Рулевое управление автомобиля может быть как с усилителем, так и без усилителя.
Рулевое управление без усилителя остаётся работоспособным даже при выключенном зажигании. Это может оказаться полезным при буксировке неисправного автомобиля.
Рулевое управление с усилителем теряет работоспособность при выключенном двигателе (гидроусилитель) или выключенном зажигании (электроусилитель). Поэтому современные автомобили, в случае неисправности, лучше перевозить на автоэвакуаторе. А к буксировке следует прибегать в случае крайней нужды и буксировать на небольшие расстояния.
Современное рулевое управление – это рейка с электроусилителем или гидроусилителем. Соответственно у такого рулевого управления стандартные недостатки – при быстром маневрировании руль слегка «прикусывает». У большинства автомобилей «прикусывание» проявляется в той или иной степени.
Для водителя важны следующие особенности рулевого управления:
- Количество оборотов рулевого колеса от упора до упора. У автомобилей без усилителя руля количество оборотов руля от упора до упора могло достигать 4-4.5 и более. У автомобилей с числом оборотов от упора до упора 3 и менее, руль считался спортивным. В настоящее время современные автомобили с усилителем руля имеют число оборотов от упора до упора 2.5-3 при усилии на руле 1.3-2.3 кг.
- Усилие на руле 1.3-2.3 кг. Усилие на руле может иметь обратную зависимость – нарастать с увеличением скорости движения. На небольшой скорости движения усилие на руле минимально. Это необходимо для облегчения руления при маневрировании. При увеличении скорости движения автомобиля усилие на руле может нарастать и руль «наливается» тяжестью, что повышает точность руления на скорости.
- Информативность руля. Информативный руль позволяет чувствовать положение автомобиля на дороге и передаёт водителю ощущения (обратную связь), позволяющие производить правильное руление. Хороший руль стремиться вернуться в положение прямолинейного движения, чему способствует геометрия рулевой трапеции, развал-схождение колёс и угол наклона шкворня. Чрезмерно «лёгкий» как и чрезмерно «тяжелый» руль снижает свою информативность, делает руление не очень комфортным. Не информативный руль иногда называют «пустым».
- Современная тенденция проектирования рулей такова, что на руль устанавливают дополнительные переключатели. Это могут быть клавиши управления магнитолой или бортовым автомобильным компьютером. Такие многофункциональные рули получили название «мультируль». Рули оснащаются подрулевыми переключателями – лепестками, которые дополняют рычаг управления коробкой передач.
Рули выполняются из мягкого нескользкого пластика. Дополнительно руль может обтягиваться кожей и украшаться полированными вставками из натуральной древесины ценных пород. Некоторые производители предусматривают функцию подогрева руля, что весьма актуально в странах с холодным климатом.
Устоялась конструкция руля. Руль состоит из рулевого колеса и спиц. Раньше рули делали с одной, двумя, тремя и четырьмя спицами. Сейчас, чаще всего, рули делают с тремя или четырьмя спицами. У руля с тремя спицами спицы располагают на 9, 3 и 6 часов.
У руля с четырьмя спицами спицы располагаются на 8, 9 и 3, 4 часа. Подобное положение спиц не закрывает обзор панели приборов и позволяет водителю считывать показания приборов с приборного щитка, расположенного за рулевым колесом.
Уделив внимание эргономике и комфорту работы водителя, производители отказались от модных в своё время «тонких» рулей с полированной отделкой в пользу более толстых профилированных рулевых колёс.
Современные руководства по вождению автомобилей рекомендуют симметричный хват руля – руки располагаются на 9 и 3 часа, есть рекомендации держать руки на руле в положении 10 и 2 часа. Места расположения рук на руле именуют «места наилучшего хвата». В старых учебниках по вождению автомобилей мы находим рекомендации, держать руки на руле несимметрично – в положении «без пятнадцати четыре», что объяснялось потребностью снимать правую руку с рулевого колеса и перемещать её на рычаг ручной коробки перемены передач по короткой траектории.
Учитывая особенности хвата руля, многие производители оборудовали рули специальными приливами в местах наилучшего хвата.
Для удобства посадки водителя рулевая колонка имеет возможности регулировки положения по углу и вылету. В некоторых автомобилях эти регулировки производятся при помощи электродвигателей, в других автомобилях регулировка производится вручную. Есть дополнительные устройства, которые запоминают положение сиденья водителя и положение рулевой колонки для нескольких разных водителей, что позволяет оперативно вернуть настройки, удобные для конкретного водителя. Такая функция может быть необходима, когда на автомобиле посменно работают два водителя или супружеская пара ездит на автомобиле попеременно. Кстати, эта функция позволяет вернуть любимые удобные настройки руля и водительского кресла после прохождения очередного ТО.
Удачи на дорогах!
Источник: abcibc.com
Гидроусилитель руля
• Для чего нужен ГУР? Большинство автолюбителей ответят: «Для того, чтобы легче крутить руль». И будут правы, но отчасти. Кроме повышения комфорта, гидроусилитель позволяет уменьшить передаточное число рулевого управления. Что это дает? Чем больше передаточное число, тем меньшее усилие нужно прилагать для поворота колес.
Но количество оборотов руля от упора до упора при этом будет равным 4-5. Уменьшая передаточное число, можно довести количество оборотов руля до 2-3. Управляемость, маневренность и острота реакций автомобиля улучшается, что особенно важно в аварийной ситуации, когда может не хватить времени для вращения руля с перехватами. Кроме того, у гидроусилителя есть еще несколько и преимуществ, и недостатков, о которых будет сказано ниже.
Гидроусилитель может устанавливаться на автомобили с рулевым управлением разных типов: червячным, винт-шариковая гайка. Мы расмотрим самый распространенный вариант — рейку. В состав системы гидроусиления входят:
• насос;
• распределитель;
• силовой цилиндр;
• бачок и соединительные шланги.
— Насос гидроусилителя, как и любой другой насос, предназначен для создания и поддержания необходимого давление в системе и циркуляции рабочей жидкости (специального масла). Конструкция насоса может быть разной. Самые распространенные — лопастные, характеризующиеся высоким к.п.д. и износоустойчивостью. Насос крепится на двигателе и приводится в действие с помощью ремня от коленвала.
Распределитель, в зависимости от положения руля, направляет поток жидкости в соответствующую полость силового цилиндра или обратно в бачок. Он устанавливается на рулевом валу. Основные части распределителя — золотниковый клапан и торсион. Клапан состоит из двух цилиндрических частей с каналами для жидкости: внешней и внутренней.
Торсион — это тонкий пружинистый металлический стержень, способный закручиваться под действием крутящего момента. Один конец торсиона соединен с рулевым валом, а второй — с шестерней, входящей в зацепление с рейкой. Внутренняя часть золотникового клапана соединяется с верхней частью торсиона, а внешняя — с его нижней частью.
Силовой цилиндр встроен в рейку. Он состоит из поршня и штока, перемещающего рейку под действием давления жидкости.
Рабочая жидкость передает усилие от насоса через распределитель к силовому цилиндру и смазывает все пары трения. Резервуаром для жидкости служит бачок. В нем может быть расположен фильтр, а в пробке — щуп для измерения уровня. Шланги высокого давления соединяют насос, распределитель и силовой цилиндр, а по шлангам низкого давления жидкость поступает в насос из бачка и возвращается в него из распределителя.
• Как все это работает? Когда руль неподвижен (автомобиль стоит на месте, или движется по прямой), и система гидроусиления не задействована, в распределителе совмещены маслопроводы подачи и стока. Жидкость вхолостую перекачивается насосом через распределитель обратно в бачок.
Когда водитель поворачивает руль, тем самым он закручивает торсион, а вместе с ним крутится и внутренняя часть золотникового клапана. Внешняя же часть пока остается неподвижной. Таким образом совмещаются каналы подачи жидкости в соответствующую полость силового цилиндра (в зависимости от того, в какую сторону повернут руль).
Из другой полости силового цилиндра жидкость по открывшимся каналам сливается в бачок.Чем на больший угол повернут руль, тем сильнее закручивается торсион. Поэтому большим оказывается и размер перепускного отверстия, а, значит, и усилие, воздействующее на рейку. Рейка, перемещаясь, раскручивает через шестерню нижний конец торсиона, а вместе с ним и внутреннюю часть золотника. Обе части клапана возвращаются в исходное положение, и жидкость вновь перекачивается через распределитель в бачок.
В случае отказа системы гидроусиления потери управления не происходит, поскольку рулевой вал через торсион механически соединен с ведущей шестерней. Согласно нормам безопасности усилие на рулевом колесе легкового автомобиля не должно превышать 15 кг для полностью работоспособной и 30 кг — для неисправной системы рулевого управления. Быстродействие усилителя должно быть таким, чтобы при скорости вращения руля не менее полутора оборотов в секунду его не «закусывало».
Преимущества и недостатки:
— К перечисленным выше преимуществам ГУРа можно добавить смягчение ударов, передаваемых на руль от неровностей дороги и более четкое удержание автомобиля на выбранной траектории. Каким образом это происходит? Если, наехав на препятствие, колеса стремятся повернуться в сторону, это вызывает смещение рулевой рейки, ведущей шестерни и закручивание нижней части торсиона.
Срабатывает золотниковый клапан, но «в обратную сторону», так как усилие пришло не от руля, а от колес. Поэтому система будет не способствовать повороту колес, а противодействовать ему. То же самое происходит и при внезапном проколе шины: ГУР помогает автомобилю сохранять траекторию, а водителю — удержать руль в руках. Таким образом, усилитель повышает безопасность движения, а за счет повышения комфортности вождения снижает утомляемость водителя.
А теперь о недостатках. Во-первых, постоянно работающий насос отбирает часть мощности двигателя, даже когда ГУР не задействован. Причем производительность насоса должна быть такой величины, чтобы обеспечить легкий поворот колес на стоящем автомобиле — когда сопротивление максимально. Но ведь большую часть времени автомобиль движется, и усилий для поворота колес при этом нужно намного меньше! Вот и получается, что значительная часть отобранной у двигателя мощности пропадает впустую.
Во-вторых, производительность насоса зависит от оборотов двигателя — чем они выше, тем большее давление создает насос. А по идее все должно быть как раз наоборот — при малых скоростях движения необходимо максимальное усиление, а при высоких — небольшое. В простом гидроусилителе отсутствует возможность регулирования коэффициента усиления.
Из этого обстоятельства проистекает третий недостаток — противоречие между коэффициентом усиления и информативностью руля. Легкость и комфортность управления на малых скоростях имеет обратную сторону — «пустоту» руля на больших.
Машина слишком «остро» реагирует на каждое движение руля, а отсутствие ощущения сопротивления («обратной связи») при повороте колес не дает возможности водителю правильно оценить их положение. Отчасти решить проблему помогают рейки с переменным передаточным отношением: в центре шаг зубьев небольшой, а к краям увеличивается.
В этом случае при малых углах поворота машина не так остро реагирует на действия рулем, что очень важно на больших скоростях, зато на развороте крутить руль приходится меньше. Чем плох этот вариант? А тем, что передаточное отношение зависит от угла поворота руля, а не от скорости движения. Поэтому конструкторы стали искать другие пути.
— На помощь механике и гидравлике, как всегда, пришла электроника. В результате такого симбиоза появился электрогидравлический усилитель. Впервые его применили на автомобилях «Аudi» под названием «Servotronic». Существует два типа ЭГУРа: с электромагнитным клапаном и с электронасосом.
Управляет работой усилителя электронный блок на основании показаний датчиков скорости, поворота руля, оборотов коленвала. Набор датчиков может меняться в зависимости от модели автомобиля.
В первой конструкции в распределитель ГУРа дополнительно встраивается электромагнитный клапан и камера обратного действия с поршнем. При повороте колес на месте или при движении с малой скоростью клапан открыт, давление в системе максимально — руль крутить легко. При наборе скорости клапан, управляемый блоком, пропорционально закрывается. В результате давление в системе уменьшается, а усилие на руле увеличивается. Таким образом, получаем искомое чувство «обратной связи».
Во второй, более совершенной конструкции, гидронасос заменен электронасосом, т.е. приводится не от коленвала, а отдельным электромотором. Управляет его работой опять же блок управления. На малых скоростях скорость вращения насоса максимальна, а на больших — ограничивается блоком управления. Поэтому чем выше скорость движения — тем «тяжелее» становится руль. Замена гидронасоса электронасосом позволяет снизить расход топлива до 0,2 л на 100 км.
Настраивая программу работы блока управления, можно адаптировать ЭГУР к различным моделям автомобилей.
Источник: www.drive2.ru
Сколько оборотов руля от упора до упора
Теперь немножко «поработаем» рулем. Руки держим в верхнем секторе. Поворот руля зависит от угла поворота дороги, если он небольшой, то и поворот руля небольшой. Покрутите руль вправо влево руль, что бы привыкнуть и прочувствовать. Вот что сила воображения делает.
Мы его практически чувствуем. Чувствуем какое усилие надо приложить чтобы повернуть рулевое колесо на определенный угол. Покатайтесь в вашем сознании по кругу сначала в одну сторону крутим руль, а потом в другую. Потом покрутим восьмерки. Здорово!
Почти как «наяву»!
Отрабатываем элементы правильного руления
Помним, где нужно правильно держать руль. В верхнем секторе. На нашей площадке не будем выставлять никаких фишек и преград, которые надо объехать. Наша задача просто отработать правильное движение руками. Сначала на «стоячей» машине плавно и быстро руль до упора вправо, а потом влево.
До упора вправо, а потом влево. Главное, чтобы движения ваши были не ступенчатые и прерывистые, а плавные и непрерывные.
Заодно обязательно посчитайте, сколько полных оборотов руля вам нужно сделать от «левого максимума» до «правого». Как правило полный поворот колес это 3 полных оборота руля. Гораздо реже бывает и 4. То есть если колеса повернуты максимально влево, чтобы поставить их прямо, сколько надо сделать оборотов руля? 1,5! И колеса будут стоять прямо!
Это вам в дальнейшем пригодится!
Следующее упражнение опять же на машине, которая стоит. Учимся плавно выводить руль в первоначальное положение, то есть когда колеса стоят прямо. Повернули на пол-оборота, быстро и плавно вернули руль на пол*оборота. Повернули на 1 оборот и тут же, 1 оборот в обратную сторону. И т.д.
Обязательно «отрепетируйте» этот «возврат руля» . Он вам будет нужен всегда!
А теперь поехали!
Передвигаясь очень медленно на маленькой скорости, сначала вправо руль на максимум, притормозили, и влево руль на максимум и т.д. Почувствуйте насколько приятно когда машина едет туда, куда мы хотим. То есть если совместить медленное-медленное движение автомобиля с активным быстрым рулением, у нас реально получается «суперская» змейка.
Что важно понять здесь? Для новичков всегда кажется, что когда медленно едешь, то и руль надо тоже крутить медленно. Вот она -основная ошибка и «нестыковка» нашего сознания! Все наоборот! Когда мы двигаемся очень медленно, рулем можно (и часто необходимо, ну вот, например, при змейке) работать очень- очень- очень быстро.
А вот когда мы двигаемся с большой скоростью, вот тогда про резкие и быстрые движения рулем забудьте! Если не хотите улететь в кювет. Чем больше скорость движения, тем плавнее и медленнее движения рулем. И тем меньше угол поворота руля. то есть никаких резких движений! (я не беру здесь во внимание экстренные маневры). Это вторая основа, которую сразу надо запомнить, зарубить на носу, на руле, над рулем, под рулем, где угодно!
А вот теперь еще внимание! Что необходимо запомнить про повороты руля для реального вождения в городе?
То, что после поворота надо быстро вернуть руль в первоначальное положение , т. е повернули и надо поставить колеса прямо. (вывести руль). На перекрестках как правило повороты на угол 90 градусов и повернув, если вы не выведете руль в первоначальное положение, не поставите колеса прямо, машина будет продолжать поворачивать и можно заехать на «бардюр» при правом повороте и в первую же встречную машину при левом. После поворота «выводите» машину!
То есть сейчас на площадке отрабатываем упражнение движение по квадрату. Именно по квадрату, а не по кругу. Потому как 90% поворотов в городе располагаются под прямым углом (перекрестки, въезды — выезды во двор и т.д) Поэтому, по квадрату медленно повернули — вывели руль, едем прямо, повернули — вывели руль, едем прямо, повернули — вывели руль, едем прямо, повернули — вывели руль, едем прямо! Катаемся пока не получится четкий красивый квадрат сначала в одну сторону, потом в другую!
Чувствительность (острота) рулевого управления — характеристика зависимости поворота колес автомобиля от поворота руля (см. таблицу). При остром (коротком) рулевом механизме незначительный поворот руля вызывает больший угол поворота колес, чем при менее чувствительном (длинном). Как правило, более «длинный руль» обеспечивает лучшую стабильность движения по прямой. Короткое (чувствительное) рулевое управление более уместно на спортивных (суперкары) и гоночных автомобилях, обеспечивая дополнительное удобство вождения в поворотах.
В общем случае простейшая гидравлическая рулевая система состоит из рулевой помпы, гидроцилиндра, двух шлангов и фитингов.
С поворотом руля помпа создает нагнетающее давление в одной из гидравлических линий, которое приводит в движение шток гидроцилиндра заставляя поворачиваться двигатель (колонку или руль). Во второй гидравлической линии создается разряжение – по ней гидравлическая жидкость возвращается от цилиндра к помпе.
В рулевой помпе устанавливается обратный клапан, который препятствует обратному току жидкости, а так же фиксирует двигатель в выбранном положении, исключая проявление эффекта обратной связи.
Толкающее усилие гидроцилиндра находится в прямой зависимости от числа оборотов руля от упора до упора. Количество оборотов определяется отношением между объемом гидроцилиндра и объемом рулевой помпы. При этом усилие на руле обратно пропорционально количеству оборотов руля.
Применимость гидроцилиндров для различных конфигураций количества двигателей и их суммарной мощности
Источник: avtotop.info