Трапеция рулевая: эффективное и бережное управление

Рулевое управление автомобилей с задним и передним приводом несколько отличается, в заднеприводных авто используется рулевой привод, реализуемый в виде так называемой рулевой трапеции. О назначении рулевой трапеции, ее устройстве, принципах работы, а также регулировке и обслуживании читайте в статье.

Назначение рулевой трапеции

Маневрирование автомобиля выглядит довольно просто: управляемые колеса поворачиваются на тот или иной угол, и автомобиль по радиусу (который зависит от угла поворота управляемых колес) изменяет направление своего движения. Однако в действительности это простое действие оказывается не таким уж и простым, и создает массу проблем для конструкторов.

Проблем возникают вследствие того, что управляемые колеса при повороте движутся по разным радиусам: внешнее колесо — по большему, внутреннее колесо — по меньшему. А это значит, что при отклонении обоих управляемых колес на одинаковый угол одно из них катилось бы с проскальзыванием. Такая ситуация ухудшает управляемость автомобиля, так как эффективное сцепление с дорогой имеет только одно колесо (внешнее), а главное — это приводит к интенсивному износу шин управляемых колес.

Решение всех этих проблем одно, и при этом несложное: при повороте автомобиля необходимо обеспечить отклонение управляемых колес на разные углы. Для внешнего колеса угол должен быть меньше (так как оно движется по большему радиусу), а для внутреннего колеса — больше (так как оно движется по меньшему радиусу). На автомобилях с задним приводом (классической компоновки) эта задача решается с помощью особого устройства рулевого привода, который называется рулевой трапецией.

Рулевая трапеция — это общее название рулевого привода заднеприводных автомобилей, такое название возникло из-за характерной конструкции привода и заложенного в него принципа работы.

Общее устройство и принцип работы рулевых трапеций

Типичная рулевая трапеция содержит четыре основных компонента:

• Поперечная рулевая тяга;
• Два маятниковых рычага (роль одного из них обычно играет рулевая сошка);
• Две боковых рулевых тяги;
• Два поворотных рычага, жестко соединенных с поворотными кулаками колес.

Все свои свойства рулевая трапеция получает благодаря особенностям ее установки на автомобиль. Поперечная рулевая тяга (ее часто называют средней или центральной) с помощью шаровых шарниров крепится к двум маятниковым рычагам, которые жестко монтируются на лонжероны кузова. Поперечная рулевая тяга может качаться на маятниковых рычагах (за что они и получили свое название), причем при отклонении тяги в одну или другую сторону она одновременно теряет параллельность с балкой моста (попросту перекашивается). Отклоняясь, поперечная рулевая тяга тянет и толкает боковые рулевые тяги и соединенные с ними поворотные рычаги колес. Но вследствие перекоса поперечной тяги колеса отклоняются на разные углы: внешнее — на меньший, внутреннее — на больший.

Устройство рулевых трапеций реальных автомобилей несколько более сложное. В частности, боковые тяги всегда имеют составную конструкцию, они включают в себя два рулевых наконечника (один из них длинный — это собственно тяга, и один короткий — рулевой наконечник), соединенных регулировочной муфтой. Такая конструкция дает возможность изменять длину боковой рулевой тяги, регулируя схождение колес. Обычно муфта разрезная, фиксируется на наконечниках с помощью хомутов. На хвостовиках наконечников, вставляемых в муфту, нарезается правая и левая резьба — такое решение позволяет изменять длину тяги без разборки трапеции, простым вращением муфты.

Все соединения тяг и рычагов рулевой трапеции выполняются шарнирными, причем здесь используются однотипные шаровые шарниры, которые обеспечивают нормальную работу рулевого управления при движении по неровностям дороги. В типичной рулевой трапеции таких шарниров шесть: по одному для соединения двух боковых тяг с поворотными рычагами колес, по одному для соединения боковых рулевых тяг со своими маятниковыми рычагами, и два для соединения центральной поперечной тяги с обоими маятниковыми рычагами. Таким образом, на каждом маятниковом рычаге установлено сразу по два шарнира.

Важно отметить, что существует несколько типов рулевых трапеций, отличающихся по конструкции. Выше было описано рулевое управление на основе разрезной трапеции с маятниковыми рычагами — именно она получила наибольшее распространение на заднеприводных легковых автомобилях с независимой передней подвеской. На авто с зависимой подвеской передних колес чаще используются неразрезные трапеции, в которых поперечная рулевая тяга расположена перед или за балкой моста (соответственна, в этих случаях трапеция называется передней или задней). В отдельные группы выделяются рулевые трапеции с ГУР.

Интересно, что описанная выше рулевая трапеция стала использоваться достаточно давно — ее можно найти еще на довоенных автомобилях, и к сегодняшнему дню она претерпела минимум изменений. Однако в настоящее время основная масса легковых автомобилей имеет привод на передние колеса, и в них используются иные конструкции рулевого привода (чаще всего с ГУР в виде рулевой рейки).

Вопросы регулировки, обслуживания и ремонта рулевой трапеции

Рулевая трапеция играет одну из главных ролей в управляемости автомобиля, поэтому важнейшее значение имеет ее диагностика, обслуживание и ремонт.

Основная проблема рулевого привода — его шаровые шарниры. Они подвергаются большим нагрузкам, поэтому постепенно происходит их износ, что проявляется увеличением люфта и ухудшением управляемости. Следует регулярно производить измерение люфта шарниров рулевой трапеции, а также общее состояние всех соединений и деталей трапеции. Эту работу лучше проводить вдвоем, так как для проверки люфта в шарнирах необходимо отклонять руль в стороны и смотреть, как движутся детали рулевой трапеции. При хорошем состоянии шарниров все сопряженные детали должны двигаться одновременно.

При обнаружении чрезмерного люфта шаровые шарниры подлежат замене. Это довольно сложная для автовладельца работа, так как съем и установка шарниров (а точнее — выпрессовка и запрессовка пальцев) производится с помощью специальных приспособлений. Также следует заменить все деформированные детали, детали с трещинами и другими повреждениями.

Регулировка рулевой трапеции (установка схождения колес) тоже должна производиться только с применением специальных приспособлений в условиях автосервиса. Неграмотная регулировка в лучшем случае приводит к повышенному износу шин управляемых колес, а в худшем — оказывает негативное влияние на управляемость автомобиля и снижает его безопасность.

Регулярный осмотр, ремонт и регулировка рулевой трапеции — залог долговечности передних шин, а также управляемости и безопасности автомобиля.