Рулевое управление — одна из основных систем автомобиля, представляющая собой набор компонентов и механизмов, предназначенных для синхронизации положения рулевого колеса (руля) и угла поворота управляемых колес (в большинстве моделей автомобилей это передние колеса). Основная задача системы рулевого управления любого транспортного средства — обеспечить водителю поворот и сохранение заданного направления движения.
Устройство системы рулевого управления
Схема системы рулевого управления
Система рулевого управления состоит из следующих компонентов:
- Рулевое колесо (руль) — предназначено для использования водителем для указания направления движения транспортного средства. В современных моделях он дополнительно оснащен кнопками для управления мультимедийной системой. На рулевом колесе также расположена фронтальная подушка безопасности водителя.
- Рулевая колонка — колонка передает усилие от рулевого колеса к рулевому механизму. Он состоит из вала с шарнирами. Для обеспечения безопасности и защиты от краж колонна может быть оснащена электрическими или механическими системами складывания и блокировки. Рулевая колонка опционально оснащается выключателем зажигания, управлением световыми приборами и стеклоочистителями.
- Рулевой механизм — преобразует усилие, которое водитель прилагает к рулевому колесу, и передает его на привод колеса. Конструктивно это коробка передач с определенным передаточным числом. Сам механизм соединен с рулевой колонкой через вал гидроусилителя руля.
- Рулевое управление — состоит из тяг, наконечников и рычагов, которые передают усилие от рулевого механизма к кулакам цапф ведущих колес.
- Усилитель рулевого управления — увеличивает усилие, передаваемое от рулевого колеса к приводу.
- Вспомогательные компоненты (рулевой демпфер или «амортизатор», электронные системы).
Стоит также отметить, что подвеска и рулевое управление автомобиля тесно связаны между собой. Жесткость и высота первого определяет, насколько отзывчив автомобиль на рулевое колесо.
Виды рулевого управления
В зависимости от типа трансмиссии системы, рулевой механизм (система рулевого управления) может быть следующих типов:
- Шестерня и шестерня — наиболее распространенный тип, используемый в легковых автомобилях. Этот тип рулевого механизма имеет простую конструкцию и очень эффективен. Недостатком этого типа механизма является то, что он восприимчив к ударным нагрузкам при работе в сложных дорожных условиях.
- Червячный привод обеспечивает хорошую маневренность и достаточно большой угол поворота. Он менее восприимчив к ударным нагрузкам, но более дорог в производстве.
- Винт — принцип действия аналогичен червячному механизму, но имеет более высокую производительность и позволяет создавать более высокие усилия.
В зависимости от типа усилителя рулевого управления различают системы гидроусилителя руля:
- С гидравлическим усилителем рулевого управления (HSS). Его главное преимущество — компактность и простота конструкции. Гидравлический усилитель руля — одна из самых распространенных систем среди современных автомобилей. Недостатком этой системы является необходимость контроля уровня жидкости.
- С электроусилителем руля (ESC). Этот тип системы гидроусилителя руля считается наиболее прогрессивным. Он обеспечивает легкую регулировку настроек рулевого управления, высокую эксплуатационную надежность, экономичный расход топлива и возможность управления автомобилем без помощи водителя.
- С электрогидравлическим усилителем руля (EHP). Принцип работы этой системы аналогичен гидравлическому усилителю руля. Основное отличие заключается в том, что насос гидроусилителя руля приводится в действие электродвигателем, а не двигателем.
Следующие системы рулевого управления могут быть объединены с системой рулевого управления современного автомобиля:
- Система активного рулевого управления (AFS) — система изменяет передаточное число в зависимости от текущей скорости. Он корректирует угол наклона колес и обеспечивает более безопасное и стабильное вождение на скользких поверхностях.
- Динамическое рулевое управление — работает аналогично активному рулевому управлению, но вместо планетарной коробки передач используется электродвигатель.
- Адаптивное рулевое управление автомобиля — главная особенность заключается в отсутствии жесткой связи между рулем автомобиля и его колесами.
Требования к рулевому управлению автомобиля
Стандарт устанавливает следующие основные требования к контролю:
- Обеспечение заданной траектории движения с необходимыми параметрами для поворотов, виражей и устойчивости.
- Усилие на рулевом колесе для данного маневра не должно превышать стандартного значения.
- Общее количество оборотов рулевого колеса от центрального положения до каждого крайнего положения не должно превышать установленного значения.
- При отказе системы гидроусилителя руля должна сохраняться возможность управления автомобилем.
Существует еще один стандартный параметр, определяющий правильную работу системы рулевого управления, — это общий люфт. Этот параметр представляет собой величину угла поворота руля до того, как рулевые колеса начнут поворачиваться.
Величина допустимого общего люфта в системе рулевого управления должна находиться в пределах:
- 10° для легковых автомобилей и фургонов;
- 20° для автобусов и аналогичных транспортных средств;
- 25° для грузовиков.
Особенности правостороннего и левостороннего руля
Левостороннее и правостороннее вождение
Современные автомобили могут быть оснащены как правосторонним, так и левосторонним рулевым управлением, в зависимости от автомобиля и правил, действующих в конкретной стране. Руль может располагаться справа (левостороннее движение) или слева (правостороннее движение).
В большинстве стран используется левостороннее (или правостороннее) рулевое управление. Основное отличие заключается не только в расположении руля, но и в рулевом механизме, который адаптирован к разным сторонам соединения. И наоборот, по-прежнему возможно переключение с правостороннего рулевого управления на левостороннее.
Некоторые специальные транспортные средства, например, тракторы, имеют гидростатическую систему рулевого управления, так что положение рулевого колеса не зависит от расположения других компонентов. В этой системе нет механического соединения между приводом и рулевым колесом. Система рулевого управления оснащена электроприводом, который с помощью дозирующего насоса поворачивает колеса.
Основные преимущества HSTD перед обычным гидроусилителем руля заключаются в меньшем усилии при повороте, отсутствии люфта и свободном позиционировании.
Поэтому EGR может использоваться как на автомобилях с правым, так и с левым рулем. Благодаря этому его можно устанавливать на транспортные средства со специальными режимами работы (дорожно-строительные машины, подметально-уборочные машины).
