Черв’яковий кермовий механізм автомобіля
Черв'яковий кермовий механізм
Рульовий механізм, який використовує черв'ячну передачу, раніше за інші конструкції знайшов застосування в кермовому управлінні автомобілів. Причиною цього стали такі позитивні властивості черв'ячної передачі, як велике передавальне число, самогальмування та відносна простота конструкції. Висока передавальна кількість благотворно позначається на здатності кермового механізму без застосування будь-яких підсилювачів значно підвищувати момент, прикладений руками водія до кермового колеса.
Однак, така конструкція кермового механізму не позбавлена й певних недоліків, основний з яких є низький ККД черв'ячної передачі, що забирає значну частку прикладеної до кермового колеса енергії на подолання сил тертя між деталями. Крім того, в черв'ячних передачах завдяки особливості конструкції присутні підвищені зазори, які, разом з зазорами в приводі, негативно позначаються на чутливості рульового управління. Висока передавальна кількість, допомагаючи водієві легко впоратися з керуванням автомобіля, з іншого боку змушує його більше працювати руками, оскільки вимагає значних переміщень (обертання) кермового колеса для забезпечення навіть незначного маневру автомобілем.
Зниження сил тертя в черв'ячній парі значною мірою вдається досягти, використовуючи передачу типу "черв'як-ролик", в якій тертя ковзання підміняється тертям кочення. Рульовий механізм такої конструкції застосовується на багатьох вантажних та легкових.автомобілях вітчизняного виробництва, що випускаються Горьковським, Ульянівським та Волзьким автозаводами.
В даний час черв'ячні кермові механізми втратили колишню популярність, і на багатьох автомобілях поступилися місцем більш простим і зручним у використанні рейковим механізмам, що встановлюються в кермовому керуванні сучасних передньопривідних легкових автомобілів і невеликих вантажівок з незалежною підвіскою. Тим не менш, у кермових механізмах багатьох вантажних автомобілів невеликої вантажопідйомності, автобусів, позашляхових автомобілів, а також для задньопривідних легкових автомобілів черв'ячні передачі поки що гідної альтернативи не мають.
Черв'якові рульові механізми, що застосовуються на легкових, вантажних автомобілях і автобусах, розрізняються формою черв'яка і конструкцією ведомого елемента, що сполучається з черв'яком - "черв'як-сектор", "черв'як-кривошип" або, що отримав найбільш широке застосування, - механізм "черв'як-ролик".
Конструкцію черв'ячного кермового механізму з передачею "черв'як-ролик" розглянемо на прикладі його застосування в кермовому керуванні автомобіля ГАЗ-66-11 (рис. 1).
Рульовий механізм автомобіля "ГАЗ-66"
Рульовий механізм автомобіля "ГАЗ-66-11" складається з картера 1 (рис. 1), всередині якого знаходиться черв'як 6, що входить в зачеплення з тригребневим роликом 2. 8.
Ролик встановлений на осі 10 на підшипниках 11 у щічках головки вала сошки. Вал сошки обертається на двох підшипниках 17 і 18. У місці виходу валу сошки встановлена манжета ущільнювача 15. На шліцьовану частину валанасаджено сошка 16. Правильність установки сошки досягається наявністю на ній чотирьох здвоєних шліців.
Зачеплення черв'яка з роликом регулюють за допомогою гвинта 12, який ввернуть у бічну кришку картера. Гвинт фіксується за допомогою стопорної шайби 19, штифта 13 та гайки 20.
Вал хробака за допомогою шпонки 9 з'єднаний з нижньою вилкою рульового валу. Вал рульового механізму складається з верхнього рульового валу та проміжного валу, з'єднаних між собою та з редуктором рульового механізму за допомогою карданних шарнірів. На кінці рульового валу встановлена маточина рульового колеса.
Рульовий механізм автомобіля "Урал"
Різновидом черв'ячного кермового механізму є черв'ячно-спіроїдний кермовий механізм з бічним сектором, який застосовується на автомобілі "Урал-4320" (рис. 2). Рулева пара складається з двоходового циліндричного черв'яка 2 і бічного сектора 3 зі спіральними конічними зубами. Черв'як закріплений на валу 4, що обертається на підшипниках 1, що допускають невелике осьове переміщення. Сектор 3 виконаний разом з валом 6, на шліцях якого встановлюється сошка 5.
Кути спіралей хробака конічного сектора рівні. При трапецієподібному профілі поперечного перерізу витків черв'яка і зубів сектора вони стикаються по лінії, тому зуби сприймають навантаження, що передається, по всій осьовій довжині. Це знижує навантаження на зуби, зменшує контактну напругу і підвищує зносостійкість передачі. Вал сошки 6 встановлюється з великою точністю на подовжених голчастих підшипниках 7.
Прогин черв'яка обмежується спеціальним упором 8, встановленим у картері кермового механізму. Аналогічний наголос 9 обмежує прогин сектора з протилежного боку. Закріплення черв'яка із сектором регулюють підбором товщини.бронзової шайби 10, розташованої між кришкою картера та сектором. Зазор у зачепленні збільшується при повороті черв'яка в обидві сторони від середнього положення з метою унеможливлення заклинювання кермового механізму в крайніх положеннях.