + = 9000A x 9000y + = 9000 =

), (AAA yxfz =

…) (), () (), (), (,,

+ = AAYX

AAYX

AA YyyyxfXx

xyxfYXf

AAAA

aY2

aY2 yyyxfx

xyxfZ

AAAA

+ ,,

), (), (

aYX

a yyfx

xfz

000

0003

000)

0003 , (AAA YXfZ =

AAa Zzz =

Получение модели малого сигнала МОП

iG = 0iD = 0.5 kn (W / L) (vGS Vtn) 2 (1 + vDS) = f (vGS, vDS) iD = f (x, y) с x vGS и y vDS

dsVV

gsVV

d vyfv

xfi

DSGSDSGS

= ,,

Do I

1tnGS

Dm VV

= 2

модель

для сигнала v402

small = + = g

dsgsmd ir

vvgi

Модель схемы PMOS для малых сигналов идентична NMOS в формуле gm, замените VGS Vtn на VSG — | Vtp |

Do I