Рулевой редуктор на ниву: Рулевой редуктор ВАЗ 2121

Содержание

Рулевой редуктор автомобиля Нива

В рулевом редукторе ВАЗ вал сошки снабжен двумя опорами с бронзовыми втулками, трение между валом и корпусом повышеное. Бронзовые втулки (подшипники скольжения), благодаря тому что в паре сталь-бронза коэффициент трения довольно низкий.

В 1970-м году перед конструкторами Волжского автозавода, которые на тот момент уже осваивали производство первой модели ВАЗ, была поставлена задача создать комфортабельный автомобиль повышенной проходимости. На стадии разработки многие узлы и агрегаты Жигулей перекочевали на прототип новой модели. Автомобиль получился довольно легковой внешне, и внедорожный благодаря своим характеристикам проходимости. При этом салон получился практически идентичным с легковушкой.

В 1974-м были произведено первые 15 образцов, которые прошли полный цикл пред серийных испытаний. А в середине 1977 года первый серийный автомобиль ВАЗ-2121 сошёл с конвейера. Спустя некоторое время после запуска конвейера автомобиль обрел высокую популярность, благодаря своей надежной конструкции и отличным внедорожными характеристикам. В лучшие годы на экспорт шло до 80% выпущенных автомобилей. Не маловажную роль в такой популярности машины сыграла надежная и грамотно сбалансированная конструкция Нивы, которая позволила эксплуатировать автомобиль в разных климатических и дорожных условиях. Сочетание сиового агрегата, подвески, жесткого двух объемного кузова, трансмиссий и надежного рулевого управления, обеспечило Ниве долгую продолжительную жизнь на конвейере. Одной из важных ответственных систем автомобиля, принято считать рулевое управление, сердцем которого выступает рулевой редуктор.

Содержание

Рулевое управление
Секреты механизма
Ремонт и сборка

Рулевое управление

На Ниве применен рулевой редуктор червячного типа. Он обеспечивает надежное управление автомобилем на любых скоростях и в разной дорожной обстановке. Червячный механизм оборудован червяком глобоидного типа (переменный диаметр вала), соединенного с промежуточным валом, ролика. На внешней части вала ролика установлена сошка, которая посредством тяг приводит в действие поворотный механизм. Вращение руля обеспечивает посредством червячной передачи перемещение сошки, она тягами поворачивает колеса.

Червячный рулевой механизм обладает низким уровнем чувствительности к толчкам и ударам, передаваемым от колес на неровной дороге. Он имеет возможность направлять автомобиль ВАЗ в большие углы поворота и соответственно, обеспечивает отличную маневренность автомобиля. Недостатком червячной передачи является сложность в производстве. Червячное рулевое управление имеет множество соединений, из-за чего требует периодической настройки и регулировки.

Червячный рулевой механизм применяется на легковых автомобилях повышенной проходимости с зависимой подвеской управляемых колес, легких грузовых автомобилях и автобусах. Простота конструкции имеет повышенные ресурс и высокую степень ремонтопригодности. Небольшим недостатком может показаться слегка повышенное усилие на руле, возникающее по ряду причин. Проанализировав конструкцию рулевого редуктора и действующие на него нагрузки, определяем проблемные зоны и пути решения проблем.

Базовый рулевой редуктор оснащен червячной парой, которая при работе вызывает сопротивление руля по причине трения червяка и червячной шестерни. Это принцип работы червячной передачи, соответственно полностью избавиться от этого фактора возможности нет. Решением выступает применение качественной смазки в редукторе и контроль состояния рабочих поверхностей.

В рулевом редукторе установленны два подшипника качения (вал червяка), два подшипника скольжения на валу сошки (он же — вал червячного колеса). Сами подшипники в исправном и смазном состоянии обеспечивают снижение трения основных деталей (и соответственно уменьшение усилия на руле).

Помимо этого, свою лепту вносит маятниковый рычаг, который вращается на двух подшипниках скольжения и обеспечивает движение рулевой рейки. Применение высококачественной смазки и периодический контроль состояния пыльников, соединений и тяг, позволит снизить возможность возникновения повышенного усилия на руле.

В-третьих, шесть рулевых пальцев должны обеспечивать качественное соединение, корректно работать в одних плоскостях с системой, и обеспечивать подвижность рулевого механизма.

Секреты механизма

Механизм рулевого редуктора

Помимо этого на усилие влияют шаровые опоры и их состояние. На ВАЗ 2121 установлено четыре опоры, при этом повреждение или поломка даже одной приведет к не качественной работе всего рулевого механизма. Периодический контроль состояния пыльников, своевременная регламентная замена шаровых, применение качественных запасных частей положительно влияют как на снижение усилия на руле, так и на управляемость Нивы 2121 в целом. Новые шаровые опоры при замене необходимо проверить на предмет количества смазки и целостности пыльника, так как негерметичность колпака в разы снижает ресурс узла и вызывает повышение трения.

Существенное влияние оказывают два передних колеса, которые в поворотах трутся о дорожную поверхность. Этот фактор устранить не дадут законы физики и принципы управления транспортным средством.

Во всех основных механизмах трущиеся поверхности металлические (шлифованные, полированные, хромированные), качество их обработки и наличие смазки являются основополагательными.

В рулевом редукторе ВАЗ вал сошки снабжен двумя опорами с бронзовыми втулками, трение между валом и корпусом повышенное. Бронзовые втулки (подшипники скольжения), благодаря тому что в паре сталь-бронза коэффициент трения довольно низкий. Но он все же недостаточный для достижения минимального сопротивления, по этому уделяется большое значение наличию достаточного количества консистентной смазки в рулевом редукторе. С другой стороны возможно применение игольчатых подшипников качения взамен бронзовых втулок.

Основополагающим фактором работы пары качения выступает уменьшение площади соприкосновения подвижных деталей, так как вал не касается опор, а вращается в корпусе посредством иголок. Возникает только сопротивление качению, что значительно снижает коэффициент сопротивления, и, соответственно, уменьшает усилие на рулевой колонке.

Помимо этого увеличивается ресурс деталей и долговечность работы рулевого механизма. Так как бронзовые втулки воспринимают нагрузку по всей поверхности, а игольчатые подшипники только по линии качения. Применяемые стальные каленые иглы способны выдерживать большие нагрузки, возникающие в рулевом механизме, в зависимости от условий эксплуатации ВАЗ 2121.

В маятниковом рычаге подшипники скольжения также могут быть заменены на подшипники качения. Это повысит остроту управления, придаст легкость управлению и внесет свою лепту в надежность и долговечность работы рулевого механизма. Периодический контроль состояния пыльников и пальцев соединения с рейкой, позволит повысить ресурс деталей и сохранит легкость управления Нивой 2121.

Применение перечисленных методов и соблюдение правил периодического контроля и обслуживания, позволят добиться определенных результатов:

Уменьшается усилие на руле на разных скоростных режимах, при маневрировании задним ходом и во время парковки. Это повышает безопасность эксплуатации транспортного средства.
Снижается уровень передаваемых от колес на руль ударов на неровной дороге. В этом свою роль играет червячный редуктор, который уменьшает передачу колебаний и толчков.
Увеличивается ресурс работы нагруженных деталей, что повышает долговечность и надежность рулевого редуктора. Если бронзовые втулки заменить подшипниками качения, имеющим больший срок службы и позволяющим сохранить посадочные места.
Коэффициент полезного действия рулевого редуктора и рулевого механизма в целом существенно повышается, что способствует увеличению срока эксплуатации.
Снижается усилие на рулевое колесо, что положительно сказывается на управлении автомобилем ВАЗ.

Ремонт и сборка

Правильное и своевременное обслуживание рулевого редуктора — залог долговечной и надежной работы, но бывают случаи когда поломки все же случаются. В таком случае ремонта с полной или частичной разборкой просто не избежать. При ремонте необходимо обратить внимание на некоторые особенности и важные моменты, применение которых, позволит повысить надежность механизма и улучшить его характеристики.

Ремонт рулевого редуктора

Для снятия и разборки редуктора необходимо вывесить передок машины, снять рулевые тяги. Из салона отвинтить болт крепления поставочного вала от вала редуктора. Дальше отсоединяем редуктор от лонжерона, путем откручивания трех болтов накидными ключами. В моторном отсеке снимаем шланги и детали, которые находятся на линии рулевых тяг.

Когда редуктор будет откручен и снят с вала в салоне, то вытягиваем его с подкапотного пространства проворачивая влево сошку. Особое внимание необходимо обратить на состояние прокладок, их расположение и степень износа. Не надежное уплотнение может привести к потерям смазки или загрязнении внутренних полостей. Следующим шагом является откручивание пробки и удаление масла из картера рулевого редуктора, после чего нужно открутить сошки.

Редуктор ставим на подставку из двух досок, чтобы не повредить шлицы вала и откручиваем гайку, после — снимаем сошку. Дополнительно можно накрутить гайку на вал до обоюдного выравнивания торцов. Далее отсоединяем крышку рулевого редуктора, постепенно откручивая контргайку регулирующего болта и снимаем крышку, постепенно сдвигая ее в сторону червяка.

При этом особенно аккуратным нужно быть с прокладками если они в пригодном состоянии, при малейшем замятии или выпрессовке — прокладку необходимо заменить. Следующим действием вынимаем вал сошки, впрессовываем червячный вал и снимаем сальники. Все полости необходимо промыть и протереть тряпкой, проверяя наличие вмятин, сколов любых других повреждений. Так же необходимо проверить картер на наличие металлической стружки, что указывает на износ определенных деталей. Обязательно необходимо проверить зазоры и люфты в сопрягаемых деталях, проверить износ рабочих поверхностей. Проведя дефектацию рулевого редуктора, при необходимости заменяем повреждённые детали.

Сборку проводим в обратной последовательности, обязательно смазывая детали маслом, а все сальники консистентной смазкой (литолом). Устанавливаем новую прокладку крышки с регулировочным винтом. Монтируем сошку, максимально затянув гайку. Потом устанавливаем рулевой редуктор на штатное место, особенное внимание необходимо обратить на соединение червяка с промежуточным валом, здесь не допускаются перекосы и несоосности.

Так же необходимо совместить направление сошки и рулевого колеса. Среднее положение сошки можно определить подсчитав количество оборотов вала и поделив на два. Далее затягиваем гайки крепления редуктора (желательно устанавливать новые), присоединяем рулевые тяги к сошке. Заливаем масло в картер редуктора и регулировочным болтом выбираем люфт в рулевом редукторе. Во избежание повреждения колесных покрышек и потери управляемости автомобиля ВАЗ 2121, необходимо провести диагностику развала (схождения) на стенде.

Придерживаясь этих не хитрых рекомендаций, можно улучшить управляемость ВАЗ, повысить безопасность езды, долговечность работы рулевого редуктора и механизма в целом. Применение рулевого редуктора червячного типа на ВАЗ 2121 оправдывает себя уже много не то что лет — десятилетий. Имея необходимость периодической настройки и обслуживания, редуктор обеспечивает безотказную работу на всем сроке службы. Простота конструкции дает возможность уверено эксплуатировать автомобиль в любых дорожных условиях, не боясь что руль подведет. Редуктор обладает высокой ремонтопригодностью и прост в обслуживании.

Установка регулируемой рулевой колонки на ниву; Все о Лада Гранта

Рулевой редуктор Нива

Регулировка рулевого редуктора и причины, способствующие появлению необходимости в регулировке рулевой колонки на автомобилях семейства Нива (2121, 2131, 21213, 21214, Шевроле и прочего многообразия как бы серий и под серий), есть тема данного повествования.

Сии работы не есть сложные и при наличие прямых рук и желания, на ура выполняются в гараже своими руками, ну или руками местного корефана

Устройство рулевого редуктора на Ниве

Но прежде, чем приступить к шаманству с бубном, несколько слов об устройстве того самого рулевого редуктора. Шайтан машинка хоть и не хитра в своих конструктивных изысках, но все же требует наличия смекалки и понимания у всяк решившегося на ремонт.

Немного сухих терминов:

Картинка спизжена с просторов интернета (с) х.з кто

Картер
Сошка
Нижняя крышка картера
Регулировочные прокладки
Наружное кольцо подшипника вала червяка
Сепаратор с шариками
Вал сошки
Регулировочные винт
Регулировочная пластина
Стопорная шайба
Вал червяка
Верхняя крышка картера
Уплотнительная прокладка
Втулка вала сошки
Сальник вала червяка
Сальник вала сошки.

В процессе эксплуатации колонки, червяк и ролик, а именно при их совокупной работе (трение или качение х.з как правильно), в данной паре увеличивается эксплуатационный зазор, банально появляется люфт и сцуко какие-то непонятные стуки и звуки.

Появление люфта ведет к увеличению свободного хода рулевого колеса, биению. А это в свою очередь не есть нормалды. Гуляет руль? Плохая управляемость, теряется чувствительность и скорость реагирования, а значит о безопасном вождение можно умолчать.

Тут я вам Америку не открыл.

Данный люфт, если вовремя не устранить, а именно не отрегулировать рулевой редуктор, приводит к появлению сколов, микротрещин и в последующем механическом повреждении главной пары – червяка и сошки.

Ну а в конечном итоге наступает полный абзац и выход из строя. И ты, да да, именно ты, попадаешь на свои кровно заработанные тугрики, ибо новый рулевой редуктор меньше пятерки, а для Шевролетов с ГУР и без них, до целой десятки рубликов, в местных магазинах китайских запчастей, стоить не будет… проверено…

Не, конечно, не все так страшно ибо редуктор можно снять и разобрать. О том, как это сделать пойдет речь ниже.

Как разобрать рулевой редуктор Нива

В первую очередь с редуктора следует слить масло.
Отсоединив тяги и выкрутив болты крепления редуктора к лонжерону кузова, снимаем его с автомобиля.
Снимаем сошку. Выкручиваем гайку его крепления. Сошка как правило сильно прикипает, для ее снятия, следует наносить по ней резкие удары молотком.
Затем откручиваем болты крепления верхней крышки корпуса редуктора и снимаем ее вместе с регулировочными прокладками.
Теперь из картера следует вытолкнуть наружное кольцо подшипника. Для этого используем вал червяка.
После чего вынимаем вал вместе с сепаратором.
Снимаем сальники вала червяка и вала сошки.

Регулировка рулевого редуктора Нива

И так, мы выполнили разборку и замену изношенных элементов, установили редуктор на автомобиль и теперь можно приступать к регулировке.

Порядок наших действий будет выглядит следующим образом:

Открыв капот и взглядом обнаружив редуктор, на верхней крышке корпуса которого имеется регулировочный винт и стопорная гайка они то нам и нужны.
Ослабляем затяжку стопорной гайки, плоской отверткой начинаем вращать винт. Закручивая винт по часовой стрелке, люфт в шестернях колонки будет уменьшаться, но это при условии, что длина регулировочного винта нам позволяет его закручивать.

Если винт закручен до упора, а люфт не убирается, то колонка идет под замену.

Обслуживание рулевого редуктора Нива (Шевроле, 2121, 21213 и 21214)

Как и любой другой узел, рулевой редуктор обслуживать следует, придерживаясь трех нехитрых правил.

Три простых, но в то же время важных правила, которые следует всегда соблюдать:

Своевременный визуальный осмотр.
Своевременный контроль уровня масла в редукторе.
Своевременная регулировка.

Своевременный визуальный осмотр, позволяет во-время определить и выявить масляные подтеки, механические дефекты и другие повреждения на корпусе редуктора.

Контроль уровня масла – сюда так же входит своевременная замена масла.

Некоторые умельцы, приноровились заливать в редуктор жидкий ЛИТОЛ, предварительно расплавив его на плитке в посудине.

Хорошо или плохо? Каждый решает сам для себя. Лично мое мнение, что данная мера имеет место быть в обслуживании редукторов, эксплуатационный срок службы которых, близится к закату. Зазоры в шестернях простой регулировкой уже не устраняются и единственный выход, дабы избавиться от стуков, залить в корпус редуктора жидкий литол, тем самым хоть чуть-чуть нивелировать люфт.

Ну и регулировка – позволяет вовремя исключить люфт в шестернях редуктора.

Последовательно соблюдая три вышеприведенные рекомендации, будьте уверенны, рулевой редуктор на ниве прослужит вам верой и правдой не один десяток тысяч километров пробега.

Источник: https://Remladavaz.ru/rulevoj-reduktor-niva

Рулевой редуктор автомобиля Нива

Не маловажную роль в такой популярности машины сыграла надежная и грамотно сбалансированная конструкция Нивы, которая позволила эксплуатировать автомобиль в разных климатических и дорожных условиях. Сочетание сиового агрегата, подвески, жесткого двух объемного кузова, трансмиссий и надежного рулевого управления, обеспечило Ниве долгую продолжительную жизнь на конвейере.

Одной из важных ответственных систем автомобиля, принято считать рулевое управление, сердцем которого выступает рулевой редуктор.

Рулевое управление

Регулировка ведущей шестерни

Для проведения операции используется оригинальное приспособление А. 95690, оправка А.70184 или аналог, изготовленный по чертежу.

Привалочная плоскость картера располагается таким образом, чтобы она приняла горизонтальное положение. Затем на постель подшипников устанавливается абсолютно ровный металлический пруток. Расстояние от прутка до оправки замеряется, вставляя в зазор под прутком регулировочные кольца из набора с шагом 0,05. Измеренное значение (базу картера) согласуется с поправкой, нанесенной на ведущей шестерне. При сборке узла рекомендуется отказаться от стандартной распорной втулки для предотвращения повторного ремонта. Вместо нее подойдет недеформируемая стальная втулка длиной 48 мм (с запасом, при необходимости — укоротить).

Читать дальше: Клапан системы управления частотой вращения холостого хода

Во время обточки детали контролируют усилие при проворачивании шестерни (должно составлять 157–196 Н·см), для подшипников с пробегом справедлив момент 39,2–58,8 Н·см. Использование фирменного динамометра 02.7812.9501 не обязательно.

Приемлемую точность обеспечит бытовой безмен. Во время работы с ним следует намотать один конец шнура длиной 1 м на фланец, а другой – закрепить за весы. Потянув устройство в перпендикулярном направлении зафиксируйте момент проворачивания. Так, новые подшипники должны обеспечить 7-9 кг, а с пробегом – 2-3 кг.

Процесс сопряжен с заменой опорных шайб на новые – более толстые, чем ранее. На выбор предлагается 7 типоразмеров с шагом 0,05 мм в пределах 1,8-2,1 мм. Материал шайб – бронза или сталь. При этом шестерни устанавливаются плотно, но с возможностью поворота вручную.

Рулевая колонка НИВА

1:886

Как известно, что у «Нивы» слабенькая рулевая колонка, у меня не раз был случай что приезжали на ремонт «Нивы» с шатающимся вверх-вниз рулем. Читал, что можно поставить «десяточную» колонку, но я так подумал, а чем своя хуже? Только стоит усилить и немного изменить высоту и угол наклона руля. Чего я в итоге и добился, руль стал выше на см два и более прямее в вертикальной плоскости.

что это дало: дело в том что, водительское сиденье будет немного выше стандартного, для лучшего обзора спереди, и при стандартном исполнении коленки бы упирались в руль и было бы не удобно выворачивать руль. потом, из за большего наклона руля к лобовому стеклу устают руки за счет вытягивания, поэтому руль пришлось сделать более прямее чем в стандартоном варианте.

Итак, ход проделанной работы: — открутить и снять рулевую колонку; — снять кардан с рулевой, чтоб он не мешался; — после «болгаркой» отрезаем уши крепления заподлицо; — привариваем уголки так, чтобы они были вровень со всей плоскостью; — привариваем дополнительную пластину снизу; — после, делаем отверстия и прикручиваем назад (я не стал мудрить с отверстиями под болты, так как один был отломан, а задняя часть вообще на двух болтиках М6 держалась, и решил я ее конкретно приварить) — дальше дополнительно усиливаем двумя ушками, которые привариваются с торца основания замка зажигания, и так же с другой стороны, но только уже по месту, чтобы были вплотную к поперечной «растяжке» стоек. и так же сверлим отверстия насквозь и прикручиваем (опять же, — у меня приварены)

Согласно ПДД, к эксплуатации допускаются легковые автомобили, у которых суммарный люфт в рулевом управлении не превышает 10 градусов, но даже небольшой люфт создаёт массу неприятностей, таких как: рысканье машины на дороге, стуки, при движении по плохой дороге, наконец, небольшой люфт станет большим и ездить на машине будет невозможно.

Свободный ход ( кстати, свободный ход в пределах резинок не считается люфтом ) может быть в одном или нескольких элементах рулевого устройства. Для определения, в каком именно из них существует люфт, поступают так: один человек — это может быть автоинструктор — покачивает рулевое колесо из одной стороны в другую в пределах люфта, а другой смотрит на шаровые наконечники рулевых тяг, на карданчик возле рулевой рейки ( червяка, если передача червячная ) и на соединение двух штанг, плотно заходящих одна в другую ( плотность обеспечивается резинками на одной из них ). Такое соединение делается для того, чтобы предотвратить передачу усилия в продольном направлении на рулевое колесо при смятии передней части автомобиля в момент аварии.

Разбитые шаровые — встречаются часто и, как правило, ещё до появления заметного люфта сообщают о себе характерным стуком. Заменив или отремонтировав их можно на время про них забыть.

Люфт в рулевой рейке или червяке можно убрать поворотом регулировочного винта ( обычно под шестигранник ), но только в том случае, если рейка ( червяк ) не разбиты окончательно. В противном случае придётся поменять. Следует учесть, что при нормальной эксплуатации рейки или червяка ( наличие смазки, своевременное устранение люфта ) их хватает на срок 14-15 лет службы автомобиля.

Свободный ход в карданчике можно устранить, лишь заменив его. Причина износа карданчика в отсутствии смазки, в качестве которой применяется смазка типа солидола. Износ карданчика явление редкое, потому, как даже при плохой смазке он служит довольно долго.

И, наконец, люфт в сопряжении двух штанг может быть вызван износом резинок, тех самых про которые писалось выше. Устранить данный дефект можно прихватив сваркой, именно только прихватив, обе штанги между собой. Дело в том, что прихватка в виде точечной сварки отлично будет сдерживать обе штанги при вращении и люфта в их соединении не будет вовсе, и, в то же время, такая сварка не выдержит того усилия, которое может возникнуть при ударе в момент аварии, соединение нарушится и усилие не передастся на рулевое колесо, таким образом, сохранён принцип пассивной безопасности и свободного хода нет вовсе.

Если у вашей машины есть люфт в рулевом управлении, даже небольшой, устраните его и вы заметите, на сколько проще и приятней стало управлять автомобилем!

Понимание рулевого управления на кораблях

Мы все знакомы с использованием руля, который помогает поворачивать корабль по мере необходимости. Рули являются основной системой для всего движения и управления кораблями. Но мы не должны забывать, что все действие руля зависит от другой центральной системы, которая называется Рулевой механизм .

Рулевое устройство, объединенное с системой руля, определяет полный «механизм поворота», обязательный для каждого судна, независимо от его размера, типа и режима работы.

Система рулевого управления была неотъемлемой частью корабельной техники с момента появления первых кораблей, которые управлялись вручную.

Рисунок 1: Ручной штурвал на штурвале для старых судов

Система рулевого управления на корабле

Эффективность работы рулевого привода зависит от некоторых основных аспектов. Эти основные требования, которым должны неизменно соответствовать все рулевые механизмы, руководствуются правилами, установленными классификационными обществами. Кратко их можно обозначить следующим образом:

В соответствии со стандартными требованиями, рулевой механизм должен быть способен управлять судном от 35 градусов левого борта до 35 градусов правого борта и наоборот, при этом судно должно двигаться вперед с постоянной скоростью лобового при максимальной продолжительной номинальной частоте вращения вала. и летняя грузовая ватерлиния в течение максимум 28 секунд
При неработающем одном из силовых агрегатов руль должен иметь возможность поворачиваться на 15 градусов левого борта на 15 градусов правого борта (и наоборот) в течение 1 минуты при движении судна со скоростью, равной половине его номинальной максимальной скорости 7 узлов ( в зависимости от того, что больше) по летней грузовой марке

Основные энергоблоки и системы управления должны быть продублированы, чтобы в случае отказа одного из них другой мог легко заменить их в качестве резервного

Аварийный источник питания: Система рулевого привода должна быть снабжена дополнительным силовым агрегатом (гидравлическим насосом и т.п.), подключенным к аварийному источнику питания от аварийного генератора, который должен иметь возможность поворота руля от 15 градусов от одного борта на другой борт в течение 60 секунд при движении судна с максимальной эксплуатационной скоростью или 7 узлов, в зависимости от того, что больше

Типы рулевых механизмов на кораблях

Поскольку корабли продолжали увеличиваться в размерах и становились быстрее, были внедрены современные системы, облегчающие работу человека.

В основном существует два типа широко используемых систем рулевого управления:

Гидравлический
Электрогидравлический тип

Несмотря на то, что система претерпела значительные изменения, основная физика работы осталась прежней.

Рисунок 2: Современные усовершенствованные рулевые управления у руля

Основное управление рулевыми операциями осуществляется с штурвала любого корабля, аналогично автомобилю, где весь контроль над «управляемостью» транспортного средства возлагается на рулевое колесо водителя. «Управляющая сила» для поворота срабатывает от штурвала у штурвала, который достигает системы рулевого управления.

Система рулевого управления создает крутящую силу в определенном масштабе, которая затем, в свою очередь, передается на баллер руля, который поворачивает руль направления. Промежуточные системы рулевого управления современного корабля могут быть разнообразными, и каждый небольшой компонент имеет свою уникальную функцию.

Мы опускаем подробное обсуждение каждого такого компонента.

На следующем рисунке показана точная последовательность действий в простой системе руля.

Рисунок 4: Типовое изображение рулевого механизма на корабле

Система руля состоит из следующих элементов:

Приводы руля
Блоки питания
Прочее вспомогательное оборудование, необходимое для поворота руля за счет приложения крутящего момента
Гидравлические насосы и клапаны

В гидравлических и электрогидравлических системах гидравлическое давление создается гидравлическими насосами, которые в основном приводятся в действие электродвигателями (электрогидравлические системы) или иногда чисто механическими средствами (гидравлические системы).

Однако в настоящее время на судах преобладают в основном передовые электрогидравлические системы. Эти гидравлические насосы играют решающую роль в создании необходимого давления для создания движений в рулевом механизме, которые могут вызвать необходимые вращательные моменты в системе руля.

Эти насосы в основном бывают двух основных типов:

Радиально-поршневого типа (Hele-Shaw)
Аксиально-поршневого типа (перекосная шайба)

Приводы обеспечивают координацию между создаваемым гидравлическим давлением насосов (конечно, с электрическим приводом) и баллером руля путем преобразования его в механическую силу, создающую вращающий момент для руля. Приводы в настоящее время в основном приводятся в действие электрическими силовыми агрегатами.

Эти приводы, в свою очередь, могут быть двух типов:

Поршневое или цилиндрическое исполнение
Лопастной ротор

Типы приводных систем отображают типы рулевых приводов, имеющихся на судах, которые также соответственно подразделяются на плунжерные и поворотно-лопастные.

Давайте обсудим их вкратце.

Рулевой механизм поршневого типа

Рулевой механизм поршневого типа является одной из наиболее часто используемых конструкций рулевого механизма и довольно дорог в конструкции. Основной принцип такой же, как у двигателя с гидравлическим приводом или подъемника.

К двум рычагам приводного диска с обеих сторон прикреплены четыре гидравлических цилиндра. Эти цилиндры напрямую связаны с гидравлическими насосами с электрическим приводом, которые создают гидравлическое давление через трубы.

Это поле гидравлического давления, присутствующее в насосах, передает движение гидравлическим цилиндрам, что, в свою очередь, соответствует актуатору, воздействующему на баллер руля. Как известно, баллер руля является неотъемлемой частью всей рулевой системы судов и диктует точное поведение отклика руля.

Направление поворота руля определяется работой гидравлического насоса. Физику его функции можно лучше объяснить с помощью следующего рисунка.

Рис. 5: Рулевой механизм поршневого типа

Здесь цилиндры, обозначенные A и C, соединены с напорной стороной насоса. Это создает положительное давление в поршневых цилиндрах. Напротив, два других цилиндра B и D соединены со стороной всасывания насоса.

Создает отрицательное давление в цилиндрах. Результирующие силы создают вращающий момент на руле направления по часовой стрелке. Проще говоря, положительное и отрицательное давление от насосов создает боковые силы на гидроцилиндрах, которые создают пару для поворота баллера руля.

Аналогичным образом, если повернуть против часовой стрелки, выполняется обратное, а именно. нагнетательные концы насосов подключены к цилиндрам B и D, а сторона всасывания насосов — к A и C. Этот обратный поток давления от гидравлических насосов достигается с помощью регулирующих клапанов, управляемых из рулевой рубки.

Рулевой механизм поршневого типа обеспечивает значительное значение крутящего момента при заданной приложенной мощности. Давление гидравлического масла варьируется от от 100 бар до 175 бар с в зависимости от размера руля и требуемого крутящего момента.

Роторно-лопастной рулевой механизм

Вращательно-лопастной рулевой механизм имеет неподвижный корпус, в котором вращаются два лопасти. Корпус вместе с лопатками образуют четыре камеры. Физика его работы аналогична таранному типу с небольшой разницей.

Рис. 6: Рулевой механизм поворотно-лопастного типа

Когда камеры A и C находятся под давлением, лопатки вращаются против часовой стрелки. A и C подключены к стороне нагнетания насоса, а камеры B и D подключены к стороне всасывания насоса.

Аналогичным образом, когда требуется вращение по часовой стрелке, B и D подключаются к стороне нагнетания насоса, а A и C подключаются к стороне всасывания насоса. Как и выше, это также управляется специальными регулирующими клапанами.

Таким образом, перепад давления в камерах вызывает вращательные моменты в крыльчатке.

Вращающаяся пластинчатая конструкция используется, когда требуется давление от 60 до 100 бар для создания требуемого крутящего момента. Это основное преимущество рулевого механизма поворотно-лопастного типа, требующего меньшего гидравлического давления и, следовательно, мощности для создания того же крутящего момента, что и рулевой механизм поршневого типа.

Имеются 3 неподвижных и 3 подвижных лопасти, которые могут создавать углы поворота руля до 70 градусов, т.е. 35 градусов с каждой стороны.

Такое расположение имеет ряд других преимуществ, таких как более низкая стоимость установки, меньший вес и меньшая занимаемая площадь.

Неподвижные и вращающиеся лопасти изготовлены из чугуна с шаровидным графитом. Во вращающихся лопастях часто предусмотрены шпонки для надлежащей прочности и ориентации.

Дополнительное чтение:

8 Общие проблемы, встречающиеся в системе рулевого управления судов

Процедура проверки рулевого механизма

Процедура запуска аварийного рулевого механизма

Отказ от ответственности: Мнения авторов, выраженные в этой статье, не обязательно отражают точку зрения Marine Insight. Данные и диаграммы, если они используются в статье, были получены из доступной информации и не были подтверждены каким-либо установленным законом органом. Автор и компания Marine Insight не претендуют на точность и не несут за это никакой ответственности. Взгляды представляют собой только мнения и не представляют собой каких-либо руководящих указаний или рекомендаций относительно какого-либо курса действий, которым должен следовать читатель.

Статья или изображения не могут быть воспроизведены, скопированы, переданы или использованы в любой форме без разрешения автора и Marine Insight.

Об авторе

Субходип окончил факультет морской архитектуры и морской инженерии. Интересуясь тонкостями морских сооружений и аспектами целевого проектирования, он посвятил себя обмену и распространению общих технических знаний в этом секторе, который в данный момент требует поворота, чтобы вернуться к своей былой славе.

Система рулевого управления/Автомобильный вторичный рынок/Область/Информация о продукте/Подшипники Koyo (JTEKT)

Наши системы рулевого управления контролируют функции управления движением автомобиля и занимают первое место на рынке

Автомобиль оснащен основными функциями, такими как движение, поворот и остановка. Система рулевого управления выполняет одну из этих основных функций — «поворот».
Система рулевого управления с электроусилителем, разработанная компанией JTEKT в 1988 году первой в мире, превосходит ее по расходу топлива, а также по простоте установки и до сих пор занимает лидирующие позиции.

ЛИНЕЙКА ПРОДУКЦИИНажмите здесь, чтобы узнать о продуктах JTEKT для систем рулевого управления

Продукты, предназначенные для послепродажного обслуживания

Принципы рулевого управления

Водитель манипулирует рулевым колесом, и его вращательное движение преобразуется шестернями в толкающее-тянущее движение шин, изменяя направление шин.
В этом процессе мощность гидравлики и двигателя используется для помощи водителю и снижения его нагрузки.

・Поддержка колонны

Поскольку двигатель и ЭБУ находятся внутри кабины, гидроизоляция не требуется и не влияет на компоновку двигателя и трансмиссии

Оптимальная система рулевого управления для компактных автомобилей с небольшим усилием на рейке

・Усилитель рейкиc

Отличные характеристики рулевого управления благодаря минимальному трению между моментом поворота рулевого колеса и началом движения рейки

Оптимальная система рулевого управления для транспортных средств среднего и крупного размера, которым требуется улучшенное рулевое управление

Объяснение новейших технологий

В ближайшем будущем изменения произойдут не только в автомобильном обществе, но и в нашем образе жизни

Благодаря более высоким вычислительным возможностям компьютера и более точным и недорогим периферийным датчикам распознавания, таким как как бортовой радар и камеры, современные автомобили могут обнаруживать периферию и условия движения с высокой точностью. Соответственно, активно развивается практическое применение активной безопасности, что, возможно, лучше всего представлено торможением для предотвращения столкновений.

Кроме того, системы помощи водителю, открыто использующие управление EPS, такие как системы автоматической парковки и системы предупреждения о выходе из полосы движения/поддержки удержания полосы движения, способствуют сокращению дорожно-транспортных происшествий и числа связанных с ними смертельных случаев. Эти системы постепенно становятся обязательными и находятся в центре внимания рейтингов NCAP*. В связи с этим предполагается их широкое использование.
Что касается совершенствования усовершенствованных систем помощи водителю (ADAS), потенциал для дальнейшего продвижения от текущего статуса Уровня 2-3 до полностью автономных систем вождения, которые берут на себя управление водителем, может стать возможным с расширением применимых дорог, которые прогнозируются в будущем. Такие технологии изменят не только то, как мы ездим, но и то, как мы живем.

* NCAP (Программа оценки новых автомобилей)
Испытание на столкновение с общественным транспортом, которое включает в себя столкновение новых автомобилей и оценку уровня безопасности пассажиров.

Концепция безопасности JTEKT определяется от 0 до 4.

Что такое резервирование? За счет дублирования (создания резервных) систем для функций, требуемых для обеспечения высокой надежности, безопасность обеспечивается оставшимися функциями, даже если компонент системы выходит из строя (резервированная конструкция).

・Свобода связи между водителем и системой во время работы ADAS (возможность свободно управлять рулевым колесом и шинами)

1. Если необходимо предотвратить столкновение, можно соответствующим образом управлять не только рулевым колесом, но и углом наклона шины.
2. Изменения в ориентации автомобиля отражаются в движении рулевого колеса, обеспечивая ощущение рулевого управления.

・Достижение идеальных характеристик рулевого управления

1.Улучшенная реакция автомобиля/отслеживаемость/стабильность при смене полосы движения

2. Улучшенная управляемость на низких скоростях, улучшенная курсовая устойчивость на высоких скоростях

3.Передает необходимую информацию с поверхности дороги, блокируя помехи, тем самым снижая утомляемость водителя

・Без связи SBW обеспечивает свободу компоновки и способствует увеличению внутреннего пространства автомобиля

ЛИНЕЙКА ПРОДУКЦИИ

Электроусилитель руля

Система рулевого управления помогает водителю поворачивать рулевое колесо с помощью электроусилителя, состоящего из двигателя, контроллера, датчика крутящего момента и т. д., тем самым управляя шиной.
По сравнению с гидравлическим типом, использующим двигатель транспортного средства в качестве источника энергии, электрический тип, использующий в качестве источника энергии аккумуляторную батарею, может снизить расход топлива транспортного средства на 3–5 %.
Бывают двух типов: колонного типа, при котором блок гидроусилителя располагается в колонке (внутри кабины), и стоечного типа, при котором он располагается в машинном отделении.

Колонный электроусилитель руля
Поскольку блок усилителя расположен в кабине, этот тип системы рулевого управления подходит для компактных автомобилей с меньшим пространством в моторном отсеке.
Этот тип в принципе принят для легких, компактных и средних автомобилей.
Подробнее…
Электроусилитель руля с шестерней
Эта система рулевого управления снабжена гидроусилителем на валу-шестерне (внутри машинного отделения) и по сравнению с рулевой колонкой отличается тишиной.
Подробнее…
Электроусилитель руля с двойной шестерней
Поскольку вспомогательная функция этой системы рулевого управления отделена от вала рулевого колеса, повышается степень свободы установки, а в сочетании с оптимальной прочностной конструкцией достигается большая производительность.
Подробнее…
Реечный электроусилитель руля параллельного типа
Эта система рулевого управления, обеспечивающая более высокую производительность и более простую установку благодаря компактному редуктору и шарико-винтовой передаче, обеспечивает превосходную безопасность, комфорт и экологичность.
Подробнее…
Электронасос гидроусилителя руля
Это энергосберегающая система рулевого управления с гидравлическим усилителем, в которой гидравлический насос приводится в действие под управлением микрокомпьютера.
Благодаря поддержке режима остановки на холостом ходу потребление энергии в режиме без рулевого управления (при прямолинейном движении) снижается примерно на 80% (режим 10-15) по сравнению с мощностью в лошадиных силах.
Подробнее…

Рулевое управление с гидроусилителем

Гидравлический усилитель помогает водителю поворачивать рулевое колесо, тем самым управляя шиной.
Система компактна и превосходна по характеристикам рулевого управления, способна выдавать большую мощность.

Реечный электроусилитель руля с прямым приводом
Поскольку вал рейки имеет непосредственную поддержку, достигается низкое трение, малая инерция и идеальное ощущение рулевого управления.

Разное