Устройство автомобилей

Устройство автомобилей

Данный тип рулевого механизма устанавливается на отдельных легковых автомобилях представительского класса, а также тяжелых грузовых автомобилях и автобусах.

Винтовой рулевой механизм автомобиля включает следующие основные элементы: винт, устанавливаемый на валу рулевого колеса; гайку, перемещающуюся по винту; зубчатую рейку, нарезанную на гайке; зубчатый сектор, соединенный с рейкой; рулевую сошку, расположенную на валу сектора, т. е. в работе механизма участвуют две рабочие пары — винт-гайка и рейка-зубчатый сектор.

Винт и гайка, применяемые в винтовом рулевом механизме, отличаются от обычной винтовой пары тем, что специально выполненные полости между боковыми поверхностями пары заполнены шариками.
Дорожками качения для шариков служат винтовые канавки, выполненные на теле винта и в гайке. При повороте винта шарики циркулируют в гайке по замкнутому кругу, выкатываясь из винтового канала через отверстие с одной стороны гайки и возвращаясь в гайку через обводной канал с противоположной стороны.

Использование циркулирующих шариков позволяет заменить трение скольжения в паре винт-гайка трением качения, что повышает КПД передачи, как в прямом направлении, так и в обратном. Это улучшает условия для стабилизации управляемых колес, но и делает механизм довольно чувствительным к толчкам со стороны дороги. Поэтому для сглаживания ударов должны устанавливаться амортизаторы или усилители рулевого управления.
Глубина винтовой канавки выполняется переменной, а толщина среднего зуба сектора увеличенной по сравнению с другими зубьями для исключения заклинивания рулевого механизма в крайних положениях.

Принципиально работа винтового рулевого механизма мало отличается от работы червячного механизма. Поворот рулевого колеса сопровождается вращением винта, который перемещает сопрягаемую с ним гайку. При этом происходит циркуляция шариков, значительно уменьшающих трение между винтовыми поверхностями.
Гайка посредством зубчатой рейки перемещает зубчатый сектор и с ним рулевую сошку.

Зазор в зацеплении поршня-рейки с сектором вала сошки регулируется путем осевого перемещения вала сошки с помощью специального регулировочного винта.
Зазор в паре винт-гайка не регулируется, поэтому высокая надежность и требуемый срок службы в этом зацеплении обеспечивают путем применения высококачественных легированных сталей.

Винтовой рулевой механизм в сравнении с червячным механизмом имеет больший КПД и способен передавать большие усилия.
Одним из недостатков данной конструкции является сложность подгонки деталей винтовой передачи при использовании в конструкции циркулирующих шариков.

Рулевой механизм автомобиля ЗИЛ-431410

Устройство винтового рулевого механизма автомобиля ЗИЛ-431410 показано на рис. 3 .

Редуктор соединяется с валом рулевого колеса с помощью карданного вала с двумя шарнирами. Картер 3 редуктора отлит из чугуна и имеет нижнюю 1, промежуточную 9, верхнюю 14 и боковую 19 крышки.
В картере размещается поршень-рейка 4, в которой неподвижно установлена шариковая гайка 6. Шариковая гайка собрана с винтом таким образом, что образуются винтовые канавки, в которые вкладываются шарики 8.
В паз шариковой гайки, соединенной двумя отверстиями с ее винтовой канавкой, вставляют два штампованных желоба 7, образующих трубку, по которой шарики, выкатываясь при повороте винта 5 с одного конца гайки, возвращаются к ее другому концу.

Поршень-рейка 4 находится в зацеплении с зубчатым сектором 18 вала 21 сошки, который вращается на запрессованных в картер бронзовых втулках. Осевое перемещение вала сошки производится путем вращения регулировочного винта 20, головка которого входит в отверстие вала сошки.
При завертывании регулировочного болта уменьшается зазор в зацеплении рейка-зубчатый сектор, увеличивающийся из-за этого момент сопротивления повороту не должен превышать 500 Н. На наружный шлицованный конец вала устанавливается сошка 23.

При вращении рулевого колеса усилие водителя передается через вал рулевого колеса и карданную передачу на винт 5. Шариковая гайка 6 перемещается вдоль оси винта, увлекает за собой поршень-рейку 4, которая производит поворот зубчатого сектора 18 с валом 21 сошки вокруг своей оси.
Усилие от сошки 23 передается на рулевой привод, который поворачивает управляемое колесо.

По аналогичной схеме работают рулевые механизмы автомобилей марок «КамАЗ», «КрАЗ», «МАЗ», «БелАЗ».

Рулевой механизм

К рулевому механизму предъявляются следующие требования:
— оптимальное передаточное число, определяющее соотношение между необходимым углом поворота рулевого колеса и усилием на нем; — незначительные потери энергии при работе (высокий КПД);
— возможность самопроизвольного возврата рулевого колеса в нейтральное положение, после того как водитель перестал удерживать рулевое колесо в повернутом положении;
— незначительные зазоры в подвижных соединениях для обеспечения малого люфта или свободного хода рулевого колеса;
— высокая надежность.

Наибольшее распространение на легковых автомобилях сегодня получили реечные рулевые механизмы.

Реечный рулевой механизм без гидроусилителя:
1 — чехол;
2 — вкладыш;
3 — пружина;
4 — шаровой палец;
5 — шаровой шарнир;
6 — упор;
7 — рулевая рейка;
8 — шестерня

Конструкция такого механизма включает в себя шестерню, установленную на валу рулевого колеса, и связанную с ней зубчатую рейку. При вращении рулевого колеса рейка перемещается вправо или влево и через присоединенные к ней тяги рулевого привода поворачивает управляемые колеса.
Причинами широкого применения на легковых автомобилях именно такого механизма являются: простота конструкции, малые масса и стоимость изготовления, высокий КПД, небольшое число тяг и шарниров. Кроме того, расположенный поперек автомобиля корпус реечного рулевого механизма оставляет достаточно места в моторном отсеке для размещения двигателя, трансмиссии и других агрегатов автомобиля. Реечное рулевое управление обладает высокой жесткостью, что обеспечивает более точное управление автомобилем при резких маневрах.
Вместе с тем реечный рулевой механизм обладает и рядом недостатков: повышенная чувствительность к ударам от дорожных неровностей и передача этих ударов на рулевое колесо; склонность к виброактивности рулевого управления, повышенная нагруженность деталей, сложность установки такого рулевого механизма на автомобили с зависимой подвеской управляемых колес. Это ограничило сферу применения такого типа рулевых механизмов только легковыми (с вертикальной нагрузкой на управляемую ось до 24 кН) автомобилями с независимой подвеской управляемых колес.

Реечный рулевой механизм с гидроусилителем:
1 — жидкость под высоким давлением;
2 — поршень;
3 — жидкость под низким давлением;
4 — шестерня;
5 — рулевая рейка;
6 — распределитель гидроусилителя;
7 — рулевая колонка;
8 — насос гидроусилителя;
9 — резервуар для жидкости;
10 — элемент подвески

Рулевой механизм типа «глобоидальный червяк-ролик» без гидроусилителя:
1 — ролик;
2 — червяк

Легковые автомобили с зависимой подвеской управляемых колес, малотоннажные грузовые автомобили и автобусы, легковые автомобили высокой проходимости оснащаются, как правило, рулевыми механизмами типа «глобоидальный червяк—ролик». Ранее такие механизмы применялись и на легковых автомобилях с независимой подвеской (например, семейство ВАЗ-2105, -2107), но в настоящее время их практически вытеснили реечные рулевые механизмы.
Механизм типа «глобоидальный червяк–ролик» представляет собой разновидность червячной передачи и состоит из соединенного с рулевым валом глобоидального червяка (червяка с переменным диаметром) и ролика, установленного на вале. На этом же вале вне корпуса рулевого механизма установлен рычаг (сошка), с которым связаны тяги рулевого привода. Вращение рулевого колеса обеспечивает обкатывание ролика по червяку, качание сошки и поворот управляемых колес.
В сравнении с реечными рулевыми механизмами червячные механизмы имеют меньшую чувствительность к передаче ударов от дорожных неровностей, обеспечивают большие максимальные углы поворота управляемых колес (лучшая маневренность автомобиля), хорошо компонуются с зависимой подвеской, допускают передачу больших усилий. Иногда червячные механизмы применяют на легковых автомобилях высокого класса и большой собственной массы с независимой подвеской управляемых колес, но в этом случае усложняется конструкция рулевого привода — добавляется дополнительная рулевая тяга и маятниковый рычаг. Кроме того, червячный механизм требует регулировки и дорог в изготовлении.

Рулевой механизм типа «винт-шариковая гайка–рейка–зубчатый сектор» без гидроусилителя (а):
1 — картер;
2 — винт с шариковой гайкой;
3 — вал-сектор;
4 — пробка заливного отверстия;
5 — регулировочные прокладки;
6 — вал;
7 — уплотнитель рулевого вала;
8 — сошка;
9 — крышка;
10 — уплотнитель вала-сектора;
11 — наружное кольцо подшипника вала-сектора;
12 — стопорное кольцо;
13 — уплотнительное кольцо;
14 — боковая крышка;
15 — пробка;
со встроенным гидроусилителем (б):
1 — регулировочная гайка;
2 — подшипник;
3 — уплотнительное кольцо;
4 — винт;
5 — картер;
6 — поршень-рейка;
7 — гидравлический распределитель;
8 — манжета;
9 — уплотнитель;
10 — входной вал;
11 — вал-сектор;
12 — защитная крышка;
13 — стопорное кольцо;
14 — уплотнительное кольцо;
15 — наружное кольцо подшипника вала-сектора;
16 — боковая крышка;
17 — гайка;
18 — болт

Наиболее распространенным рулевым механизмом для тяжелых грузовых автомобилей и автобусов является механизм типа «винт–шариковая гайка–рейка–зубчатый сектор». Иногда рулевые механизмы такого типа можно встретить на больших и дорогих легковых автомобилях (Mercedes, Range Rover и др.).
При повороте рулевого колеса вращается вал механизма с винтовой канавкой и перемещается надетая на него гайка. При этом гайка, имеющая на внешней стороне зубчатую рейку, поворачивает зубчатый сектор вала сошки. Для уменьшения трения в паре винт–гайка передача усилий в ней происходит посредством шариков, циркулирующих в винтовой канавке. Данный рулевой механизм имеет те же преимущества, что и рассмотренный выше червячный, но имеет большой КПД, позволяет эффективно передавать большие усилия и хорошо компонуется с гидравлическим усилителем рулевого управления.
Ранее на грузовых автомобилях можно было встретить и другие типы рулевых механизмов, например «червяк–боковой сектор», «винт–кривошип», «винт–гайка–шатун–рычаг». На современных автомобилях такие механизмы из-за их сложности, необходимости регулировки и низкого КПД практически не применяются.

Конструкция и неисправности рулевого управления УАЗ-3151, -31512, -31514, -31519

Вращение рулевого колеса передается на вал рулевого механизма.

Сошка рулевого механизма через тягу сошки и рычаг поворачивает поворотный рычаг правого колеса. Тяга трапеции соединяет через рычаги трапеции поворотные кулаки колес и синхронизирует их поворот.

На автомобилях могут быть установлены три типа рулевых механизмов

Рулевой механизм типа червяк-ролик состоит из картера, в котором на роликовых конических подшипниках установлен глобоидальный червяк, входящий в зацепление с двухгребневым роликом

Ролик вращается на шариковых радиально-упорных подшипниках, установленных на оси, запрессованной в головку вала сошки

При повороте рулевого вала червяк вращается, и ролик, обкатываясь по нему, поворачивает вал сошки, установленный в картере на роликовом радиальном подшипнике и бронзовой втулке. Регулировка механизма производится винтом в торце вала сошки.

Рулевой механизм типа винт-шариковая гайка-рейка-сектор состоит из алюминиевого картера, в котором на радиально-упорных подшипниках установлен винт

Винт охватывает шариковая гайка, имеющая внутри винтовую канавку, а снаружи — реечные зубья. Между гайкой и винтом размещены шарики

При вращении винта шарики перекатываются по винтовой канавке, и гайка перемещается вдоль винта.

Зубьями рейки поворачивается вал-сектор, установленный в картере на двух цилиндрических роликовых подшипниках без сепаратора. На конических шлицах вала-сектора закреплена рулевая сошка

Регулировка зацепления рейки с валом-сектором производится поворотом эксцентриковых обойм подшипников вала-сектора

Винт с шариковой гайкой и шариками подобраны друг к другу и при необходимости заменяются только в сборе.

Рулевой механизм с гидроусилителем устанавливается двух типов, отличающихся по типу распределителя (с валом-золотником или валом-ротором). Эти механизмы не взаимозаменяемы по месту крепления вилки шарнира рулевого вала.

Рулевой механизм с гидроусилителем устроен подобно шарико-винтовому, но его рейка выполнена в виде поршня с уплотнением, а внутри вала-винта размещен вал-золотник (ротор) распределителя.

Вместо крышки верхнего подшипника винта установлен гидравлический распределитель. Гидравлический цилиндр выполнен непосредственно в чугунном картере рулевого механизма и поршень-рейка с уплотнением делит его на две полости

В зависимости от направления вращения рулевого вала, соответствующая полость цилиндра соединяется через гидравлический распределитель с нагнетающей или отводящей магистралью системы

При этом рабочая жидкость (масло), подаваемая насосом, давит на поршень и перемещает его, поворачивая вал-сектор, тем самым «помогая» водителю.

Длительная эксплуатация с неработающим гидроусилителем приводит к повышенному изнашиванию рулевого механизма.

Даже кратковременная работа насоса гидроусилителя без масла недопустима! В этом случае следует снять ремень привода насоса

На автомобиле, оборудованном гидроусилителем, дополнительно устанавливаются насос и бачок системы гидроусилителя. Все агрегаты соединяются резиновыми шлангами.

Шланг высокого давления имеет на концах накидные штуцеры.

Вал рулевой колонки оборудован двумя карданными шарнирами и шлицевым соединением.

При отказе системы гидроусилителя работоспособность рулевого управления сохраняется, но возрастает усилие на рулевом колесе.

Насос гидроусилителя коловратного (шиберного) типа, установлен на кронштейне в верхней части блока цилиндров и приводится клиновым ремнем от шкива коленчатого вала

В корпусе насоса смонтированы предохранительный и расходный клапаны. Предохранительный клапан защищает насос от перегрузок, соединяя полость нагнетания с полостью всасывания.

Расходный (перепускной) клапан ограничивает подачу жидкости в систему при увеличении частоты вращения вала насоса сверх определенной.

Бачок гидроусилителя служит резервуаром для рабочей жидкости, а также для охлаждения и очистки ее от посторонних частиц и продуктов изнашивания насоса и рулевого механизма

Бачок со стальным корпусом установлен на кронштейне под капотом спереди слева.

Внутри бачка встроен фильтрующий элемент, обеспечивающий очистку жидкости от частиц размером более 45 мкм. В процессе работы гидроусилителя вся жидкость постоянно циркулирует через него

Фильтрующий элемент и жидкость заменяем через 100 тыс. км пробега или через каждые два года эксплуатации, а также при ремонте

В качестве рабочей жидкости применяется специальное масло марок «Р» или «А», залитое в систему гидроусилителя в объеме 1,1 л.

Рулевые механизмы без гидроусилителя смазываются трансмиссионным маслом, заливаемым в картер. Смазкой для рулевых механизмов с гидроусилителем служит рабочая жидкость.

Проверка технического состояния рулевого управления

Вращая рулевое колесо, устанавливаем передние колеса в положение прямолинейного движения автомобиля.

Кладем на панель приборов отвертку острием к ободу рулевого колеса в верхней его точке. Вращаем рулевое колесо в обе стороны до момента появления сопротивления (колеса при этом не поворачиваются).

Ориентируясь по острию отвертки, мелом отмечаем на ободе границы свободного хода рулевого колеса

Рулеткой замеряем расстояние по ободу колеса между метками

Если свободный ход рулевого колеса больше 40 мм, что соответствует повороту рулевого колеса на 10°, необходимо убедиться в том, что увеличение свободного хода не вызвано износом шарниров рулевых тяг и карданных шарниров, люфтом подшипников передних колес, а также ослаблением гайки сошки, гаек пальцев шарниров, клиньев карданного вала и других крепежных деталей

Для этого проверяем затяжку гаек и болтов рулевого управления, при необходимости подтягиваем их. Гайки шаровых шарниров рулевых тяг и карданного вала рулевого управления должны быть надежно затянуты и зашплинтованы

При вращении рулевого колеса убеждаемся в отсутствии люфтов в шаровых шарнирах тяг.

Аналогично проверяем люфты в карданных шарнирах рулевого вала. Неисправные детали с изношенными шарнирами заменяем

Если после устранения вышеуказанных люфтов свободный ход превышает допустимые нормы — регулируем рулевой механизм

Возможные неисправности рулевого управления и методы устранения

Увеличенный свободный ход рулевого колеса (более 10°)

— Зазор в шарнирных соединениях рулевых тяг

Подтянуть заглушку шарнира, при необходимости заменить изношенные детали

— Ослабление крепления рычага поворотного кулака

Подтянуть гайки шпилек крепления рычага поворотного кулака

— Ослабление крепления шаровых пальцев рулевых тяг

Расшплинтовать и подтянуть гайки пальцев

— Ослабление затяжки гайки крепления сошки

— Ослабление затяжки болтов крепления рулевого механизма к лонжерону рамы

— Износ или нарушение регулировки зацепления рулевого механизма

Отрегулировать зацепление, при необходимости заменить изношенные детали

— Износ или нарушение регулировки затяжки подшипников червяка (винта)

Отрегулировать затяжку подшипников или заменить изношенные детали

— Износ шарико-винтовой передачи

Заменить рулевой механизм

— Ослабление крепления вилок

Подтянуть крепление, при необходимости заменить изношенные детали

Осевое перемещение рулевого колеса на валу или осевое перемещение червяка (винта), ощутимое на руле

— Ослабла затяжка гайки крепления рулевого колеса

— Ослабла затяжка стяжных болтов шарнира рулевого вала

Подтянуть гайки болтов

— Нарушение регулировки затяжки подшипников червяка (винта)

— Износ подшипника или конусов червяка (подшипников винта)

Заменить изношенные детали

Самовозбуждающееся угловое колебание передних колес

— низкое давление в шинах

Проверить и установить нормальное давление

— неправильная установка схождения передних колес

Проверить и отрегулировать установку передних колес

— повышенный дисбаланс колес

— нарушена регулировка зазора в зацеплении рулевого механизма

Отрегулировать зазор в зацеплении

Радиальное перемещение вала рулевой колонки, ощутимое на руле

— Разрушение или износ подшипников рулевой колонки

— Неправильное положение разжимной втулки в подшипнике в результате перетяжки крепления колонки к кронштейну и смещение ее вниз или выхода стопорных колец подшипников из канавок

Подтянуть колонку вверх и затянуть гайки, установить на место разжимные втулки и стопорные кольца

Заедание в рулевом механизме

— Неправильно отрегулированы боковой зазор в зацеплении рулевого механизма

— Большой износ деталей

Заменить изношенные детали

Скрип и щелчки в зацеплении

— отсутствие масла в рулевом механизме

Проверить герметичность манжеты и залить в картер масло

— Разрушение рабочих поверхностей деталей

Заменить изношенные детали

— Повышенный зазор в зацеплении рулевого механизма

Течь масла из картера

— износ манжет или уплотнительных колец

Заменить манжеты и кольца

Скрип в верхней части рулевой колонки

— отсутствие смазки в подшипнике рулевой колонки

Снять руль и смазать подшипник

Большое усилие на рулевом колесе (рулевое управление с гидроусилителем)

— Проскальзывание ремня привода насоса

Отрегулировать натяжение ремня

— Наличие воздуха в системе из-за низкого уровня масла в бачке

Устранить подтекание, долить масло, прокачать систему

— Неправильная регулировка зубчатого зацепления или натяга подшипников винта рулевого механизма

Устройство рулевого механизма

В состав рулевого механизма входит рулевое колесо, вал, заключенный в рулевую колонку, и рулевой редуктор, связанный с рулевым приводом. Рулевой механизм позволяет уменьшить усилие, прикладываемое водителем к рулевому колесу для преодоления сопротивления, возникающего при повороте управляемых колес машины вследствие трения между шинами и дорогой, а также деформации грунта при движении по грунтовым дорогам.

Рулевой редуктор представляет собой механическую передачу (например, зубчатую), установленную в корпусе (картере) и имеющую передаточное число 15 — 30. Рулевой механизм уменьшает усилие, прикладываемое водителем к рулевому колесу, связанному посредством вала с редуктором, во столько раз. Чем больше передаточное отношение рулевого редуктора, тем легче водителю поворачивать управляемые колеса. Однако с увеличением передаточного числа рулевого редуктора для поворота на некоторый угол управляемого колеса, связанного через детали привода с выходным валом редуктора, водителю необходимо повернуть рулевое колесо на больший угол, чем при малом передаточном числе. При движении ТС с высокой скоростью труднее совершать резкий поворот под большим углом, поскольку водитель не успевает поворачивать рулевое колесо.

Передаточное отношение рулевого редуктора:

Up = (ap/ac) = (pc/pp)
где ар и ас — углы поворота соответственно рулевого колеса и выходного вала редуктора; Рр, Рс — усилие, приложенное водителем к рулевому колесу, и усилие на выходном звене рулевого механизма (сошке).

Так, для поворота сошки на 25° при передаточном отношении рулевого редуктора, равном 30, рулевое колесо необходимо повернуть на 750°, а при Up = 15 — на 375°. При усилии на рулевом колесе 200 Н и передаточном отношении Up = 30 водитель на выходном звене редуктора создает усилие 6 кН, а при Up = 15 — в 2 раза меньше. Целесообразно иметь переменное передаточное отношение рулевого механизма.

При малых углах поворота рулевого колеса (не более 120°) предпочтительно большое передаточное отношение, обеспечивающее легкое и точное управление автомобилем при движении с высокой скоростью. При низких скоростях малое передаточное отношение позволяет при небольших углах поворота рулевого колеса получать значительные углы поворота управляемых колес, что обеспечивает высокую маневренность автомобиля.

Выбирая передаточное отношение рулевого механизма, исходят из того, что управляемые колеса должны поворачиваться из нейтрального положения на максимальный угол (35…45°) не более чем за 2,5 оборота рулевого колеса.

Рулевые механизмы могут быть нескольких типов. Наиболее распространенными из них являются «червяк—трехгребневый ролик», «червяк—шестерня» и «винт—шариковая гайка-рейка—шестерня». Шестерня в рулевом механизме выполнена в виде сектора.

Рулевой механизм преобразует вращательное движение рулевого колеса в угловое перемещение рулевой сошки, установленной на выходном валу рулевого редуктора. Рулевой механизм при движении полностью груженого автомобиля, как правило, должен обеспечивать усилие на ободе рулевого колеса не более 150 Н.

Угол свободного поворота рулевого колеса (люфт) для грузовых автомобилей обычно не должен превышать 25° (что соответствует длине душ 120 мм, измеренной по ободу рулевого колеса) при движении грузового автомобиля по прямой. Для автомобилей других типов люфт рулевого колеса иной. Люфт возникает из-за износа в эксплуатации деталей рулевого управления и разрегулировки рулевого механизма и привода. Для уменьшения потерь на трение и защиты деталей рулевого редуктора от коррозии в его картер, укрепленный на раме машины, заливают специальное трансмиссионное масло.

При эксплуатации ТС необходимо регулировать рулевой механизм. Регулировочные устройства рулевых редукторов предназначены для устранения, во-первых, осевого люфта рулевого вала или ведущего элемента редуктора, а во-вторых — люфта между ведущим и ведомым элементами.

Рассмотрим конструкцию рулевого механизма типа «глобоидальный червяк— трехгребневый ролик».

Рис. Рулевой механизм типа «глобоидальный червяк—трехгребневый ролик»:
1 — картер рулевого редуктора; 2 — головка вала рулевой сошки; 3 — трехгребневый ролик; 4 — регулировочные прокладки; 5 — червяк; 6 — рулевой вал; 7 — ось; 8 — подшипник вала сошки; 9 — стопорная шайба; 10 — колпачковая гайка; 11 — регулировочный винт; 12 — вал сошки; 13 — сальник; 14 — рулевая сошка; 15 — гайка; 16 — бронзовая втулка; h — регулируемая глубина зацепления ролика с червяком

Глобоидальный червяк 5 установлен в картере 1 рулевого редуктора на двух конических роликовых подшипниках, хорошо воспринимающих осевые усилия, возникающие при взаимодействии червяка с трехгребневым роликом 3. Червяк, напрессованный на шлицы, имеющиеся на конце рулевого вала 6, обеспечивает при ограниченной длине хорошее зацепление гребней ролика с нарезкой червяка. Благодаря тому что действие нагрузки рассредоточено по нескольким гребням в результате их контакта с червяком, а также замене трения скольжения в зацеплении значительно меньшим трением качения достигается высокая износостойкость механизма и достаточно большой КПД.

Ось ролика закреплена в головке 2 вала 12 рулевой сошки 14, а сам ролик установлен на игольчатых подшипниках, уменьшающих потери при прокрутке ролика относительно оси 7. Опорами вала рулевой сошки являются, с одной стороны, роликовый подшипник, а с другой — бронзовая втулка 76. Сошка соединена с валом при помощи мелких шлицов и закреплена шайбой и гайкой 15. Для уплотнения вала сошки применяется сальник 13.

Зацепление червяка с гребнями осуществляется таким образом, что при положении, соответствующем прямолинейному движению машины, свободный ход рулевого колеса практически отсутствует, а по мере увеличения угла поворота рулевого колеса он возрастает.

Регулировка затяжки подшипников рулевого вала осуществляется с помощью изменения числа прокладок устанавливаемых под крышку картера, своей плоскостью упирающуюся в торец крайнего конического роликового подшипника. Регулировку зацепления червяка с роликом осуществляют смещением вала рулевой сошки в осевом направлении с помощью регулировочного винта 11. Этот винт установлен в боковой крышке картера, снаружи закрыт колпачковой гайкой 10 и зафиксирован стопорной шайбой 9.

На автомобилях большой грузоподъемности применяются рулевые механизмы типа «червяк—боковой сектор (шестерня)» или «винт—шариковая гайка—рейка—шестерня», имеющие большую площадь контакта элементов и как следствие малые давления между поверхностями рабочих пар редуктора.

Рулевой механизм типа «червяк—боковой сектор», наиболее простой по конструкции, используется на некоторых автомобилях. В зацепление с червяком 2 входит боковой сектор 3 в виде части шестерни со спиральными зубьями. Боковой сектор выполнен как единое целое с валом 1 сошки. Сошка расположена на валу, установленном на игольчатых подшипниках.

Зазор в зацеплении между червяком и сектором непостоянен. Наименьший зазор соответствует среднему положению рулевого колеса. Зазор в зацеплении регулируется изменением толщины шайбы, расположенной между боковой поверхностью сектора и крышкой картера рулевого редуктора.

Конструкция рулевого механизма типа «винт—шариковая гайка—рейка—сектор» показана на рисунке. Вал рулевого колеса посредством карданной передачи соединен с винтом 4, взаимодействующим с шариковой гайкой 5, неподвижно закрепленной стопорным винтом 15 в поршне-рейке 3. Резьба винта и гайки выполнена в виде полукруглых канавок, заполняемых шариками 7, циркулирующими по резьбе при вращении винта. Крайние нитки гайки соединены желобом 6 с наружной трубкой, обеспечивающей циркуляцию шариков. Трение качения этих шариков по резьбе во время вращения винта незначительно, что обусловливает высокий КПД такого механизма.

Рис. Рулевой механизм типа «червяк—боковой сектор»:
1 — вал сошки; 2 — червяк; 3 — боковой сектор

Рис. Рулевой механизм типа «винт—шариковая гайка—рейка—сектор»:
1 — крышка цилиндра; 2 — картер; 3 — поршень-рейка; 4 — винт; 5 — шариковая гайка; 6 — желоб; 7 — шарики; 8 — промежуточная крышка; 9 — золотник; 10 — корпус клапана управления; 11 — гайка; 12 — верхняя крышка; 13 — пружина плунжера; 14 — плунжер; 15 — стопорный винт; 16 — зубчатый сектор (шестерня); 17 — вал; 18— сошка; 19 — боковая крышка; 20 — стопорное кольцо; 21 — регулировочный винт; 22 — шаровой палец

При повороте автомобиля водитель с помощью рулевого колеса и вала вращает винт, относительно оси которого на циркулирующих шариках перемещается шариковая гайка. Вместе с гайкой перемещается и поршень-рейка, поворачивая зубчатый сектор (шестерню) 16, выполненный как единое целое с валом 17. Сошка 18 установлена на валу с помощью шлицов, а сам вал размещен на бронзовых втулках в картере 2 рулевого редуктора.