Как найти момент рулевого колеса

Нагрузки
и напряжения, действующие в деталях
рулевого управления можно рассчитать,
задавая максимальное усилие на рулевом
колесе или определяя это усилие по
максимальному сопротивлению повороту
управляемых колес автомобиля на месте
(что более целесообразно). Эти нагрузки
являются статическими.

В
рулевом
механизме
рассчитывают
рулевое колесо, рулевой вал и рулевую
передачу.

Максимальное
усилие на рулевом
колесе
для рулевых управлений без уси­лителей
–

=
400 Н; для автомобилей с усилителями –

=
800 Н.

При
расчете максимального усилия на рулевом
колесе по мак­симальному сопротивлению
повороту управляемых колес на ме­сте
момент сопротивления повороту можно
определить по эмпирической зависимости:

,
(13.12)

где

–коэффициент
сцепления при повороте управ­ляемого
колеса на месте;
–
нагрузка
на колесо;
–давление
воздуха в шине.

Усилие
на рулевом колесе для поворота на месте
рассчитывают по формуле:

,
(13.13)

где

–
угловое передаточное число рулевого
управления;
–радиус
рулевого колеса;
–
КПД рулевого управления.

По
заданному или найденному усилию на
рулевом колесе рас­считывают нагрузки
и напряжения в деталях рулевого
управле­ния.

Спицы
рулевого
колеса рассчитывают на изгиб, предполагая
при этом, что усилие на рулевом колесе
распределяется между спицами поровну.
Напряжения изгиба спиц определяют по
формуле:

,
(13.14)

где

–длина
спицы;
–
диаметр спицы;
–число
спиц.

Рулевой
вал
обычно выполняют трубча­тым. Вал
работает на кручение, нагружаясь
моментом:

.
(13.15)

Напряжения
кручения трубчатого вала рассчитывают
по формуле:

,
(13.16)

где

,–наружный
и внутренний диаметры вала соответственно.

Допустимые
напряжения кручения рулевого вала –
[]
= 100 МПа.

Рулевой
вал проверяют также на жесткость по
углу закручива­ния:

,
(13.17)

где

–длина
вала;
–модуль
упругости 2-го рода.

Допустимый
угол закручивания –
[]
= 5 ÷ 8° на один метр длины вала.

В
червячно-роликовой
рулевой передаче
глобоидный
червяк и ролик рассчитывают на сжатие,
контактные напряжения в зацеплении при
котором определя­ют по формуле:

,
(13.18)

где

–осевая
сила, действующая на червяк;
–
площадь кон­такта одного гребня ролика
с червяком;
–число
гребней ролика.

Осевую
силу, действующую на червяк, рассчитывают
по формуле:

,
(13.19)

где

–
начальный
радиус червяка в наименьшем сечении;
–
угол подъема винтовой линии червяка.

Площадь
контакта одного гребня ролика с червяком
можно определить по формуле:

,

(13.20)

где
и
–радиусы
зацепления ролика и червя­ка
соответственно;
и–
углы
зацепления ролика и червяка.

Допустимые
напряжения сжатия – []
= 2500 ÷ 3500 МПа.

В
винтореечной
передаче
пара
«винт – шариковая гайка» проверя­ется
на сжатие с учетом радиальной нагрузки
на один шарик:

,
(13.21)

где

–
число
рабочих витков;
–
число
шариков на одном витке (при полном
заполнении канавки);
–
угол
контакта шариков с канавками.

Прочность
шарика определяют по контактным
напряжениям, рассчитываемым по формуле:

,
(13.22)

где

–
коэффициент
кривизны соприкасающихся поверхностей;

–
модуль
упругости 1-го рода;
и–
диа­метры
шарика и канавки соответственно.

Допустимые
контактные напряжения []
= 2500 ÷
3500
МПа.

В
паре «рейка – сектор» рассчитывают
зубья на изгиб и контакт­ные напряжения
аналогично цилиндрическому зацеплению.
При этом окружное усилие на зубьях
сектора (при отсут­ствии или неработающем
усилителе) определяют по формуле:

,

(13.23)

где

–
радиус начальной окружности сектора.

Допустимые
напряжения – []
= 300 ÷
400
МПа; []
= 1500 МПа.

Реечную
рулевую передачу
рассчитывают аналогично.

В
рулевом
приводе
рассчитывают вал рулевой сошки, рулевую
сошку, палец рулевой сошки, продольную
и по­перечную рулевые тяги, поворотный
рычаг и рычаги поворотных кулаков
(поворотных цапф).

Вал
рулевой сошки
рассчитывают на кручение.

При
отсутствии усилителя напряжения вала
сошки определяют по формуле:

,
(13.24)

где

–
диаметр вала сошки.

Допустимые
напряжения – []
= 300 ÷
350
МПа.

Расчет
сошки
проводят на изгиб и кручение в опасном
сечении А—А.

При
отсутствии усилителя максимальную
силу, действующую на шаровой палец от
продольной рулевой тяги, рассчитывают
по формуле:

,
(13.25)

где

–расстояние
между центрами головок рулевой сошки.

Напряжения
изгиба сошки определяют по формуле:

,

(13.26)

где

– плечо изгиба сошки;a
и b
– размеры сечения сошки.

Напряжения
кручения сошки определяют по формуле:

,

(13.27)

где

–плечо
кручения.

Допустимые
напряжения []
= 150 ÷
200
МПа; []
= 60 ÷
80
МПа.

Шаровой
палец сошки
рассчитывают на изгиб и срез в опасном
сечении Б—Б
и на смятие между сухарями продольной
рулевой тяги.

Напряжения
изгиба пальца сошки рассчитывают по
формуле:

,

(13.28)

где
e
– плечо изгиба пальца;
–диаметр
пальца в опасном сечении.

Напряжения
среза пальца определяют по формуле:

.

(13.29)

Напряжения
смятия пальца рассчитывают по формуле:

,

(13.30)

где
–
диаметр
шаровой головки пальца.

Допустимые
напряжения –
[]
= 300 ÷
400
МПа; []
= 25 ÷
35
МПа; []
= 25 ÷
35
МПа.

Расчет
шаровых пальцев продольной и поперечной
рулевых тяг
проводится аналогично расчету шарового
пальца рулевой сошки с учетом действующих
нагрузок на каждый палец.

Продольную
рулевую тягу
рассчитывают на сжатие и про­дольный
изгиб.

Напряжения
сжатия определяют по формуле:

,

(13.31)

где

–
площадь поперечного сечения тяги.

При
продольном изгибе в тяге возникают
критические напря­жения, которые
рассчитывают по формуле:

,

(13.32)

где

–модуль
упругости 1-го рода; J
– момент
инерции трубчатого сечения;
–
длина
тяги по центрам шаровых пальцев.

Запас
устойчивости тяги можно определить по
формуле:

.

(13.33)

Запас
устойчивости тяги должен составлять –

=1,5
÷
2,5.

Поперечная
рулевая тяга
нагружается силой:

,

(13.34)

где

и–
активные длины поворотного рычага и
рычага поворотного кулака соответственно.

Поперечную
рулевую тягу рассчитывают на сжатие и
продоль­ный изгиб так же, как и
продольную рулевую тягу.

Поворотный
рычаг
рассчитывают на изгиб и кручение.

Напряжения
изгиба определяют по формуле:

.

(13.35)

Напряжения
кручения рассчитывают по формуле:

.

(13.36)

Допустимые
напряжения – []
= 150 ÷ 200 МПа; []
= 60 ÷ 80 МПа.

Рычаги
поворотных кулаков
также
рассчитывают на изгиб и кручение.

Напряжения
изгиба определяют по формуле:

.

(13.37)

Напряжения
кручения рассчитывают по формуле:

.

(13.38)

Таким
образом, при отсутствии усилителя в
основе прочностного расчета деталей
рулевого управления лежит максимальное
усилие на рулевом колесе. При наличии
усилителя детали рулевого привода,
расположенные между усилителем и
управляемыми колесами, нагружены, кроме
того, усилием, развиваемым усилителем,
что необходимо учитывать при проведении
расчетов.

Расчет
усилителя
обычно вклю­чает в себя следующие
этапы:

1. выбор
   типа и компоновки усилителя;

2. статический
   расчет – определение сил и перемещений,
   раз­меров гидроцилиндра и
   распределительного устройства,
   центрирующих пружин и площадей
   реак­тивных камер;

3. динамический
   расчет – определение времени включения
   уси­лителя, анализ колебаний и
   устойчивости работы усилителя;

4. гидравлический
   расчет – определение производительности
   насоса, диаметров трубопроводов и т.п.

В
качестве контрольных нагрузок, действующих
на детали рулевого управления, могут
быть взяты нагрузки, возникающие при
наездах управляемых колес на дорожные
неровности, а также нагрузки, возникающие
в рулевом приводе, например, при торможении
из-за неодинаковых тормозных сил на
управляемых колесах или при разрыве
шины одного из управляемых колес.

Данные
дополнительные расчеты позволяют полнее
оценить проч­ностные характеристики
деталей рулевого управления.

Соседние файлы в папке Для_АПб

• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #
• #

8.2. Передаточное число рулевого управления

Общее кинематическое передаточное число рулевого
управления определяется как отношение

,

где	a	– угол поворота управляемых колес;
	Q	– угол поворота рулевого колеса.

Для легковых автомобилей полный угол поворота рулевого
колеса составляет Q = 1080…1260° (3…3,5 оборота), а полный угол поворота
управляемых колес a = 65…70.
Передаточное число рулевого привода u_РП
= 1. Для грузовых автомобилей при повороте управляемых колес на a = 40°
(±20°
от нейтрального положения) угол поворота рулевого колеса не должен превышать Q £
1260°, без учета угла свободного
поворота рулевого колеса. Передаточное число рулевого привода u_РП £
1,3…1,5.

Передаточное число рулевого управления определяется
и как произведение передаточного числа рулевого привода u_РП
и передаточного числа рулевого механизма, u_РМ.

Из этого выражения передаточное число рулевого механизма
определяется

.

Для сравнительного анализа следует отметить, что
передаточное число рулевых механизмов легковых автомобилей укладывается в
пределах u_РМ = 16…20, а грузовых – u_РМ = 20…24.

При выполнении кинематического расчета рулевого управления
выполняется разработка* кинематики совместной работы рулевых
тяг и направляющего устройства подвески, задача которой состоит в том, чтобы
найти такие размеры и расположение в пространстве рычагов шарниров и тяг рулевого
управления, при которых не будет происходить угловых перемещений управляемых
колес при деформации упругих элементов подвески.

9. СИЛОВОЙ РАСЧЕТ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ

Задачей силового расчета является определение максимальных
сил, действующих на рулевое управление. В силовом расчете определяются: усилие
на рулевом колесе, необходимое для поворота управляемых колес (сила,
действующая на рулевое управление от рулевого колеса); на управляемых колесах
при торможении; на отдельных деталях рулевого управления, а также усилие,
развиваемое цилиндром усилителя (сила, действующая на рулевое управление от
усилителя).

9.1.Усилие на рулевом колесе

Наибольшего значения усилие на рулевом колесе F_р
достигает при повороте автомобиля, стоящего на сухом асфальтобетонном покрытии.
В движении это усилие снижается почти в два раза:

,

где	МСП	– момент сопротивления повороту управляемых колес на месте (момент на цапфах), Н×м;
	Rр	– радиус рулевого колеса, м;
		– прямой КПД рулевого управления ().

Размеры рулевого колеса нормированы и имеют следующие
значения (табл. 4).

Момент сопротивления повороту управляемых колес определяется
как

М_СП = М_f
+ М_j
+ М_b
+ М_g,

где	Мf	– момент сопротивления перекатыванию управляемых колес при их повороте вокруг шкворней (момент сопротивления качению колес);
	Мj	– момент сопротивления скольжению, возникающий при повороте колеса на месте;
	Мb, Мg	– моменты, обусловленные поперечными и продольными наклонами шкворней.

Для расчетов М_СП можно
воспользоваться полуэмпирической формулой, дающей достаточно близкие значения к
опытным:

,

где		– давление воздуха в шине, Па;
	j	– коэффициент сцепления (j = 0,7…0,9);
		– осевая нагрузка, воспринимаемая управляемыми колесами, Н.

Таблица 4

Размеры рулевого колеса

Тип автомобиля	Диаметр рулевого колеса, мм
Легковые особо малого класса	380
Легковые, микроавтобусы, грузовые малой грузоподъемности	400 и 425
Грузовые средней грузоподъемности и автобусы средней вместимости	440 и 475
Грузовые и тягачи большой грузоподъёмности, многоместные автобусы и троллейбусы	550

Полученное значение F_р
сопоставляется с допустимым [F_р] = 250 Н на рулевом колесе.
Если F_р > [F_р], необходима установка
усилителя.

9.2. Усилие, развиваемое цилиндром усилителя

Уважаемый посетитель!

Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).

Ссылка на скачивание — внизу страницы.

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

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

Поворот автомобиля

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

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

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

Реечный рулевой механизм

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

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

Функции зубчатой рейки с шестерней заключаются в следующем:

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

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

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

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

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

Реечный рулевой механизм с усилителем

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

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

Рулевой механизм с шариковой гайкой

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

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

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

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

Далее мы рассмотрим компоненты гидроусилителя.

Гидроусилитель руля

Помимо самого рулевого механизма, гидроусилитель включает несколько основных компонентов.

Насос

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

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

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

Поворотный клапан

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

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

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

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

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

Инновационные усилители руля

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

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

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

Рулевая тяга любого авто передают вращающий момент и усилия, возникающего при повороте руля, на металлические кулачки. Конструкция рулевых тяг легковых ТС, минивэнов и внедорожников отличается. Они оснащены наконечниками по концам, некоторые модификации имеют резьбовой участок и стандартный наконечник.

С помощью соединительной металлической втулки и резьбовой части соединяются два наконечника. Они имеют разную длину для обеспечения необходимого угла поворота колёс Таким образом образуется регулируемая система рулевого управления.

Шарниры обеспечивают свободный ход всех подвижных элементов в системе рулевого управления машины. Элементы обеспечивают беспрепятственное перемещение деталей, входящих в систему рычагов. Шарниры поворачиваются в горизонтальной и вертикальной осях, имеют несколько степеней свободы. Привод передаёт на передние колёса усилия от руля. Он дает синхронный поворот колёс на различные углы. Чтобы колесо, расположенное внутри радиуса поворота, не шло «юзом», его необходимо поворачивать на больший угол.

Это обеспечивается работой как раз короткого и длинного наконечников. Тяга руля это стальная ось со сферическим приливом на конце. Он вставляется в металлический корпус и обжимается металлическим вкладышем, являющимся подшипником скольжения. Вкладыш изготавливается из мягких сплавов стали. Он обеспечивает плотную фиксацию, смазку и беспрепятственное перемещение шарика.

Неисправности рулевой тяги

Выявить неисправность тяги можно по первичным признакам. Для этого не нужно обладать специальными знаниями или измерять зазоры в рулевом управлении с помощью специнструмента.

Водитель может понять, что тяга работает ненормально, если:

• в передней подвеске явно слышны глухие стуки
• при повороте рулевого колеса на 5-100 колёса не реагируют
• руль не возвращается в исходное положение после поворота
• появился свободный люфт рулевого колеса. при повороте руля слышны «хрусты»
• руль вращается с заметным усилием

Как правило, вышеописанные дефекты в системе рулевого управления возникают из-за предельного износа шарнира рулевых тяг. Если рулевые тяги разборного типа, то при ремонте выполняется восстановление их рабочих поверхностей. Если рулевая тяга неразборная она заменяется целиком.

В некоторых случаях предпосылками возникновения неисправности служат некачественные запасные части, приобретённые у сомнительных поставщиков. Поэтому при покупке необходимо обязательно требовать сертификат на продукцию. От исправности рулевого управления зависит безопасность водителя и пассажиров.

Как продиагностировать рулевую тягу

Определить изношенный шарнир весьма просто. Достаточно пошатать руками колесо автомобиля. Эту операцию выполняют на подъёмнике. В «полевых» условиях можно поочерёдно приподнять стороны автомобиля домкратом, вывесив передние колёса.

Неисправность ступичного подшипника легко определить по люфту колеса во всех направлениях. При предельном износе обойм и сепаратора при вращении колеса будут слышны посторонние звуки. Если колесо имеет свободный ход только по горизонтали, неисправен шарнир.

Проверку исправности рулевой тяги желательно выполнять вдвоём. Необходимо пошатать вывешенное колесо и одновременно осмотреть шаровую опору и тягу. О неисправности будет свидетельствовать большой свободный ход. Как правило, большинство неисправностей возникает из-за износа опоры и износа зубьев рейки.

Чтобы точно удостовериться в неисправности, необходимо взяться за шарнир, выкрутить рулевое колесо до упора и попытаться пошатать шарнир из стороны в сторону. Если чувствуется люфт, значит изношена рулевая рейка.

Элементарный тест: рулевое колесо фиксируется, а ключ вынимается из замка зажигания. Если при пошатывании колеса рулевая тяга свободно перемещается, это говорит о неисправности шарнира.

Основные неисправности рулевой тяги

Повредить саму рулевую тягу достаточно сложно: это прочный металлический стержень. Чаще всего проблемы возникают с:

• Шарнирами, в которых изнашивается металлический вкладыш или сферическая поверхность пальца
• Шплинтами, фиксирующими корончатые гайки
• Пыльниками и чехлами шарнира, которые разрываются с течением времени
• Втулками, резьбовые части которых изнашиваются при интенсивной эксплуатации автомобиля.

Порванный пыльник это дефект, который необходимо устранять незамедлительно. Грязь, влага, дорожные реагенты быстро выведут незащищённые металлические элементы из строя. Достаточно проездить одну зиму с порванным защитным чехлом, чтобы вывести систему из строя.

Причины постороннего стука в рулевом управлении

Опытный специалист всегда может понять по частоте звука и его силе о дефекте конкретного элемента системы. Если стук появляется при повороте руля и пропадает при движении автомобиля по прямому участку дороги это проблема с поворотными кулаками или ШРУСами. Звук неисправного ШРУСа может услышать даже начинающий водитель. Он напоминает монотонный вой, распространяющийся по всему салону при движении со скоростями 50-90 км/ч.

Звуки, которые доносятся в салон, похожи на постукивания элементов подвески.

Они возникают из-за:

• деформации рулевой рейки
• ослабления крепления рулевых наконечников
• предельного износа шарнира

Посторонние механические звуки могут наблюдаться не только во время движения, но и на стоянке. Распространённая причина слабо затянутая тяга с наконечником после выполнения операции по регулировке схождения/развала колёс. Пошатайте колесо влево-вправо: слышен характерный глухой стук дело в незатянутой гайке.

Замена рулевой тяги и наконечников

В случае неисправности тяги её необходимо заменять немедленно. Дальнейшая эксплуатация авто приведёт к развитию дефекта и непредсказуемым последствиям. Замену узла лучше всего производить в специализированном автосервисе.

Если работы выполняются самостоятельно в гараже или мастерской, то сначала нужно зажать ручной тормоз, установить стопоры под задние колёса.

Процесс замены выглядит следующим образом:

1. колёса выворачивают влево при замене правой рулевой тяги или вправо при замене левой
2. передняя часть машины ставится на опоры
3. раскручиваются гайки, с помощью которых шаровый шарнир удерживается на рычаге, снимаются фиксаторы
4. с помощью специального съёмника из поворотного рычага вытаскивается палец шарнира
5. отворачиваются концы стопорных пластин, откручиваются болты, тяга отсоединяется от рулевого механизма
6. если необходимо заменить рулевой наконечник, он зажимается в тисках за шестигранник муфты, после этого ослабляется его гайка.

При снятии наконечника необходимо считать число оборотов гайки. Это необходимо для того, чтобы при установке нового затянуть его с точно таким же усилием. Перед установкой пылезащитного чехла он смазывается силиконовой смазкой.

Сборка рулевой тяги производится в обратном порядке.

Где и как приобрести тягу руля

Экономить на приобретении запасных частей для рулевого управления не стоит. Низкое качество деталей потенциальный риск поломки уже в первые недели эксплуатации автомобиля после ремонта.

Мы официальный дистрибьютор известных производителей узлов и комплектующих для легковых автомобилей, джипов и внедорожников европейского и японского производства.

У нас в каталоге можно выбрать и приобрести рулевые тяги для:

• Toyota Land Cruiser
• Nissan Patrol

Наши менеджеры подберут рулевую тягу по марке и году выпуска автомобиля, ответят на технические вопросы, расскажут о возможных способах оплаты и сроках поставки. Звоните по контактным телефонам. Цены компании Вас приятно удивят.

Максимальный люфт рулевого управления: что делать, если значение превышено?

У каждого автомобиля руль сконструирован достаточно просто. Однако этот узел – один из самых важных в транспортном средстве. Ведь с его помощью человек, управляющий автомобилем, поворачивает, маневрирует, преодолевает препятствия и паркуется. К сожалению, руль – не самый надежный механизм. Дело в том, что состоит он из множества подвижных деталей и соединений, которые во время эксплуатации изнашиваются: образуется люфт. В сегодняшней статье разберемся, каким бывает максимальный люфт рулевого управления и как не допустить возникновения серьезной поломки.

Система рулевого управления и понятие люфта в ней

На большинстве машин установлен руль типа «шестерня – рейка». Происходит преобразование вращательного движения, совершаемого мотором, в поперечное перемещение, которое передается ведущим колесам.

Самый главный элемент — рулевой механизм, преобразующий вращательное движение. Он включает в себя шестерню, которая надежно соединена с колонкой руля. Колонка, в свою очередь, выполнена в виде двух валов, которые соединенных друг с другом при помощи карданной передачи. Один вал объединен с шестерней, на конце другого вала находится руль.

Когда шестерня вращается, она зацепляется с помощью зубчатого сцепления со следующей деталью — рейкой. В результате та начинается двигаться в корпусе. От рейки идут тяги, которые связаны с поворотными кулаками.

Как данный узел функционирует? Например, вам нужно совершить поворот в левую сторону. В этом случае необходимо повернуть влево руль: с помощью валов рулевой колонки вы поворачиваете шестерню, которая за счет зубчатого зацепления обеспечивает перемещение рейки вправо.

Рейка перемещается вправо, при этом толкает тягу правого колеса и параллельно с этим тянет тягу левого колеса. Поскольку тяги связаны с рулевыми кулаками, все колеса начинают поворачивать влево. Таким образом, чем сильнее с помощью шестерни вы передвинете рейку вправо, тем больший угол поворота колеса будет.

На первый взгляд может показаться, что все предельно просто. Однако в рулевом управлении есть огромное множество соединений: карданная передача в колонке, шестерня и рейка, рейка и тяги, тяги и поворотные кулаки. Каждое соединение подвижное, а это значит, что рано или поздно появится люфт.

Под понятием люфт (от нем. luft — «воздух») подразумевается пространство между составляющими механической системы, которая вращается.

Также люфтом называется свободный ход элементов механического устройства. Чем больше люфт, тем сильнее управляемый узел смещается, при этом сам механизм остается функциональным. Если люфт рулевого управления превышает максимально допустимое значение, узел может прийти в негодность.

Как определить наличие люфта в рулевом управлении

Если вы будете ехать на максимальной скорости по прямой трассе, то наверняка заметите, когда имеется люфт рулевого управления. Понять, что данный узел неисправен, вы сможете, если появится постукивание во время резкого поворота рулевого колеса. Стук становится сильнее при езде по неровной дороге. Это говорит о том, что рулевые наконечники и тяги неисправны. Стук отдает в рулевое колесо? Значит, сломалась рулевая планка.

Во время движения появляется биение руля? Скорее всего, пришла в негодность шаровая опора либо сломались рулевые наконечники. Происходит это потому, что износились втулки, подшипник или крестовина.

Посторонние звуки могут появиться, когда вы поворачиваете руль. В первую очередь следует проверить уровень жидкости.

Если вы держите руль прямо, но машину ведет влево или вправо, то следует сделать балансировку колес. Для этого отправляйтесь в ближайший шиномонтаж.

Рулевую планку может заклинить. Тогда руль будет поворачиваться рывками. Если же вам тяжело крутить рулевое колесо, необходимо удостовериться, что усилитель не вышел из строя.

Чтобы узнать максимальное значение суммарного люфта в рулевом управлении, приобретите люфтомер. Например, механический люфтометр К 524 М подойдет как для личного пользования на эстакаде, так и для работы мастеров в автосервисах. Такой прибор позволяет узнать максимальный люфт рулевого управления за пару минут. Вам нужно только установить его, а затем снять. Причем провести тестирование сможет даже неопытный автолюбитель.

Измерить максимальный люфт рулевого управления можно при помощи этого или любого другого люфтомера. Самое важное – как можно скорее ликвидировать проблему при ее обнаружении.

Максимально допустимые суммарные люфты рулевого управления

Разберемся, что такое максимальное значение суммарного люфта рулевого управления. Данное понятие означает общий угол, отсчет которого начинается, когда руль находится в крайнем левом положении при повороте до крайнего правого положения.

Суть работы суммарного люфта рулевого управления станет понятнее, если рассмотреть конструкцию, а также функционирование систем управления.

Как появляется люфт с технической точки зрения? Передача рулевых тяг оборудована штоком. Он закреплен с малым зазором —1-2 мм. Сделано это для того, чтобы исключить сильное трение элементов зацепления системы, а значит, продлить срок их службы.

Зазор необходим, чтобы зацеп находился в определенном положении и не соприкасался с зубцами. Благодаря люфту автовладелец может точно управлять машиной, ощущать, когда происходит изменение направления движения авто. Люфт — это расстояние, которое должен пройти руль до того момента, как автомобиль начнет ехать влево или вправо.

Некоторые уверены, что люфт — это плохо и его нужно устранить. Такое мнение ошибочное, ведь данное явление обеспечивает нормальное управление машиной. Однако существует максимально допустимый люфт рулевого управления. Причем чем больше транспортное средство, тем больше люфт.

Чтобы определить максимальное значение суммарного люфта в рулевом управлении, необходимо выполнить следующие условия:

• Расположить машину на ровном и твердом покрытии, выставить передние колеса в нейтральное положение.
• Проверить, чтобы резина не была грязной или мокрой.
• Произвести запуск мотора (когда проверяется функционирование усилителя привода).
• Посмотреть, достаточно ли натянут приводной ремень насоса усилителя руля, и проверить уровень рабочей жидкости. Не должно быть отклонений от рекомендуемых производителем показателей.

Кроме того, люфт для конкретных моделей авто может отличаться. Например, если у вас ВАЗ-2106, 2107, 2110, 21213, максимальный люфт будет 5°. А если пассажирская «Газель 3302», максимальное значение будет равно 20° (для грузовой модели — 25°).

Причины люфта в рулевом управлении и их устранение

Люфт в рулевом управлении может появиться по следующим причинам:

• гайка руля не затянута;
• шлицевые соединения пришли в негодность;
• карданные соединения промежуточного вала износились;
• крепление руля к кузову недостаточно прочное;
• резинометаллические шарниры, с помощью которых тяги соединяются с механизмом, изношенны либо болты крепления недостаточно затянуты;
• зазор между зубчатой рейкой и шестерней слишком большой;
• наконечники пришли в негодность;
• регулировочные тяги не затянуты.

Проще всего устранить максимальный люфт рулевого управления, если он вызван тем, что гайка крепления руля недостаточно затянута. Как решить эту проблему? Демонтируем декоративную обшивку руля, используя торцовый ключ подходящего размера, закручиваем гайку.

Практически на всех новых машинах в обшивке руля есть модуль подушки безопасности. Его необходимо снять, только так вы сможете добраться до гайки. Аккуратно производите это действие, предварительно сняв клеммы аккумулятора.

Если гайка крепления руля плохо затянута, это может привести к тому, что машина станет неуправляемой: руль будет проворачиваться на оси, а шлицы в месте крепления износятся.

В результате вам придется устанавливать новые детали, причем делать это как можно скорее. Если придут в негодность шарниры на промежуточном валу, образуется «эффект зубчатого колеса». Это значит, что, когда водитель поворачивает руль, со временем промежуточный вал затирается. Все это приводит к тому, что автомобиль плохо управляется, например, когда вы едете на максимальной скорости. Как устранить проблему? Устанавливаем новый промежуточный вал.

Максимальный люфт рулевого управления также может появиться из-за того, что крепление руля к кузову ослаблено либо резиновые прокладки между рулем и кузовом пришли в негодность. Чтобы устранить неполадку, следует подтянуть гайки крепления руля, также можно установить новые резиновые детали.

Если зазор в шестернях рейки слишком большой, это также может привести к проблеме. Увеличение зазора происходит по причине того, что поверхность соприкосновения зубчатой рейки и шестерни истирается. Нередко зазор между рейкой и направляющими также становится слишком большим. Когда защитные пыльники порвались, износ системы происходит намного быстрее.

Хуже всего, если максимальный люфт рулевого управления возникает из-за того, что наружные наконечники тяг износились. Ведь эти детали сильнее всего подвержены износу. Они функционируют в тяжелых условиях, на них оказывают негативное воздействие влага, пыль и так далее.

Слишком большие осевые и радиальные зазоры в шаровом сочленении наконечника становятся причиной его разрушения. В итоге машина может стать неуправляемой. Все это способно привести к серьезному ДТП. Поэтому при обнаружении данной неисправности рекомендуется как можно скорее посетить СТО.

Крепление внутренних концов тяг к рулю происходит с помощью резинометаллических шарниров, которые запрессованы в их концах. Когда шарниры приходят в негодность, можно услышать металлический стук, поворачивая рулевое колесо. Ликвидировать эту поломку можно, запрессовав новые шарниры. Чтобы провести такую процедуру, потребуется пресс. Рекомендуется выполнять данный вид работ в специализированном сервисном центре.

Также максимальный люфт рулевого управления может появиться, если регулировочные тяги недостаточно затянуты (они регулируют схождение колес). Происходит это в результате того, что болты на тягах не были достаточно затянуты после проведения процедуры развала-схождения. В итоге регулировочные тяги выскочат из наконечника.

Иногда на новых авто поворотные рычаги не привариваются к стойкам подвески, но прикрепляются при помощи болтового соединения. Если болты будут плохо затянуты, люфт рулевого управления станет максимальный.

Не допустить этого можно, поставив перёд автомобиля на домкрат, демонтировав колеса и затянув болты.

Чтобы ездить на машине было безопасно и комфортно, нельзя допускать максимального люфта руля. Поэтому стоит периодически проводить технический осмотр транспортного средства, заменять вышедшие из строя элементы. Ведь если автомобиль постоянно используется, то даже самые прочные детали рано или поздно изнашиваются.