Вал рулевой колонки

Неисправности рулевых реек – энциклопедия

Руль стал подклинивать (заедать) в некоторых положениях? Появились перекаты на руле, пропал самовозврат или руль вообще стал тугим? Мало кто знает, что такие неисправности рулевого управления могут быть связаны не с рулевой рейкой или насосом ГУР, а с карданом вала рулевой колонки.

Самым верным признаком неисправности именно кардана вала рулевой колонки является подклинивание руля в конкретных двух положениях на каждом обороте вне зависимости от положения колес.

Т.е. машина стоит на месте, двигатель заведен, вы вращаете рулем от упора до упора и чувствуете, что он то утяжеляется, то становится легче ровно два раза на каждый оборот.

В этом случае не сомневайтесь – это «полетел» он – карданчик! Скоро руль может «словить клина». Пора карданчик перебирать, или менять на новый.

В особо запущенных случаях руль может стать тугим во всем диапазоне, но этому состоянию обязательно предшествуют циклические заедания руля.

Что такое карданный вал известно всем. Обычно это гибкий шарнир на крутящемся валу, который передает вращение на задний или передний мост автомобиля иногда на колеса.

Вторым по важности местом, где применяются карданные шарниры на всех автомобилях, является рулевая колонка и ее вал. Почти всегда рулевое колесо расположено под углом или со смещением к рулевому механизму и сделать вал рулевой колонки прямым нельзя.

Бывают машины с одним рулевым карданчиком (например, автомобиль Волга). У нее даже на глаз заметно, что рулевое колесо как бы наклонено одним боком к водителю. Кроме того, применение только одного карданного шарнира противоречит правилам применения карданной передачи. При использовании только одного кардана вращение передается не равномерно, а с импульсами – то медленнее то быстрее, в зависимости от положения руля. Такой вид экономии находил массовое применение на простых и поэтому надежных машинах.

Машин с двумя карданчиками в рулевой колонке большинство. Обычно один карданный шарнир расположен внутри кузова – в ногах водителя, а другой непосредственно у рулевой рейки (или рулевого редуктора) – внизу под днищем, на улице.

Чаще всего к подклиниванию руля приводит неисправность нижнего (уличного) карданчика, так как он работает во влажных условиях.

Кроме карданчиков на валу рулевой колонки часто имеется «вилка» – элемент, позволяющий укорачиваться или удлинятся для регулировки вылета руля, и/или шаровой шарнир для изменения угла наклона рулевой колонки. У Шкоды Октавии, Фольксвагена Гольф и прочих близнецов на валу рулевой колонки имеется шлицевое соединение для быстрого съема. А у Хонды и некоторых других авто было правило ставить на вал колонки еще и одноразовую травмобезопасную муфту для аварийного укорачивания вала колонки при столкновении. С такой муфтой следует быть осторожным и не давить на нее.

Есть даже машины с тремя карданами на валу рулевой колонки. Это Спринтер 906, Фольксваген Крафтер и др. Такая схема крайне неудачна. Эти автомобили постоянно преследует хруст, стук при вращении руля уже через год эксплуатации. Многие при этом грешат на рейку, однако она не виновата. Случаи подклинивания руля на таких авто появляются часто.

Нужно так же отметить, что долгая езда на машине, у которой есть подклинивание руля, разрушает рейку и изнашивает ее золотник. При заеданиях кардана на первичный вал рейки оказывается не штатное боковое усилие, на которое она просто не расчитана.

Ремонт (переборка) кардана вала рулевой колонки

Так что же может случиться с карданом вала рулевой колонки? Он может закиснуть – перестать гнуться или износиться – заиметь люфт.

Что происходит при закисании кардана? В одном из направлении он перестает гнуться. Как результат – заедания руля в двух секторах.

И подшипники и крестовина все в коррозии.

Карданчик вала рулевой колонки как и все карданы состоит из четырех подшипников, крестовины и двух П-образных вилок. Подшипники игольчатые, миниатюрные, очень склонны к появлению коррозии на иголках, как только внутрь попадает влага. Для ремонта карданчика нужно купить ремкомплект подходящий по размеру. Размеры крестовины и подшипников могут быть совершенно разные на разных машинах и даже бывает, что в комплекте предполагаются разные по размеру подшипники. В названии комплекта заложен ее размер. Например, 1640 означает что посадочное подшипников 16 мм, а крестовина в сборе предназначена для П-образной вилки размером 40 мм.

Новый ремонтный комплект кардана –

крестовина и четыре подшипника

Закернивание подшипника для фиксации

от выпадения – ответственная процедура!

Для ремонта крестовины нужен не только опыт и сноровка, а так же спец инструмент и оснастка. Карданчик вала рулевой колонки относится к самым ответственным узлам автомобиля, ведущим к плачевным последствиям при саморазборе. Компания Гидролаб предостерегает от самостоятельного ремонт карданчиков в гаражных условиях!

Сейчас у таких машин как Ниссан Альмера, Примера, Ауди А4, А5, Q5 и пр…карданчик вала рулевой колонки просто больное место. К сожалению, раньше делали более надежное уплотнение подшипника и карданы практически не закисали.

По качеству и долговечности отремонтированный в компании Гидролаб рулевой карданчик не уступает новому оригинальному. Процедура ремонта занимает около часа и стоит гораздо дешевле нового кардана.

Устройство рулевой колонки автомобиля

Рулевая колонка является частью системы рулевого управления автомобиля. Ее функция в общем устройстве заключается в передаче крутящего момента от рулевого колеса на рулевой механизм. Кроме того, она служит для крепления различных элементов, таких как: замок зажигания, подрулевой переключатель указателей поворота, переключатели освещения и другие. К важным функциям также относят обеспечение комфорта, безопасности и противоугонных свойств. Именно они являются предметом постоянного совершенствования и модернизации конструкций рулевых колонок.

Конструкция рулевой колонки

Устройство рулевой колонки представляет собой вал с шарнирами, находящийся в кожухе. Остальные элементы являются вспомогательными и обеспечивают дополнительный функционал:

корпусы крепления переключателей и замка зажигания;
крестовина, соединяющая руль с колонкой;
монтажная втулка;
контактная группа;
крепежные элементы;
демпфер рулевой;
механизмы блокировки, регулировки и проч.

В устройстве рулевой колонки применяются энергопоглощающие материалы. За счет чего вся конструкция может складываться при сильном фронтальном ударе. Это способствует снижению риска травмирования водителя, а также создает дополнительную безопасность при лобовом столкновении.

Блокиратор рулевой колонки

Комфортная и безопасная рулевая колонка может включать в себя такие элементы, как:

Промежуточный вал рулевой колонки с демпфером — смягчает удары, воспринимаемые рулевым колесом от управляемых колес при попадании автомобиля в ямы и ухабы на дороге. По сути, рулевой демпфер – это амортизатор, отвечающий за комфортное управление.
Блокиратор рулевого вала. Это внешнее устройство, устанавливаемое на рулевую колонку, полностью исключающее возможность управления автомобилем. Блокировка используется в качестве противоугонной системы и состоит из стопора, фиксирующегося дисковым замком, не поддающимся демонтажу. Машину с заблокированным рулем можно транспортировать только с помощью эвакуатора.
Кардан рулевой колонки относится к элементам, позволяющим не только передавать вращательное движение, но и обеспечивающим безопасность: способность карданчика сложить нижний вал с верхним уменьшает степень повреждений водителя при лобовом столкновении. Безопасная рулевая колонка может быть также оснащена вставками, легко поддающимися деформации или работающими на срез.
Механизмы регулировки длины и наклона рулевой колонки. Они могут быть механическими и электрическими. Последние оснащают функцией памяти, что делает эксплуатацию автомобиля еще более комфортной: при выключении зажигания руль уходит в базовое положение, не мешая свободно выйти из машины, а перед началом движения возвращается в исходную точку с сохранением всех настроек. При этом функция памяти связана с настройками регулировки зеркал заднего вида и водительского сидения.

Значение использования рулевого демпфера

Рулевой демпфер не является обязательным элементом конструкции рулевого управления и относится к дополнительному оборудованию. Его использование более всего оправданно на внедорожниках, то есть автомобилях, предназначенных для перемещения в тяжелых дорожных условиях, так как рулевой демпфер гасит колебания рулевых тяг при наезде автомобиля на ухабы и при попадании колес в ямы.

Демпфер рулевой рейки

В то же время его устанавливают и на обычные легковые автомобили. Во-первых, даже городской автомобиль не застрахован от внезапных встреч с неровностями на дорогах. Во-вторых, ряд явных преимуществ использования демпфера оправдывает затраты на его установку:

Улучшение управляемости. Автомобиль хорошо «держит» дорогу: нет необходимости в постоянной борьбе с вибрациями и удержанием траектории при прямолинейном движении.
Сохранение установочных углов колес длительное время без корректировки. Регулировка развала-схождения должна осуществляться каждые 15-30 тысяч километров пробега. С демпфером это значение можно увеличить в несколько раз.

Наибольший недостаток в применении демпфера – снижение информативности рулевого управления, которое выражается в невозможности определить состояние дорожного покрытия за счет вибраций рулевого колеса (тк вибраций попросту нет). Но это дело привычки и не является решающим фактором в принятии решения об установке устройства.

Регулировка рулевой колонки

Регулируемая рулевая колонка подлежит настройке в следующих случаях:

ремонт узлов рулевого управления;
прохождение технического обслуживания;
регулировка положения водительского сидения;
появление люфта в рулевом колесе, превышающего норму.

В автомобилях, не имеющих электропривода, для настройки углов наклона и высоты рулевой колонки регулировку производят механическим путем, ослабляя натяжку фиксирующих шпилек и выставляя необходимые параметры.

Регулировка угла наклона рулевого колеса

При регулировке важно соблюдать несколько общих правил в отношении автомобиля:

расположение на ровной поверхности без уклонов;
неподвижное состояние;
пустой салон и багажник (без груза и пассажиров).

Функционал рулевой колонки

Такой простой элемент конструкции рулевого управления автомобиля, как рулевая колонка, по мере усложнения и утяжеления машин приобрел множество различных функций, некоторые из которых не имеют непосредственного отношения к способности изменять направление движения. В основе дополнительного функционала колонки лежит:

безопасность;
комфорт;
упрощение работы водителя;
увеличение срока службы.

Рулевое управление автомобиля

Одной из основных систем, обеспечивающих безопасность передвижения на автомобиле, является рулевое управление. Назначение рулевого управления автомобиля — возможность менять направление движения, совершать повороты и маневры при объезде препятствий или обгоне. Эта составляющая также важна, как и тормозная система. Доказательством тому является предписание ПДД, эксплуатация автомобиля с неисправными указанными механизмами категорически запрещена.

Особенности узла и конструкция

На автомобилях используется кинематический способ смены направления движения, подразумевающий, что осуществление поворота происходит за счет смены положения управляемых колес. Обычно управляемой является передняя ось, хотя существуют и авто с так называемой системой подруливания. Особенность работы в таких авто заключается в том, что колеса задней оси тоже поворачиваются при изменении направления, хоть и на меньший угол. Но пока эта система широкого распространения не получила.

Помимо кинематического способа на технике используется еще и силовой. Особенность его заключается в том, что для совершения поворота колеса одной стороны притормаживаются, в то время, как с другой стороны они продолжают двигаться с прежней скоростью. И хоть этот способ изменения направления на легковых авто распространения не получил, на них он все же используется, но в несколько ином качестве – как система курсовой устойчивости.

Этот узел автомобиля состоит из трех основных элементов:

рулевая колонка;
рулевой механизм;
привод (система тяг и рычагов);

У каждой составляющей – своя задача.

Рулевая колонка

Выполняет передачу вращательного усилия, которое создает водитель для изменения направления. Состоит она из рулевого колеса, располагаемого в салоне (на него и воздействует водитель, вращая его). Оно жестко посажено на вал колонки. В устройстве этой части рулевого управления очень часто используется вал, разделенный на несколько частей, соединенных между собой карданными шарнирами.

Такая конструкция сделана не просто так. Во-первых, это позволяет менять угол положения рулевого колеса относительно механизма, смещать его в определенную сторону, что нередко необходимо при компоновке составных частей авто. В дополнение такая конструкция позволяет повысить комфортабельность салона – водитель может менять положение рулевого колеса по вылету и наклону, обеспечивая максимально удобное его положение.

Во-вторых, составная рулевая колонка имеет свойство «ломаться» в случае ДТП, снижая вероятность травмирования водителя. Суть такова – при фронтальном ударе двигатель может сместиться назад и толкнуть рулевой механизм. Если бы вал колонки был цельным, изменение положения механизма привело бы к выходу вала с рулевым колесом в салон. В случае же со составной колонкой, перемещение механизма будет сопровождаться всего лишь изменением угла одной составляющей вала относительно второй, а сама колонка остается неподвижной.

Рулевой механизм

Предназначен для преобразования вращения вала рулевой колонки в поступательные движения элементов привода.

Наибольшее распространение на легковых автомобилях получили механизмы типа «шестерня-зубчатая рейка». Ранее же использовался еще один вид – «червяк-ролик», который сейчас в основном используется на грузовых авто. Еще один вариант для грузовиков – «винтовой».

«шестерня-рейка»

Распространение тип «шестерня-рейка» получил благодаря сравнительно простому устройству рулевого механизма. Состоит этот конструктивный узел из трех основных элементов – корпус, в котором размещается шестерня и перпендикулярно ей – рейка. Между двумя последними элементами имеется постоянное зубчатое зацепление.

Работает этот вид механизма так: шестерня жестко связана с рулевой колонкой, поэтому она вращается вместе с валом. Из-за зубчатого соединения вращение передается на рейку, которая при таком воздействии смещается внутри корпуса в ту или иную сторону. Если водитель вращает рулевое колесо влево, взаимодействие шестерни с рейкой приводит к тому, что последняя перемещается вправо.

Зачастую на авто применяются механизмы «шестерня-рейка» с фиксированным передаточным числом, то есть диапазон поворота рулевого колеса для изменения угла колес одинаков при всех их положениях. Для примера, предположим, что для поворота колес на угол 15° необходимо сделать 1 полный оборот руля. Так вот, неважно, в каком положении находятся управляемые колеса (крайнее, прямолинейное), для поворота на указанный угол придется сделать 1 оборот.

Но некоторые автопроизводители устанавливают на свои авто механизмы с меняющимся передаточным числом. Причем достигается это достаточно просто – изменением угла положения зубьев на рейке в определенных зонах. Эффект от этой доработки механизма такой: если колеса стоят прямо, то для изменения их положения на те же 15° (пример) требуется 1 оборот. Но если они находятся в крайнем положении, то из-за измененного передаточного числа, колеса повернуться на указанный угол уже через пол-оборота. В результате диапазон поворота руля «от края до края» значительно меньше, чем в механизме с фиксированным передаточным числом.

Рейка с переменным передаточным числом

Помимо простоты устройства тип «шестерня-рейка» используется еще потому, что в такой конструкции возможна реализация исполнительных механизмов гидроусилителя (ГУР) и электроусилителя (ЭУР), а также электрогидравлического (ЭГУР).

«червяк-ролик»

Следующий тип – «червяк-ролик», менее распространен и на легковых авто сейчас практически не используется, хотя его можно встретить на автомобилях ВАЗ классического семейства.

В основе этого механизма положена червячная передача. Представляет червяк собой винт с резьбой особого профиля. Этот винт располагается на валу, соединенном с рулевой колонкой.

С резьбой этого червяка контактирует ролик, соединенный с валом, на который посажена сошка – рычаг, взаимодействующий с элементами привода.

Червячный рулевой механизм

Суть работы механизма такова: при вращении вала, винт вращается, что приводит к продольному перемещению ролика по его резьбе. А поскольку ролик установлен на валу, то это смещение сопровождается поворотом последнего вокруг своей оси. Это в свою очередь приводит к полукруговому движению сошки, которая и воздействует на привод.

От механизма типа «червяк-ролик» на легковых авто отказались в пользу «шестерни-рейки» из-за невозможности интегрировать в него гидроусилитель (на грузовых авто он все же имелся, но исполнительный механизм был вынесенным), а также достаточно сложной конструкции привода.

Винтовой тип

Конструкция винтового механизма – еще сложнее. В ней также имеется винт с резьбой, но контактирует он не с роликом, а со специальной гайкой, на внешней стороне которой нанесен зубчатый сектор, взаимодействующий с таким же, но сделанным на валу сошки. Также существуют механизмы с промежуточными роликами между гайкой и зубчатым сектором. Принцип же действия такого механизма практически идентичен червячному – в результате взаимодействия вал проворачивается и тянет сошку, а та в свою очередь – привод.

Винтовой рулевой механизм

На винтовой механизм можно установить гидроусилитель (гайка выполняет роль поршня), но на легковых авто он не применяется из-за массивности конструкции, поэтому и используется он только на грузовиках.

Привод

Привод в конструкции рулевого управления используется для передачи перемещения рейки или сошки на управляемые колеса. Причем в задачу этой составляющей входит изменение положения колес на разные углы. Обусловлено это тем, что колеса при повороте движутся по разным радиусам. Поэтому колесо с внутренней стороны при изменении траектории движения должно поворачиваться на больший угол, чем внешнее.

Конструкция привода зависит от используемого механизма. Так, если на авто используется «шестерня-рейка», то привод состоит всего лишь из двух тяг, соединенных с поворотным кулаком (роль которого выполняет амортизационная стойка) посредством шарового наконечника.

К рейке эти тяги могут крепиться двумя способами. Менее распространенным является жесткая фиксация их болтовым соединением (в некоторых случаях соединение осуществляется через сайлент-блок). Для такого соединения в корпусе механизма проделано продольное окно.

Более распространенный метод соединения тяг – жесткое, но подвижное соединение с концами рейки. Для обеспечения такого соединения на конце обеих тяг сделан шариковый наконечник. Посредством гайки этот шар прижимается к рейке. При передвижении последней тяга меняет свое положение, что и обеспечивает имеющееся соединение.

В приводах, где используется механизм «червяк-ролик», конструкция значительно сложнее и представляет собой целую систему рычагов и тяг, получивших называние рулевой трапеции. Так, к примеру, на ВАЗ-2101 привод состоит из двух боковых тяг, одной средней, маятникового рычага и поворотных кулаков с рычагами. При этом для обеспечения возможности изменения угла положения колеса поворотный кулак крепиться к рычагам подвески при помощи двух шаровых опор (верхней и нижней).

Большое количество составных элементов, а также соединений между ними делает такой тип привода более подверженным износу и возникновению люфтов. Этот факт — еще одна причина отказа от червячного механизма в пользу реечного.

«Обратная связь»

Стоит отметить, что в рулевом механизме существует еще и так называемая «обратная связь». Водитель не только воздействует на колеса, а посредством ее же получает информацию об особенностях движения колес по дороге. Проявляется это в виде вибраций, рывков, создания определенно направленных усилий на руле. Эта информация считается очень важной для правильной оценки поведения авто. Доказательством тому является тот факт, что в авто, оснащаемых ГУР и ЭУР, конструкторы сохранили «обратную связь».

Передовые разработки

Этот узел продолжают совершенствовать, так самыми последними достижениями являются системы:

Активного (динамического) рулевого управления. Она позволяет изменять передаточное число механизма в зависимости от скорости автомобиля. Также выполняет и дополнительную функцию – корректировка угла передних колес в поворотах и при торможении на скользкой дороге.
Адаптивного рулевого управления (управление по проводам). Это самая новая и перспективная система. В ней отсутствует прямая связь между рулем и колесами, всё работает за счёт датчиков и исполнительных устройств (сервоприводов). Большое распространение система ещё не получила по причине психологического и экономического факторов.

Система «рули по проводам»

Заключение

В целом механизм является достаточно надежным узлом, не требующим никакого обслуживания. Но при этом эксплуатация рулевого управления автомобиля подразумевает проведение своевременной диагностики для выявления неисправностей.

Конструкция этого узла состоит из множества элементов с подвижными соединениями. А где такие соединения есть, со временем из-за износа контактирующих элементов, в них появляются люфты, которые в значительной мере могут повлиять на управляемость авто.

Сложность диагностики рулевого управления зависит от его конструктивного исполнения. Так в узлах с механизмом «шестерня-рейка» соединений, которые необходимо проверять не так уж и много: наконечники, зацепление шестерни с рейкой, карданы рулевой колонки.

А вот с червячным механизмом из-за сложной конструкции привода точек диагностики значительно больше.

Что касается ремонтных работ при нарушении работоспособности узла, то наконечники при сильном износе просто заменяются. В рулевом механизме на начальном этапе люфт удается убрать регулировкой зацепления, а если это не помогло – переборкой узла с использованием ремкомплектов. Карданы колонки, как и наконечники – просто заменяются.

Неисправности рулевых реек – энциклопедия

Ремонт (переборка) кардана вала рулевой колонки

И подшипники и крестовина все в коррозии.

Новый ремонтный комплект кардана –

крестовина и четыре подшипника

Закернивание подшипника для фиксации

от выпадения – ответственная процедура!

ОСОБЕННОСТИ КОНСТРУКЦИИ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ

Рулевое управление травмобезопасное, с регулируемой по высоте (углу наклона) рулевой колонкой, с реечным рулевым механизмом.

Рулевой механизм в сборе с рулевыми тягами прикреплен в моторном отсеке к щиту передка кузова на двух кронштейнах с помощью скоб 8 (рис. 7.1). Механизм закреплен гайками на приварных болтах через резиновые опоры (подушки) 9.

Рис. 7.1. Рулевой механизм в сборе с приводом: 1–наконечник рулевой тяги; 2–шаровой шарнир наконечника; 3–поворотный рычаг; 4–контргайка; 5–тяга; 6–болты крепления рулевых тяг крейке; 7–внутренние наконечники рулевых тяг; 8–скоба крепления рулевого механизма; 9–опора рулевого механизма; 10–защитный чехол; 11–стопорная пластина; 12–соединительная пластина; 13–резинометаллический шарнир; 14–демпфирующие кольца; 15–опорная втулка рейки; 16–рейка; 17–картер рулевого механизма; 18–стяжной болт; 19–фланец эластичной муфты; 20–роликовый подшипник; 21–приводная шестерня; 22–шариковый подшипник; 23–стопорное кольцо; 24–защитная шайба; 25–уплотнительное кольцо; 26–гайка подшипника; 27–промежуточный вал рулевого управления; 28–пыльник; 29–защитный колпачок; 30–уплотнительное кольцо упора; 31–упор рейки; 32–пружина; 33–гайка упора; 34–стопорное кольцо гайки упора; 35–заглушка; 36–пружина вкладыша; 37–вкладыш шарового пальца; 38–шаровой палец; 39–защитный колпачок; А, В– метки на пыльнике и картере; C, D– поверхности на шаровом шарнире и поворотном рычаге

В картере 17 рулевого механизма на роликовом 20 и шариковом 22 подшипниках установлена приводная шестерня 21, которая находится в зацеплении с рейкой 16.

Внутренняя обойма шарикового подшипника зафиксирована на валу шестерни стопорным кольцом 23, а наружная обойма поджата гайкой 26 к торцу гнезда подшипника в картере рулевого механизма. В выточке гайки расположено уплотнительное кольцо 25. Между гайкой и стопорным кольцом 23 установлена защитная шайба 24. Гайка застопорена в картере шайбой и закрыта пыльником 28, надетым на вал приводной шестерни. На пыльнике и картере рулевого механизма выполнены метки А и В для установки рейки рулевого механизма в среднее положение.

Рейка 16 поджата к зубьям приводной шестерни пружиной 32 через металлокерамический упор 31, уплотненный в картере резиновым кольцом 30. Пружина поджата гайкой 33 со стопорным кольцом 34, создающим сопротивление отворачиванию гайки.

На картер рулевого механизма с левой стороны надет защитный колпачок 29, с правой – напрессована труба, имеющая продольный паз.

Через паз трубы и отверстия в защитном чехле 10 проходят распорные втулки резинометаллических шарниров 13 внутренних наконечников 7 рулевых тяг. Тяги рулевого привода прикреплены к рейке болтами 6, которые проходят через соединительную пластину 12 и распорные втулки резинометаллических шарниров 13. Фиксируются болты стопорной пластиной 11.

Вал рулевого управления состоит из верхнего 15 (рис. 7.2) и промежуточного 1 валов, соединенных между собой карданным шарниром 4. Промежуточный вал соединен с приводной шестерней фланцем 9 (рис. 7.3) через эластичную муфту.

Рис. 7.2. Рулевая колонка: 1–промежуточный вал рулевого управления; 2–соединительная муфта; 3–кронштейн крепления вала рулевого управления; 4–карданный шарнир; 5–распорная втулка; 6–втулка опорной пластины; 7–крестовина карданного шарнира; 8–игольчатый подшипник крестовины; 9–опорная пластина; 10–труба кронштейна вала рулевого управления; 11–фиксирующая пластина; 12–приварной кронштейн кузова; 13–подшипник вала рулевого управления; 14–верхняя часть облицовочного кожуха; 15–верхний вал рулевого управления; 16–держатель контактных пластин; 17–гайка крепления рулевого колеса; 18–рулевое колесо; 19–нижняя часть облицовочного кожуха;

20–рычаг регулировки положения рулевой колонки; 21–стопорное кольцо; 22–оттяжная пружина; 23–регулировочная втулка рычага; 24–стяжной болт; 25–распорная втулка

Верхний вал установлен в трубе 10 (см. рис. 7.2) кронштейна 3 на двух шариковых подшипниках 13 с эластичными втулками на внутреннем кольце.

Кронштейн 3 крепления вала рулевого управления прикреплен к приварному кронштейну 12 кузова в четырех точках, причем передняя часть кронштейна закреплена через две фиксирующие пластины 11 болтами с отрывными головками. Задняя часть кронштейна 3 вала рулевого управления закреплена на приварных болтах гайками с пружинными шайбами или самоконтрящимися гайками без пружинных шайб. Кронштейн 3 крепления вала рулевого управления и его труба 10 соединены между собой шарнирно двумя пластинами 9 с помощью четырех болтов с пластмассовыми 6 и металлическими 5 втулками. При таком соединении труба вместе с верхним валом рулевого управления может перемещаться как в угловом, так и в осевом направлениях относительно кронштейна 3. Угловое перемещение происходит на величину прорези Р в направляющей пластине угловой регулировки, приваренной к трубе, а осевое – на величину прорези С в направляющей осевой регулировки кронштейна 3. Таким образом, можно менять угол наклона рулевой колонки и перемещать ее вдоль оси в пределах длины пазов С и Р.

Рис. 7.3. Детали рулевого управления: 1–внутренние наконечники рулевых тяг; 2–скоба крепления рулевого механизма; 3–опора рулевого механизма; 4–распорное кольцо; 5–рулевой механизм; 6–уплотнительная прокладка; 7–упорная пластина уплотнителя; 8–уплотнитель; 9–нижний фланец эластичной муфты; 10–промежуточный вал рулевого управления; 11–стяжной болт; 12–распорная втулка; 13–облицовочный кожух (верхняя часть); 14–верхний вал рулевого управления; 15–рулевое колесо; 16–крышка выключателя сигнала; 17–регулировочная втулка; 18–рычаг регулировки положения рулевой колонки; 19–стопорное кольцо; 20–облицовочный кожух (нижняя часть); 21–кронштейн крепления вала рулевого управления; 22–подшипник вала рулевого управления

Для фиксации трубы 10 относительно кронштейна 3 служит рычаг 20 регулировки положения рулевой колонки. В его ступице нарезаны шлицы, посредством которых он соединен с регулировочной втулкой 23 и зафиксирован на ее шлицах стопорным кольцом 21. Втулка 23 навинчена на стяжной болт 24, который проходит через прорези направляющих пластин трубы 10 и кронштейна 3. На болт установлена распорная втулка 25. Под головкой болта 24 выполнен прямоугольный выступ или установлена приварная деталь с выступами, вследствие чего болт фиксируется от проворачивания. При повороте рычага 20 вниз снижается усилие сжатия направляющих пластин, что позволяет вручную изменить угол наклона рулевой колонки. После установки рулевой колонки в требуемое положение в осевом направлении стяжной болт на валу шестерни затягивают, а регулировочный рычаг 20 поднимают вверх, и колонка фиксируется в установленном положении.

Пружины 22 кронштейна 3 крепления вала рулевого управления подтягивают трубу кронштейна в верхнее положение, не позволяя трубе свободно перемещаться вниз при нижнем положении рычага 20.

Рулевой привод состоит из двух составных рулевых тяг и поворотных рычагов 3 (см. рис. 7.1) телескопических стоек передней подвески. Длина каждой тяги изменяется трубчатой тягой 5, которая навертывается на наконечники тяг 7 и 1 и контрится гайками 4. В головке наружного наконечника тяги расположены детали шарового шарнира: вкладыш 37, палец 38 и пружина 36. Поворотный рычаг 3 приварен к корпусу телескопической стойки передней подвески.

Как исправная рулевая колонка может спасти вашу жизнь?

26.03.2018 Автор: Master Service 2162

Максимальная безопасность водителя и пассажиров – главная цель, к которой стремятся все мировые автомобильные производители (кроме АвтоВАЗ). Чтобы защитить своих клиентов, автомобильные компании регулярно совершенствуют системы активной и пассивной безопасности выпускаемых автомобилей.

Системы активной безопасности предотвращают аварийные ситуации на дороге. К средствам пассивной безопасности относятся устройства и системы, которые снижают риск травм при ДТП для водителя и пассажиров.

Тема этой статьи – травмобезопасный вал рулевой колонки (узел рулевого управления и устройство пассивной защиты), его конструкция и функции. Мы расскажем, кто первым спроектировал травмобезопасный вал и почему так важно всегда поддерживать этот узел в исправном состоянии.

А в конце статьи мы откроем секрет о том, как справиться с неисправностями вала рулевой колонки.

Травмобезопасный вал – история происхождения

Травмобезопасное рулевое управление в 1952 изобрел венгерский конструктор Бела Барени, который с 1939 по 1972 год работал в немецкой автомобильной компании Mercedes-Benz. Барени запатентовал более 2000 изобретений, большинство из которых были связаны с системами пассивной безопасности автомобиля.

Бела Барени – конструктор автомобилей Mercedes-Benz и отец систем пассивной безопасности

Идея венгра заключалась в следующем: конструировать автомобили, которые будут состоять из трех зон. Переднюю и заднюю зоны назвали зонами деформации, которые при аварии принимали весь удар на себя.

Средства пассивной защиты, которые предложил Барени, должны были уменьшить последствия ДТП для водителя и пассажиров. Концепции Барени впервые внедрили на автомобиле Mercedes-Benz W120 “Ponton”.

Mercedes-Benz W120 “Ponton”

Первый серийный автомобиль, в котором использовали пассивные системы безопасности, компания выпустила в 1959 году. Модель назвали Mercedes-Benz W111. Он стал первым в истории транспортным средством с травмобезопасным валом рулевой колонки. С тех пор узел неоднократно меняли и совершенствовали, но общие принципы, которые заложил в одну из своих разработок Бела Барени, по сей день сохранились.

Mercedes Benz W111 – первый серийный автомобиль, оснащенный средствами пассивной безопасности

Конструкция и принцип работы травмобезопасного вала

Травмобезопасный вал рулевой колонки современного автомобиля состоит из 4 элементов:

верхний карданный шарнир или крестовина;
шлицевая втулка;
шлицевой вал;
нижний карданный шарнир или крестовина.

Травмобезопасный вал в разобранном виде

Все элементы узла делают из прочных и износоустойчивых металлических сплавов.

Как делают травмобезопасный вал рулевой колонки:

вал и втулку с шлицевыми креплениями отливают в высокоточных формах;
полученные заготовки закаляют, чтобы узел получился прочным;
охлажденные детали подгоняют друг под друга на расточном станке и полируют, чтобы увеличить стойкость металла к коррозии и механическому износу и придать элементам товарный вид;
на специализированном прессе вал запрессовывают внутрь втулки;
полученный узел проверяют на диагностическом стенде, который проверяет степень подвижности и передаваемой нагрузки элементов вала;
после этого в посадочные места на концах узла запрессовывают карданные шарниры (крестовины), с помощью которых вал крепится к рулевой колонке и рейке;
узел еще раз проверяют, после чего, если нужно, красят.

Травмобезопасные валы отличаются по размерам и типам шлицевых соединений, которые зависят от особенностей конструкции автомобилей. Однако в общем виде травмобезопасный вал рулевой колонки в сборе выглядит так:

Травмобезопасный вал в обычном и сложенном (например, от удара) виде

В середине-конце XX века травмобезопасные валы делали по другим принципам и существовало большое разнообразие конструкций, что также отражалось на принципах работы. Со временем телескопический вал, о производстве которого мы только что рассказали, вытеснил “конкурентов”. Сейчас вал телескопического типа устанавливают во все автомобили независимо от типа рулевой колонки.

Принцип работы травмобезопасного вала рулевой колонки современного автомобиля:

если во время ДТП удар затрагивает рулевую рейку, вал складывается, как телескоп, и гасит инерцию удара;
если хода вала недостаточно, чтобы полностью погасить удар, в дело вступает сама конструкция рулевой колонки. Травмобезопасная рулевая колонка автомобиля оборудована двумя крестовинами, которые находятся на концах травмобезопасного вала и соединяют рулевой вал колонки и распределитель рейки в единую конструкцию. Крестовины соединяют валы узлов под небольшим углом (до 15°) друг к другу. Благодаря такой конструкции при сильном ударе колонка складывается, вместо того чтобы врезаться в грудную клетку водителя.

Углы между колонкой, травмобезопасным валом и распределителем рейки

С технической информацией закончили. Но осталась еще одна тема, которую мы не обсудили – что делать, если травмобезопасный вал неисправен?

Ремонт травмобезопасного вала рулевой колонки

Недавно на нашем YouTube-канале появился видео-ролик, в котором мы рассказали об уникальной услуге по ремонту травмобезопасного вала рулевой колонки на примере автомобиля Ford Fiesta. Если кто не смотрел или хочет освежить память, смотрите видео ниже или на нашем YouTube-канале.

Репортаж об уникальной услуге “Ремонт травмобезопасного вала рулевой колонки”

Услуга называется уникальной по той простой причине, что кроме нас в Украине больше никто таким ремонтом не занимается. Другие СТО предлагают заменить неисправный травмобезопасной вал, но за ремонт не берутся.

Почему эта услуга есть только у нас:

у нас есть необходимое специализированное оборудование и инструменты;
работу такой сложности может выполнить только опытный автомеханик, который знает точную конструкцию вала и понимает куда смотреть, что крутить и как ремонтировать;
новый травмобезопасный вал стоит в 8-10 раз дороже, чем ремонт. Другим СТО просто не выгодно предоставлять эту услугу. Зачем, если можно заработать больше и не рисковать своей репутацией?

Услуга уникальная также благодаря особенным условиям гарантии: на уникальную услугу по ремонту травмобезопасного вала мы даем гарантию 6 месяцев без ограничений по пробегу.

Рулевая колонка с ЭУР и травмобезопасным валом торговой марки TRW для автомобилей VolksWagen

Ржавчина и невнимательный водитель – главные враги травмобезопасного вала. Пример: зимой вы сели в машину и не сбили снег с обуви. В теплом салоне снег тает, а образовавшаяся вода попадает в пространство за педалями, где и находится вал. Узел ржавеет, закисает и изнашивается. О том, что узел неисправен, вы узнаете:

по хрусту и стуку при повороте руля;
когда при повороте руль застрянет в одном положении.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ! Травмобезопасный вал не только защищает вас от последствий аварии, но и компенсирует угол между рейкой и колонкой. Чтобы рулевое управление работало исправно и автомобиль слушался руля, вал должен свободно двигаться.

Последствия неисправностей травмобезопасного вала:

вы теряете контроль над автомобилем, машина ведет себя непредсказуемо;
руль заклинивает;
отключается электроусилитель руля, расположенный на рулевой колонке;
усилитель руля (гидравлический или электрический) перегружен и элементы усилителя быстрее изнашиваются;
элементы рулевой рейки и колонки ржавеют;
при глубокой коррозии шлицевые соединения травмобезопасного вала разрушаются и вал узла болтается во втулке;
также при глубокой коррозии в случае ДТП заклинивший вал может не сложиться до конца. В результате водитель получит серьезные травмы и сильно пострадает колонка, которая приняла на себя инерцию удара.

Ржавчина на шлицевом соединении травмобезопасного вала – одна из причин хруста во время поворотов руля

А теперь об услуге. К сожалению, мы не можем полностью раскрыть секрет и описать все этапы ремонта травмобезопасного вала на СТО “Мастер Сервис”, так как это коммерческая тайна. Но об основных моментах расскажем:

вначале механик СТО проверяет состояние узлов рулевого управления;
если руль стучит или застревает из-за ржавчины на валу, мастер отсоединяет узел от колонки и рейки, чтобы отдать вал в ремцех;
в ремонтном цеху другой механик распрессовывает шлицевое соединение вала и очищает элементы узла от ржавчины;
затем места шлицевых креплений вала смазывают и спрессовывают на специальном станке-прессе;
если ржавчина повредила крестовины, мастер меняет крепежные элементы на новые, после чего устанавливает травмобезопасный вал на автомобиль.

Если шлицевое соединение травмобезопасного вала повреждено глубокой коррозией и ремонт не целесообразен, мастер СТО предложит заменить узел. Однако, чтобы довести вал до такого состояния, нужно не один месяц ездить с неисправным узлом и терпеть неприятный хруст и стук.

Мы советуем при первых признаках неисправностей рулевой колонки и всей системы рулевого управления обращаться на диагностику в специализированные СТО, чтобы уберечь себя, своих близких и других участников дорожного движения от непредвиденных происшествий на дороге.

Читать еще: Не работает насос топливный