Система рулевого управления преобразует вращение рулевого колеса в поворотное движение опорных катков таким образом, что обод рулевого колеса поворачивается в длинную сторону, а опорные колеса перемещаются в короткую.
Система позволяет водителю использовать только легкие силы для управления тяжелой машиной. Обод рулевого колеса диаметром 15 дюймов (380 мм), совершающий четыре оборота от крайнего левого до упора правого упора, проходит почти 16 футов (5 м), в то время как край опорного колеса перемещается на расстояние чуть более 12 дюймов (300 мм). Если бы водитель поворачивал опорное колесо напрямую, ему пришлось бы давить почти в 16 раз сильнее.
Рулевое усилие передается на колеса через систему шарнирных соединений. Они предназначены для того, чтобы колеса могли двигаться вверх и вниз вместе с подвеской без изменения угла поворота рулевого колеса.
Они также гарантируют, что при прохождении поворотов внутреннее переднее колесо, которое должно проходить более крутой поворот, чем внешнее, становится более острым.
Шарниры должны быть отрегулированы очень точно, и даже небольшой люфт в них делает рулевое управление опасно неаккуратным и неточным.
Обычно используются две системы рулевого управления — реечный и рулевой механизм.
На больших автомобилях любая из систем может быть оснащена усилителем, чтобы еще больше уменьшить усилие, необходимое для ее перемещения, особенно когда автомобиль движется медленно.
В основании рулевой колонки внутри корпуса находится небольшая шестерня (шестерня). Его зубы зацепляются с прямым рядом зубов на стойке - длинной поперечной планке.
Поворот шестерни заставляет рейку перемещаться из стороны в сторону. Концы стойки соединены с опорными катками траками.
Эта система проста, в ней мало движущихся частей, которые могут изнашиваться или смещаться, поэтому ее действие точное.
Универсальный шарнир в рулевой колонке позволяет ей соединяться с рейкой без неуклюжего наклона рулевого колеса вбок.
В основании рулевой колонки внутри коробки находится червячная передача. Червяк представляет собой цилиндр с резьбой, похожий на короткий болт. Представьте, что вы поворачиваете болт, на котором держится гайка; гайка будет двигаться вдоль болта. Точно так же при вращении червяка перемещается все, что входит в его резьбу.
В зависимости от конструкции подвижной частью может быть сектор (как срез шестерни), штифт или ролик, соединенный с вилкой, или большая гайка.
Система гаек имеет закаленные шарики, вращающиеся внутри резьбы между червяком и гайкой. Когда гайка движется, шарики скатываются в трубку, которая возвращает их к началу; это называется системой рециркуляции шаров.
Червяк перемещает опускаемый рычаг, соединенный поперечной тягой, с рулевым рычагом, который перемещает ближайшее переднее колесо.
Центральная рулевая тяга достигает другой стороны автомобиля, где она связана с другим передним колесом другой рулевой тягой и рулевым рычагом. Поворотный промежуточный рычаг удерживает дальний конец центральной рулевой тяги на одном уровне. Расположение рук различается.
Система рулевого управления имеет много движущихся частей, поэтому она менее точна, чем реечная система, и имеет больше возможностей для износа и смещения.
На тяжелой машине либо тяжелое рулевое управление, либо неудобно низкий редуктор — рулевое колесо требует много оборотов от упора до упора.
Тяжелая передача может создавать проблемы при парковке в ограниченном пространстве. Усилитель руля решает эту проблему. Двигатель приводит в действие насос, подающий масло под высоким давлением к рейке или рулевому механизму.
Клапаны в рулевой рейке или коробке открываются всякий раз, когда водитель поворачивает руль, пропуская масло в цилиндр. Масло работает как поршень, который помогает толкать рулевое управление в нужном направлении.
Как только водитель перестает крутить руль, клапан закрывается и толкающее действие поршня прекращается.
Мощность только помогает рулевому управлению — рулевое колесо по-прежнему связано с опорными катками обычным образом.
Как работает автомобильная система рулевого управления?
5 причин тряски руля
Безопасность за рулем
Как исправить вибрацию рулевого колеса
Как разблокировать заблокированный руль