Колонка рулевая ГАЗель: маневренность и легкость управления «рабочей лошадки»

В автомобилях «ГАЗель» рулевое управление построено по традиционной для Горьковского автозавода схеме, которая на протяжении многих десятилетий доказывает свою надежность. Об устройстве рулевого управления «ГАЗелей», а также отдельно о рулевой колонке, ее работе, обслуживании и ремонте читайте в статье.

Общее устройство рулевого управления автомобилей «ГАЗель»

В коммерческих автомобилях семейства «ГАЗель» нашли применение те же технические и конструктивные решения, которые ранее использовались на автомобилях семейства «Волга». В частности, эти машины комплектовались одинаковыми моторами, коробками передач и т.д. На одинаковых принципах построены и системы рулевого управления «ГАЗелей» и «Волг».

Рулевое управление всех модификаций автомобилей «ГАЗель» имеет одинаковое устройство, при этом используется два типа систем:

• Рулевое без ГУР;
• Рулевое с ГУР.

Актуальные модели грузовиков чаще оснащаются современными системами с ГУР, которые значительно облегчают управление. Относительно простой переход на рулевое с гидроусилителем обусловлен тем, что это требует минимальных доработок всей системы.

В состав рулевого управления коммерческих автомобилей «ГАЗель» входит три основных компонента:

• Рулевая колонка с установленным на нее рулевым колесом;
• Рулевой механизм;
• Привод рулевого управления.

Все элементы играют свою роль в системе.

Рулевой механизм. Предназначен для преобразования крутящего момента от руля (который создается руками водителя) в поступательное движение соединенной с механизмом рулевой сошки и перемещение рулевых тяг. В «ГАЗелях» используется механизм с двумя рабочими парами — винт-гайка на циркулирующих шариках и вал-сектор. Момент от рулевого колеса посредством вала подается на винт, на котором находится гайка (для снижения трения между винтом и гайкой находятся стальные шарики), на гайке выполнен ряд зубцов, которые постоянно зацеплены с зубцами сектора. Сектор через короткий вал соединен с рулевой сошкой. Таким образом, при вращении руля происходит перемещение гайки и поворот сектора, а с ним — перемещение сошки и тяг.

Рулевой механизм с ГУР имеет похожую конструкцию, однако в этом случае винт серьезно отличается — он выполнен в виде поршня (поэтому его часто называют винтом-рейкой — по аналогии с рулевыми рейками), а картер механизма играет роль цилиндра. Винт выполнен полым и в нем расположен золотник распределителя, а сам гидравлический распределитель установлен на месте крышки верхнего подшипника винта. При повороте руля гидравлический распределитель направляет рабочую жидкость в одну или в другую полость цилиндра, облегчая перемещение винта-рейки.

Привод рулевого управления. В «ГАЗелях» используется два неодинаковых по конструкции привода — простой и сложный. В первом случае привод состоит из одной продольной тяги, маятникового рычага (или поворотного рычага, который жестко соединен непосредственно с поворотным кулаком одного из колес), двух рычагов рулевой трапеции и поперечной тяги. Работает такой привод просто: усилие от сошки через продольную тягу передается на поворотный рычаг, обеспечивая поворот одного из колес (с которым соединен данный рычаг). Поворотное усилие на второе колесо передается посредством рулевой трапеции, которая состоит из рычагов и одной поперечной тяги.

Во втором случае привод содержит два маятниковых рычага, имеющих свои опоры, две составные боковые рулевые тяги (они изменяемые по длине, что позволяет производить различные регулировки), одну поперечную тягу, одну продольную тягу (она шарнирно соединена с сошкой и маятниковым рычагом) и два рычага рулевой трапеции, соединенные с боковыми тягами и поворотными кулаками. В такой системе усилие от сошки подается не непосредственно на поворотные кулаки колес, а через сложную рулевую трапецию.

Независимо от типа привода, все его тяги соединены с помощью шаровых шарниров, они унифицированы и взаимозаменяемы.

При установке на «ГАЗель» рулевого с ГУР добавляются насос, бачок для рабочей жидкости и трубопроводы для циркуляции рабочей жидкости между агрегатами системы.

Следует обратить внимание на то, что в автомобилях «ГАЗель-Next» используется иное по конструкции рулевое управление с ГУР, построенное на основе современной рулевой рейки. Поэтому детали системы рулевого управления данного автомобиля (впрочем, как и основная масса других узлов и механизмов) несовместимы с аналогичными компонентами обычных «ГАЗелей».

О рулевой колонке расскажем более подробно.

Устройство и работа рулевой колонки автомобилей «ГАЗель»

Рулевая колонка выполняет три основных функции:

• Крепление рулевого колеса к кузову автомобиля;
• Регулировка рулевого колеса по высоте и углу наклона под рост и анатомические особенности водителя;
• Удобная установка органов управления осветительными приборами, приборами сигнализации, стеклоочистителями и т.д.

Колонка имеет несложное устройство. Ее основу составляет вал рулевой колонки, на который посредством шлицевого соединения и гайки установлено рулевое колесо. В нижней части вал соединен с карданным валом, между этими валами находится верхний карданный шарнир. Карданный вал через отверстие в кузове и уплотнение выходит в моторный отсек, где через нижний карданный шарнир соединен с валом винта рулевого механизма.

Вал рулевой колонки заключен в трубу, на которой жестко установлен кронштейн для монтажа колонки к кузову. Также на трубу и кронштейн смонтировано несколько узлов, в том числе механизм фиксации колонки, который обеспечивает изменение угла наклона и высоты рулевого колеса. Рукоятка данного механизма обычно выходит в нижней части колонки или с ее правой стороны. И здесь же располагаются все переключатели (осветительных приборов и фар, стеклоочистителей и стеклоомывателей) и замок зажигания. Вся электрика скрыта под разъемным пластиковым кожухом, который состоит из верхней и нижней половин.

Вопросы ТО и ремонта рулевой колонки

При регламентном ТО проводится и обслуживание рулевого управления автомобиля. В первую очередь производится проверка надежности крепления узлов и агрегатов, осевой люфт в подшипниках, а также свободный ход рулевого колеса. При наличии ГУР обязательно проводится проверка уровня рабочей жидкости в бачке, а также надежность всех соединений системы на предмет утечек.

Особое внимание уделяется люфту руля. Для микроавтобусов (модели ГАЗ-3221) люфт должен быть меньше 20°, а для остальных моделей (ГАЗ-2705, 3302 и другие) — 25°. Также следует проверить осевой и радиальный люфт винта рулевого механизма, для этого рулевое колесо следует повернуть до упора (сторона поворота не имеет значения) и покачать выступающую часть винта механизма для оценки люфта (эту работу следует проводить с помощником). В любом случае устранение люфта осуществляется изменением зазора в подшипниках винта рулевого механизма, это можно сделать без демонтажа механизма, но удобнее произвести регулировку на снятом агрегате.

При необходимости ремонта рулевой колонки можно снять только верхнюю ее часть, либо демонтировать колонку полностью вместе с карданными шарнирами. Однако первый вариант не очень удобен, так как в этом случае для разъединения рулевого вала и карданного шарнира приходится выбивать клин (он фиксирует вилку шарнира на валу) на весу. Поэтому чаще снимают колонку полностью, для чего сначала необходимо демонтировать клин, посредством которого вилка нижнего карданного шарнира крепится к винту рулевого механизма, а затем выкрутить все винты, удерживающие уплотнение рулевой колонки и саму колонку.

При правильном обслуживании и своевременном ремонте рулевое управление автомобилей «ГАЗель», в том числе и рулевая колонка, будут служить долго, обеспечивая надежное управление в любых условиях.

Устройство рулевого управления

Система рулевого управления является самым важным элементом взаимодействия водителя и автомобиля. Поэтому данная система должна отвечать самым высоким современным требованиям. Стоит назвать только некоторые из них.

Во-первых, наличие расширенного диапазона функций, обеспечивающего водителю больший комфорт и удовольствие от езды; во-вторых, возможность применять системы, помогающие водителю в управлении автомобилем; и, в-третьих, явное сокращение потребления энергии для уменьшения расхода топлива.

Система рулевого управления должна работать точно и без люфтов. Легкий ход, прямая передача, компактный размер и малый вес. Более того, система должна обеспечивать водителю превосходный контакт с дорожным полотном и не препятствовать возврату к прямолинейному движению.

Необходимо, чтобы система работала плавно, требовала минимального сервисного обслуживания и обеспечивала максимальный комфорт и безопасность. Причем все это — и на большой, и на малой скорости.

Итог: управление, безопасность и комфорт — потому что качество автомобиля зависит также и от качества системы рулевого управления.

Элементы рулевого управления с гидроусилителем: 1 – рулевое колесо; 2 – рулевая колонка; 3 – карданный вал рулевого управления; 4 – уплотнитель вала; 5 – шланг нагнетательной магистрали; 6 – шланг сливной магистрали; 7 – рулевой механизм; 8 – бачок гидроусилителя рулевого управления; 9 – шланг возврата жидкости из рулевого механизма в бачок; 10 – насос гидроусилителя рулевого управления

Рулевое управление автомобиля – с травмобезопасной рулевой колонкой. Это обеспечивается конструкцией телескопического карданного вала, состоящего из двух частей.

Рулевая колонка: 1 – вал рулевого колеса; 2 – ручка регулировки положения рулевого колеса; 3 – кронштейн крепления рулевой колонки

При аварийном наезде автомобиля на препятствие нижняя часть карданного вала входит в верхнюю – трубчатую часть. В результате длина вала рулевого управления уменьшается, что снижает вероятность получения водителем серьезных травм.

Рулевой механизм типа «винт–шариковая гайка» со встроенным гидроусилителем закреплен в моторном отсеке c левой стороны на кронштейне рамы. Рулевой механизм состоит из алюминиевого картера, винта с шариковой гайкой и вала сектора.

Карданный вал рулевого управления: 1 – верхний шарнир вала; 2 – верхняя часть вала; 3 – нижняя часть вала; 4 – уплотнитель вала; 5 – нижний шарнир

На винту установлена шариковая гайка, имеющая внутри винтовую канавку. Между гайкой и винтом размещен набор шариков.

Детали рулевого привода (вид снизу автомобиля): 1 – поворотный рычаг правого колеса; 2 – правый наконечник поперечной рулевой тяги; 3 – поперечная рулевая тяга; 4 – сошка; 5 – продольная рулевая тяга; 6 – поворотный рычаг трапеции

При вращении винта шарики перекатываются по винтовой канавке и шариковая гайка перемещается вдоль винта. При этом своими зубьями гайка поворачивает валсектор, установленный в картере на двух роликовых подшипниках. На шлицах вала-сектора закреплена рулевая сошка. Винт с шариковой гайкой и набор шариков подобраны между собой и заменяются только в сборе.

Рулевой механизм с сошкой в сборе: 1 – отверстие сливной магистрали; 2 – картер рулевого механизма; 3 – отверстие нагнетательной магистрали; 4 – сошка

Рулевой привод состоит из сошки, продольной и поперечной рулевых тяг, рычагов поворотных кулаков и шарниров рулевых тяг. Рулевая сошка продольной тягой связана с поворотным рычагом трапеции. Поперечная рулевая тяга связывает рычаги обоих передних колес. Ее длина может быть отрегулирована, что позволяет изменять угол схождения колес. Углы продольного и поперечного наклона оси поворота колеса и развал передних колес заданы конструкцией передней подвески и в процессе эксплуатации не регулируются. Все шарниры, соединяющие детали рулевого привода, неразборные и не требуют обслуживания в эксплуатации.

Гидроусилитель рулевого управления встроен в рулевой механизм. В систему гидравлического усилителя входят лопастной насос, бачок для рабочей жидкости, шланги сливной и нагнетательной магистрали. Насос приводится во вращение ремнем от шкива коленчатого вала двигателя.

Насос гидроусилителя рулевого управления

Усилители рулевого привода и насосы ГУР так же необходимы для автомобиля, как двигатель и колёса, а для безопасности так же важны, как и тормоза: качество автомобиля во многом зависит от качества работы системы рулевого управления.

Рабочая жидкость из бачка подается насосом под высоким давлением к распределительному устройству (распределителю), расположенному в картере рулевого механизма и механически соединенному с винтом рулевого механизма. При отказе гидравлического усилителя возможность управления автомобилем сохраняется, но при этом увеличивается усилие на рулевом колесе.

Уровень жидкости в бачке должен находиться между двумя рисками

Бачок гидроусилителя рулевого управления установлен в моторном отсеке на кронштейне и закреплен хомутом. В крышке бака имеется указатель уровня жидкости.

УГЛЫ УСТАНОВКИ ПЕРЕДНИХ КОЛЁС

Особенности рулевого управления автомобиля Газель

На автомобиле Газель может быть установлено рулевое управление как без гидроусилителя, так и с гидроусилителем руля.

Рулевое управление без гидроусилителя

На автомобиле установлено рулевое управление, состоящее из рулевой колонки с колесом, рулевого механизма и привода рулевого управления.

Рулевая колонка позволяет изменять положение рулевого колеса по высоте и углу наклона.

Верхний конец вала рулевой колонки соединен с рулевым колесом коническими шлицами, а нижний – через карданные шарниры связан с винтом рулевого механизма.

Рулевой механизм состоит из алюминиевого картера, винта с шариковой гайкой и вала-сектора.

Винт установлен в картере на двух радиально-упорных шариковых подшипниках.

На винте установлена шариковая гайка, имеющая внутри винтовую канавку.

Между гайкой и винтом размещен набор шариков. При вращении винта шарики перекатываются по винтовой канавке и шариковая гайка перемещается вдоль винта.

При этом своими зубьями гайка поворачивает вал-сектор, установленный в картере на двух роликовых подшипниках.

На конических шлицах вала-сектора закреплена рулевая сошка.

Винт с шариковой гайкой и набор шариков подобраны друг к другу и при необходимости заменяются только в сборе.

Регулировка зацепления шариковой гайки с валом- сектором производится поворотом эксцентриковых обойм подшипников вала-сектора.

Рулевой механизм смазывается трансмиссионным маслом (0,5 л), залитым в картер через пробку с конической резьбой.

Рулевой привод состоит из сошки, продольной и поперечной рулевых тяг, рычагов поворотных кулаков колес и шарниров рулевых тяг.

Рулевая сошка продольной тягой связана с рычагом поворотного кулака левого переднего колеса.

Поперечная рулевая тяга связывает рычаги обоих колес, синхронизируя их поворот.

Ее длина может быть отрегулирована, что позволяет изменять угол схождения колес. Угол продольного и поперечного наклона оси поворота и развал передних колес заданы конструкцией передней подвески и в процессе эксплуатации не регулируются.

Все шарниры, соединяющие элементы рулевого привода, унифицированные, неразборные и не требуют обслуживания в эксплуатации.

Рулевое управление с гидроусилителем, совмещенным с рулевым механизмом

В рулевом механизме со встроенным гидроусилителем вместо ролика на валу сошки нарезан трехзубый сектор, а роль червяка выполняет винт, связанный с поршнем-рейкой, установленный на двух упорных подшипниках, преднатяг которых регулируется гайкой.

В картере рулевого механизма выполнен цилиндр гидроусилителя, в котором по винту перемещается поршень-рейка.

Поршень выполнен заодно с шариковой гайкой и имеет зубья, входящие в зацепление с зубьями сектора вала сошки.

Поршень делит цилиндр на две полости. При неподвижном рулевом колесе давление в них одинаковое.

В зависимости от направления вращения рулевого колеса, соответствующая полость цилиндра соединяется через гидрораспределитель с нагнетающей магистралью высокого давления, а другая – с отводящей.

Давление жидкости (масла) в гидросистеме рулевого усилителя создает насос лопастного типа с ременным приводом от шкива коленчатого вала, установленный на передней части двигателя.

В расширительном бачке гидросистемы рулевого усилителя размещен фильтрующий элемент, задерживающий частицы размером более 45 мкм.

Рулевой привод состоит из тяг рулевой трапеции, тяги сошки и рычагов.

В проушину маятникового рычага и в наконечники тяг запрессованы самоподжимающиеся разборные шарниры с полусферическими пальцами.

Тяги рулевой трапеции имеют регулировочные трубки, а на буртиках их наконечников напрессованы гофрированные резиновые уплотнители с металлической обоймой.

Шарниры тяги сошки и маятникового рычага защищены колпачковыми резиновыми уплотнителями.

Диагностика неисправностей гидроусилителя рулевого управления

Увеличенный угол свободного хода рулевого колеса:

— Увеличенный зазор в зацеплении пары гайка-сектор

Отрегулировать зацепление пары гайка-сектор

— Появление зазора в подшипниках винта

Отрегулировать подшипник винта

— Чрезмерный износ детали шарниров тяг и их крепления

Заменить изношенные детали

— Повышенный люфт ступиц колес

Отрегулировать зазор в подшипниках ступиц колес

— Ослабление клиньев крепления вилок и гайки крепления сошки

Затянуть ослабленные гайки

Заедание, скрипы или щелчки в рулевом механизме:

— Чрезмерный износ винта или вала-сектора, выкрашивания или вмятины на их поверхности

Заменить винт-гайку или вал-сектор

Слабая фиксация рулевой колонки:

— Ослабление механизма фиксации колонки

Отрегулировать механизм фиксации колонки

Повышенное усилие поворота рулевого колеса «тяжелый руль»:

— Задир втулок шкворня

Заменить втулки и шкворень

— Проворачивание втулок шкворня в бобышках кулака

Заменить втулки и шкворень

— Загрязнение опорного подшипника шкворня (при повороте колес слышен скрип в опорном подшипнике)

Промыть опорный подшипник через пресс-масленку смесью из 50% керосина и 50% трансмиссионного масла.

Смазать опорный подшипник через пресс-масленку до появления смазки из-под уплотнителя

Течь смазки из рулевого механизма:

— Износ или потеря эластичности сальника и уплотнений рулевого механизма

Заменить изношенные сальник и уплотнительные резиновые кольца

Люфт рулевой колонки:

— Осевое перемещение вала рулевого колеса относительно кожухов

Заменить изношенные втулки подшипников вала рулевой колонки

Диагностика неисправностей гидроусилителя рулевого управления

Постоянный шум со стороны насоса:

Усилитель не работает или мала его эффективность (повышенное усилие на рулевом колесе):

— Засорен фильтр в бачке

Замените фильтр (на части двигателей фильтр заменяется с бачком в сборе) и, желательно, жидкость

— Засорились расходный и предохранительный клапаны

Промойте клапаны и насос

— Ремень проскальзывает по шкиву насоса

Подтяните или замените ремень

— Залита жидкость несоответствующей вязкости (как правило, ее вязкость мала)

Руль в одну сторону поворачивается значительно легче, чем в другую:

Промыть гидросистему и усилитель

— Дефект усилителя: разрушение его деталей, негерметичность клапанов

Замените усилитель в сборе

Утечка жидкости из системы:

— Трещины шлангов, неплотно затянуты их хомуты

Подтяните хомуты, замените штанги

— Течь из-под крышек усилителя или насоса

Замените прокладки, резиновые кольца

— Течь через технологические отверстия в корпусе насоса (выдавило заглушки)

Запрессуйте новые заглушки или замените насос

— Повышенное давление в системе из-за заклинивания расходного клапана в закрытом положении

Устраните неисправность или замените насос

— Чрезмерный уровень жидкости в бачке

Отберите излишки жидкости шприцем или резиновой грушей

Низкая курсовая устойчивость на большой скорости:

— Нарушение регулировки подшипников винта и в паре гайка-рейка – вал-сектор рулевого механизма

Отрегулируйте зазоры между деталями