Типы рулевого управления: Что такое рулевое управление автомобилем — назначение и устройство

Особенности и виды рулевого управления

Рулевое управление относится к наиболее важным конструктивным узлам автомобиля и позволяет водителю качественно управлять транспортным средством. Как и тормозная система, рулевое управление является важным звеном в системе управления и безопасности авто. Практически на всех моделях легкового автотранспорта используется кинематический тип изменения траектории движения, то есть посредством поворота передней колесной пары. Также возможно изменить траекторию движения, используя силовой тип (выполнить торможение отдельных колес). Такой тип управления лежит в основе принципа системы курсовой стабилизации.

Итак, в состав системы рулевого управления входят следующие узлы:

• привод;
• колонка;
• рулевой редукторный механизм и колесо.

Схема системы

Усилие, необходимое для того, чтобы сменить траекторию следования передаются водителем вращением рулевого колеса. К слову, оно также имеет своеобразную функцию обратной связи. Ведь по характеру передачи обратных вибраций и величине силы, необходимой для удержания руля, водитель получает информацию о состоянии покрытия дороги. Средний диаметр руля грузовика – 500 мм, легковушки – 400 мм, а у спорткаров — и того меньше.

Связующим звеном между рулевым механизмом и рулем выступает рулевая колонка. Она представляет собой вал с расположенными на нем шарнирными соединениями. Дабы снизить степень травматизма водителя при ДТП, конструктивными особенностями рулевой колонки предусмотрено ее складывание в момент сильного лобового столкновения. В выпускаемых сегодня типах транспортных средств предусмотрена полная регулировка (в любом, удобном для водителя направлении) рулевой колонки. А чтобы обезопасить машину и предотвратить ее угон используются электрический и механический типы блокировок руля.

Посредством рулевого механизма осуществляется передача напряжения с рулевого колеса через редукторный механизм на привод руля. Отметим, что на современных легковушках широко используется реечное рулевое управление.

Его принцип действия такой: рулевая шестерня, которой заканчивается вал руля, находится во взаимодействии с рейкой, имеющей зубцы. При поворотах руля шестерня перемещает рейку, которая поворачивает колеса при помощи рулевых тяг. Отметим, что в некоторых моделях автотранспорта используется рулевая рейка, которая имеет переменную нарезку зубьев (в середине рейки их шаг нарезки мельче). Подобная конструкционная особенность позволяет облегчить водителю маневрирование во время парковки. Находится такой рулевой механизм в подрамнике подвески машины.

Современные производители автомобилей (Toyota, BMW, Nissan) выпускают несколько моделей своих автомобилей, которые оснащены механизмами управления всех четырех колес. Такая инновационная технология позволяет повысить устойчивость и улучшить управляемость автотранспортом при скоростном движении (передние и задние пары колес расположены на одной линии), и добиться высоких показателей маневренности при щадящей езде (передние и задние пары колес имеют небольшой разворот в противоположные стороны).

Заметим, что так называемое «подруливание» при высоком скоростном режиме, которое осуществляется задней парой колес, может происходить и с использованием пассивных средств. При вхождении машины в поворот ее кузов под воздействием различных сил начинает накреняться, в результате чего происходит деформация резинометаллических составляющих задней подвески. За счет этого задние колеса и имеют незначительный угол поворота.

Привод рулевого колеса через набор специальных редукторных механизмов осуществляет передачу усилия колесам. Благодаря приводу руля (только в случае если он правильно отрегулирован и исправен) достигается удержание в правильном положении поворотных колес. Помимо этого, ими не допускается неуправляемый поворот во время работы подвески. Стоит упомянуть, что тип привода рулевого управления зависит исключительно от конструкции подвески машины.

Более популярен механический тип привода рулевого управления, который на современных автомобилях представлен набором шаровых шарниров и рулевых тяг. Стоит выделить здесь именно шаровой шарнир, конструкция которого представлена вкладышами и шаровым пальцем, которые находятся в защищенном специальным чехлом корпусе, а сам шарнир является съемным наконечником тяги рулевой системы. В принципе, тяга рулевого механизма с находящейся на ней шаровой опорой является добавочным рычагом подвески.

Особенности конструкции

Для рулевого управления автотранспортом характерно наличие различных кинематических показателей, к наиболее важным из которых стоит отнести плечи стабилизации и обкатки, углы продольного и поперечного уклонов оси колеса, развал-схождения. Говоря проще, в конструкционном плане система рулевого управления представляет собой некую компромиссную модель соединенных воедино и постоянно противоречащих друг другу показателей кинематики.

Дабы снизить усилие, которое постоянно необходимо прикладывать к рулевому колесу при управлении транспортным средством, в системе предусмотрен специальный усилитель. Благодаря ему многократно возрастает производительность и точность управления автотранспортом при минимальном потреблении энергии. Для разных видов привода предусмотрены разные типы усилителей: пневматический, гидропневматический, гидравлический, адаптивный, электрический.

Гидроусилитель руля

Он является незаменимым конструкционным элементом в большинстве рулевых систем. Одним из его видов является электрогидравлический тип усиления, который имеет гидравлический насос особой конструкции и электропривод. Также широко распространен еще один вид усилителей рулевого управления — электроусилитель, в котором для повышения качества управления энергия с электропривода направлена на зубчатую рейку системы либо рулевой вал. Также электроусилитель руля в автомобилях с современными электронными системами управления используется во время маневрирования при парковке либо в системе беспилотного управления авто.

Также популярен и адаптивный тип рулевого усиления. То есть тот тип, в котором усиление руля происходит с изменением скорости транспортного средства. Самой распространенной конструкцией такого типа рулевого усилителя сегодня считается электрогидроусилитель компании Servotronic.

К инновационным разработкам относятся еще и те усилительные системы, передаточное число в редукторах которых способно изменяться с изменением скорости машины. Такие системы активного управления внедряют на свои новые модели компании Audi и BMW. Например, баварцы усовершенствовали конструкцию рулевого вала, добавив к нему двойной планетарный редуктор, который имеет корпус особой конструкции, и в зависимости от скорости, развиваемой машиной, способен поворачиваться, меняя, таким образом, передаточное число механизма руля.

К перспективным разработкам относятся системы рулевого управления, в которых управление будет осуществляться при помощи электроприводов, вращающих каждый свое колесо. Однако, сегодня промедление ввода в эксплуатацию такого типа управления чисто психологический аспект, который связан исключительно с высокой аварийностью в случае выхода системы из строя.

Механизмы рулевого устройства, рулевые приводы, рулевые машины

Назначение и требования к рулевым устройствам

Рулевое устройство предназначено для изменения поворота судна и удержания его на курсе путем поворота руля на определенный угол или удержания его в диаметральной плоскости судна.

В состав рулевого устройства входят четыре основных узла:

1. руль — для восприятия давления воды и поворота судна;
2. рулевой привод — для связи с рулевой машиной и передачи вращающего момента на баллер;
3. рулевая машина (двигатель)—для обеспечения работы рулевого привода;
4. телединамическая передача (телемотор) —для связи рулевой машины с постами управления судном.

Все суда морского флота оборудуются основной механической и запасной ручной или механической рулевой машиной. По требованию Регистра мощность основной рулевой машины и привода должна быть достаточной для перекладки руля с, борта на борт (2X35°) за время не более 30 сек на полном переднем ходу судна. Ручной привод должен перекладывать руль за время не более 100 сек при этих же условиях. Мощность запасного механического привода должна быть достаточной для перекладки руля с 20° одного до 20° другого борта за время не более 60 сек при скорости переднего хода, равной половине полной, но не менее 6 узлов. Переход с основного привода на запасной не должен занимать более двух минут.

Рулевое устройство должно быть экономичным, надежным и безопасным в работе независимо от навигационных условий, в которые может попасть судно. На судне должно быть предусмотрено не менее двух разных постов управления рулевых устройств.

Рули

По конструктивному исполнению рули подразделяются на простые, полубалансирные, балансирные, обтекаемые и т. д., а по принципу действия — на пассивные и активные.

Пассивным называется руль, который воспринимает и передает только силу давления воды на перо. Активный руль, помимо этой силы, передает еще и силу упора собственного движителя, размещаемого в грушевидной насадке пера руля. Привод движителя монтируется совместно с ним или выносится в судовое помещение.

Активный руль повышает маневренность судна, позволяя перекладывать руль до 70—90° на борт, и может давать приращение скорости судна на 1,5 узла, имея мощность привода движителя от 8 до 11% от мощности главных двигателей.

Схема активного руля приведена на рис. 67. Гребной винт руля соединен с валом электродвигателя эластично. Питание к электродвигателю подводится по кабелю, проходящему через гельмпортовую трубу вдоль баллера. Двигатель охлаждается водой и внутренние поверхности его покрыты антикоррозионным лаком, являющимся одновременно и электроизоляцией. Управляется активный руль непосредственно с мостика.

Рулевые приводы

По конструктивному исполнению и принципу действия рулевые приводы подразделяются на:

• румпельные и секторные со штуртросной передачей;
• винтовые механические;
• ледокольного типа;
• секторные с зубчатой передачей;
• гидравлические;

Первый тип привода применяется при значительном удалении рулевой машины от руля и в настоящее время встречается лишь на малых судах.

Винтовые механические приводы применяются исключительно редко, да и то в качестве запасных.

Ледокольный привод представляет собой мощный румпель с расположенной на нем паровой рулевой машиной.

Этот привод применялся на паровых ледоколах старой постройки.

Некоторое распространение имеет секторный зубчатый привод на судах.

Одна из конструкций привода показана на рис. 68. Сектор насажен на баллер свобод¬но и находится в зацеплении с зубчатой шестерней, приводимой во вращение от вала рулевой машины. Посредством амортизационных пружин сектор соединяется с румпелем, плотно насаженным на баллер на шпонке.

Амортизационные пружины предназначены для передачи движения на румпель и для гашения динамических нагрузок руля, могущих привести к поломкам зубьев сектора и шестерни.

Современные недавно построенные и вновь строящиеся суда оборудуются в подавляющем большинстве гидравлическими рулевыми приводами, которые подразделяются на плунжерные (скальчатые), винтовые, плунжерные секторно-кольцевые и лопастные.

Плунжерные (скальчатые) приводы изготовляются двух- и четырех-скальчатыми. Двух- скальчатый рулевой гидропривод приведен на рис. 69. Цилиндровые скалки соединены между собой скользящей муфтой или подшипником румпеля.

Румпель скользит в подшипнике и одновременно, испытывая давление со стороны скалок, поворачивается. Направление движения скалок зависит от направления подачи рабочего масла в цилиндры привода. Цилиндры соединяются между собой трубопроводами с перепускными клапанами, которые срабатывают при резком возрастании нагрузки в одном из цилиндров.

Винтовой гидравлический привод приведен на рис. 70, а. Корпус и цилиндр привода жестко закреплены на фундаменте. К корпусу крепится верхняя крышка, изготовленная заодно с резьбовой втулкой, внутри которой проходит свободно баллер.

На баллере в нижней части сидит неподвижно на шпонке стакан с внешними шлицами. Шлицами соединяется со стаканом кольцевой поршень, имеющий также резьбовое зацепление с верхней крышкой привода. Соответствующие места уплотнены внутри привода кольцами из маслостойкой резины.

При подаче рабочего масла в верхнюю полость 8 поршень будет опускаться вниз и одновременно поворачиваться в резьбе крышки. Вращение передается баллеру и руль поворачивается. Из нижней полости масло отводится к насосу. Для обратного поворота руля рабочее масло подается в нижнюю полость и отводится из верхней полости привода. Поршень будет двигаться вверх, а руль — поворачиваться в противоположном направлении.

На квадратную головку баллера может надеваться румпель запасного привода. Конструкция винтового гидравлического привода компактна, но сложна, и сам привод имеет сравнительно низкий механический к.п.д.

Плунжерный секторно-кольцевой гидравлический рулевой привод показан на рис. 70, б. Этот привод получил некоторое распространение на современных морских судах иностранного флота.

Кольцевой цилиндр привода разделен перемычкой на две рабочие полости, в которых помещены пустотелые плунжеры, перемещающиеся по кольцевым рабочим полостям цилиндра. Разделительная перемычка имеет два отверстия, через которые производится подвод и отвод рабочего масла из полостей цилиндра. Рабочее масло давит на торец плунжера и заставляет его перемещаться. Торец плунжера оборудован уплотнением из маслостойкой резины для предотвращения протечек масла из полости цилиндра наружу.

Румпель насажен на баллере на штоке и входит своим приводным концом в специальную втулочную перемычку плунжеров. Секторно-кольцевой привод прост по устройству, но имеет серьезный эксплуатационный недостаток — трудность обеспечения внутреннего уплотнения.

Очень большое распространение в настоящее время получил лопастной гидравлический рулевой привод. Основными узлами его являются цилиндр с крышкой и ротор. Ротор представляет собой ступицу с закрепленными на ней или изготовленными совместно рабочими лопастями и насаживается на конический конец баллера или промежуточный вал на шпонке. Встречаются цельнолитые конструкции ротора, присоединяемого к баллеру фланцевым соединением. Изготовляются лопастные рулевые приводы и в нашей стране и за рубежом.

Рулевые машины

В некоторых литературных источниках и в производственной практике понятие о рулевой машине, часто отождествляют с понятием всего рулевого устройства или рулевого привода. Это неправильно, так как рулевая машина — лишь составная часть рулевого устройства.

На судах морского флота применяются паровые, электрические, гидравлические и ручные рулевые машины. Ручная машина и ручной привод играют только вспомогательную роль. Мощность рулевых машин составляет от 0,60 до 0,65% от мощности главного двигателя в 3000 л. с. и 0,18—0,19% при мощности главного двигателя 60 000 л. с.

Замена парусного флота паровым привела к быстрому росту скорости и водоизмещения судов. Условия ручного штурвального управления рулем затруднились и возникла необходимость применения механических рулевых машин. Основной энергией на паровых судах была энергия пара и поэтому прежде всего стали применяться паровые рулевые машины.

Рулевое устройство судна оборудуется одной паровой маши¬ной. Машина двухцилиндровая в вертикальном или горизонтальном исполнении. Через цилиндрическую зубчатую или червячную передачу рулевая машина передает мощность зубчатому сектору или грузовому барабану при штуртросном рулевом приводе.

Рулевая машина должна сразу же пускаться из любого положения, и реверс должен осуществляться без задержки. Поэтому машина работает без расширения пара и мотыли расположены под углом 90° друг к другу. Паровые золотники машины не имеют перекрышей, каждый цилиндр снабжен своим золотником и устанавливается третий пусковой золотник. Схема парораспределения рулевой паровой машины приведена на рис. 71. На двух частях рисунка пусковой золотник показан в своих крайних положениях. Движение пара и поршней машины показано стрелками. При среднем положении пускового золотника доступ пара к цилиндрам прекращается и машина останавливается. Скорость вращения вала рулевой машины и перекладки руля при работе рулевого устройства зависит от величины открытия паровых окон пусковым золотником, т. е. от количества подаваемого в цилиндры пара.

Цилиндровые золотники приводятся в движение от вала рулевой машины, а пусковой золотник — с мостика. Пусковой золотник связан с валом рулевой машины сервомотором, т. е. устройством для согласования действий штурвала и рулевой машины, которое служит для возврата пускового золотника в среднее положение после прекращения воздействий с мостика или другого поста управления.

Паровые рулевые машины оборудуются клапанами экономии, устанавливаемыми между пусковым золотником и стопорным паровым клапаном. Назначение клапана экономии — прекратить доступ пара к пусковому золотнику несколько раньше, чем он придет в среднее положение. В среднее положение золотник возвращается сервомотором, но не сразу, а в течение некоторого времени. Доступ пара в цилиндры машины постепенно прекращается и вращение ее замедляется. Наконец, наступает такой момент, когда паровая машина не может преодолеть силы сопротивления в рулевом устройстве из-за малого количества поступающего в нее пара и останавливается раньше, чем пусковой золотник станет в среднее положение. Паровые окна не будут закрыты полностью и через них свежий пар будет постоянно перетекать в магистраль отработавшего пара. Для предотвращения этих бесполезных утечек свежего пара устанавливается клапан экономии. Клапан может приводиться в действие автоматически от давления пара или механически от общего привода с пусковым золотником.

Электрическая рулевая машина представляет собой обычный электродвигатель постоянного или переменного тока, на валу которого закрепляется червяк, работающий в паре с червячным колесом. На одном валу с червячным колесом укрепляется прямозубая шестерня, входящая в зацепление с зубчатым сектором рулевого привода.

Во многих случаях рулевое устройство оборудуется двумя электродвигателями: рабочим и резервным. Установка их выполняется с учетом возможности осевого перемещения и вывода из зацепления с червячным колесом при переходе с одного электродвигателя на другой или на запасной привод. Для предотвращения чрезмерного поворота зубчатого сектора устанавливаются конечные выключатели, прерывающие питание электродвигателя током.

Электрогидравлическая рулевая машина представляет собой электроприводной насос, перемещающий рабочее масло в системе гидропривода. Применяются ротационные насосы (поршневые, винтовые, пластинчатые) и шестеренные с переменной и постоянной производительностью. Устанавливаются также две рулевые машины—рабочая и резервная.

Ротационный радиально-поршневой насос рулевой машины приведен на рис. 72.

Насос состоит из корпуса, регулировочного кольца и ротора. Основу ротора составляет звезда цилиндров, вращающаяся вместе с поршнями. Поршни имеют башмаки, а в некоторых конструкциях ролики, которые скользят по внутренней поверхности регулировочного кольца. Регулировочное кольцо выполняет роль пускового золотника, связано своими цапфами с телемотором и сервомотором и имеет возможность поперечного перемещения. Центральная полость звезды цилиндров разделена на две части неподвижной горизонтальной перегородкой. Каждая часть полости сообщается через отверстия с трубопроводами рулевого привода.

Средний рисунок насоса показывает нахождение регулировочного кольца в нейтральном или среднем положении. При вращении ротора поршни не имеют возвратно-поступательного движения и насос не производит перемещение рабочего масла. Этот момент соответствует удержанию руля в заданном положении.

Крайние рисунки показывают расположение регулировочного кольца в своих крайних положениях, что соответствует максимальной производительности насоса и максимальной скорости перекладки руля. При вращении ротора в направлении, указанном стрелкой, отвод регулировочного кольца вправо обеспечивает всасывание масла в центральную полость насоса через верхнее отверстие, а нагнетание — через нижнее. С отводом кольца влево всасывание будет производиться через нижнее отверстие, а нагнетание — через верхнее. Таким образом изменяется направление движения масла в трубопроводах и направление поворота привода и перекладки руля.

Ротор насоса вращается с постоянным числом оборотов. Напор насоса постоянный, а производительность переменная и зависит от степени отвода регулировочного кольца от среднего положения. Такой насос называется насосом с регулируемой производительностью.

Отечественное рулевое устройство РЭГ-ОВИМУ-7 с лопастным рулевым приводом, разработанное под руководством В. В. Завиша, приведено на рис. 73.

Рулевой привод двухлопастной и состоит из цилиндра и ротора. Ротор цельнолитой и имеет фланец, при помощи которого присоединяется к баллеру. Рулевая машина электрогидравлическая, насос ротационный пластинчатый марки Г-12-14 (ЛЗФ-70) постоянной производительности 73 л/мин при 1000 об/мин и мощности 5,6 квт. Рабочая жидкость — турбинное масло 22. Допускается применение и другого, более вязкого, масла. Давление масла в системе 35 кГ/см².

На рисунке руль стоит в заданном положении, насос разгружен и работает вхолостую, перемещая масло в направлении, указанном сплошными стрелками через отверстия г, е и б.

Для перекладки руля на правый борт каретка приемника телемотора отводится вправо воздействием на нее давления жидкости, перемещаемой в системе телемотора вращением рулевого штурвала. Золотники распределительного устройства переместятся вправо и отверстия д и в откроются, а отверстие е закроется. Масло будет перемещаться в системе в направлении, указанном пунктирными стрелками, и поступать в цилиндр привода через отверстия г и в. Ротор привода и руль будут поворачиваться против часовой стрелки.

Чтобы удержать руль в нужном положении, рулевой перестает вращать штурвальное колесо и сервомотор возвращает золотники распределительного устройства в среднее положение. Насос начинает работать опять вхолостую.

Для перекладки руля на левый борт рулевой вращает штурвальное колесо в обратном направлении. Каретка телемотора отводится влево и в этом же направлении переместится распределительный золотник (нижний), а разгрузочный золотник опять передвинется вправо. Масло теперь будет идти к приводу через отверстия г и д, а от привода — через в и б. Ротор привода и руль будут поворачиваться по часовой стрелке.

Распределительный и разгрузочный золотники связаны с ротором привода системой рычагов, представляющих собой сервомотор. Ротор всегда оказывает на золотники действие, обратное действию телемотора. Поэтому с прекращением вращения штурвального колеса действие телемотора прекращается и ротор рулевого привода своим движением приведет золотники в среднее положение через систему сервомотора.

Чтобы показания аксиометра совпадали с действительным положением руля, предусмотрен возврат разгрузочного золотника в среднее положение лишь после того, как распределительный золотник станет в среднее положение. Для этого к разгрузочному золотнику придан фиксатор в верхней части. При отводе золотника из среднего положения поршень фиксатора опускается вниз под действием давления пружины и застопоривает разгрузочный золотник. Когда распределительный золотник станет в среднее положение и закроет окна див, перераспределением гидравлического давления на поршень фиксатора последний поднимется вверх и даст возможность пружине разгрузочного золотника вернуть его в среднее положение.

В системе рулевого устройства предусмотрены предохранительный клапан для перепуска масла в случае заклинивания разгрузочного золотника в правом положении и перепускные клапаны для сброса масла из одной полости привода в другую при сильных ударах волн о перо руля.

Сервомоторы и телемоторы

Сервомотор — обязательный элемент каждой рулевой машины. Принцип действия всех сервомоторов одинаков, а конструктивное исполнение разное и зависит от типа рулевой машины и рулевого привода.

Одна из конструкций сервомотора паровой рулевой машины приведена на рис. 74.

Рабочий вал лежит в подшипниках и имеет опорные диски, препятствующие осевому перемещению вала. Рулевой штурвал выполнен совместно со ступицей, имеющей резьбовую нарезку. Ступица навинчена на вал и имеет кольцевой паз, куда входят выступы углового вильчатого рычага. Рычаг связан со штоком пускового золотника.

Для перекладки руля рулевой вращает штурвал, который навинчивается или вывинчивается с вала и перемещается по оси. Перемещение ступицы штурвала приводит к повороту углового рычага, который выводит пусковой золотник из среднего положения, и рулевая машина начинает работать. Через шестеренную передачу вращение вала рулевой машины передается рабочему валу, который оказывает на ступицу штурвального колеса действие, обратное действию рулевого, и будет стремиться вернуть штурвальное колесо и пусковой золотник в среднее положение.

Если скорость вращения штурвального колеса будет равна скорости вращения рабочего вала, пусковой золотник будет находиться в заданном положении и рулевая машина будет работать с постоянной скоростью. Для увеличения скорости вращения рулевой машины и перекладки руля рулевой должен вращать штурвальное колесо с возрастающей скоростью.

После перекладки руля на за¬данный угол рулевой отпускает штурвальное колесо. Рулевая машина еще будет работать некоторый малый промежуток времени, рабочий вал вернет штурвальное колесо и пусковой золотник в среднее положение, и машина остановится.

У гидравлических рулевых машин роль сервомотора выполняют рычажные передачи.

Почти на всех морских судах рулевая машина удалена от поста управления ею и, поэтому применяются специальные телединамические передачи или телемоторы для связи поста управления с пусковым устройством рулевой машины.

Существуют валиковый, стержневой, тросовый, электрический и гидравлический телемоторы. Последние два имеют преимущественное применение.

Гидравлический телемотор приведен на рис. 75. Основу телемотора составляют датчик (рулевая тумба) и приемник. Датчик устанавливается на мостике, а приемник — в румпельном отделении и соединяются между собой трубопроводами. Предварительное заполнение системы телемотора маслом производится при помощи ручного насоса. Воздух при заполнении системы отводится через воздушную пробку крышки цилиндра датчика, а заполнение контролируется по переливу масла в бачок через сливной трубопровод.

Внутри датчика находится зубчатая рейка с закрепленным на ней поршнем. Рейка приводится в движение от рулевого штурвала через зубчатую цилиндрическую передачу. К цилиндру датчика прикреплен резервуар, связанный с рабочей полостью датчика при посредстве двух клапанов. Один клапан служит для перепуска масла из цилиндра датчика в резервуар в случае чрезмерного повышения давления в системе, другой — для перепуска масла из резервуара в цилиндр датчика при значительном понижении давления в системе.

Приемник состоит из двух неподвижных пустотелых скалок и подвижного цилиндра, разделенного перегородкой на две части. К цапфам цилиндра присоединены две тяги, связанные со штоком пускового золотника рулевой машины.

При вращении штурвала против часовой стрелки зубчатая рейка и поршень датчика будут двигаться вверх. Масло будет выдавливаться из верхней полости цилиндра датчика и поступать в нижнюю полость цилиндра приемника. Цилиндр будет двигаться вверх, сжимая пружину и выталкивая масло из верхней полости в нижнюю полость цилиндра датчика. Тяги выведут золотник из среднего положения, и рулевая машина начнет работать.

Если рулевой перестанет вращать штурвал и отпустит его, пружина начнет расширяться и заставит цилиндр приемника опускаться вниз. Ход масла в системе будет обратный, и цилиндр приемника и зубчатая рейка с поршнем датчика будут возвращены в среднее положение. Сервомотор остановит рулевую машину.

Вращением штурвала по часовой стрелке обеспечится перекладка руля на другой борт.

Для управления рулевой машиной широко применяются авторулевые, заменяющие рулевого и повышающие экономичность рулевого устройства за счет более точного управления рулевой машиной и уменьшения расхода энергии. Вдобавок, судно идет более устойчиво, меньше рыскает, что снижает расход топлива главным двигателем и сокращает время перехода судна.

Обслуживание рулевых устройств

При обслуживании рулевых устройств необходимо руководствоваться общими указаниями по обслуживанию палубных механизмов, а также указаниями ССХ и заводов-изготовителей.

Рулевое устройство должно быть в полной готовности к моменту выхода судна в рейс. Приготовление рулевой машины к действию производится по указанию вахтенного помощника капитана.

В процессе приготовления к действию паровой рулевой ма¬шины производится ее внешний осмотр, прогревается паропровод и машина, проверяется действие пускового золотника, серво¬мотора и клапана экономии. Все необходимые части смазы¬ваются. Телемотор заполняется рабочей жидкостью, если необхо¬димо, и проверяется плотность гидравлической системы по удер¬жанию давления масла.

У секторного или механического винтового привода обращается особое внимание на состояние шестерен, червяков и червячных колес. При сломанных или треснутых зубьях работа рулевого привода запрещается.

В электрогидравлической рулевой машине проверяется уровень масла в расширительном бачке, действие и переход с одного насоса на другой и с основного привода на запасной и обратно, плотность соединений и отсутствие пропусков рабочего масла из системы.

Действие рулевого устройства проверяется пробными пусками с контролированием согласованности действия всех узлов. Замеченные ненормальности в работе устраняются.

Вахтенный моторист или машинист обязан не менее двух раз за вахту проверять работу рулевой машины и смазывать трущиеся части на ходу судна. При этом также проверяется нагрев трущихся деталей на ощупь или по показаниям термометров и наличие шумов и стуков в рабочих частях рулевого устройства.

В гидравлических системах проверяется уровень масла в бачках, не допускается снижение уровня ниже метки на указательной шкале или колонке. При длительной работе рулевого устройства необходимо работать поочередно рулевыми машинами, если их две.

О всех замеченных ненормальностях в работе рулевого устройства необходимо немедленно докладывать вахтенному механику. В случае нагрева трущихся частей машины выше нормы выделяется самостоятельный вахтенный для наблюдения за рулевым устройством.

При кратковременной остановке рулевой машины закрывается стопорный клапан свежего пара и открываются краны продувания паровых цилиндров. При остановке машины на длительное время все паровые клапаны, за исключением кранов продувания, закрываются. Руль должен быть установленным в среднее положение.

Вывод электрической и электрогидравлической рулевой машины из действия производится отключением питания электродвигателя. Гидравлическая система должна быть проверена на плотность и на отсутствие течи рабочей жидкости из системы.

Назначение и общая характеристика рулевых управлений автомобилей КамАЗ-5320, КамАЗ-4310 и Урал-4320

Категория:

   Автомобили Камаз Урал

Публикация:

   Назначение и общая характеристика рулевых управлений автомобилей КамАЗ-5320, КамАЗ-4310 и Урал-4320

Читать далее:

Назначение и общая характеристика рулевых управлений автомобилей КамАЗ-5320, КамАЗ-4310 и Урал-4320

Рулевое управление обеспечивает изменение и сохранение выбранного направления движения автомобиля.

Рулевые управления автомобилей КамАЗ-5320, КамАЗ-4310, Урал-4320 действуют на передние управляемые колеса и состоят из рулевых механизмов, гидравлических усилителей и рулевых приводов.

Рулевой механизм увеличивает усилия водителя, прикладываемые к рулевому колесу, и повышает точность управления автомобилем. Благодаря этому сохраняется возможность управления автомобилем при неработающем усилителе, например при внезапной остановке двигателя, что повышает безопасность движения.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Гидравлический усилитель облегчает управление автомобилем и повышает безопасность его движения. Гидравлический усилитель, используя энергию двигателя для поворота и удерживания колес, снижает утомляемость водителей, улучшает маневренные возможности автомобиля и обеспечивает управление им в сложных условиях, например при внезапном повреждении шин. При движении по неровным дорогам и местности гидравлический усилитель снижает ударные нагрузки в рулевом управлении, уменьшая вероятность его повреждения, повышает комфортабельность и безопасность управления автомобилем.

Рулевой привод передает усилия водителя и гидравлического усилителя к управляемым колесам, обеспечивая поворот их на соответствующие углы. Благодаря этому уменьшается скольжение, а следовательно, и износ шин и облегчается управление поворотом автомобиля.

На автомобиле КамАЗ-5320 применяется рулевое управление механического типа с гидравлическим усилителем. Рулевой механизм с угловым шестеренчатым редуктором снабжен рулевой передачей с рабочими парами типа винт—гайка с циркулирующими шариками и рейка—зубчатый сектор. Передаточное отношение рулевого механизма равно 20 : 1.

Гидравлический усилитель выполнен по схеме с постоянной циркуляцией жидкости, что способствует уменьшению нагрузки насоса. Максимальное давление жидкости в системе равно 7500…8000 кПа (75…80кгс/см2). Цилиндр гидравлического усилителя встроен в картер рулевого механизма. Клапан управления (распределитель) золотникового типа снабжен центрирующими пружинами и реактивными плунжерами, создающими на рулевом колесе ощущение силы сопротивления повороту колес. Насос гидравлического усилителя роторно-лопастного типа, двойного действия, с приводом от шестерни топливного насоса двигателя. Радиатор гидравлического усилителя, обеспечивающий охлаждение циркулирующей жидкости, установлен на радиаторе системы охлаждения.

Рулевой привод — механический, с шарнирными соединениями деталей. Управляемые колеса установлены с наклоном — развалом в поперечной плоскости автомобиля на Г и схождением спереди на 2…5 мм. Шкворни управляемых колес наклонены в поперечном направлении на 8 в продольной плоскости на 3° для создания стабилизации управляемых колес. Максимальные углы поворота колес, равные 45°, обеспечивают минимальный радиус поворота автомобиля по колее внешнего колеса 8,5 м с шириной занимаемого коридора 4,5 м.

Рулевое управление автомобиля КамАЗ-4310 по общей схеме и устройству аналогично рулевому управлению автомобиля КамАЗ-5320. В нем применен рулевой механизм с угловым шестеренчатым редуктором и рулевой передачей типа винт—гайка с циркулирующими шариками и рейка—зубчатый сектор. Передаточное отношение рулевого механизма равно 21,7 : 1.

Рулевой привод механический, с рулевыми тягами. Конструкция рулевого привода автомобиля КамАЗ-4310 отличается от КамАЗ-5320 в связи с тем, что на КамАЗ-4310 колеса переднего моста управляемые и ведущие. Шарниры тяг рулевого привода — нерегулируемые.

Колеса переднего моста установлены с развалом Г, схождение колес по закраинам ободов колес 1…2 мм. Максимальные углы поворота управляемых колес, равные 30°, обеспечивают минимальный радиус поворота автомобиля по середине следа внешнего колеса (относительно центра поворота) 10,5 м. Ширина коридора, занимаемая автомобилем при повороте с минимальным радиусом, не более 4 м.

В конструкцию деталей и узлов рулевого управления автомобиля КамАЗ-4310 по сравнению с рулевым управлением автомобиля КамАЗ-5320 внесены некоторые изменения и улучшения для обеспечения более надежной работы в плохих дорожных условиях.

На автомобиле Урал-4320 установлено рулевое управление механического типа с гидравлическим усилителем. Рулевой механизм снабжен передачей с рабочей парой типа червяк—боковой сектор со спиральными зубьями. Передаточное отношение рулевого механизма равно 21,5 : 1.

Гидравлический усилитель выполнен также по схеме с постоянной циркуляцией жидкости. Максимальное давление жидкости в системе составляет 6500…7000 кПа (65…70 кгс/см2). В качестве рабочей жидкости используется всесезонное масло марки «Р» или заменители: летом — масло Тп-22, зимой — веретенное масло АУ или АУП. Развал колес 1°, боковой наклон шкворня 6°, схождение колес 3…8 мм.

Рис. 6.1. Рулевое управление автомобиля КамАЗ-5320:
1 — рулевое колесо; 2 — колонка рулевого управления; 3 — хомут; 4 — фланец; S — регулировочная гайка; 6 — карданная передача; 7—радиатор; 8 — клапан управления; 9 — угловой редуктор; 10 — рулевой механизм; 11 — продольная рулевая тяга; 12 — сошка; 13 — вал сошки; 14 — насос; 15 — бачок

Рекламные предложения:

Читать далее: Устройство и работа рулевого управления автомобилей КамАЗ-5320, КамАЗ-4310

Категория: — Автомобили Камаз Урал

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Какие бывают 3 типа рулевого управления? — MVOrganizing

Какие 3 типа рулевого управления?

Существует три основных типа систем рулевого управления с усилителем, используемых в транспортных средствах: рулевое управление с гидроусилителем (HPS), рулевое управление с гидроусилителем и гидроусилителем (EPHS) и рулевое управление с полностью электрическим усилителем (EPS). И электрический, и электронный усилитель руля относятся к одной и той же системе.

Какой тип рулевого управления самый распространенный?

Шестерня рулевого управления

Какие бывают 6 типов рулевого управления?

Рулевое управление наземного транспортного средства

• Базовая геометрия.
• Рейка и шестерня, рециркуляционный шар, червяк и сектор.
• ГУР.
• Рулевое управление, чувствительное к скорости.
• Рулевое управление на четыре колеса.
• Шарнирно-сочлененное рулевое управление.
• Рулевое управление задним колесом.
• Управление по проводам.

Что такое ручное рулевое управление?

В заключение, ручное рулевое управление — это система, в которой ручное усилие используется для управления транспортным средством. Ручные рулевые рейки используют рейку и шестерню, червяк и ролик, а также шарик и гайку рециркуляции.

Что означает нечеткое рулевое управление?

Нечеткое рулевое управление возникает между рулевым колесом и рулевым механизмом, так как эта часть системы рулевого управления не имеет усилителя, поэтому очень небольшая проблема обычно вызывает серьезную проблему для автомобиля.

Сколько стоит исправить слабое рулевое управление?

Как только он начнет выходить из строя, могут возникнуть проблемы с рулевым управлением. Вы заплатите около 100 долларов за детали и около 70 долларов за рабочую силу. Замена должна занять около часа и стоить в среднем около 170 долларов, но эти затраты могут варьироваться в зависимости от типа вашего автомобиля.

Исправит ли центровка люфт в рулевом колесе?

№ .. Регулировка выравнивания регулируется только выравниванием колес .. Любая слабина или люфт в системе рулевого управления вызваны механической неисправностью.

Почему у меня так много люфта в рулевом колесе?

Когда рулевое колесо болтается, «имеет люфт», водителям трудно правильно определить положение передних колес. Системы рулевого управления обычно предупреждают о проблемах, а чрезмерный люфт обычно вызывается изношенными рулевыми рейками и наконечниками рулевых тяг.

Что означает криво рулевого колеса?

Мы в Oxford Auto & Tire можем быстро и легко ответить на этот вопрос: ваше рулевое колесо смещено по центру, когда вы едете прямо, потому что ваши колеса не выровнены правильно. Это один из признаков неправильной регулировки колес, и вы можете заметить, что рулевое колесо изогнуто сразу после того, как вы отрегулировали колеса.

Почему моя машина съезжает вправо после съезда?

Давление воздуха, установка углов установки колес и низкие шины Неравномерное давление воздуха — очень частая причина, по которой автомобиль тянется в сторону.Когда давление в шине с одной стороны ниже, высота шины изменяется. Это вызывает изменение углов установки колес. Низкая задняя шина также может изменить установку передних колес и вызвать тягу.

Должен ли автомобиль ехать сразу после центровки?

Если они выровняли правильно, автомобиль должен ехать прямо без заноса, когда вы отпускаете колесо на ровной (это критически важный момент) дороге. Рулевое колесо не по центру после центровки является признаком неправильной центровки.

Сколько стоит исправить центровку автомобиля?

Передняя регулировка, в которой задействованы только два колеса на передней части автомобиля, обычно стоит от 50 до 75 долларов, по сравнению со 100–150 долларами для четырехколесной регулировки. Покупка ограниченной гарантии, которая распространяется на работу в течение определенного периода времени или на основе ограничения пробега, стоит меньше, чем пожизненная гарантия.

Что заставляет автомобиль тянуть налево?

Часто виноват что-то простое.Неравномерное давление в шинах может привести к тому, что ваш автомобиль будет тянуться в сторону. Например, когда давление в переднем левом шине слишком низкое или высокое, высота шины изменяется, что вызывает смещение выравнивания. Шины, изношенные по центру, перекачаны.

Может ли неисправный ступичный подшипник тянуть автомобиль в сторону?

Ослабление колес, также называемое люфтом в колесах, является еще одним распространенным признаком неисправного ступичного подшипника. Когда ступичный подшипник подвергается коррозии или покрывается ямками, гладкая внешняя облицовка исчезает, и вибрация передается на шины, которые могут ощущаться, как будто они «тянут» в ту или иную сторону.

Машины естественно тянут влево?

Джеймс, это очень частый вопрос, который мы получаем, не только для автомобилей Hyundai. И правда, что большинство автопроизводителей разрабатывают подвеску в дорожных автомобилях так, чтобы она слегка тянула влево (в автомобилях с правым рулем) из соображений безопасности.

Машины естественно тянут вправо?

Автомобили, предназначенные для движения по правой стороне дороги, изготавливаются с небольшим поворотом вправо. Это сделано для предотвращения ухода автомобиля на встречную полосу движения, если водитель засыпает за рулем.Если ваша машина сильно тянет, рекомендуется ее проверить.

Что может привести к тому, что автомобиль наклонится в сторону?

Автомобиль, который наклоняется в сторону, почти всегда имеет проблемы с амортизаторами, пружинами, стойками, шасси или подвеской. Все это важные части автомобиля, и их не следует сбрасывать со счетов. Продолжение управления автомобилем, который наклоняется в одну или другую сторону, может привести к дальнейшему повреждению этих компонентов.

Приведет ли грузовик к наклону из-за сильных ударов?

Изношенные амортизаторы и стойки не приводят к наклону автомобиля, если только они не заедают.Многие автомобили оснащены торсионами и регулируются. Винтовой механизм можно отрегулировать для изменения высоты транспортного средства. Часто правильная регулировка торсионов выравнивает автомобиль.

Приведут ли изношенные амортизаторы к провисанию?

Фактически сдутые амортизаторы могут изменить дорожный просвет. Если толкнуть амортизатор, у вас не будет сопротивления сжатию, и автомобиль будет немного прогибаться.

Лаборатория автомобильной электроники Clemson: электроусилитель рулевого управления

Электронный усилитель руля Базовое описание Системы рулевого управления с усилителем дополняют крутящий момент, который водитель прикладывает к рулевому колесу.Традиционные системы рулевого управления с усилителем представляют собой гидравлические системы, но рулевое управление с электроусилителем (EPS) становится все более распространенным. EPS исключает многие компоненты HPS, такие как насос, шланги, жидкость, приводной ремень и шкив. По этой причине электрические системы рулевого управления обычно меньше и легче гидравлических. Системы EPS имеют регулируемый усилитель мощности, который обеспечивает большую помощь на более низких скоростях автомобиля и меньшую помощь на более высоких скоростях. Им не требуется значительная мощность для работы, когда не требуется помощь со стороны рулевого управления.По этой причине они более энергоэффективны, чем гидравлические системы. Как работает система: Электронный блок управления (ЭБУ) EPS вычисляет необходимую вспомогательную мощность на основе крутящего момента, прикладываемого водителем к рулевому колесу, положения рулевого колеса и скорости автомобиля. Электродвигатель EPS вращает рулевой механизм с приложенной силой, которая снижает крутящий момент, требуемый от водителя. Существует четыре формы EPS в зависимости от положения вспомогательного двигателя.Это вспомогательный тип стойки (C-EPS), вспомогательный тип шестерни (P-EPS), тип с прямым приводом (D-EPS) и вспомогательный тип стойки (R-EPS). Тип C-EPS имеет блок гидроусилителя, датчик крутящего момента и контроллер, подключенные к рулевой колонке. В системе P-EPS блок гидроусилителя соединен с валом шестерни рулевого механизма. Этот тип системы хорошо работает в небольших автомобилях. Система D-EPS имеет низкую инерцию и трение, поскольку рулевой механизм и вспомогательный блок представляют собой единое целое.Тип R-EPS имеет вспомогательный блок, подключенный к рулевому механизму. Системы R-EPS могут использоваться на средних и полноразмерных транспортных средствах из-за их относительно низкой инерции из-за высоких передаточных чисел редуктора. В отличие от системы рулевого управления с гидроусилителем, которая непрерывно приводит в действие гидравлический насос, преимущество системы EPS заключается в том, что она приводит в действие двигатель EPS только при необходимости. Это приводит к снижению расхода топлива автомобилем по сравнению с тем же автомобилем с системой HPS. Эти системы можно настроить, просто изменив программное обеспечение, управляющее ЭБУ.Это дает уникальную и экономичную возможность отрегулировать «ощущение» рулевого управления в соответствии с классом автомобильной модели. Дополнительным преимуществом EPS является его способность компенсировать односторонние силы, такие как спущенная шина. Он также может управлять автомобилем в аварийных маневрах в сочетании с электронной системой контроля устойчивости. В современных системах всегда существует механическое соединение между рулевым колесом и рулевым механизмом. По соображениям безопасности важно, чтобы отказ электроники никогда не приводил к ситуации, когда двигатель мешает водителю управлять транспортным средством.Системы EPS включают в себя отказоустойчивые механизмы, которые отключают питание двигателя в случае обнаружения проблемы с ЭБУ. Следующим шагом в электронном рулевом управлении является снятие механической связи с рулевым колесом и переход на рулевое управление с чисто электронным управлением, которое называется управляемым по проводам. Это функционирует путем передачи цифровых сигналов на один или несколько удаленных электродвигателей вместо узла зубчатой ​​рейки, который, в свою очередь, управляет транспортным средством.Infinity Q50 2014 года использовался в электрических вилочных погрузчиках и некоторых тракторах, а также в нескольких концептуальных автомобилях. Хотя обычно нет прямого механического соединения, Q50 имеет механическую резервную копию. В случае обнаружения проблемы с электронным управлением включается сцепление, чтобы восстановить механическое управление водителем. Как и в случае с системами управления дроссельной заслонкой, вполне вероятно, что электронное управление станет стандартом, как только электронное управление окажется более безопасным и надежным, чем современные гибридные системы. Датчики Датчик крутящего момента на рулевом колесе, датчик положения рулевого колеса, датчик скорости вращения колеса Приводы Электродвигатель Передача данных Обмен данными по шине CAN между EPS и контроллером двигателя Производители Bosch, Denso, Hella, JTEKT, Kobelt, Koyo, Mitsubishi Electric, Nexteer, NSK, Preh, Showa, TRW, ZF Для получения дополнительной информации [1] Гидроусилитель руля, Википедия. [2] Электроусилитель руля (EPS), веб-сайт Freescale. [3] Рулевое управление с электроусилителем, www.aa1car.com. [4] Research Analysis: A Review of Electric Power Steering Systems, Matthew Beecham, Just-auto.com, 6 августа 2007 г. [5] BMW Electric Power Steering EPS, YouTube, 21 ноября 2008 г. [6] Hyundai Power Steering (MDPS), YouTube, 15 июля 2009 г. [7] Мы теряем связь? Комплексное сравнительное испытание электрического и гидравлического усилителя рулевого управления, автомобиль и водитель, январь.2012. [8] Nissan представляет технологию независимого рулевого управления Fly-by-Wire, YouTube, 17 октября 2012 г. [9] Электроусилитель рулевого управления от Ford Motor Company, YouTube, 14 марта 2013 г. [10] Top Tech Cars 2013: Infiniti Q50, Лоуренс Ульрих, IEEE Spectrum, 29 марта 2013 г. [11] Car Tech 101: описание гидроусилителя руля, YouTube, 1 апреля 2014 г.

Как работает система рулевого управления с усилителем? — Лучшее объяснение

Введение

Динамика транспортного средства является неотъемлемой частью автомобильного транспортного средства, которая так же важна, как и силовая передача транспортного средства, как если бы нам нужна силовая передача для управления транспортным средством, нам также нужны системы динамики транспортного средства, чтобы держать транспортное средство в движении с устойчивостью, поскольку мы знаем, что система подвески является частью динамики транспортного средства, которая обеспечивает поверхностный контакт вместе с устойчивостью при повороте к транспортному средству, но давайте просто подумаем, поворот транспортного средства во время движения требует много сил, чтобы нарушить устойчивость транспортного средства, которая вызывает множество вопросов, например, как это делается ?.Каковы требования для поворота автомобиля в желаемом направлении? Чтобы найти эти ответы, давайте продолжим изучение.

Система рулевого управления автомобиля является неотъемлемой частью динамики транспортного средства транспортного средства, в которой ряд механических компонентов, имеющих определенные важные углы, объединяются, чтобы управлять передними колесами транспортного средства в соответствии с входом, обеспечиваемым пассажиром через рулевое колесо.

А система рулевого управления с усилителем — это усовершенствованная система рулевого управления, в которой усилие, необходимое для поворота передних колес транспортного средства из стороны в сторону, уменьшается за счет использования промежуточных электрических или гидравлических устройств, которые умножают усилие, прилагаемое водителем через рулевое колесо, чтобы для плавного и быстрого изменения направления движения автомобиля.

Сегодня все 80% автомобилей на дорогах оснащены системой рулевого управления с гидроусилителем, которая стала основной потребностью современного автомобиля.

После введения в действие усилителя рулевого управления в 1903 году было обнаружено, что количество дорожно-транспортных происшествий уменьшилось до ощутимого предела, что, в свою очередь, делает необходимым использование полного привода.

Зачем нужен гидроусилитель руля?

Как мы уже обсуждали выше, гидроусилитель рулевого управления снижает усилие рулевого управления, которое необходимо для четырехколесного автомобиля, поэтому нам нужен гидроусилитель руля по следующим причинам

• Быстрый ответ — Как количество количество транспортных средств на дороге увеличивается день ото дня, и сегодня почти 60% семей в мире имеют в своих домах четырехколесные автомобили, с этим увеличением количества транспортных средств также возрастает опасность дорожно-транспортных происшествий, чтобы избежать этой опасности и Для быстрых поворотов, требуемых дорожными условиями, в четырехколесном транспортном средстве требуется система рулевого управления с быстрым откликом.
• Усилие на рулевом колесе — Если мы водим старые автомобили, такие как Maruti Suzuki 800, обнаруживается, что рулевое колесо автомобиля очень трудно вращается, когда автомобиль движется со скоростью ниже 40 км / ч (выше этого значения рулевое управление кажется менее жестким. ), что вызывает утомление водителя при длительной поездке. Таким образом, транспортное средство должно быть оборудовано системой рулевого управления с усилителем, чтобы можно было уменьшить усилие рулевого управления, необходимое для поворота передних колес.
• Bump Steer- Как мы знаем, неровности дороги уменьшаются системой подвески, но поскольку система рулевого управления прикреплена непосредственно к ступице колеса, некоторое количество ударов также передается на систему рулевого управления, которая, в свою очередь, пытается управлять транспортным средством против воли водителя, из-за чего транспортное средство может потерять устойчивость, хотя подруливанием можно управлять механически, обеспечивая оптимальный радиус чистки (угол между центральной линией колеса и наклоном поворотного пальца поворотного кулака). ), но усилитель руля управляет им более эффективно.
• Возвратная способность — После поворота обнаруживается, что рулевое управление автоматически возвращается в исходное положение, что, в свою очередь, автоматически выпрямляет движущееся транспортное средство. Автомобиль, оборудованный системой рулевого управления с гидроусилителем, обеспечивает лучшую обратную способность рулевого управления.

Также читайте:

Как работает свободный поршневой двигатель?

Типы коробок передач — полное объяснение

Как работает антиблокировочная тормозная система (ABS)?

Типы систем рулевого управления с усилителем

На основе метода, используемого для умножения усилия рулевого управления, существует 3 типа систем рулевого управления с усилителем, которые:

1. Гидравлическая система рулевого управления с усилителем — это тип системы рулевого управления с усилителем, в которой гидравлическая система, имеющая гидравлический насос, приводимый в действие двигателем и гидроцилиндрами, используется для увеличения входной силы рулевого колеса, что, в свою очередь, снижает усилия, необходимые для поворота передней части. колеса автомобиля.

• Гидравлическая жидкость с высокой степенью сжатия используется внутри гидроцилиндра, оказывающего давление на рулевой механизм.

2.Электрогидравлическая система рулевого управления с усилителем — Это модифицированная версия гидравлической системы, в которой роторный гидравлический насос, приводимый в действие двигателем в системе рулевого управления с гидроусилителем, заменен гидравлическим насосом, который приводится в действие электродвигателем.

• Эта система также называется гибридной системой рулевого управления с усилителем из-за использования как гидравлических, так и электрических компонентов.

3. Электронная система рулевого управления с усилителем — Это новейший тип системы рулевого управления с гидроусилителем, в котором гидравлическая система рулевого управления с гидроусилителем полностью заменена на электродвигатели и электрические датчики, вместо использования гидравлической силы, двигатель приводимый в действие аккумуляторной батареей транспортного средства, используется для приложения силы к рулевому механизму, а крутящий момент, создаваемый двигателем, контролируется датчиками, определяющими положение рулевой колонки.

• Реакция на рулевое управление этой системы быстрая и очень эффективная, поэтому сегодня она используется практически во всех новых автомобилях.

Важные компоненты

Важными частями системы рулевого управления с усилителем являются: —

1. Рулевой механизм — U Реечный механизм рулевого управления используется в рулевом управлении с усилителем, в котором вращательное движение рулевого колеса преобразуется в поперечное движение колес набором червячных шестерен с постоянным зацеплением, называемых рейкой, которые обеспечивают поперечное движение, и шестерней, обеспечивающей вращательное движение.

2. Тяги — T Это механические ограничения, которые обеспечивают относительное движение между двумя компонентами, тип рычагов, используемый в усилителе рулевого управления, — это поперечные дороги, которые соединяют рейку с кулаком колеса, чтобы передать поперечное движение стойки на колеса.

3. Силовое устройство — Как мы уже обсуждали выше, устройство умножения силы (гидравлическое, гибридное или электрическое) используется для увеличения усилия на рулевом колесе с целью уменьшения усилий на рулевом колесе.Это устройство прикреплено с помощью шестерни реечного механизма.

4. Рулевое колесо — Круглое рулевое колесо используется внутри кабины (управляется водителем), которое обеспечивает вращательное рулевое управление для других рулевых устройств для управления транспортным средством.

Работа системы рулевого управления с гидроусилителем

Работа системы рулевого управления с гидроусилителем отличается из-за разницы в используемых устройствах увеличения усилия. поэтому, чтобы понять, как работает гидроусилитель руля, все 3 метода необходимо обсудить отдельно.

1. Гидравлическая система рулевого управления с усилителем

Источник изображения

В этом типе системы рулевого управления с усилителем, как мы обсуждали выше, гидравлическое усилие используется для умножения входного усилия рулевого управления для сглаживания поворота передней части колес, эта гидравлическая сила создается рядом компонентов, которые включают в себя гидроцилиндр, вращающий гидравлический насос, гидравлические линии, гидравлическую жидкость с высокой степенью сжатия и соединительный механизм, который может соединять эту гидравлическую систему с зубчатой ​​рейкой рулевого управления.

• Когда водитель обеспечивает ввод, вращая рулевое колесо, гидравлический насос, приводимый в действие двигателем, начинает перекачивать сильно сжатую гидравлическую жидкость по трубопроводам.

• Гидравлическое давление, создаваемое насосом, поступает в гидроцилиндр, который, в свою очередь, оказывает давление на поршень цилиндра.

• Поршень, находящийся под высоким давлением, начинает перемещаться от одного конца к другому, что, в свою очередь, проталкивает следующую жидкость по линиям, при этом перемещении поршня входная сила, прикладываемая приводом, умножается в несколько раз.

• Эта жидкость под высоким давлением, направляемая гидроцилиндром, затем оказывает давление на прикрепленную шестерню через механизм сцепления, который, в свою очередь, прикладывает большое усилие к реечной передаче, и происходит рулевое действие на передних колесах.

Также читайте:

Что такое CVT — бесступенчатая трансмиссия и как она работает?

Центробежный нагнетатель

— принцип работы, основные части, преимущества и недостатки применения

Как работает гидротрансформатор?

2.Гибридная или полугидравлическая система рулевого управления с усилителем

В этом типе системы рулевого управления с гидроусилителем гидравлический насос, приводимый в действие двигателем от системы рулевого управления с гидроусилителем, заменен на электрический насос, что делает его более надежным. Данная система аналогична упомянутой выше системе рулевого управления с гидроусилителем.

Источник изображения

3. Система рулевого управления с электроусилителем

Эта система является последней из всех систем рулевого управления, упомянутых выше в этом типе рулевого управления, поскольку мы уже обсуждали, что увеличение усилия является функцией электрического двигатель вместо гидравлической жидкости, и работа этой системы выглядит следующим образом:

Источник изображения

• Когда водитель дает ввод через рулевое колесо, электронные датчики, прикрепленные к рулевой колонке, считывают ввод и отправляют их в электрическую блок управления автомобилем.

• ЭБУ транспортного средства анализирует эти входные данные и отправляет сигнал напряжения на электродвигатель, расположенный на конце рулевой колонки, шестерня которого находится в постоянном зацеплении с ведущей шестерней.

• Из-за этих сигналов напряжения, посылаемых ЭБУ, двигатель, который приводится в действие аккумуляторной батареей транспортного средства, запускается и обеспечивает определенный крутящий момент в соответствии со значением полученных сигналов напряжения.

• После того, как двигатель запускает шестерню, которая находится в постоянном зацеплении с ведущей шестерней, начинает передавать увеличенный крутящий момент на ведущую шестерню, которая, в свою очередь, передает этот крутящий момент на рейку, через которую она закреплена.
• При этом крутящем моменте, прилагаемом шестерней к стойке, рейка перемещается, которая, в свою очередь, управляет передними колесами (с помощью прикрепленных тяг) в соответствии с требованиями.

Чтобы лучше понять различные типы систем рулевого управления с усилителем, посмотрите видео, приведенное ниже:

Рулевое управление | Tractor & Construction Plant Wiki

Гидравлический цилиндр рулевого управления на тракторе County 4-wd

Чтобы узнать о других значениях, см. Рулевое управление (значения).

Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . Пожалуйста, помогите улучшить эту статью, добавив цитаты из надежных источников. Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. (январь 2011)

Часть рулевого механизма автомобиля: рулевая тяга, рулевой рычаг, ось шкворня (с помощью шаровых шарниров).

Рулевое управление — это термин, применяемый к совокупности компонентов, рычагов и т. Д.который позволит судну (кораблю, катеру) или транспортному средству (автомобиль, мотоцикл, велосипед) следовать заданным курсом. Исключение составляет железнодорожный транспорт, на котором железнодорожные пути, объединенные со стрелочными переводами (также известные как «точки» в британском английском языке), обеспечивают функцию рулевого управления.

Введение

Наиболее обычное устройство рулевого управления заключается в повороте передних колес с помощью рулевого колеса с ручным управлением, которое устанавливается перед водителем через рулевую колонку, которая может содержать универсальные шарниры (которые также могут быть частью конструкции складной рулевой колонки. ), чтобы позволить ему несколько отклониться от прямой линии.Другие устройства иногда встречаются на разных типах транспортных средств, например, румпель или рулевое управление задними колесами. Гусеничные транспортные средства, такие как бульдозеры и танки, обычно используют дифференциальное рулевое управление — то есть гусеницы заставляют двигаться с разной скоростью или даже в противоположных направлениях, используя сцепления и тормоза, чтобы вызвать изменение курса или направления.

Рулевое управление колесной техники

Базовая геометрия

Геометрия рулевого управления Ackermann

Угол наклона θ обозначает линию поворота поворотного шкворня, а серая область обозначает шину транспортного средства с колесом, движущимся справа налево.Положительный угол кастера способствует курсовой устойчивости, поскольку колесо имеет тенденцию буксовать, но большой угол затрудняет управление.

Кривые, описываемые задними колесами обычного автомобиля. В то время как автомобиль движется с постоянной скоростью, внутренние и внешние задние колеса этого не делают.

Основная цель рулевого управления — обеспечить направление колес в желаемом направлении. Обычно это достигается с помощью ряда рычагов, стержней, шарниров и шестерен. Одна из фундаментальных концепций — это угол наклона — каждое колесо управляется с точкой поворота впереди колеса; это заставляет рулевое управление самоцентрироваться по направлению движения.

Рулевые тяги, соединяющие рулевой механизм и колеса, обычно соответствуют вариации геометрии рулевого управления Аккермана, чтобы учесть тот факт, что в повороте внутреннее колесо фактически движется по пути меньшего радиуса, чем внешнее колесо, так что степень схождения, подходящая для движения по прямой дороге, не подходит для поворотов. Угол поворота колес относительно вертикальной плоскости также влияет на динамику рулевого управления (см. Угол развала ), как и шины.

Рейка и шестерня, рециркуляционный шар, червяк и сектор

Реечный рулевой механизм: 1 Рулевое колесо; 2 Рулевая колонка; 3 Рейка и шестерня; 4 Анкерный стержень; 5 Шкворня.

Узел реечной передачи, установленный в кабине шасси спортивного автомобиля Ariel Atom. В большинстве случаев при крупносерийном производстве он обычно устанавливается с другой стороны панели.

Во многих современных автомобилях используются реечные механизмы рулевого управления, в которых рулевое колесо вращает ведущую шестерню; шестерня перемещает рейку, которая представляет собой линейную шестерню, которая входит в зацепление с шестерней, преобразуя круговое движение в линейное движение вдоль поперечной оси автомобиля (движение из стороны в сторону).Это движение передает крутящий момент рулевого управления на шаровые опоры шарнирного пальца, которые заменили ранее использовавшиеся шкворни поворотной оси управляемых колес, с помощью рулевых тяг и короткого плеча рычага, называемого рулевым рычагом.

Реечная конструкция имеет преимущества большой степени обратной связи и непосредственного «ощущения» рулевого управления. Недостатком является то, что он не регулируется, поэтому, когда он изнашивается и образует ресницы, единственным выходом из него является замена.

В старых моделях часто используется шаровой механизм с рециркуляцией, который до сих пор используется на грузовиках и грузовых автомобилях.Это разновидность более старого червя и конструкции секторов; рулевая колонка вращает большой винт («червячная шестерня»), который входит в зацепление с сектором шестерни, заставляя его вращаться вокруг своей оси при повороте червячной передачи; рычаг, прикрепленный к оси сектора, перемещает рычаг Питмана, который соединен с рулевым механизмом, и таким образом управляет колесами. Версия этого устройства с рециркуляцией шариков снижает значительное трение за счет размещения больших шарикоподшипников между зубьями червяка и винта; на обоих концах устройства шары выходят между двумя частями во внутренний канал коробки, который соединяет их с другим концом устройства, таким образом, они «рециркулируют».

Механизм с рециркуляцией шаров имеет гораздо большее механическое преимущество, так что он был найден на более крупных и тяжелых транспортных средствах, в то время как реечная шестерня изначально была ограничена меньшими и более легкими; Однако из-за почти повсеместного использования рулевого управления с усилителем это больше не является важным преимуществом, что приводит к все более широкому использованию реечной передачи на новых автомобилях. Конструкция с рециркуляционным шаром также имеет заметный люфт или «мертвую точку» в центре, где небольшой поворот рулевого колеса в любом направлении не приводит к перемещению рулевого устройства; это легко регулируется с помощью винта на конце рулевого механизма для учета износа, но полностью исключить его невозможно, поскольку в других положениях он создает чрезмерные внутренние силы, а механизм изнашивается очень быстро.Эта конструкция до сих пор используется в грузовиках и других крупных транспортных средствах, где скорость рулевого управления и непосредственное ощущение менее важны, чем надежность, ремонтопригодность и механические преимущества.

Червяк и сектор были более старой конструкции, использовавшейся, например, в автомобилях Willys и Chrysler, а также Ford Falcon (1960-е годы). ^[1]

Существуют и другие системы рулевого управления, но они редко встречаются на дорожных транспортных средствах. В детских игрушках и картингах часто используется очень прямая связь в виде рычага коленчатого вала (также известного как рычаг Питмана), прикрепляемого непосредственно между рулевой колонкой и рулевыми рычагами, а также использование рулевых тяг с тросом (например.грамм. механизм шпиля и тетивы) также встречается на некоторых самодельных транспортных средствах, таких как мыльницы и лежачие трехколесные велосипеды.

Усилитель руля

Основная статья: Рулевое управление с усилителем

Рулевое управление с усилителем помогает водителю транспортного средства управлять рулем, направляя часть своей мощности для помощи в повороте управляемых колес вокруг их рулевых осей. По мере того, как автомобили становились тяжелее и переходили на передний привод, особенно с использованием геометрии с отрицательным смещением, наряду с увеличением ширины и диаметра шин, усилие, необходимое для поворота колес вокруг их оси поворота, увеличивалось, часто до такой степени, что возникали серьезные физические нагрузки. были бы необходимы, если бы не помощь власти.Чтобы облегчить эту проблему, автопроизводители разработали системы рулевого управления с усилителем: или, точнее, рулевое управление с усилителем — на дорожных транспортных средствах должно быть механическое соединение в качестве отказоустойчивого. Есть два типа систем рулевого управления с усилителем; гидравлический и электрический / электронный. Возможна также гидравлическая электрическая гибридная система.

Гидравлический усилитель рулевого управления (HPS) использует гидравлическое давление, создаваемое насосом с приводом от двигателя, чтобы способствовать повороту рулевого колеса. Рулевое управление с электроусилителем (EPS) более эффективно, чем рулевое управление с гидроусилителем, поскольку электродвигателю рулевого управления с электроусилителем требуется только помощь при повороте рулевого колеса, тогда как гидравлический насос должен работать постоянно.В EPS размер помощи легко настраивается в зависимости от типа транспортного средства, скорости движения и даже предпочтений водителя. Дополнительным преимуществом является устранение опасности для окружающей среды, вызванной утечкой и утилизацией жидкости гидроусилителя рулевого управления. Кроме того, электрическая помощь не теряется, когда двигатель выходит из строя или глохнет, тогда как гидроусилитель перестает работать, если двигатель останавливается, что делает рулевое управление вдвойне тяжелым, поскольку теперь водитель должен крутить не только очень тяжелое рулевое управление — без какой-либо помощи — но и Сама система гидроусилителя.

Рулевое управление, чувствительное к скорости

Результатом усилителя рулевого управления является чувствительное к скорости рулевое управление, при котором рулевое управление сильно усиливается на низкой скорости и незначительно — на высокой. Автопроизводители считают, что автомобилистам может потребоваться большое усилие рулевого управления при маневрировании для парковки, но не при движении на высокой скорости. Первым автомобилем с этой функцией был Citroën SM с его компоновкой Diravi ^{[ цитируется ]} , хотя вместо того, чтобы изменить объем помощи, как в современных системах рулевого управления с усилителем, он изменил давление на центрирующий кулачок, который заставил рулевое управление колесо попытается «пружинить» обратно в положение для движения по прямой.Современные чувствительные к скорости системы рулевого управления с усилителем уменьшают механическую или электрическую помощь по мере увеличения скорости автомобиля, обеспечивая более прямое ощущение. Эта функция постепенно становится все более распространенной.

Рулевое управление на четыре колеса

Управление четырьмя колесами в зависимости от скорости.

Ранний пример управления всеми четырьмя колесами. Фотография 1910 года 80-сильного трактора Caldwell Vale в действии.

1937 Mercedes-Benz Type G 5 с рулевым управлением на все четыре колеса.

Sierra Denali с Quadrasteer, задний угол поворота.

Сочлененный троллейбус Arnhem демонстрирует управляемость всеми четырьмя колесами на передней и задней осях (2006 г.).

Тяжелый транспортный прицеп с рулевым управлением на все колеса с дистанционным управлением рулевым, идущим в задней части прицепа (2008 г.).

2007 Телескопический погрузчик Liebherr-Bauma с крановым управлением.

Тандемный каток Hamm DV70 с крабовым движением для покрытия максимальной поверхности дороги (2010 г.).

Устройство для внесения сельскохозяйственных удобрений с крабовым управлением для минимизации уплотнения почвы (2009 г.).

Рулевое управление всеми колесами (или рулевое управление всеми колесами) — это система, используемая некоторыми транспортными средствами для улучшения реакции рулевого управления, повышения устойчивости автомобиля при маневрировании на высокой скорости или для уменьшения радиуса поворота на низкой скорости.

Активное рулевое управление всеми четырьмя колесами

В активной системе рулевого управления с четырьмя колесами все четыре колеса поворачиваются одновременно, когда водитель рулит. В большинстве активных четырехколесных систем рулевого управления задние колеса управляются компьютером и исполнительными механизмами.Как правило, задние колеса не могут поворачиваться до передних колес. Могут быть элементы управления для отключения заднего поворота и опции для управления только задним колесом независимо от передних колес. На низкой скорости (, например, парковка) задние колеса поворачиваются напротив передних колес, уменьшая радиус поворота до двадцати пяти процентов, что иногда критично для больших грузовиков или тракторов и транспортных средств с прицепами, а на более высоких скоростях как передние, так и задние колеса поворачиваются одинаково (с электронным управлением), так что автомобиль может менять положение с меньшим рысканием, повышая устойчивость при движении по прямой.Таким образом, «эффект змеи», возникающий при движении по автомагистрали при буксировке туристического прицепа, в значительной степени сводится к нулю. ^{[ сомнительно — обсудить ]}

Полное рулевое управление нашло наиболее широкое применение в грузовиках-монстрах, где маневренность на небольших аренах имеет решающее значение, а также оно популярно в больших сельскохозяйственных транспортных средствах и грузовиках. В некоторых современных европейских междугородних автобусах также используется рулевое управление на четыре колеса для облегчения маневрирования на автобусных остановках, а также для повышения устойчивости дороги.

Раньше Honda предлагала четыре колеса в качестве опции в их моделях Prelude 1987–2000 и Honda Ascot Innova (1992–1996). Mazda также предложила четыре колеса рулевого управления на 626 и MX6 в 1988 году. General Motors предлагала Quadrasteer Delphi в своих потребительских Silverado / Sierra и Suburban / Yukon. Однако с момента ее внедрения в 2002–2004 годах с этой системой было продано только 16 500 автомобилей. В связи с низким спросом GM прекратил выпуск этой технологии в конце 2005 модельного года. ^[2] Nissan / Infiniti предлагает несколько версий своей системы HICAS в стандартной комплектации или в качестве опции для большей части своего модельного ряда. Новая система Active Drive представлена ​​в версии 2008 года линейки Renault Laguna. Он был разработан как одна из нескольких мер по повышению безопасности и стабильности. Активный привод должен снизить эффект недостаточного поворота и уменьшить вероятность пробуксовки, перенаправляя часть перегрузок, возникающих при повороте, с передних на задние колеса. На малых скоростях радиус поворота можно уменьшить, чтобы облегчить парковку и маневрирование.

Серийные автомобили с активным рулевым управлением на четыре колеса

• BMW 850CSi (опция)
• BMW 7-Series (2009 г.в., часть спорт-пакета) ^[3]
• BMW 5-й серии (2011 г.в., опция интегрального активного рулевого управления)
• Chevrolet Silverado (2002–2005) (высокая и низкая скорость)
• Efini MS-9 (высокая и низкая скорость)
• GMC Sierra (2002–2005) (высокая и низкая скорость)
• GMC Sierra Denali (2002–2004) (высокая и низкая скорость)
• Honda Prelude (высокая и низкая скорость, механическая с 1987 по 1991 год, компьютеризированная с 1992 по 2001 год)
• Honda Accord (1991) (высокая и низкая скорость, механика)
• Honda Ascot Innova (1992) (высокая и низкая скорость, компьютеризация с 1992 по 1996 год)
• Infiniti FX50 AWD (опция в спортивном пакете) (2008 – настоящее время) (высокая и низкая скорость, полностью электронная)
• Infiniti G35 Sedan (опция для спортивных моделей) (2007 – настоящее время) (только высокая скорость?)
• Infiniti G35 Coupe (опция для спортивных моделей) (2006 – настоящее время) (только высокая скорость) ^[4]
• Infiniti J30t (туристический пакет) (1993–1994)
• Infiniti M35 (опция на спортивных моделях) (2006 – настоящее время) (только высокая скорость?)
• Infiniti M45 (опция на спортивных моделях) (2006 – настоящее время) (только высокая скорость?)
• Infiniti Q45t (1989–1994) (только высокая скорость?)
• Lexus GS (2013 г.в., при оснащении дополнительной системой Lexus Dynamic Handling)
• Mazda 929 (1992–1995) (компьютеризированная, высокая и низкая скорость) (все модели)
• Mazda 626 (1988) (высокая и низкая скорость)
• Mazda MX-6 (1989–1997) (высокая и низкая скорость)
• Mazda RX-7 (опция, компьютеризированная, высокая и низкая скорость)
• Mazda Eunos 800 (1996–2003) (опционально, компьютеризированная, высокая и низкая скорость)
• Mercedes-Benz Vito (вариант лондонского такси)
• Mitsubishi Galant / Sigma (только высокая скорость)
• Mitsubishi GTO (также продается как Mitsubishi 3000GT и Dodge Stealth) (механический) (только высокая скорость)
• Nissan Cefiro (A31) (только высокая скорость)
• Nissan 180SX (опция HICAS)
• Nissan 240SX / Silvia (опция на моделях SE) (только высокая скорость)
• Nissan 300ZX (все модели Twin-Turbo Z32) (только высокая скорость)
• Nissan Laurel (более поздние версии) (только высокая скорость)
• Nissan Fuga / Infiniti M (только высокая скорость)
• Nissan Silvia (опция для всех моделей S13) (только высокая скорость)
• Nissan Skyline GTS, GTS-R, GTS-X (1986) (только высокая скорость)
• Nissan Skyline GT-R (высокая и низкая скорость)
• Renault Laguna (только в версии GT 3-го поколения, выпущенной в октябре 2007 г., GT — в апреле 2008 г.)
• Subaru Alcyone SVX JDM (1991–1996) (японская версия: только «L-CDX») (только высокая скорость)
• Toyota Aristo (1997) (высокая и низкая скорость?)
• Toyota Camry / Vista JDM 1988–1999 (дополнительно) ^[5]
• Toyota Carina ED / Toyota Corona EXiV (первый в мире двухрежимный переключатель с 2WS на 4WS)
• Toyota Celica (опция для 5-го и 6-го поколений, 1990–1993 ST183 и 1994–1997 ST203) (двухрежимный, высокая и низкая скорость)
• Тойота Соарер (UZZ32)

Крабовое рулевое управление

Крабовое рулевое управление — это особый тип активного рулевого управления всеми четырьмя колесами.Он работает за счет поворота всех колес в одном направлении и под одинаковым углом. Крабовое управление используется, когда транспортному средству необходимо двигаться по прямой линии, но под углом (например, при перемещении грузов с помощью ричтрака или во время съемки тележкой для камеры), или когда задние колеса могут не следовать за колеями передних колес ( т.е. для уменьшения уплотнения почвы при использовании колесной сельхозтехники).

Пассивное управление задними колесами

Многие современные автомобили предлагают форму пассивного рулевого управления сзади, чтобы противодействовать обычным тенденциям движения автомобиля.Например, Subaru использовала пассивную систему рулевого управления для коррекции тенденции заднего колеса к сносу. На многих автомобилях при повороте задние колеса имеют тенденцию слегка поворачиваться за пределы поворота, что может снизить устойчивость. Пассивная система рулевого управления использует боковые силы, возникающие при повороте (из-за геометрии подвески), и втулки, чтобы исправить эту тенденцию и слегка направить колеса внутрь угла. Это улучшает устойчивость автомобиля на повороте. Этот эффект называется недостаточной поворачиваемостью, и он или его противоположность присутствует на всех подвесках.Типичные методы достижения недостаточной поворачиваемости — использование Watt’s Link на ведущей задней оси или использование втулок регулировки схождения на подвеске с поворотной балкой. На независимой задней подвеске это обычно достигается за счет изменения положения резиновых втулок в подвеске. Некоторые подвески всегда будут иметь избыточную поворачиваемость из-за геометрии, например, ведущие мосты Hotchkiss или полуприцепы IRS.

Пассивное рулевое управление задними колесами не является новой концепцией, поскольку оно используется в течение многих лет, хотя и не всегда признается таковым.Например, независимая задняя подвеска Jaguar с 1961 года включала в себя небольшое пассивное управление задними колесами.

Шарнирно-сочлененное рулевое управление

Фронтальный погрузчик с шарнирно-сочлененной рамой (2007 г.).

Шарнирно-сочлененное рулевое управление — это система, с помощью которой полноприводный автомобиль разделяется на переднюю и заднюю половины, которые соединяются вертикальным шарниром. Передняя и задняя половины соединены с одним или несколькими гидроцилиндрами, которые изменяют угол между половинами, включая переднюю и заднюю оси и колеса, таким образом управляя транспортным средством.В этой системе не используются рулевые тяги, шкворни, рулевые тяги и т. Д., Как в случае рулевого управления всеми четырьмя колесами. Если вертикальный шарнир расположен на одинаковом расстоянии между двумя осями, это также устраняет необходимость в центральном дифференциале, поскольку и передняя, ​​и задняя оси будут следовать по одному и тому же пути и, таким образом, вращаться с одинаковой скоростью. В длинных автопоездах, сочлененных автобусах и троллейбусах для внутреннего транспорта используется шарнирно-сочлененное рулевое управление для достижения меньших диаметров поворота, сравнимых с радиусами поворота более коротких обычных транспортных средств. Сочлененные самосвалы обладают очень хорошими внедорожными качествами.

Рулевое управление задним колесом

Некоторые типы транспортных средств используют только управление задними колесами, особенно вилочные погрузчики, тележки для тележек, погрузчики с ранней оплатой, автомобиль Dymaxion Бакминстера Фуллера и ThrustSSC. ^[6]

Управление задними колесами имеет тенденцию быть нестабильным, потому что в поворотах геометрия рулевого управления изменяется, следовательно, уменьшается радиус поворота (избыточная поворачиваемость), а не увеличивается (недостаточная поворачиваемость). Автомобиль с управляемым задним колесом демонстрирует неминимальное фазовое поведение. ^[7] Он поворачивает в направлении, противоположном первоначальному рулевому управлению.Быстрое рулевое управление вызовет два ускорения, сначала в направлении поворота колеса, а затем в противоположном направлении: «обратная реакция». Это затрудняет управление автомобилем с управляемым задним колесом на высокой скорости, чем автомобилем с управляемым передним колесом.

Проводное управление

1971 Лунный вездеход (LRV) с джойстиком рулевого управления.

2012 Honda EV-STER Концепция «двухрычажного рулевого управления».

Цель технологии с проводным управлением — полностью отказаться от как можно большего количества механических компонентов (рулевой вал, колонка, зубчатый редуктор и т. Д.) насколько возможно. Полная замена традиционной системы рулевого управления на электрическую имеет ряд преимуществ, таких как:

• Отсутствие рулевой колонки упрощает дизайн салона автомобиля.
• Отсутствие рулевого вала, колонки и редуктора позволяет значительно лучше использовать пространство в моторном отсеке.
• Рулевой механизм может быть спроектирован и установлен как модульный узел.
• Без механического соединения между рулевым колесом и опорным колесом маловероятно, что удар при лобовом столкновении вынудит рулевое колесо вторгнуться в пространство для выживания водителя.
• Характеристики системы рулевого управления можно легко и плавно регулировать, чтобы оптимизировать реакцию и удобство рулевого управления.

По состоянию на 2007 год не было серийных автомобилей, которые полагались бы исключительно на технологию управления по проводам из-за безопасности, надежности и экономических соображений, но эта технология была продемонстрирована на многочисленных концептуальных автомобилях и аналогичных с электродвигателем. Технология используется как в военной, так и в гражданской авиации. Удаление механической рулевой тяги в дорожных транспортных средствах потребует принятия нового законодательства в большинстве стран.

Безопасность

Основная статья: Безопасность автомобилей

По соображениям безопасности все современные автомобили оснащены складной рулевой колонкой (энергопоглощающей рулевой колонкой), которая разрушается в случае сильного лобового удара, чтобы избежать чрезмерных травм водителя. Подушки безопасности также обычно входят в стандартную комплектацию. Неразборные рулевые колонки, установленные на старых автомобилях, очень часто пронзали водителей при лобовых столкновениях, особенно когда рулевой механизм или рейка устанавливались перед линией передней оси, в передней части зоны деформации.Это было особенно проблемой для автомобилей, которые имели жесткую раздельную раму шасси без зоны деформации. Большинство современных транспортных средств рулевые коробки / стойки устанавливаются за передним мостом на передней перегородке, в задней части передней зоны деформации.

Складные рулевые колонки были изобретены Белой Бареньи и были внедрены в Mercedes-Benz W111 Fintail 1959 года вместе с зонами деформации. Эта функция безопасности впервые появилась ^{[ когда? ]} на автомобилях, построенных General Motors после обширной и публичной лоббистской кампании, проведенной Ральфом Надером.Компания Ford начала устанавливать складные рулевые колонки в 1968 году. ^[8]

Audi использовала убирающееся рулевое колесо и систему натяжения ремня безопасности под названием procon-ten, но с тех пор ее производство было прекращено в пользу подушек безопасности и пиротехнических устройств предварительного натяжения ремней безопасности. .

циклов

Рулевое управление имеет решающее значение для устойчивости велосипедов и мотоциклов. Подробности см. В статьях о динамике велосипедов и мотоциклов и противодействии рулевому управлению. Особенно сложно управлять моноциклами и моноциклами.

Рулевое управление гидроциклом

Суда и катера обычно управляются рулем. В зависимости от размера судна, рули направления могут приводиться в действие вручную или управляться с помощью сервомеханизма или системы триммера / сервопривода. Лодки с подвесными моторами управляются за счет вращения всего привода. Лодки с бортовыми двигателями иногда управляются только за счет вращения гондолы гребного винта (например, привода Volvo Penta IPS). На современных судах с дизель-электрическим приводом используются азимутальные подруливающие устройства. Лодки, управляемые веслами (т.е. гребные лодки, включая гондолы) или весла (например, каноэ, байдарки, плоты) управляются за счет создания большей движущей силы на стороне лодки, противоположной направлению поворота. Гидроциклы управляются за счет крена, вызванного смещением веса, и вектора тяги водяной струи. Водные лыжи и доски для серфинга управляются только креном, вызванным смещением веса.

Рулевое управление самолетов и судов на воздушной подушке

Самолеты, ракеты, дирижабли и воздушные суда обычно управляются рулем направления и / или вектором тяги.Управление реактивными ранцами и летающими платформами осуществляется только по вектору тяги. Вертолеты управляются с помощью циклического управления, изменяющего вектор тяги несущего винта (ов), и с помощью управления противовращающим моментом, обычно обеспечиваемого хвостовым винтом (см. органы управления полетом вертолета ).

Другие виды рулевого управления

Проходческие машины для проходки туннелей управляются гидроцилиндрами, наклоняющими режущую головку. Рельсовые транспортные средства (например, поезда, трамваи) управляются изогнутыми направляющими, включая стрелочные переводы и сочлененные ходовые части.Сухопутные яхты на колесах и кайт-багги управляются аналогично легковым автомобилям. Управление ледовыми яхтами и бобслеями осуществляется путем поворота передних направляющих по направлению движения. Снегоходы управляются таким же образом, вращая передние лыжи. Гусеничные машины (т. Е. Танки) управляются за счет увеличения движущей силы на стороне, противоположной направлению поворота. Сани, запряженные лошадьми, и собачьи упряжки управляются путем изменения направления тяги. В газонокосилках с нулевым поворотом используется независимый гидравлический привод колес для поворота на месте.

См. Также

• Активный контроль рыскания (AYC)
• Отбойник рулевого управления
• Угол развала
• Развал осей
• Угол наклона
• DIRAVI
• Дрейфующий
• Сухое рулевое управление
• HICAS
• Шкворень
• Усилитель руля
• Мини-погрузчик
• Электропривод
• Демпфер рулевой
• Отдача рулевого управления
• Закон рулевого управления
• Передаточное число
• Руль
• Руль (корабельный)
• Культиватор
• Крутящий момент рулевого управления
• Радиус поворота
• Динамика автомобиля

Список литературы

• Энциклопедия немецких танков времен Второй мировой войны Питера Чемберлена и Хилари Дойл, 1978, 1999

Внешние ссылки

Типы систем рулевого управления лодок

Если вы разборчивый владелец лодки, который интересуется тем, как работает ваша лодка, вы, вероятно, обращаете внимание на систему рулевого управления своей лодки.Это особенно актуально, когда пришло время заменить рулевую систему лодки.

Существует два основных типа систем управления лодкой. Первый тип — это механические системы рулевого управления, разделенные на поворотное рулевое управление и реечное рулевое управление. Второй тип — это гидравлические системы рулевого управления, которые можно разделить на рулевое управление с ручным управлением и рулевое управление с усилителем. Давайте подробнее рассмотрим каждый тип системы рулевого управления ниже. Если у вас есть дополнительные вопросы о системах рулевого управления катера, обращайтесь к нашей бригаде по обслуживанию и ремонту лодок.Мы обеспечиваем полное техническое обслуживание всех катеров и яхт.

Механическая система рулевого управления

В механическом рулевом управлении используются двухтактные кабели, соединяющие рулевое колесо в передней части лодки с подвесным мотором. Эта система обеспечивает хорошую управляемость и безопасную работу для небольших лодок. Владельцы небольших лодок, которые используют румпель для управления лодкой, могут захотеть перейти на механическое рулевое управление. Это позволяет им использовать рулевое колесо, сидеть ближе к передней части и управлять автомобилем с меньшей физической силой.

Рейка и шестерня

Существует две разные реечные системы рулевого управления: одинарная реечная и двойная реечная. К тросу рулевого управления прикреплен полый стержень. Полый стержень содержит пластину с зубцами с одной стороны. Плоская пластина крепится к тросу рулевого управления.

У руля есть стержень, который крепится к рулевому колесу. На другом конце стержня находится круглая шестерня с зубьями, которые идеально подходят к зубьям пластины внутри стержня. Штанга прикручена к механизму, который позволяет пластине и шестерне плавно соединяться друг с другом.Когда вы поворачиваете руль, крутится шестерня.

Поворотное рулевое управление

Роторная система рулевого управления работает аналогично, но с другим механизмом, приводящим в действие трос. В системе используются те же приспособления на двигателе, с использованием кронштейна и рулевого рычага. Разница в том, что в поворотном штурвале вместо пластины используется трос. Конец кабеля, который скользит вперед и назад внутри оболочки кабеля, представляет собой пластину в части стойки и шестерни.

У кабеля есть зубцы, прикрепленные вокруг него примерно на 12-дюймовом участке кабеля.Штурвал большего размера в виде стержня содержит шестерню с зубьями, которые соответствуют зубьям троса. Трос подводится к штурвалу. Он имеет U-образную форму и оборачивается вокруг шестерни или колеса внутри руля.

Гидравлическая система рулевого управления

Гидравлическое рулевое управление делает управление двигателями с высоким крутящим моментом и высокоскоростными лодками простым и безопасным. Этот тип системы разработан для лодок с одним двигателем. Отсутствует обратная связь, упрощается удержание устойчивого курса при рулевом управлении, поскольку не требуется никакого усилия на рулевое управление до тех пор, пока вы не повернете двигатель или руль направления.

Гидравлические системы рулевого управления используют легкий гидравлический шланг для управления рулевым управлением. Это обеспечивает плавное и легкое ощущение веса на больших или мощных судах при повороте рулевого колеса. Благодаря меньшему количеству металлических деталей, чем в механической системе, гидравлическое рулевое управление более устойчиво к коррозии. Гидравлические системы также могут справляться с условиями крутящего момента и могут потребовать только усилия кончика пальца.

Ручное рулевое управление

Ручные системы управления лодкой работают полностью вручную.Гидравлические системы рулевого управления зависят от силы и движения рулевого колеса для подачи гидравлического масла в цилиндр рулевого управления и направления судна. Системы ручного гидравлического рулевого управления обеспечивают плавное и легкое управление лодкой, и они являются надежными системами. К тому же они довольно просты и недороги в установке.

Усилитель рулевого управления

Рулевое управление с усилителем использует гидравлический насос с электронным управлением для подачи питания на вашу гидравлическую систему рулевого управления.Система состоит из двух контуров: ручной ручной системы, которая является элементом управления, и гидравлического силового насоса, который является рабочим элементом.

Ручная система состоит из рулевого насоса с внутренним предохранительным и обратным клапанами, а также встроенного резервуара. Через систему проходят две стропы рулевого управления и компенсационная стропа, а цилиндр рулевого управления перемещает рулевое устройство из стороны в сторону. Система питания представляет собой гидравлический насос с электронным управлением, который нагнетает жидкость, подаваемую из рулевого насоса в цилиндр рулевого управления.

Каковы основные различия между гидравлическими и механическими системами рулевого управления?

Выбор системы рулевого управления зависит от требований вашей лодки, включая размер, дифферент двигателя и гребной винт.

Размер лодки

Гидравлическая система рулевого управления рекомендуется для больших лодок с одиночными двигателями мощностью от менее 150 до 350 лошадиных сил и лодок, движущихся с высокой скоростью. Крутящий момент большого подвесного мотора означает, что при механическом рулевом управлении может быть трудно выйти из поворота или резко отклониться от прямого курса.

Механическая система рулевого управления подходит для небольших лодок высотой до 35 футов с двигателями мощностью менее 150 лошадиных сил. Механическое рулевое управление не должно использоваться на лодках, на которых установлены двигатели, мощность которых превышает рекомендованную максимальную мощность в лошадиных силах.

Стоимость рулевых систем

Механические системы дешевле, но в последнее время гидравлические системы, подходящие для небольших лодок, стали дешевле. Все больше владельцев модернизируют свои лодки с помощью гидравлической системы рулевого управления. Ожидается, что эта тенденция сохранится, и в будущем для лодок с подвесными моторами мощностью 50 лошадиных сил или меньше будет более распространено использование гидравлического рулевого управления.

Техническое обслуживание

Все системы рулевого управления требуют осмотра и обслуживания. Однако гидравлическая система рулевого управления требует меньше обслуживания по сравнению с механической. Несмотря на то, что гидравлическая система более надежна, она по-прежнему требует регулярного обслуживания. За советами по обслуживанию гидравлической системы рулевого управления обращайтесь к местной бригаде технического обслуживания.

Крепление для лодочного мотора

Какое бы рулевое управление вы ни использовали, убедитесь, что мотор лодки установлен правильно в соответствии с инструкциями производителя лодки и двигателя.Положение мотора может повлиять на нагрузку на рулевое управление и управляемость лодки.

Свяжитесь с судостроительной верфью Пенсакола сегодня

Pensacola Shipyard — главная верфь Изумрудного побережья. Если вам нужно текущее обслуживание лодки, ресурсы или оборудование, у нас есть все необходимое для полноценного катания на лодке.

Чтобы узнать больше о наших маринах и услугах катания на лодках, позвоните по телефону 850.780.8441.

Рулевой редуктор — типы рулевого механизма и усилителя рулевого управления

Что такое рулевой редуктор?

Коробка рулевого механизма — это автомобильная приводная система, которая использует шестерни для поворота транспортного средства в требуемом направлении или используется для преобразования вращения рулевого колеса в вращательное движение колес.Система рулевого механизма состоит из звеньев , пар и механизма , которые соединяются с шестерней или коробкой передач .

Раньше рулевое управление состояло только из звеньев и пар для управления транспортным средством; за счет этого приложение усилия водителя на больше. Следовательно, шестерни вводятся, чтобы уменьшить усилие водителя при управлении транспортным средством.

Шестерни, которые используются в системе рулевого управления, называются «Шестерни рулевого управления ».Шестерни фиксируются или поворачиваются между звеньями для уменьшения усилия. С помощью этих шестерен вращательное движение передается на линейное движение или наоборот.

Что можно узнать из этого поста?

• Типы рулевого механизма.

1. 1. Червячный рулевой механизм или гайка рулевого механизма
   2. Червячно-секторный рулевой механизм
   3. Червячно-роликовый рулевой механизм
   4. Кулачок и рычаг рулевого механизма.
   5. Редуктор коробки передач рулевой рейки и шестерни.

• Что такое система рулевого управления с усилителем?
• Преимущества гидроусилителя руля
• Заключение

Типы рулевого механизма:

Мы можем найти ряд рулевых редукторов с различными системами зацепления, типы рулевых редукторов следующие:

1. Рулевой редуктор с червячной гайкой:

Червячная коробка передач с гайкой и гайкой — это коробка передач, которая действует как система с болтом и гайкой .Как известно, болт имеет внешнюю резьбу, а гайка — внутреннюю; болт вставляется в гайку и затягивается.

Точно так же гайка входит в зацепление с болтом, называемым , червячная шестерня , и достигается вращательное движение; когда червяк вращается, система будет двигаться вперед и назад. Эта система рулевого механизма также называется шаровой опорой с рециркуляцией типа . Гайка и червяк состоят из канавок сферической формы над резьбой, тогда как; стальные шарики могут поместиться.

Благодаря наличию этих шариков, движение между гайкой и червяком свободное (аналогично системе подшипников), и это также уменьшает трение .

2. Червячно-секторный рулевой механизм:

В червяке и секторном рулевом редукторе используются компоненты или шестерни: червяк и сектор . Как мы знаем, сектор — это четверть круга, и шестерня сектора также выглядит так же и состоит из зубцов.Достигнут контакт зубьев секторного зацепления с червячной передачей и как секторной, так и червячной передачи.

При вращении рулевого колеса и червячной шестерни сектор прикреплен к валу штанги шатуна с помощью ползуна. Угол поворота составляет 70 градусов максимум , и это максимальный угол, на который колесо может поворачиваться. Система шарикоподшипников используется между шестернями для свободного хода.

В нем также предусмотрен винт регулировки зазора, чтобы сектор можно было перемещать все ближе и дальше от червячной передачи для управления зазором между секторной и червячной резьбой.

Недостатком червячного и секторного рулевого управления является то, что «оно развивает более трение ». Чтобы преодолеть этот недостаток, предлагается коробка червячно-роликового рулевого механизма .

3. Червячно-роликовый рулевой механизм

Червячно-роликовая коробка передач очень похожа на червяк и сектор, скользящее движение, как у червяка и сектора, отсутствует у червяка и ролика, вместо скользящего движения роликовое движение вводится с помощью роликов так, чтобы усилие водителей было на меньше .

Благодаря роликам трение между шестернями уменьшается, а усилие, необходимое для поворота рулевого колеса, меньше. Форма песочных часов позволяет ролику лучше контактировать с зубьями червяка даже на концах червячной передачи.

4. Коробка передач рулевого механизма с кулачком и рычагом.

В этом случае червячная передача может называться Cam , внутренний конец вала шатуна имеет рычаг, который содержит Tapered S tud .

Шпилька входит в зацепление с кулачком, так что при повороте кулачка рычаг перемещается вперед и назад. Когда коническая шпилька закреплена в рычаге, кулачок не может вращаться.

В автомобилях с этим типом рулевого механизма шпилька используется для установки в подшипники, которые заставляют его катиться в канавке кулачка, а не скользить.

5. Рулевой редуктор с зубчатой ​​рейкой.

В коробке передач рулевого механизма с реечной и шестерней зубья над прямой штангой называются Рейка , а зубья над сферической шестерней — Шестерня .Рейка соединена с рулевыми рычагами с помощью регулируемых рулевых тяг для поддержания нужного угла.

Когда рулевое колесо вращается, ведущая шестерня на конце рулевого вала вращается. Шестерня перемещает рейку влево и вправо для приведения в действие рулевой тяги .

Реечная шестерня используется на небольших легковых автомобилях, где требуется высокая точность рулевого управления.

Итак, это виды рулевого механизма, теперь рассмотрим систему гидроусилителя руля.

Что такое система рулевого управления с усилителем?

Система рулевого управления с усилителем

— это передовая технология рулевого управления. Гидравлическая жидкость используется в качестве источника для вращения колес. Гидроусилитель руля состоит из гидробака и патрубков , соединенных с колесом. Когда рулевой вал поворачивается, гидравлическая система высвобождается из бака и толкает колеса в требуемом направлении и углу . Благодаря этому усилие, необходимое для поворота колес, будет на меньше , а эффективное — .

Преимущества гидроусилителя руля:

Преимущества гидроусилителя руля следующие:

• Меньше затраченных усилий.
• Нет трение разовьется.
• Обеспечение гибкости поворота и поворота.

Заключение:

Каждая коробка передач имеет хотя бы один недостаток в использовании, новые технологии и система предлагаются для исправления и преодоления этих недостатков.Принимая во внимание, что механические компоненты должны двигаться, и это движение определенно будет развивать трение, поэтому гидроусилитель руля будет без трения и гидравлической операционной системой. Это поможет автомобилям плавно и качественно поворачивать. Так что гидроусилитель руля будет намного лучше других рулевых редукторов.

Стратегии управления рулевым управлением для четырехколесного робота с независимым рулевым управлением

https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2016.10.008Получить права и контент

Аннотация:

Системы автоматического рулевого управления являются стандартной функцией для роботизированная сельскохозяйственная техника.Рулевое управление Акермана является наиболее распространенным типом рулевого механизма на таком оборудовании, что делает его похожим на автомобиль. Из-за их кинематических ограничений довольно сложно эффективно маневрировать подобными автомобилям транспортными средствами в садах из-за ограниченного рабочего пространства, ограниченного физическими границами, такими как ряды деревьев и другие препятствия. Чтобы устранить такие технические трудности, для роботизированного сельскохозяйственного оборудования требуются более сложные механизмы рулевого управления и стратегии рулевого управления.Для удобного управления ящиками для фруктов в ограниченных проходах с деревьями, ограниченными рядами деревьев с высокой плотностью, была разработана роботизированная система управления ящиками, называемая системой bin-dog, которая может быть реализована в типичных фруктовых садах штата Вашингтон. В этой системе bin-dog был использован механизм независимого рулевого управления с четырьмя колесами (4WIS) в качестве решения для достижения необходимой управляемости и маневренности. Чтобы обеспечить адекватную управляемость этому 4WIS, для этого мусорного ведра была разработана четырехрежимная стратегия рулевого управления, включая рулевое управление Аккермана, активное переднее и заднее рулевое управление (AFRS), крабовое рулевое управление и вращение, чтобы эффективно управлять ящиками с фруктами в ограниченном саду. Космос.Эта система управления позволяет системе bin-dog переключаться между четырьмя режимами рулевого управления с использованием наиболее подходящего режима рулевого управления для наиболее эффективного выполнения всех задач по маневрированию. Для разработки такой системы управления важно понимать влияние основных факторов, таких как продольная скорость и усиление управления, на характеристики в различных режимах рулевого управления при отслеживании различных путей. В этой статье был реализован метод чистого преследования с использованием GPS-навигации для оценки характеристик автоматического рулевого управления как в режиме рулевого управления Аккермана, так и в режиме AFRS.Были проведены полевые испытания для оценки характеристик навигации с использованием различных стратегий рулевого управления при отслеживании разных путей. Результаты показали, что при правильном выборе стратегии рулевого управления для данной ситуации можно достичь удовлетворительных характеристик отслеживания пути для отслеживания извилистых путей или выполнения таких задач, как слияние и прохождение поворотов.