Системы автомобиля. Рулевой механизм.

Рулевое колесо

Червяк и ролик, образующие червячную пару, находятся в постоянном зацеплении и расположены в картере. При этом червяк размещен на нижнем конце рулевого вала, а ролик ― на валу рулевой сошки. Когда водитель вращает руль, ролик скользит по зубьям червяка, соответственно, вращается вал рулевой сошки.

ВНИМАНИЕ  Поскольку червяк и ролик представляют собой зубчатое соединение, они постоянно должны быть смазаны маслом. Марка масла, которое заливается в картер рулевого механизма, указывается в руководстве по эксплуатации автомобиля.

Главной и единственной задачей червячной пары является преобразование вращения руля, находящегося в руках водителя, в поворот рулевой сошки в соответствующем направлении. После этого усилие передается на рулевой привод и далее непосредственно на передние колеса автомобиля.

Принципиальным отличием рулевого механизма реечного типа является то, что вместо червячной пары в нем используется пара шестерня ― рейка. Когда водитель поворачивает руль в ту или иную сторону, вращается шестерня, которая соответствующим образом поворачивает находящуюся с ней в зацеплении рейку. Рейка передает это усилие на рулевой привод и затем на передние колеса.

Рулевой привод служит для передачи усилия, прилагаемого водителем при повороте руля, от рулевого механизма к передним колесам. При этом он обеспечивает поворот колес на разные углы в зависимости от выбранного водителем направления.

Разница углов необходима для движения колес по дороге без проскальзывания. В противном случае покрышки приходилось бы менять едва ли не еженедельно. Дело в том, что при выполнении поворота или разворота каждое колесо прочерчивает индивидуальную окружность, отличающуюся от окружности другого колеса. При этом дальнее от центра поворота колесо (то есть внешнее) имеет больший радиус поворота, чем внутреннее. Однако поскольку центр поворота у них один и тот же, угол поворота у внешнего колеса должен быть больше, чем у внутреннего.

Для достижения такого эффекта рулевой привод каждого автомобиля имеет механизм, называемый рулевой трапецией, которая состоит из поворотных рычагов, рулевых тяг и шарниров рулевых тяг. Свой шарнир имеется у каждой рулевой тяги. Он необходим для того, чтобы все подвижные детали рулевого привода могли свободно поворачиваться в разных плоскостях относительно кузова автомобиля и друг друга.

Совместно с рулевым механизмом червячного типа используется рулевой привод, включающий в себя следующие компоненты:

•        средняя рулевая тяга;
•        правая и левая рулевые тяги;
•        маятниковый рычаг;
•        правый и левый поворотные рычаги колес.

Рулевой привод, используемый с рулевым механизмом реечного типа, выглядит несколько проще и имеет только две рулевые тяги, предназначенные для передачи усилия на поворотные рычаги (в результате чего колеса автомобиля поворачиваются в требуемом направлении).

Практически все современные автомобили оснащаются гидравлическим усилителем рулевого управления. Данный механизм служит для снижения усилия, которое водитель должен прикладывать к рулевому колесу автомобиля при повороте. Основными составляющими гидроусилителя являются насос, распределительное устройство и гидравлический цилиндр.

Когда водитель поворачивает руль, специальное распределительное устройство под давлением направляет жидкость в одну из полостей гидравлического цилиндра, благодаря чему достигается существенное снижение прилагаемого водителем усилия.

ПРИМЕЧАНИЕ  Гидравлический усилитель рулевого управления функционирует только при работающем двигателе.

На советских «Жигулях», «Москвичах» и «Волгах» гидроусилитель рулевого управления не устанавливался.

Иногда во время работы гидроусилителя (то есть при повороте рулевого колеса) слышен характерный гул. В большинстве случаев его можно устранить своими силами, поскольку причина, скорее всего, проста: недостаточное количество жидкости в системе гидроусилителя. Неисправность устраняется за несколько минут путем долива жидкости в расширительный бачок гидроусилителя. Правда, делать это нужно вдвоем.

На расширительном бачке гидроусилителя имеются метки минимального и максимального уровня жидкости, поэтому ее недостаток обнаруживается легко. Нужно долить жидкость до отметки максимального уровня, завести двигатель, несколько раз повернуть руль в обе стороны: вначале примерно на 45°, затем до упора. Второй человек в это время должен следить, чтобы уровень в бачке не опускался ниже минимальной отметки. При необходимости процедуру следует повторить.

Иногда ощущается слишком тугое вращение рулевого колеса или даже заедание в рулевом механизме. Это может быть вызвано не только вышедшим из строя гидравлическим усилителем, но и неправильной регулировкой бокового зазора в соединении червячной пары, повреждением подшипников червяка, повышенным износом любого компонента червячной пары, рулевых наконечников, погнутостью рулевых тяг, недостаточным количеством масла в картере рулевого механизма.

Распространенной неисправностью рулевого управления является слишком большой свободный ход рулевого колеса (так называемый «люфт»). Причинами его возникновения являются нарушение регулировки в соединении червячной пары или износ рабочих поверхностей червяка и ролика; увеличение зазоров в шарнирах рулевых тяг; износ подшипников червяка; износ втулок вала рулевой сошки; ослабление крепления картера рулевого механизма и др.

Характерные стуки в рулевом управлении возникают при наличии следующих неисправностей: слишком высокий износ (правильнее даже сказать — разрушение) рабочих поверхностей червячной пары, высокий люфт в шарнирах рулевых тяг или в маятниковом рычаге, ослабление крепления картера рулевого механизма.

Нарушение герметичности рулевого механизма приводит к утечке масла, что может способствовать возникновению большинства вышеперечисленных проблем рулевого механизма.

Рулевое управление ― важнейшее устройство, поэтому водитель должен следить за его состоянием и своевременно выполнять необходимую профилактику или ремонт. Эксплуатация автомобиля с неисправным рулевым управлением приводит к катастрофическим последствиям. Кстати, в соответствии с Правилами дорожного движения запрещается эксплуатация транспортных средств, у которых:

• суммарный люфт в рулевом управлении превышает 10°;
• в рулевом управлении имеются конструктивно не предусмотренные перемещения деталей и узлов;
• резьбовые соединения в рулевом управлении не затянуты или не зафиксированы установленным способом;
• отсутствует или неисправен усилитель рулевого управления (если его использование предусмотрено конструкцией автомобиля).

Движение автомобиля категорически запрещается при любых неисправностях рулевого управления. Это положение закреплено в действующих Правилах дорожного движения.

Назначение и устройство кузова

 

Помимо того, что кузов предназначен для размещения водителя, пассажиров и грузов, он является несущим элементом любого легкового автомобиля. В нем расположен салон, к нему крепятся все агрегаты трансмиссии, ходовой части, двигатель внутреннего сгорания, механизмы управления, а также дополнительное оборудование. Кроме того, на кузов замыкается «минус» электрической цепи автомобиля.

Кузов современного автомобиля прежде всего состоит из металла и стекла. Конечно, используются и другие материалы (краска, грунтовка, резиновые прокладки на дверях и стеклах, дерматин, утеплитель и др.). Существуют также модели, у которых кузова делают из специального крепкого пластика. Правда, это, скорее, исключение.

Металлическая часть кузова включает в себя следующие основные компоненты: днище, крыша, крылья, панели, двери, капот и крышка багажника.

Кроме них, кузов включает в себя ряд мелких деталей и элементов. Лобовое и заднее стекла вставляются в специальные проемы соответственно в передней и задней частях кузова. Боковые стекла находятся в дверях, которые крепятся к соответствующим стойкам петлями на винтах. При этом имеется возможность регулирования дверей по вертикали и горизонтали относительно оси кузова. Это бывает необходимо, в частности, после дорожно-транспортного происшествия или для обеспечения герметичности салона.

ВНИМАНИЕ

Помните, что неотрегулированность дверей приводит к преждевременному износу замков, а также порче кузова.

Замки как передних, так и задних дверей автомобиля имеют конструкцию, соответствующую установленным требованиям безопасности. Фиксаторы замков сконструированы таким образом, что самопроизвольное открывание дверей при столкновении автомобиля с препятствием исключается.

У каждой двери есть специальный ограничитель, который не позволяет ей упираться в кузов автомобиля внешней стороной при открывании. Такая система приобретает особое значение в ветреную погоду: часто приоткрытую дверь сильным порывом ветра вырывает из рук и распахивает настежь, ограничитель предотвращает выламывание двери и соприкосновение ее с кузовом.

Внутри дверей имеются стеклоподъемники, предназначенные для открывания и закрывания бокового стекла. Они бывают двух типов: ручные и электрические.

Ручные стеклоподъемники приводятся в действие с помощью рукоятки, расположенной на внутренней поверхности двери, и имеют привод от металлического троса. Такие стеклоподъемники установлены на всех советских и российских машинах.

Отечественные автолюбители узнали о таком благе цивилизации, как электрический стеклоподъемник, только с приходом на наш рынок машин иностранного производства. Электрический стеклоподъемник работает от электрической цепи автомобиля и приводится в действие нажатием специальной кнопки, расположенной в салоне (на дверной ручке или между передними сидениями). На многих автомобилях используются и ручные, и механические стеклоподъемники: например, на машинах «Форд-Эскорт» часто для передних стекол используются электрические стеклоподъемники, а для задних — ручные.

Лобовое (иногда его называют ветровое) и заднее стекла ― панорамные (за исключением задних стекол хэтчбэка и универсала). Лобовое стекло является трехслойным, а заднее и боковые — закаленными. Поэтому при ударе лобовое стекло может лишь потрескаться, а все остальные стекла рассыпаются на мелкие осколки. Это предотвращает травмы у водителя и пассажиров, которые могут быть нанесены большими кусками стекла в результате дорожно-транспортного происшествия.

Спереди и сзади кузова установлены бамперы. На старых советских машинах они были металлическими с резиновыми накладками. Современные автомобили чаще всего имеют бамперы из пластмассы или других подобных материалов (пенополиуретан с добавкой стекловолокна и др.). В случае дорожно-транспортного происшествия при столкновении спереди или сзади именно бампер первым принимает на себя силу удара (разумеется, при отсутствии дополнительных защитных устройств, которыми оборудуются некоторые автомобили, в частности многие модели джипов).

Как правило, в легковых машинах предусмотрена перевозка в салоне не более пяти человек, включая водителя. Отметим, что действующими Правилами дорожного движения запрещается перевозка пассажиров в количестве, превышающем установленное заводом-изготовителем.

Передние сидения автомобиля раздельные (за исключением некоторых старых автомобилей, например «Волги» ГАЗ-21) и установлены на специальных салазках, по которым их можно передвигать в продольном направлении в зависимости от роста водителя и пассажира. Спинки передних сидений наклоняются как вперед, так и назад, вплоть до полного откидывания для организации спального места.

В трех- и двухдверных автомобилях («Опель-Астра», «Форд-Эскорт», ВАЗ-2108, «Запорожец» и др.) спинки передних сидений откидываются вперед, чтобы открыть пассажирам доступ к заднему сидению.

Кузова типа «хэтчбэк» и «универсал» можно преобразовать из пассажирского в грузовой вариант и наоборот. При этом убирается складная полка или тент, отделяющий багажное отделение от пассажирского салона, а заднее сидение складывается. В результате организуется довольно большое пространство для перевозки грузов.

Днище кузова, а также внутренние поверхности крыльев покрыты специальным средством для защиты от коррозии и улучшения шумоизоляции. Однако, несмотря на это, рекомендуется сделать полную антикоррозийную обработку кузова (в российских условиях эксплуатации это особенно актуально).

В салоне располагаются все органы управления автомобилем, а также множество устройств, призванных обеспечить безопасность и комфорт во время движения. К ним, в частности, относятся подлокотники сидений, подголовники, ремни безопасности и др. — в зависимости от марки и модели автомобиля.

Кузов автомобиля окрашивается на заводе-изготовителе. Процесс покраски современной машины довольно сложный. Он осуществляется в несколько этапов: подготовка поверхности кузова, грунтовка, сушка, нанесение основного слоя и т. д. Поскольку автомобили эксплуатируются в сложных условиях (различные температурные режимы, дождь, снег, химические реагенты на дорогах), существует необходимость высокой антикоррозийной стойкости кузова и надежности всех слоев краски.

Что такое некачественная покраска, не понаслышке знают владельцы автомобилей российского производства. Притчей во языцех стали истории о том, как у новых «Жигулей» (5-й или 7-й модели) кузов начинал ржаветь уже после первой-второй зимы.

Качество покраски кузовов иномарок нельзя сравнивать с российским. Кстати, на многих современных машинах используются оцинкованные кузова, благодаря чему заводы-изготовители (в частности, «Ауди», «Мерседес») смело дают гарантию на них на 8–10 лет. Даже менее надежные с точки зрения кузовов «Опели» и «Форды» выдерживают несколько лет, прежде чем на них появятся пятна ржавчины.

Колесные тормозные механизмы

 

Задачей колесного тормозного механизма является уменьшение скорости вращения колеса вплоть до полной остановки за счет силы трения, возникающей между тормозными колодками (вернее — их накладками) и тормозным диском либо барабаном, к которому они прижимаются.

Как вы уже знаете, в современных автомобилях используются дисковые или барабанные тормозные системы. Причем на одном автомобиле могут применяться тормоза как одного, так и одновременно двух видов. В последнем случае наиболее характерный пример — «Жигули»: в этих машинах на передних колесах устанавливаются дисковые тормоза, на задних — барабанные.

В барабанный тормозной механизм входят следующие основные элементы:

•        тормозной барабан;
•        тормозной цилиндр;
•        тормозной щит;
•        две тормозные колодки;
•        стяжные пружины.

Тормозной щит жестко крепится на колесной балке. На щите установлен рабочий тормозной цилиндр. При нажатии на педаль тормоза поршни в тормозном цилиндре расходятся в стороны и давят на тормозные колодки, которые имеют форму полуколец. Колодки прижимаются к внутренней поверхности вращающегося вместе с колесом тормозного барабана (колесо одето на этот барабан), замедляя его вращение вплоть до полной остановки. Чтобы прекратить торможение, нужно отпустить педаль тормоза. Давление на тормозные колодки прекращается, и специальные стяжные пружины возвращают их на исходные позиции. Соприкосновение и трение между колодками и тормозным барабаном прекращается, следовательно — ничто не мешает колесу свободно вращаться.

Несколько иную конструкцию имеет дисковый тормозной механизм:

•        тормозной диск;
•        тормозной суппорт;
•        тормозной цилиндр (может использоваться один или два);
•        две тормозные колодки.

При использовании дисковых тормозов на передних колесах суппорт устанавливается на поворотном кулаке колеса. Внутри суппорта находится тормозной цилиндр (один или два — в зависимости от конструкции тормозной системы), а также две тормозные колодки. Колодки размещены напротив друг друга таким образом, что находятся по разные стороны тормозного диска (иначе говоря, тормозной диск находится между тормозными колодками). Разумеется, диск вращается вместе с колесом, с которым жестко связан.