Рулевое управление состоит из рулевого механизма и рулевого привода.

Рулевой механизм включает в себя рулевое колесо, рулевые валы, редуктор и детали крепления.

Рулевое колесо насажено на шлицевой конец верхнего рулевого вала и закреплено гайкой. На колесе установлен выключатель звуковых сигналов, закрытый пластмассовой крышкой.

Другие части, которые используются для управления транспортным средством, - это подушки рулевого колеса, рулевые валы, рулевые коробки, рулевые рычаги и стабилизаторы рулевого управления. Эти детали изготовлены из прочных материалов, таких как нержавеющая сталь, железо, алюминий, медь, магний, титан, платина, резина и пластмассы.  Он помогает размахивать колесами влево или вправо. Он преобразует вращательное движение рулевого колеса в угловой поворот передних колес. Он умножает усилие водителя на плечо, чтобы сделать его довольно простым поворачивайте колеса. Он поглощает большую часть дорожных ударов, тем самым предотвращая их передачу в руки водителя.  Термин «геометрия рулевого управления»относится к угловому отношению между подвеской и деталями рулевого управления, передними колесами и дорогой поверхность. Поскольку выравнивание имеет дело с углами и влияет на рулевое управление, метод описания измерений выравнивания называется геометрией рулевого управления. Существует пять углов геометрии рулевого управления: «Камбер», «Кастер», «Тое», «Наклон оси» и «Тонус» на поворотах. устройство для преобразования вращательного движения рулевого колеса в прямолинейное движение сцепления с механическим преимуществом. Если рулевое колесо подключено непосредственно к рулевой тяге, это потребует больших усилий для перемещения передних колес. Более низкий коэффициент рулевого управления означает, что вам нужно меньше поворачивать рулевое колесо, чтобы поворачивать колеса, но поворот рулевого колеса будет сложнее. Большие и тяжелые транспортные средства, такие как грузовики, часто имеют более высокий коэффициент рулевого управления, что упростит поворот рулевого колеса. В обычных и легких машинах колеса становятся легче поворачиваться, поэтому коэффициент рулевого управления не должен быть таким высоким. В гоночных автомобилях соотношение становится очень низким, потому что вы хотите, чтобы автомобиль реагировал намного быстрее, чем на обычных автомобилях. Рулевые механизмы закрыты в коробке, называемой коробкой рулевого механизма. Существует множество различных конструкций коробки рулевого механизма. Наружный конец червячного колеса прикреплен к плечу, который имеет шаровой конец для соединения бокового штока. Боковой шток соединен с рулевым рычагом, который крепится к осевым осям. Червяк, который подключен к рулевому валу, имеет сетку с червячным колесом. Рулевое колесо установлено на верхнем конце рулевого вала. Когда водитель вращает рулевое колесо, то рычаг перемещения перемещается как в обратном, так и в прямом направлении. Это движение приводит к движению осей.  В этом типе рулевой колонки на конце вала с рулевого колеса установлена ​​червячная передача. Он соединяется непосредственно с секторной шестерней. Когда рулевое колесо поворачивается, вал вращает червячную шестерню, а секторное шестерня поворачивается вокруг своей оси, когда его зубцы перемещаются вдоль червячной передачи. Механизм сектора установлен на поперечном валу, который проходит через рулевую коробку и выходит на дно, где он проложен, а рычаг питмана прикреплен к шлицам. Когда секторное шестерня поворачивается, он поворачивает поперечный вал, который поворачивает рычаг питмана, давая выходное движение, которое подается в механическую связь на стержне. Сам ящик запечатан и наполнен консистентной смазкой. В этом случае червячное колесо не имеет существенного значения, поскольку оно имеет только частичное вращение. Следовательно, в этом типе вместо червячного колеса используется только сектор колеса.  Здесь на нижнем конце вала рулевого колеса образована винтовая канавка. Спиральная канавка входит в зацепление с выступающим штифтом рычага шпинделя рычага. Это движение приводит к повороту осей. Конечный ход вала рулевого колеса можно отрегулировать, поместив подходящую шайбу на контргайку. Зацепление проецируемого штифта в винтовой канавке также регулируется винтом, установленным на конце рычажного шпинделя. В последних моделях проецируемый штифт выполнен в виде ролика. Проецируемый штырь может быть одним или двумя, соответственно, они относятся к кулачковым и однорычажным или двухрычажным рулевым механизмам механизма  Он состоит из червя на конце рулевой тяги. Гайка установлена ​​на червяке с двумя наборами шариков - это канавки червя, между гайкой и червем. Шарики уменьшают трение во время движения гайки на червяке. Гайка имеет несколько зубов снаружи, которые зацепляются с зубьями на секторе червячного колеса, на котором дополнительно установлен падающий рычаг. Когда рулевое колесо повернуто, шарики в червячном валике в канавках и вызывают гайку для перемещения по длине червя. Шарики, которые находятся в 2 наборах, рециркулируются через направляющие. Движение гайки заставляет сектор колеса поворачиваться под углом и приводить в действие соединительный стержень через рычаг падения, что приводит к желаемому управлению колесами. Конечный ход червя может регулироваться с помощью прилагаемой регулировочной гайки. Чтобы компенсировать износ зубьев на гайке и червяке, они должны быть приближены к телесным. На большинстве автомобилей требуется от трех до четырех полных оборотов рулевого колеса, чтобы колеса поворачивались от замка к замку. Зубчатый редуктор выполняет две вещи:  Он преобразует вращательное движение рулевого колеса в линейное движение, необходимое для поворота колес. Он обеспечивает передачу зубчатого колеса, что упрощает поворот колес. зубчатый редуктор установлен в металлическую трубку, причем каждый конец стойки выступает из трубки. Шток, называемый стержнем, соединяется с каждым концом стойки. Шестерня привязана к рулевому валу. Когда вы поворачиваете рулевое колесо, шестерня вращается, перемещая стойку. Штыревой рычаг на каждом конце стойки соединяется с рулевым рычагом на шпинделе.  Некоторые автомобили имеют рулевое управление с переменным коэффициентом, в котором используется зубчатый реечный механизм с зубчатой ​​рейкой в ​​центре, чем снаружи. Это позволяет быстро реагировать на автомобиль при запуске поворота, а также уменьшает усилие вблизи пределов поворота колес.  Когда стойка и шестерня находятся в системе рулевого управления с усилителем, стойка имеет немного другую конструкцию. Часть стойки содержит цилиндр с поршнем посередине. Поршень подключен к стойке. Есть два отверстия для жидкости, по одному с обеих сторон поршня. Подача жидкости повышенного давления с одной стороны поршня заставляет поршень двигаться, что, в свою очередь, перемещает стойку, обеспечивая при этом силовую помощь.  Усилитель руля имеет два типа устройств для рулевого управления, один тип - гидравлическое устройство, использующее мощность двигателя. В другом типе используется электродвигатель. Для первого двигатель используется для привода насоса. Для последнего используется насос с независимым электродвигателем в переднем багажном отделении. Оба создают давление текучей среды, и это давление воздействует на поршень внутри силового цилиндра, так что шестерня помогает усилию в стойке. Количество этой помощи зависит от степени давления, действующего на поршень. Поэтому, если требуется большее усилие рулевого управления, давление должно быть поднято. Датчики обнаруживают движение и крутящий момент рулевой колонки, а компьютерный модуль применяет вспомогательный крутящий момент через электрический двигатель, соединенный непосредственно с рулевым механизмом или рулевой колонкой. Это позволяет использовать различные объемы помощи в зависимости от условий движения. Система позволяет инженерам адаптировать реакцию рулевого механизма к системам подвески с переменной скоростью и переменной демпфированием, обеспечивая идеальное сочетание езды, управления и рулевого управления для каждого автомобиля. Он предназначен для обеспечения более легкого управления направлением движения автомобиля, сохраняя при этом «обратную связь», стабильность и недвусмысленность указанной траектории. Усилитель рулевого управления устроен так, что если бустер не срабатывает, рулевое управление будет продолжать работать. Усилитель рулевого управления состоит из следующих основных элементов:  детектора крутящего момента рулевого управления  управляемый распределитель давления  гидравлический дожимный насос резервуар с рабочей жидкостью соединительные шланги Рабочая жидкость, также называемая «гидравлическая жидкость» или «масло», является средой по которой передается давление. Общие рабочие жидкости основаны на минеральном масле. Электроусилитель рулевого управления потребляет энергию от батареи, которая также заряжается двигателем, но потребляет меньше энергии по сравнению с гидравлическим усилителем руля. Он также улучшает экономию топлива, поскольку электрический насос работает только при необходимости помощи при рулевом управлении. Руль позволяет кораблю поворачиваться, простые пластины заменяются пластинами, приваренными к литой или изготовленной раме.

Нижняя шлицевая часть верхнего рулевого вала соединяется со шлицевым концом вала редуктора через промежуточный вал с двумя карданными шарнирами. Шлицевые соединения карданных шарниров стянуты клеммами с болтами. Верхний рулевой вал установлен в трубе кронштейна крепления на двух игольчатых подшипниках. На трубе кронштейна установлены подрулевые переключатели.

Рули полые и поэтому обеспечивают некоторую плавучесть. Чтобы минимизировать риск коррозии, внутренние поверхности снабжены защитным покрытием, а некоторые даже заполнены пеной. Для слива воды предусмотрен сливной штепсель, позволяющий производить внутреннее обследование с помощью волоконно-оптического устройства и даже допускать ограниченное применение защитного покрытия. Плиты приварены к рамам внутри, чтобы обеспечить заподлицо, окончательная закрывающая пластина должна быть приварена снаружи.

Предусмотрено средство подъема, выполненное в виде трубы как можно ближе к центру тяжести. Рули проверяются на напорную головку на 4 м выше верхней части руля. Если руль имеет всю свою площадь на корме руля, то он неуравновешен. Руль с от 20 до 40% его площади перед запасом сбалансирован, так как будет некоторый угол, при котором результирующий момент на складе из-за водной силы будет равен нулю. Большинство современных рулей имеют сбалансированный дизайн. Это означает, что определенная пропорция водной силы, действующая на заднюю часть руля, противодействует силе, действующей на «половину руля», поэтому рулевой механизм может быть легче и меньше.

Верхняя часть кронштейна рулевого вала закреплена на кузове двумя гайками, а нижняя - двумя винтами со срезными головками. В гнезде кронштейна установлен выключатель зажигания с блокирующим механизмом. Кронштейн и верхняя часть рулевого вала закрыты пластмассовыми кожухами.

Картер редуктора рулевого механизма закреплен тремя болтами на левом лонжероне кузова внутри моторного отсека.

Глобоидальный червяк , который находится в зацеплении с роликом вала сошки, установлен в картере редуктора на двух радиально-упорных (регулируемых) шариковых подшипниках. Осевой зазор в подшипниках червяка регулируется подбором прокладок между картером и крышкой.

Вал сошки вращается в двух бронзовых втулках, запрессованных в картер. На верхнем конце вала сошки установлен на шариковых подшипниках двухгребневой ролик, а на нижнем на конических шлицах закреплена сошка рулевого механизма. Зацепление ролика с червяком регулируется винтом, установленным в верхней крышке картера.

Рулевой привод состоит из трех тяг, маятникового рычага, поворотных кулаков и их рычагов.

Средняя рулевая тяга шарнирами соединена с маятниковым рычагом и сошкой рулевого механизма. Боковые тяги состоят из двух резьбовых наконечников, соединенных между собой резьбовой муфтой. Муфты фиксируются на тягах стяжными хомутами. При вращении резьбовых муфт изменяется длина тяг и соответственно - угол схождения колес.

В наконечниках тяг также установлены шаровые шарниры для соединения с рычагами поворотных кулаков, сошкой рулевого механизма и маятниковым рычагом.

Кронштейн маятникового рычага закреплен двумя болтами на правом лонжероне кузова в моторном отсеке. В кронштейне установлены две пластмассовые втулки, в которых поворачивается ось рычага.

Угол поворота колес ограничен двумя упорами на сошке, которые при максимальных углах поворота рулевого колеса упираются в корпус редуктора.

В процессе движения водитель испытывает постоянную потребность в контроле за автомобилем и дорогой. Очень часто возникает необходимость смены режима движения: заезда на парковку или выезда с нее, изменения направления следования (поворота, разворота, перестроения, опережения, обгона, объезда, движения задним ходом и пр.), осуществления остановки или стоянки. Реализацию указанных действий обеспечивает рулевое управление автомобиля, являющееся одной из важнейших систем любого транспортного средства.

Общее устройство и принцип работы

Общее устройство рулевого управления, несмотря на большое количество узлов и агрегатов, представляется достаточно простым и действенным. Логистичность и оптимальность конструкции и функционирования системы доказывается хотя бы тем, что за многолетнюю теорию и практику автомобилестроения рулевое управление не претерпело глобальных сущностных изменений. Изначально оно включает в себя три основные подсистемы:

1. рулевую колонку, предназначенную для передачи вращательного движения руля;
2. рулевой механизм — устройство, преобразующее вращательные движения руля в поступательные перемещения деталей привода;
3. рулевой привод, имеющий целью доведение управляющих функций до поворотных колес.

Помимо основных подсистем, крупнотоннажные грузовики, маршрутные транспортные средства и многие современные легковые автомобили имеют специальное устройство усилителя руля, позволяющее использовать создаваемое силовое воздействие, облегчающее его движение.

Таким образом, схема рулевого управления достаточно проста и функциональна. Рулевое колесо, как первичный узел, хорошо знакомый каждому водителю, под влиянием его мысли и воздействием силы совершает вращательные движения в необходимом направлении. Эти движения посредством рулевого вала передаются на специальный рулевой механизм, где совершается преобразование крутящего момента в плоскостные перемещения. Последние через привод сообщают нужные углы поворота управляющим колесам. В свою очередь, пневматический, гидравлический, электрический и прочие усилители (при их наличии) облегчают вращение руля, делая процесс управления транспортным средством более комфортным.
Это основной принцип, по которому работает рулевое управление автомобиля.

Рулевая колонка

Схема рулевого управления обязательно включает в себя колонку, которая состоит из следующих деталей и узлов:

• руля (или рулевого колеса);
• вала (или валов) колонки;
• кожуха (трубы) колонки с подшипниками, предназначенными для вращения вала (валов);
• крепежных элементов для обеспечения неподвижности и устойчивости конструкции.

Схема действия колонки заключается в приложении водительского усилия на рулевое колесо и последующей передаче направленно-вращательных движений руля всей системе, если водитель желает изменить режим движения автомобиля.

Рулевой механизм

Рулевой механизм любого автомобиля — это способ преобразования вращения колонки в поступательные движения рулевого привода. Иными словами, функции механизма сводятся к тому, чтобы повороты руля превратились в нужные перемещения тяг и, в конечно счете, колес.

Устройство рулевого механизма является вариативным. В настоящее время оно представлено двумя основными принципами — червячным и реечным, которые отличаются способами преобразования крутящего момента.
Общее устройство рулевого механизма червячного типа включает в себя:

1. пару деталей «червяк-ролик»;
2. картер указанной пары;
3. рулевую сошку.

Усилитель руля

Рулевое управление современных автомобилей оснащается специальной дополнительной опцией — усилителем. Усилитель рулевого управления — это подсистема, состоящая из механизма, позволяющего значительно снизить усилия водителя при повороте руля и управлении автомобилем.

Основными видами усилителей руля являются:

1. пневмоусилитель (использующий силу сжатого воздуха);
2. гидроусилитель (основанный на изменении давления специальной жидкости);
3. электроусилитель (действующий на основе электрического двигателя);
4. электрогидроусилитель (применяющий комбинированный принцип действия) ;
5. механический усилитель (специальный механизм, имеющий увеличенное передаточное отношение).

Изначально система усиления применялась на крупнотоннажной и крупногабаритной технике. Здесь мышечной силы водителя было явно недостаточно для того, чтобы осуществить задуманный маневр. В современных легковых автомобилях она используются в качестве средства обеспечения комфортности при рулении.

Основы эксплуатации системы управления

В процессе эксплуатации автомобиля отдельные узлы и агрегаты, входящие в систему рулевого управления, постепенно приходят в негодность. Особенно, это усугубляется в условиях движения по некачественным дорогам. Свою лепту в износ системы вносит и недостаточное внимание водителя, уделяемое профилактике неисправностей, а также низкое качество запасных частей и комплектующих. Далеко не последнюю роль играет и низкая квалификация сервисменов, которым водитель доверяет обслуживание своего автомобиля.

Важность системы управления автомобилем обусловлена требованиями общей безопасности дорожного движения. Так, нормы «Основных положений по допуску ТС к эксплуатации…» и пункта 2.3.1 ПДД категорически запрещают движение (даже до автосервиса или места парковки) на транспортном средстве при наличии неисправностей в системе рулевого управления . К таким неисправностям относятся:

• превышение допустимого свободного хода (люфта) руля (10 градусов для легковых машин, 25 — для грузовых, 20 — для автобусов);
• перемещение деталей и узлов системы управления, не предусмотренных заводом-изготовителем;
• наличие незафиксированности в резьбовых соединениях;
• неадекватное функционирование усилителя рулевого управления .

Однако этот перечень неисправностей не является исчерпывающим. Помимо них, есть и иные «популярные» изъяны системы:

1. тугое вращение или заедание руля;
2. стук или биение, отдающие в руль;
3. негерметичность системы и пр.

Подобные неисправности считаются допустимыми при эксплуатации автомобиля, если не обусловливают отмеченных ранее недостатков системы.

Подведем итог. Рулевое управление является одной из важнейших составных частей конструкции современного транспортного средства. Оно требует постоянного контроля за своим состоянием и осуществления своевременного и качественного сервисного и технического обслуживания.