1. Попередні відомості

1.1. Призначення рульового керування

Рульове керування забезпечує необхідний напрямок руху автомобіля шляхом повороту його керованих коліс. Рульове керування включає рульовий механізм і рульовий привод.

Поворот керованих коліс здійснюється під час обертання водієм рульового колеса 1 (рис.1.1). Від нього обертання передається через вал 2 на черв'як 3, що перебуває у зачепленні із сектором 4. На валові сектора закріплена сошка 5, що повертає через подовжню тягу 6 і важіль 7 поворотні цапфи 13.

Рис. 1.1. Схема рульового керування

Рульове колесо 1, вал 2, черв'як 3 і сектор 4 утворюють рульовий механізм, що збільшує момент, який прикладається водієм до рульового колеса для повороту керованих коліс. Сошка 5, подовжня тяга б, важелі 7, 9 і 12 поворотних цапф і поперечна тяга 10 складають рульовий привод, що передає зусилля від сошки до поворотних цапф обох керованих коліс. Поперечна тяга 10, важелі 9 до 12 утворюють рульову трапецію, що забезпечує необхідне співвідношення між кутами повороту керованих коліс.

Збільшення моменту рульовим механізмом оцінюється передаточним числом, що представляє собою відношення кута повороту рульового колеса до кута повороту сошки

де γ – кут повороту рульового колеса;

α_л, α_пр – кути повороту лівого і правого коліс.

У легкових автомобілів передаточне число рульового механізму складає 12—20, а у вантажних автомобілів 15—25.

Керовані колеса повертаються на обмежений кут, рівний, як правило, 28‑35°. Це зроблено для того, щоб колеса при повороті не дотикалися до рами, крил та інших деталей автомобіля.

На деяких автомобілях у рульовому керуванні використовують підсилювач, що полегшує поворот керованих коліс.

1.2. Рульові механізми

1.2.1. Основні типи рульових механізмів

Рульові механізми сучасних автомобілів поділяють на черв'ячні, гвинтові і шестеренчасті. У черв'ячному рульовому механізмі момент передається від черв'яка, закріпленого на рульовому валові, до черв'ячного сектора, установленому на одному валові із сошкою. У гвинтовому рульовому механізмі обертання гвинта перетвориться в прямолінійний рух гайки, на якій нарізана рейка, що перебуває в зачепленні із зубчатим сектором. Сектор, установлений на валові із сошкою. Для зменшення тертя в рульовому механізмі і підвищення зносостійкості з'єднання гвинта й гайки часто здійснюють через кульки.

До шестеренчастих рульових механізмів відносяться механізми з циліндричними або конічними шестернями, а також рейкові рульові механізми.

1.2.2. Конструкція рульових механізмів

Рульовий механізм (рис. 1.2) виконаний у вигляді глобоїдального черв'яка 1 і тригребневого ролика 5. Черв'як, встановлений у чавунному картері 6 на двох конічних роликових підшипниках.

Рис. 1.2. Черв'ячний рульовий механізм

Опорою вала служать дві втулки, запресовані в картер і кришку. Тригребневий ролик 5, розміщений у пазу головки 4 вала сошки на осі за допомогою двох роликових підшипників.

Рульовий механізм характеризується передаточним відношенням. Передаточне відношення рульового механізму для кожного значення повороту вала визначається за формулою:

,

де γ – кут повороту вала рульового колеса; δ – кут повороту вала сошки рульового механізму