Рулевой механизм автомобиля: червяк, рейка, гайка
Направление движения автомобиля проводится через руль. Из статьи Вы узнаете: что такое рулевой механизм, какие бывают виды, а также о самом устройстве и принципе работы.
Устройство и виды
Для того, чтобы автомобиль повернул в нужную сторону, необходимо отклонить угол его передних или задних колес. С этой задачей справляется рулевой механизм. Основные функции устройства заключаются в преобразовании усилия от руля и передаче усилия на рулевой привод.
В машинах применяют разные типы устройств:
- червячный («червяк-ролик», «червяк-сектор»);
- реечный («шестерня-рейка»);
- винтовой («винт-шариковая гайка-рейка-сектор»).
Червячный тип устройства можно увидеть в старых легковушках, автобусах, грузовиках и автомобилях с повышенной проходимостью. Винтовой тип применяют на грузовиках. Реечный механизм более распространенный, и его устанавливают на переднеприводные легковые автомобили.
Червячный механизм. Принцип работы
Червячный рулевой механизм был популярен во второй половине XX века. Устройство имеет глобоидного червяка, его переменный диаметр увеличивается ближе к краям, но уменьшается к середине. В механизме также находится ролик или сектор с зубьями.
Червяк объединяется с рулевым валом. Сектор с зубьями или ролик крепко связаны с сошкой и фиксируется с рулевыми тягами. Обычно конструкция сектор с зубьями или ролик и рычаг – это одна деталь.
Как только руль начинает вращаться, червяк передает момент сектору с зубьями или ролику. Отклоняется сошка и тем самым перемещаются рулевые тяги, а колеса поворачиваются.
По характеристикам червячный рулевой механизм создает отличную управляемость и не передает колебания от колес к рулю. Но высокая стоимость и сложная конструкция являются важным моментом, поэтому на современных машинах червячный механизм почти не используется.
Винтовой механизм. Принцип работы
Винтовой рулевой механизм имеет некоторое сходство с червячным устройством. Рулевой вал имеет винт, а на нем фиксируется гайка с рейкой. Затем все соединяется с сектором с сошкой.
Чтобы вместо трения скольжения происходило трение качения, в резьбе между гайкой и винтом находятся шарики. Когда рулевой вал поворачивается, винт начинает вращаться и сдвигает гайку. На внешней стороне гайки рейка отклоняет сектор совместно с сошкой и рулевыми тягами.
По характеристикам винтовое устройство лучше червячного механизма. Но и у него высокая цена и сложная конструкция. Зачастую такой механизм устанавливают на автобусы, грузовые авто и машины представительского класса.
Реечный механизм. Принцип работы
Реечный рулевой механизм самый простой и современный. Около века назад реечное устройство не обеспечивало требуемых характеристик. Но с развитием технологий появилась возможность спроектировать легкую, качественную, простую и надежную рулевую рейку.
Механизм состоит из шестерни, которая надета на рулевой вал, и рейки с нарезанными зубьями. Принцип работы прост: как только руль начинает вращение, приходит в действие шестерня, отчего рейка отклоняется в сторону и двигает рулевые тяги.
Конструкция реечного механизма простая, и это идеальный вариант для машин с передним приводом и независимой подвеской. Единственный минус – вибрация, удары и тряска от колес передаются на руль.
