РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ

Для того чтобы водитель мог управлять машиной и задавать требующееся направление движения, используется рулевое управление. Это важнейшая часть конструкции, как и тормозная система. Самый распространенный способ поворота, который используется на большинстве автомобилей, выпускающихся на сегодняшний день, это кинематический способ. Главное отличие - поворот выполняют передние колеса. Благодаря торможению определенных колес также можно изменить направление движения. Именно данный способ поворота стал основой системы курсовой устойчивости.

Рулевое управление состоит из рулевых:

• Колеса
• Колонки
• Привода
• Механизма.

Рулевое колесо - главный элемент, благодаря которому действия водителя, направленные на изменение движения, передаются на рулевой механизм. Передача выполняется благодаря рулевой колонке. Средний диаметр рулевого колеса у легкового авто - 380-425 мм, у грузовика - 440-550 мм, у спортивных размер может быть меньше. Еще одна задача рулевого колеса - передача информации водителю, который сможет оценить характер вибраций и приложенные усилия для выполнения заданных команд.

Рулевая колонка - часть конструкции, благодаря которой соединяется колесо и основной механизм. Сама по себе колонка выглядит как вал на шарнирах. В случае сильного удара она может быть сложена, что позволит снизить риск травмоопасности для водителя. Регулировка положения колонки может быть как электрической, так и механической. Регулирование может выполняться как по длине, так и по вертикали, либо же сразу в двух направлениях. И механическая, и электрическая блокировка колонки - отличная защита автомобиля от угона.

Рулевой механизм - элемент, используемый для того, чтобы усилия, приложенные к рулевому колесу, были переданы на привод. Рулевой механизм - это определенное передаточное число редукторов различных типов.

Для стандартных легковых авто чаще всего применяется реечный механизм. Он состоит из шестерни, которая устанавливается на вал колеса и связывается с зубчатой рейкой. Именно эта рейка и обеспечивает процесс поворота колес - когда рулевое колесо поворачивается в одну из сторон, соответственно перемещается и она, тем самым, создавая нужную тягу для изменения направления движения. Может быть использована рейка с разной частотой зубцов - в середине конструкции интервал между ними меньше. Это значительно улучшает маневренность авто и упрощает процесс парковки.

Самое распространенное расположение реечного механизма - подрамник подвески машины. Многие известные компании-производители авто, используют конструкцию рулевого механизма с четырьмя колесами, управляющимися им. Благодаря этому даже на высокой скорости обеспечивается отличное управление, устойчивость и маневренность авто - и задние и передние колеса в этот момент повернуты в одну сторону. При движении на небольшой скорости - колеса передней и задней части повернуты в разные стороны.

Действует и эффект "подруливания" - на большой скорости направление задних колес может быть изменено и при помощи пассивных средств. Определенные элементы задней подвески из резины и металла, меняются под влиянием боковых сил и наклона кузова. Благодаря этому колес незначительно меняют свое направление в нужную сторону.

Основная задача рулевого привода - передача усилия к колесам от рулевого механизма. Это позволило достичь нужное соотношение между поворотным углом колес, и при этом не дает совершить поворот в то время как работает подвеска. Именно от типа установленной на автомобиле подвески подбирается подходящий привод.

Механический привод является наиболее распространенной конструкцией. Состоит он из рулевых шарниров и тяг. Рулевой шарнир выполняется шаровым, состоящим из шарового пальца, прочного корпуса, нескольких вкладышей и чехла, обеспечивающего защитную функцию. Шаровый шарнир представляет собой съемный наконечник рулевой тяги - такой вариант является самым удобным. Благодаря шаровой опоре, рулевая тяга становится дополнительным рычагом подвески.

Кинематические параметры, по которым можно охарактеризовать рулевое управление, достаточно многочисленны. Главные это:

• Четыре угла - поперечный и продольный наклон, схождение и развал оси поворота колеса,
• Два плеча - стабилизации и обкатки.

Благодаря такой системе достигается оптимальное сочетание различных параметров, некоторые из которых противоречат друг другу. Но при этом удается достигнуть желаемой устойчивости и маневренности, обеспечивая легкость и простоту управления.

Усилитель рулевого управления необходим, для того чтобы сократить количество усилий, требующихся для поворота рулевого колеса. Использование усиления дает возможность сделать управление более точным и быстрым, установить механизм с минимальным передаточным числом, а главное, снизить физическую нагрузку на того, кто находится за рулем. Усилители рулевого управления бывают трех типов:

• Гидравлический
• Пневматический
• Электрический.

Гидроусилитель руля (гидравлический тип) - самый распространенный вариант. Существует и электрогидроусилитель, конструкция которого предусматривает наличие гидронасоса с приводом от электродвигателя.

Электрический усилитель получил широкое распространение лишь в последнее время. При установке электроусилителя крутящий момент передается на зубчатую реку или же вал рулевого колеса. Использование электрического управления удобно тем, что это дает возможность применять автоматические системы, например, система автоматической парковки или же система помощи движению по полосе.

Адаптивный усилитель рулевого управления представляет собой конструкцию, в которой поворотное усиление может меняться в зависимости от того, на какой скорости едет автомобиль. Servotronic - самая известная электрогидравлическая конструкция такого типа.

Уникальную разработку представила компания BMW, которой была предложена система активного рулевого управления, а также Audi, создавшая динамическое рулевое управление. Общая черта этих систем заключается в том, что передаточное число рулевого механизма будет меняться в зависимости от того, на какой скорости едет автомобиль. Специалисты BMW в этом вопросе пошли дальше – они использовали двойной планетарный редуктор, который был добавлен в рулевой вал. Его корпус может изменять положение при помощи электродвигателя, при этом передаточное отношение рулевого механизма меняется в соответствии со скоростью.

Оптимальным вариантом становится конструкция, в которой нет механической связи между рулевым и ведущими колесами. Электропривод оказывает действие на каждое колесо по отдельности. При этом серийная установка рулевого управления по проводам не получила широкого распространения из-за возможного риска аварии в результате выхода системы из строя.