Изменение направления движения автомобиля осуществляется поворотом управляемых колес относительно его продольной оси. На изучаемых автомобилях управляемыми являются передние колеса. Чтобы совершить поворот без бокового скольжения колес, все они должны двигаться по дугам, описанным из центра поворота (рис. 102), расположенного в точке пересечения оси задних колес и осей обоих управляемых колес. Так как радиусы поворота наружного и внутреннего управляемого колеса различны, то для исключения проскальзывания необходимо, чтобы угол поворота внутреннего управляемого колеса был больше, чем у наружного.
Рулевое управление — это совокупность механизмов автомобиля, обеспечивающих его движение в заданном направлении путем раздельного и согласованного поворота его управляемых колес.
Рулевое управление изучаемых автомобилей состоит из рулевого механизма и рулевого привода. Рулевой механизм служит для увеличения и передачи на рулевой привод усилия, прикладываемого водителем к рулевому колесу. Он состоит из рулевого колеса (рис. 103), рулевого вала и редуктора. Рулевой привод передает усилие от рулевого механизма на управляемые колеса и обеспечивает поворот их на разные углы. В него входит сошка, маятниковый рычаг, два рычага, поперечная тяга, две боковые тяги и четыре шарнира. Каждое управляемое колесо установлено на оси поворотной цапфы. Поворот управляемых колес осуществляется при вращении водителем. От него вращение передается через вал на редуктор и далее через сошку на рулевой привод. Редуктор преобразует вращение рулевого колеса во вращение вала сошки и замедляет его, что приводит к уменьшению усилия, прикладываемого к рулевому колесу.
Сошка через поперечную тягу передает усилие боковым тягам, откуда это усилие через рычаги поступает на поворотные цапфы , поворачивая их относительно стоек. Балка передней подвески, поперечная тяга с боковыми тягами и поворотные рычаги образуют трапецию, две стороны которой жестко соединены с поворотными цапфами, чем и достигается необходимое соотношение между углами поворота управляемых колес. Разница в углах поворота определяется величиной угла наклона левого и правого рычагов рулевой трапеции.
Рулевое управление автомобиля ВАЗ-2105 травмобезопасное с промежуточным карданным валом и противоугонным устройством. В рулевой механизм этого автомобиля входят следующие узлы: рулевое колесо (рис. 104), нижний, средний, верхний рулевые валы и редуктор.
Верхний рулевой вал вращается в двух радиально-упорных шарикоподшипниках, наружные обоймы которых запрессованы в трубу кронштейна, привернутого к панели кузова. Верхний вал соединен с нижним через промежуточный вал, карданные шарниры которого выполнены на игольчатых подшипниках и являются неразборными.
Редуктор рулевого механизма закреплен на лонжероне кузова. Он представляет собой червячную пару, состоящую из глобоидального червяка (рис. 105,а) и двухгребневого ролика 9, помещенную в картере. Червяк, напрессованный на вал, вращается в двух радиально-упорных шарикоподшипниках.
Зазоры в подшипниках регулируются подбором прокладок толщиной 0,1 и 0,15 мм, которые устанавливаются между картером и поджимной крышкой.
Ролик, находящийся в зацеплении с червяком, установлен на ось и вращается в двухрядном шарикоподшипнике.
Вал сошки вращается в корпусе картера в двух бронзовых втулках. Положение вала по оси вращения фиксируется регулировочным винтом, головка которого со специально подбираемой шайбой заведена в паз головки вала. Регулировочный винт ввернут в крышку и застопорен контргайкой.
Сошка установлена на шлицы вала в строго определенном положении благодаря сдвоенному шлицу на валу. Выходы валов из картера уплотнены самоподжимными сальниками.
Для смазки деталей редуктора в него заливается масло через отверстие в крышке, которое закрывается специальной пробкой А (см. рис. 104).
Рулевой привод автомобиля ВАЗ-2105 от принципиальной схемы, показанной на рис. 103, отличается тем, что рулевая трапеция его расположена не спереди оси передних колес, а сзади. Он включает сошку (см. рис. 104), шарнирно соединенные с ней среднюю поперечную тягу и левую боковую тягу, маятниковый рычаг и шарнирно соединенную с ним правую боковую тягу, а также поворотные рычаги.
Ось 8 маятникового рычага вращается в двух втулках, вставленных в кронштейне оси, который крепится к правому лонжерону пола кузова.
Боковые тяги — состоят из двух наконечников, соединенных разрезной регулировочной муфтой с двумя хомутами, стягиваемыми болтами. Хвостовики обоих наконечников имеют резьбу правого и левого направления, что позволяет, вращая регулировочную муфту, изменять длину боковой тяги и тем регулировать величину схождения колес.
Для крепления тяг к рычагам и сошке применено шесть однотипных шаровых шарниров, состоящих из пальца с шаровой головкой, вкладыша с пружиной и опорной шайбой пружины. Палец своей шаровой головкой вместе с вкладышем вставлен в конусную расточку головки наконечника тяги, а вкладыш поджат пружиной, что автоматически устраняет зазор, возникающий по мере износа пальца и вкладыша. От попадания влаги и грязи шарнир защищен резиновым чехлом. Этот узел при исправном состоянии чехлов в процессе эксплуатации смазки не требует.
Автомобиль «Москвич-2140» в отличие от ВАЗ-2105 имеет рулевой вал, состоящий из двух частей, соединенных шлицевой скользящей муфтой, и телескопическую рулевую колонку.
Такое устройство рулевого вала и рулевой колонки делает конструкцию способной поглотить часть энергии удара при деформации передней части автомобиля и при ударе водителя о рулевое колесо.
Редуктор рулевого механизма в основном аналогичен редуктору автомобиля ВАЗ-2105, но предусматривает регулировку осевого зазора червяка (см. рис. 105,6) с помощью регулировочной пробки и бокового зазора в зацеплении червяка с двухгребневым роликом с помощью регулировочной втулки, соединенной с валом рулевой сошки. Фиксация пробки и втулки выполняется с помощью контргаек. Для залива масла внутри втулки имеется маслоналивное отверстие, закрываемое пробкой.
Рулевой привод по конструкции близок к приводу автомобиля ВАЗ-2105. Основное его отличие заключается в том, что усилие от сошки передается непосредственно на среднюю рулевую тягу, а не на среднюю и боковую, как у ВАЗ-2105. Кроме того, в данной конструкции маятниковый рычаг не передает усилия на правую боковую тягу, а лишь является опорой второго конца средней рулевой тяги.
Регулировка схождения колес выполняется, как и у автомобиля ВАЗ-2105, с помощью регулировочных муфт, фиксация которых выполняется двумя контргайками. Шарниры рулевых тяг сделаны разборными, в них установлены пластмассовые вкладыши, не требующие смазки; при ремонте они могут быть заменены.
На автомобиле ЗАЗ-968М рулевое управление имеет рулевую трапецию, вынесенную за ось передних колес. Рулевой механизм, состоящий из рулевого колеса, рулевого вала, редуктора и стяжного зажима (см. рис. 105, в), является энергопоглощающим. Нижний конец рулевого вала соединен с валом червяка редуктора через шлицы и зажат стяжным зажимом. В случае удара автомобиля его энергия поглощается вследствие трения при скольжении вала червяка в зажиме, затянутом болтом с определенным усилием, что устраняет передачу удара от картера редуктора на рулевой вал.
Редуктор рулевого механизма по конструкции близок редуктору автомобиля «Москвич», но зазор между роликом и червяком регулируется, как у автомобиля ВАЗ-2105, с помощью винта. Для заливки в редуктор масла в его крышке имеется заливное отверстие, закрытое пробкой.
Рулевой привод ЗАЗ по устройству аналогичен приводу автомобиля ВАЗ-2105, но схождение колес регулируется не муфтами боковых тяг, а изменением длины средней тяги, которая имеет установленные на резьбе два наконечника. Шаровые пальцы шарниров аналогичны рассмотренным, но установлены на двух пластмассовых вкладышах.
Рулевое управление автомобиля ВАЗ-2108 имеет рулевой механизм, состоящий из рулевого колеса, вала руля 6 (рис. 106), демпфирующего элемента, эластичной муфты и редуктора. Редуктор рулевого механизма типа шестерня-рейка имеет картер, внутри которого на двух подшипниках установлена ведущая шестерня.
К этой шестерне беззазорно поджата зубчатая рейка. Поджим осуществляется через металлокерамический упор пружиной, размещенной между упором и гайкой упора. Подпружиненный упор обеспечивает надежное прилегание рейки к шестерне на всей величине ее хода. Второй конец рейки опирается на разрезную пластмассовую втулку, установленную в трубу, напрессованную на картер редуктора с правой стороны, левая сторона редуктора закрыта защитным колпачком. Труба имеет продольный паз, через который рулевые тяги болтами соединены с зубчатой рейкой. Между собой болты соединены пластиной. Внутренняя полость картера редуктора защищена от загрязнения гофрированным чехлом, закрепленным на трубе и редукторе двумя пластмассовыми хомутами.
Редуктор рулевого механизма закреплен болтами на панели передка кузова с помощью двух скоб. Вал руля соединен с ведущей шестерней редуктора с помощью эластичной муфты, нижняя крышка которой закреплена на шестерне болтом. Верхняя часть вала опирается на шариковый радиальный подшипник, установленный в трубу кронштейна, закрепленного на панели кузова. На верхнем конце вала на шлицах через демпфирующий элемент установлено рулевое колесо, что делает рулевое управление травмобезопасным.
Рулевой привод состоит из двух тяг, двух поворотных рычагов телескопических стоек передней подвески, двух резинометаллических шарниров и двух шаровых шарниров, находящихся в наконечниках тяг. Тяги сделаны составными и соединены втулками, что позволяет изменять их длину при регулировке величины схождения колес.
В наконечниках тяг расположены шаровые шарниры, аналогичные по конструкции шарнирам автомобиля ВАЗ-2105. Во внутренние концы тяг запрессованы резинометаллические шарниры, через которые тяги прикреплены к зубчатой рейке. Поворотный рычаг приварен к стойке передней подвески. В рычаг вмонтирована втулка с коническим отверстием для установки пальца шарового шарнира.
При вращении рулевого колеса усилие через вал и эластичную муфту передается ведущей шестерне, которая передвигает рейку, поджатую снизу упором. Перемещаясь внутри картера поперек продольной оси автомобиля, рейка передвигает рулевые тяги, которые через шаровые шарниры поворачивают рычаги, закрепленные на стойках передних колес.
Рулевой механизм и шарниры рулевых тяг в периодической смазке не нуждаются.