Назначение рулевой трапеции автомобиля

Устройство и виды рулевого привода

Рулевой привод представляет собой механизм, состоящий из рычагов, тяг и шаровых шарниров и предназначенный для передачи усилия от рулевого механизма к управляемым колесам. Устройство обеспечивает необходимое соотношение углов поворота колес, что влияет на эффективность рулевого управления. Помимо этого конструкция механизма позволяет уменьшить автоколебания управляемых колес и исключить их самопроизвольный поворот при работе подвески автомобиля.

Конструкция и виды рулевого привода

К приводу относятся все элементы, находящиеся между рулевым механизмом и управляемыми колесами. Структура узла зависит от типа используемой подвески и рулевого механизма.

Рулевой привод механизма “шестерня-рейка”

Данный вид привода, входящий в состав рулевой рейки, получил наибольшее распространение. Он состоит из двух горизонтальных тяг, рулевых наконечников и поворотных рычагов стоек передней подвески. Рейка с тягами соединяется при помощи шаровых шарниров, а наконечники фиксируются стяжными болтами либо при помощи резьбового соединения.

Также следует заметить, что с помощью рулевых наконечников регулируется схождение колес передней оси.

Привод с механизмом типа «шестерня – рейка» обеспечивает поворот передних колес автомобиля на разные по величине углы.

Рулевая трапеция

Рулевая трапеция обычно применяется в рулевом управлении с червячным или винтовым механизмом. Она состоит из:

Каждая тяга имеет на своих концах шарниры (опоры), которые обеспечивают свободное вращение подвижных деталей рулевого привода относительно друг друга и кузова автомобиля.

Рулевая трапеция обеспечивает поворот управляемых колес на разные углы. Нужное соотношение углов поворота осуществляется путем подбора угла наклона рычагов относительно продольной оси автомобиля и длины рычагов.

Исходя из конструкции средней тяги трапеция бывает:

Также она может отличаться по типу расположения средней тяги: перед передней осью либо после нее. В большинстве случаев рулевая трапеция применяется на грузовых автомобилях.

Рулевой наконечник с шаровым шарниром

Шаровой шарнир сделан в виде съемного наконечника рулевой тяги, в его состав входят:

Шарнир выполняет передачу усилия от рулевого механизма к управляемым колесам и обеспечивает подвижность соединения элементов рулевого привода.

Шаровые опоры воспринимают все удары от неровностей дорожной поверхности и потому подвержены быстрому износу. Признаками износа шаровых опор являются люфт и стук в подвеске при проезде неровностей. В этом случае неисправную деталь рекомендуется заменить на новую.

По способу устранения зазоров шаровые шарниры подразделяются на:

Заключение

Рулевой привод является важной частью рулевого управления автомобиля. От его исправности зависит безопасность и комфорт управления автомобилем, поэтому необходимо своевременно проводить техническое обслуживание и менять вышедшие из строя детали.

Источник

Рулевая трапеция.

Рулевая трапеция — наряду с рулевой рейкой один из двух наиболее распространенных механизмов передачи усилия на управляемую ось автомобиля. Чаще встречается в конструкции заднеприводных автомобилей.

Рулевое управление автомобиля состоит из двух основных элементов: рулевого механизма и рулевого привода. В некоторых моделях автомобилей конструкцией предусмотрен еще и гидро или электроусилитель руля.

Рулевое управление первых автомобилей не имело рулевого колеса и направление движения водитель изменял при помощи рычагов с рукоятками и поводков. Рулевая колонка представляла собой полукольцо с двумя закрепленными на нем рукоятками. В дальнейшем полукольцо просто-напросто замкнули, получив прототип современного руля, а рычаги убрали.

Интересно, что рулевая трапеция появилась до изобретения руля и применялась еще на самых первых автомобилях с паровым двигателем для поворота колес. Пример этому первый автомобиль, на паровом ходу изобретенный в 1880 году французским инженером А. Болле. Кстати свое детище Амедей Болле — старший создал в провинции Сартэ, в городке Ле Ман, который известен сегодня всему миру своей автомобильной гоночной трассой.

Конструкция рулевой трапеции заметно изменилась с появлением независимой подвески колес. Так поперечную тягу пришлось расчленить и снабдить ее дополнительными шаровыми шарнирами. В дальнейшем по – мере развития автомобилей появился рулевой редуктор с червячной передачей и маятниковый рычаг, которые и сегодня применяется на современных автомобилях.

Современная конструкция рулевой трапеции

Рулевая трапеция в современном виде состоит из рулевого привода в виде механизма редуктора червячного типа, рулевой сошки, левой и правой боковых рулевых тяг, средней тяги, маятникового рычага и левого и правого поворотных кулаков.

На конце каждой рулевой тяги имеется шарнир, позволяющий подвижным деталям рулевого привода свободно поворачиваться относительно кузова и друг друга в разных плоскостях.

Рулевой механизм в конструкции рулевого управления необходим для увеличения усилия, прилагаемого водителем к рулю и передачи его на рулевой привод (рулевую трапецию).

Задача же рулевого привода передать это усилие на ведущие колеса автомобиля путем поворота их в левую или правую сторону в зависимости от действия водителя.

Схема работы рулевой трапеции

При повороте водителем рулевого колеса в ту или другую сторону, движение руля передается через рулевой вал на червячный механизм рулевого редуктора, где за счет проворота червяка приходит в движение ролик, соединенный валом с рулевой сошкой. Сошка в свою очередь соединена с средней и левой боковой тягой через шаровые соединения. vk.com/cars.best Одновременно с этим средняя тяга вторым концом соединена с маятниковым рычагом и через него и с правой боковой тягой. Левая и правая боковые тяги соединены с колесными поворотными кулаками, которые поворачивают в правую или левую сторону, в зависимости от команды руля.

При передаче усилия руля на рулевой привод, последний должен повернуть управляемые колеса на определенный угол. Здесь должно обязательно соблюдаться одно условие, поворот колес должен осуществляться на неодинаковые углы. Это условие просто конструктивно необходимо, иначе если оба колеса будут поворачивать на одинаковую величину, то внутреннее колесо будет идти юзом по дороге, что снизит эффективность рулевого управления.

Помимо этого, колесо сразу начнет нагреваться, пример тому черный след от резины колеса при торможении, так как оно перестает вращаться, а просто скользит по дороге. Это в свою очередь вызвало бы быстрый износ резины и подшипников ступиц от чрезмерного нагрева.

Подобный вопрос решается с помощью поворота внутреннего колеса на больший угол, относительно угла поворота наружного колеса. При выполнении поворота каждое колесо проходит свою траекторию, двигаясь по разным радиусам и поэтому то и нужен внутреннему колесу больший угол поворота.

Это соотношение выполняется с помощью конструкции рулевой трапеции, включающей в себя поворотные рычаги и шарнирные рулевые тяги. Именно подбором угла наклона рулевых рычагов, их длины и длины поперечной тяги удается добиться необходимого соотношения углов поворота колес.

Боковые тяги в рулевой трапеции состоят из двух рулевых наконечников — короткого и длинного, соединенных в одно целое при помощи соединительной муфты. Длинный наконечник имеет левую резьбу, что дает возможность выполнить при необходимости корректировку такого параметра, как схождение колес.

Схождение необходимо выставлять во всех случаях вмешательства в рулевую трапецию, или же после установки новой трапеции во время ремонта. Проверять этот параметр необходимо и в случае удара машины, о какое либо препятствие элементами передней подвески. Исключение составляет замена порванного пыльника, когда производится лишь выпрессовка рулевого пальца, что не отражается на величине сходимости колес.

Неисправности рулевой трапеции

Посторонние стуки, а также увеличенный люфт рулевого колеса могут быть следствием ослабления картеру рулевого редуктора к лонжерону, кронштейна маятникового рычага или рулевой сошки, предельного износа шарниров рулевых тяг, ослабление затяжки втулок маятникового рычага или их износа, сбой регулировки зацепления пары «червяк – ролик».

Для устранения найденных неисправностей необходимо выполнить либо регулировку соединения в редукторе, либо заменить изношенные детали. Обычно, при обнаружении люфтов в рулевых тягах более чем в двух соединениях, заменяют все тяги рулевой трапеции для поднятия их общего ресурса.

Когда наблюдается тяжелое вращение руля, то возможно помимо неисправности рулевого редуктора или снижения давления в шинах, нарушение углов установки передних колес.

Наиболее часто преждевременный выход из строя шарнирных соединений в рулевой трапеции связан с нарушением целостности защитных чехлов рулевых пальцев. Поэтому при выполнении диагностики рулевого управления целостности защитных чехлов уделяется первостепенное внимание. Также необходимо проверить все шплинтовые соединения на рулевых тягах трапеции, механические повреждения или деформации тяг.

Источник

Трапеция рулевая: эффективное и бережное управление

Рулевое управление автомобилей с задним и передним приводом несколько отличается, в заднеприводных авто используется рулевой привод, реализуемый в виде так называемой рулевой трапеции. О назначении рулевой трапеции, ее устройстве, принципах работы, а также регулировке и обслуживании читайте в статье.

Назначение рулевой трапеции

Маневрирование автомобиля выглядит довольно просто: управляемые колеса поворачиваются на тот или иной угол, и автомобиль по радиусу (который зависит от угла поворота управляемых колес) изменяет направление своего движения. Однако в действительности это простое действие оказывается не таким уж и простым, и создает массу проблем для конструкторов.

Проблем возникают вследствие того, что управляемые колеса при повороте движутся по разным радиусам: внешнее колесо — по большему, внутреннее колесо — по меньшему. А это значит, что при отклонении обоих управляемых колес на одинаковый угол одно из них катилось бы с проскальзыванием. Такая ситуация ухудшает управляемость автомобиля, так как эффективное сцепление с дорогой имеет только одно колесо (внешнее), а главное — это приводит к интенсивному износу шин управляемых колес.

Решение всех этих проблем одно, и при этом несложное: при повороте автомобиля необходимо обеспечить отклонение управляемых колес на разные углы. Для внешнего колеса угол должен быть меньше (так как оно движется по большему радиусу), а для внутреннего колеса — больше (так как оно движется по меньшему радиусу). На автомобилях с задним приводом (классической компоновки) эта задача решается с помощью особого устройства рулевого привода, который называется рулевой трапецией.

Рулевая трапеция — это общее название рулевого привода заднеприводных автомобилей, такое название возникло из-за характерной конструкции привода и заложенного в него принципа работы.

Общее устройство и принцип работы рулевых трапеций

Типичная рулевая трапеция содержит четыре основных компонента:

Все свои свойства рулевая трапеция получает благодаря особенностям ее установки на автомобиль. Поперечная рулевая тяга (ее часто называют средней или центральной) с помощью шаровых шарниров крепится к двум маятниковым рычагам, которые жестко монтируются на лонжероны кузова. Поперечная рулевая тяга может качаться на маятниковых рычагах (за что они и получили свое название), причем при отклонении тяги в одну или другую сторону она одновременно теряет параллельность с балкой моста (попросту перекашивается). Отклоняясь, поперечная рулевая тяга тянет и толкает боковые рулевые тяги и соединенные с ними поворотные рычаги колес. Но вследствие перекоса поперечной тяги колеса отклоняются на разные углы: внешнее — на меньший, внутреннее — на больший.

Устройство рулевых трапеций реальных автомобилей несколько более сложное. В частности, боковые тяги всегда имеют составную конструкцию, они включают в себя два рулевых наконечника (один из них длинный — это собственно тяга, и один короткий — рулевой наконечник), соединенных регулировочной муфтой. Такая конструкция дает возможность изменять длину боковой рулевой тяги, регулируя схождение колес. Обычно муфта разрезная, фиксируется на наконечниках с помощью хомутов. На хвостовиках наконечников, вставляемых в муфту, нарезается правая и левая резьба — такое решение позволяет изменять длину тяги без разборки трапеции, простым вращением муфты.

Все соединения тяг и рычагов рулевой трапеции выполняются шарнирными, причем здесь используются однотипные шаровые шарниры, которые обеспечивают нормальную работу рулевого управления при движении по неровностям дороги. В типичной рулевой трапеции таких шарниров шесть: по одному для соединения двух боковых тяг с поворотными рычагами колес, по одному для соединения боковых рулевых тяг со своими маятниковыми рычагами, и два для соединения центральной поперечной тяги с обоими маятниковыми рычагами. Таким образом, на каждом маятниковом рычаге установлено сразу по два шарнира.

Важно отметить, что существует несколько типов рулевых трапеций, отличающихся по конструкции. Выше было описано рулевое управление на основе разрезной трапеции с маятниковыми рычагами — именно она получила наибольшее распространение на заднеприводных легковых автомобилях с независимой передней подвеской. На авто с зависимой подвеской передних колес чаще используются неразрезные трапеции, в которых поперечная рулевая тяга расположена перед или за балкой моста (соответственна, в этих случаях трапеция называется передней или задней). В отдельные группы выделяются рулевые трапеции с ГУР.

Интересно, что описанная выше рулевая трапеция стала использоваться достаточно давно — ее можно найти еще на довоенных автомобилях, и к сегодняшнему дню она претерпела минимум изменений. Однако в настоящее время основная масса легковых автомобилей имеет привод на передние колеса, и в них используются иные конструкции рулевого привода (чаще всего с ГУР в виде рулевой рейки).

Вопросы регулировки, обслуживания и ремонта рулевой трапеции

Рулевая трапеция играет одну из главных ролей в управляемости автомобиля, поэтому важнейшее значение имеет ее диагностика, обслуживание и ремонт.

Основная проблема рулевого привода — его шаровые шарниры. Они подвергаются большим нагрузкам, поэтому постепенно происходит их износ, что проявляется увеличением люфта и ухудшением управляемости. Следует регулярно производить измерение люфта шарниров рулевой трапеции, а также общее состояние всех соединений и деталей трапеции. Эту работу лучше проводить вдвоем, так как для проверки люфта в шарнирах необходимо отклонять руль в стороны и смотреть, как движутся детали рулевой трапеции. При хорошем состоянии шарниров все сопряженные детали должны двигаться одновременно.

При обнаружении чрезмерного люфта шаровые шарниры подлежат замене. Это довольно сложная для автовладельца работа, так как съем и установка шарниров (а точнее — выпрессовка и запрессовка пальцев) производится с помощью специальных приспособлений. Также следует заменить все деформированные детали, детали с трещинами и другими повреждениями.

Регулировка рулевой трапеции (установка схождения колес) тоже должна производиться только с применением специальных приспособлений в условиях автосервиса. Неграмотная регулировка в лучшем случае приводит к повышенному износу шин управляемых колес, а в худшем — оказывает негативное влияние на управляемость автомобиля и снижает его безопасность.

Регулярный осмотр, ремонт и регулировка рулевой трапеции — залог долговечности передних шин, а также управляемости и безопасности автомобиля.

Источник

Рулевая трапеция: устройство, неисправности, ремонт

19.08.2019 Автор: Мастер Сервис 5556

Трапецией, в большинстве случаев, называют рулевой привод автомобилей с редуктором (рулевым механизмом типа червяк-ролик). Это совокупность тяг, рычагов и шарниров, которые преобразуют движение руля во вращение колес вокруг вертикальной оси (оси поворота/поворот колеса).

Как устроена рулевая трапеция

Схема рулевой трапеции

Привод (трапеция) состоит из:

Все подвижные элементы трапеции соединяются между собой с помощью шаровых шарниров — они позволяют деталям поворачиваться относительно друг друга и кузова в разных плоскостях.

О шаровых стоит поговорить отдельно.

Устройство шарового шарнира автоинженеры подсмотрели в человеческом организме — по конструкции шаровые похожи на сустав.

Плечевой сустав и шаровый шарнир

Шаровые соединения делают трапецию подвижной в разных плоскостях, соединяют не гибкие и неподвижные тяги таким образом, что они не разъединяются в местах соединений при поворотах и движении по пересеченной местности.

Неисправности рулевой трапеции

Элементы рулевой трапеции просты, здесь и ломаться-то нечему. Ну разве что, вы на большой скорости налетели, например, на бордюр и погнули железяки. Или машина вечность простояла без дела под открытым небом. Деформация и коррозия — вот и все “неисправности”.

Если вы умудрились-таки погнуть железо, выход один — купить комплект рулевых тяг и заменить трапецию. Полностью.

Если же вы ни на что не налетали, с рулевым механизмом все в порядке, а с управляемостью явно непорядок, обратите внимание на шаровые шарниры трапеции.

По идее, шаровые устроены так, что должны ходить вечно (вообще, в зависимости от состояния дорог и условий эксплуатации наконечники живут 15-100 тыс км). Чтобы металл не стирался о металл, между пальцем и корпусом шарнира предусмотрены антифрикционные полимерные вкладыши, а сам палец подпружинен для свободного хода.

Однако у шаровых есть слабые места. Это пыльники и фиксирующие гайки.

Гайки ослабевают — с “возрастом” или в последствии удара. Со временем ослабевшее крепление разбалтывается окончательно, и тяга выскакивает из посадочного места.

От ударов или сложных условий эксплуатации страдают и пыльники. Через разорванный пыльник в шарнир попадает влага и грязь, металлические элементы корродируют, вода вымывает смазку, а грязь действует как абразив, и шаровая уже не выполняет свои функции, места сочленений тяг становятся неподвижными, автомобиль теряет в управляемости и маневренности.

Что внутри изношенного шарового шарнира

Как понять, что с шаровыми что-то не так?

Как ремонтируют рулевую трапецию?

Никак. Изношенные элементы — тяги, рычаги, наконечники рулевой трапеции — можно только заменить.

Мы категорически не рекомендуем восстанавливать шаровые наконечники. Несмотря на то что сейчас это весьма технологичный процесс, реставрация не решает проблему полностью.

Так как шаровые наконечники — важнейшие элементы рулевой трапеции, которые обеспечивают безопасное управление автомобилем, менять их лучше на проверенном СТО.

Конечно, можно и самостоятельно попробовать отремонтировать привод, но работа эта трудоемкая. К тому же, для замены наконечников нужен специнструмент и оборудование, которое есть в гараже далеко не у каждого.

Источник

Рулевая трапеция. Назначение и устройство.

Назначение и устройство рулевой трапеции.

Рулевая трапеция является основной частью рулевого привода. Рулевой называется трапеция, образованная поперечными рулевыми тягами, рычагами поворотных цапф и осью управляемых колес. Основанием трапеции является ось ко­лес, вершиной – поперечные тяги, а боковыми сторо­нами — рычаги поворотных цапф. Рулевая трапеция служит для поворота управляемых колес на разные углы. Внутреннее колесо (по отношению к центру поворота автомо­биля) поворачивается на больший угол, чем наружное колесо. Это необходимо, чтобы при повороте автомобиля колеса катились без бокового скольжения и с наименьшим сопротивлением. В против­ном случае ухудшится управляемость автомобиля, возрастут рас­ход топлива и изнашивание шин. Рулевая трапеция может быть передней или задней. Передней называется рулевая трапеция, которая располагается перед осью передних управляемых колес. Задней называется рулевая трапеция, которая располагается за осью передних управляемых колес. Применение на автомобилях рулевого привода с передней или задней рулевой трапецией зависит от компоновки автомобиля и его рулевого управления. При этом рулевой привод может быть с неразрезной или разрезной рулевой трапецией. Использование рулевого привода с неразрезнои или разрезной трапецией зави­сит от подвески передних управляемых колес автомобиля. Неразрезной называется рулевая трапеция, имеющая сплош­ную поперечную рулевую тягу, соединяющую управляемые коле­са. Неразрезная рулевая трапеция применяется при зависимой подвеске передних уп­равляемых колес на грузовых автомо­билях и автобусах. Разрезной называется рулевая трапеция, которая имеет многозвен­ную поперечную рулевую тягу, со­единяющую управляемые колеса. Разрезная рулевая трапеция используется при независимой подвеске управляемых колес на лег­ковых автомобилях.

Источник