Маятниковый рычаг рулевого механизма
Маятниковый рычаг – часть конструкции рулевого управления заднеприводных и полноприводных автомобилей. В подавляющем большинстве современных автомобилей, особенно, переднеприводных, применяется рулевое управление типа шестерня-рейка, в котором маятникового рычага нет.
Маятниковый рычаг служит для передачи энергии, которую сообщает механизму водитель, вращая рулевое колесо
Однако если автомобиль заднеприводный, совершенно не обязательно, что в нем есть маятниковый рычаг. Наоборот, за последние 15 лет наметилась тенденция отказа от использования классической схемы рулевого управления на основе рулевого редуктора с трапецией и маятниковым рычагом. В современных заднеприводных автомобилях рейка практически вытеснила громоздкую и инертную схему с рулевой трапецией. Ковенно этому способствует популярность передней независимой подвески Макферсон, с которой гораздо легче состыковать рулевое управление типа шестерня – рейка. У классической конструкции есть только одно преимущество – надежность ее основного узла, то есть редуктора. К сожалению, о маятниковом рычаге этого не скажешь.
Что такое маятниковый рычаг
Маятниковый рычаг служит для передачи энергии, которую сообщает механизму водитель, вращая рулевое колесо. Вал рулевого колеса вращает ось рулевого редуктора, который передает усилие присоединенной к его выходному валу рулевой тяги. Для понимания того, зачем нужен маятниковый рычаг, необходимо вспомнить, что у автомобиля синхронно поворачиваются два колеса передней оси, а не одно, при этом, к вал рулевого редуктора передает усилие на одну тягу с одной стороны.Чтобы оба колеса поворачивались одновременно и на один и тот же угол, придуман маятниковый рычаг.
По сути, конструкция этого узла в чем-то похожа на конструкцию редуктора, если не принимать во внимание, что непосредственно к нему водитель силу не прикладывает. Подобно редуктору, у маятникового рычага есть вертикальная ось и непосредственно рычаг (эту часть называют сошкой), к которому прикреплена вторая рулевая тяга с пассажирской стороны. Усилие на маятниковый рычаг и рулевую тягу передается центральной тягой, соединяющей рулевой редуктор и маятниковый рычаг. Получается, что маятниковый рычаг – вторая, дополнительная точка опоры для рулевой трапеции. С другой, водительской, стороны точкой опоры для нее является рулевой редуктор.
История маятникового рычага
Маятниковый рычаг и вся конструкция рулевой трапеции гораздо старше рулевой рейки. Схожие механизмы использовались еще в эпоху зарождения автомобилей. В наше время рулевую трапецию активно применяют производители грузовиков, которые, как правило, имеют привод на заднюю ось и переднюю зависимую подвеску на рессорах. Случаи применения рессор в независимой подвеске редки, а грузовики принято строить по наиболее надежной классической схеме.
Устройство маятникового рычага
Маятниковый рычаг состоит из литого цилиндрического корпуса с приливами, в которых проделаны отверстия для крепления к кузову автомобиля, вернее, к лонжерону кузова. Иногда, если автомобиль рамный, корпус крепится к раме, как к самому прочному элементу.
В центральной части цилиндра предусмотрено продольное отверстие под ось. К нижней части оси, продетой через корпус, под углом 90 градусов прикреплен изогнутый рычаг (или сошка), который и служит точкой опоры для тяг рулевой трапеции. Ось обеспечивает рычагу подвижность. Один конец сошки прикреплен к ней, второй имеет возможность ограниченно двигаться в одну или в другую сторону. Из-за этого ограниченного движения его и назвали маятниковым.
Корпус рычага чаще всего делают из чугуна ввиду того, что этот материал мало подвержен истиранию. Если стоит вопрос снижения веса, чугун заменяют прочным алюминиевым сплавом. Широко известны маятниковые рычаги с алюминиевыми корпусами, которые применяются в конструкции рулевого управления классического семейства ВАЗ и полноприводных Lada 4x4, больше известных как «Нива».
Особенности эксплуатации маятникового рычага
В силу функционала маятниковый рычаг относится к уязвимым узлам. Дело в том, что на него через рулевые тяги передаются удары, которое получает колесо, попадающее в ямы. Нагрузки могут достигать таких кратковременных величин, что ось рычага может погнуться, а корпус – разрушится.
Еще одна особенность маятникового рычага, влияющая на срок его службы, – наличие подвижных, трущихся друг об друга элементов. Для снижения трения в конструкции могут применяться либо подшипники качения, либо втулки. Общепризнано, что маятниковые рычаги на втулках надежнее, так как втулка – очень простая деталь, и кроме истирания никакой другой износ ее не «берет». Подшипники же при кратковременных ударных нагрузках разрушаются, что способствует перекосу оси и дальнейшему разрушению корпуса. Если в автомобиле это произошло, узнать об этом можно по резкому возрастанию усилия, которое приходится прикладывать к рулевому колесу, и его заеданию. Даже если подшипники или втулки целы, постепенно накапливающийся износ приводит к усилению люфта оси и ухудшению управляемости автомобиля. Если машина стала плохо держать дорогу, то, в первую очередь, следует изучить состояние маятникового рычага.
Деформацию оси узла можно распознать по неравномерному износу покрышки колеса, находящегося на водительской стороне, так как в некоторых положениях руля углы установки колес сильно нарушаются.
Автомобили иностранного производства, в которых применяются маятниковые рычаги
Как правило, маятниковый рычаг можно встретить в конструкции полноприводных автомобилей производства 70-90-х годов. Хорошим примером может служить, например, Toyota HILUX, Pontiac Trans Am или Jeep Wrangler. Из более современных моделей – BMW E39 5 series.
