Как работает и из чего состоит рулевая трапеция

Автомобили с задним и передним приводом имеют ряд особенностей и отличий, связанных не только со строением механизма, но и со спецификой рулевого управления каждым из транспортных средств. В заднеприводных авто предусмотрен рулевой привод, который представляет собой так называемую рулевую трапецию. Её ключевое назначение состоит в том, чтобы обеспечивать движение колёс, когда ТС выполняет манёвры (в частности, повороты) без бокового скольжения. Кроме того, с технической стороны она решает проблему надёжного крепления деталей друг к другу, что делает механизм более прочным и износоустойчивым и будет дольше служить.

Создание рулевой трапеции

Французский инженер А. Болле в 1880 году представил миру первую машину с паровым двигателем. В его творении впервые была применена рулевая трапеция, которая была создана до того, как был изобретён руль. Она использовалась для поворота колёс. Естественно, что с тех времён её конструкция существенно изменилась. Когда инженерами была придумана независимая подвеска колёс, пришлось изменить устройство поперечной тяги и дополнительно оснастить её шаровыми наконечниками. В процессе эволюции машиностроения были изобретены рулевые редукторы с червячной передачей, а также маятниковые рычаги, которыми оборудованы современные автомобили.

Где расположена

Рулевая трапеция, как правило, расположена в самом низу моторного отсека, практически между салоном автомобиля и подкапотным пространством. Чтобы увидеть элементы механизма, нужно повернуть руль в крайнее положение в любую сторону и посмотреть под подкрылком. Так можно оценить состояние всех составляющих.

Основные элементы

Рулевая трапеция является достаточно сложным единым механическим узлом. Важно понимать, что они могут быть не только цельными (предназначены для ТС с зависимой подвеской), но и расчленёнными (подходят для авто с независимой подвеской).

В зависимости от марки и года выпуска автомобиля строение трапеции может иметь несколько разновидностей, но ключевыми элементами практически у всех можно назвать:

• поперечную рулевую тягу;
• два поворотных рычага (которые сцеплены с поворотными кулаками жёстким соединением);
• два маятниковых рычага (зачастую роль одного из них выполняет сошка);
• две боковые тяги;
• рулевые наконечники;
• муфты для соединения.

Назначение и функции

Выполнение автомобилем поворота кажется всем совершенно простым действием. Но, на самом деле, это не так. Радиус траектории манёвра определяется углом движения колёс. Конструкция трапеции предназначена для того, чтобы избежать проскальзывания внутреннего колеса (которое в процессе поворота описывает кривую меньшего радиуса) и предотвратить ослабление сцепления с дорогой, что может привести к потере контроля над управляемостью машины.

Когда автомобиль входит в поворот, сошка воздействует на поперечную тягу трапеции, в результате чего она (тяга) смещается. В силу того, что она прикреплена к маятниковому рычагу, она смещается относительно положения геометрической оси моста, в то же время обеспечивает тянущие толкательные движения боковых тяг. Из-за того что крепления перекашиваются, они по-разному воздействуют на наконечники, благодаря чему и удаётся обеспечить необходимые углы поворота колёс.

Регулировочные муфты, служащие для соединения шарниров боковых тяг, нужны для того, чтобы быстро изменять их длину, без необходимости в разборке механизма. Это даёт возможность регулировать угол положения колёс (также известный как развал-схождение).

Шаровые наконечники используются для соединения всех элементов механизма. Для того чтобы упростить конструкцию и ремонт (замену), все шарниры выпускаются однотипными. Они являются залогом правильного функционирования привода на любом типе и качестве дорожного покрытия, будь то пересечённая местность или разбитый, с выбоинами асфальт.

Исправность рулевой трапеции обеспечивает надлежащую управляемость транспортного средства, что является залогом безопасности водителя, пассажиров и других участников дорожного движения.

Принципы работы видов трапеций

В зависимости от места расположения и особенностей строения, рулевые трапеции можно разделить на 4 типа:

• с задним расположением и неразрезной тягой;
• с передним расположением и неразрезной тягой;
• с задним расположением и разрезной тягой;
• с передним расположением и разрезной тягой.

Задней (с задним расположением) принято называть трапецию, которая вмонтирована за осью управляемых колёс (естественно, передних). Передней (с передним расположением) — когда она находится перед этой же осью. Тип применённой трапеции зависит от модели автомобиля, его компоновки и типа рулевого управления, которое, в свою очередь, может быть разрезным и неразрезным (в зависимости от подвески).

У неразрезной трапеции поперечная рулевая тяга, которая является соединителем между колёсами, — сплошная. Такой тип механизма подходит для транспортных средств с зависимой подвеской, преимущественно грузовиков и автобусов. У разрезной рулевой тарпеции поперечная рулевая тяга, служащая для соединения колёс, — поперечная. Такой тип устанавливается в основном на легковые автомобили.

Возможные поломки

Примерная продолжительность эксплуатации рулевой трапеции составляет 20–30 тыс. км пробега, затем необходимо выполнить диагностику и, возможно, её заменить. Максимально данный механизм может прослужить около 50 тыс. км, но лучше так не рисковать и уделить этому вопросу надлежащее значение. Срок службы деталей зависит преимущественно от аккуратности вождения и преобладающего качества дорог, по которым ездит автомобиль.

К симптомам неисправности одного из элементов данной детали можно отнести:

• резкое увеличение люфта руля;
• при движении на неровных участках дороги появляются стуки в районе передней подвески;
• произвольное отклонение транспортного средства с прямой траектории движения на ровных участках дорожного покрытия;
• увеличение люфта, когда колесо покачивается в горизонтальной плоскости;
• неравномерное стирание резины. Эта неполадка свидетельствует о проблемах в регулировке развала-схождения, которые чаще всего возникают на фоне неполадок в рулевой трапеции.

Пошаговая инструкция замены рулевой трапеции

Замену рулевой трапеции лучше выполнять в профессиональных мастерских. Во-первых, для этого нужно иметь навыки работы с подобными деталями, а во-вторых, без гидравлического пресса работать с втулками практически нереально.

Если всё-таки принято решение поменять данный механизм в гаражных условиях, пригласите себе помощника и позаботьтесь о наличии следующих инструментов и расходных материалов:

• домкрат и подставки под машину;
• гайковёрты;
• воротки;
• набор гаечных ключей;
• съёмник рулевой тяги;
• смазка для авто и аэрозоль WD-40;
• отвёртки;
• тиски;
• молоток;
• щётка по металлу;
• гидравлический пресс (не обязательно, но если таковой имеется — будет гораздо проще).

Когда всё готово, можно приступать к работе:

1. Поднимите ТС домкратом и зафиксируйте подставки. Можно также воспользоваться эстакадой или смотровой ямой.
2. Снимите колёса (передние).
3. С помощью щётки и WD-40 очистите резьбовые соединения от грязи и ржавчины.
4. Демонтируйте тягу (разогните и снимите шплинты на гайках крепления). Для этого понадобятся ключи и съёмник.
5. Снимите среднюю рулевую тягу, открутив крепежи.
6. Демонтируйте вторую тягу.
7. Открутите крепления, после чего снимите маятниковый рычаг.
8. Разберите маятник.
9. Закрепите маятник в тисках.
10. Далее нужно выбить или выпрессовать все втулки, которые пришли в негодность. Для этого можно использовать молоток (но это займёт больше времени и грозит повреждением деталей трапеции или других компонентов системы), а можно воспользоваться съёмником.
11. Обработайте новые втулки смазкой.
12. Запрессуйте втулки.
13. Максимально точно измерьте размер старых тяг.
14. Поставьте новые тяги (максимально подходящие по длине) и маятник на место.
15. Установите все снятые запчасти в обратном порядке.
16. Выполните регулировку развала-схождения.

Видео: замена рулевой трапеции

В зависимости от навыков тех, кто будет выполнять замену, на весь процесс может уйти от 1 часа до 3–4. Браться за такую работу самостоятельно рекомендуется только опытным автолюбителям (или с напарником, который знает толк в ремонте автомобилей). После замены рулевой трапеции регулярно контролируйте состояние наконечников и уплотнителей — они являются индикатором исправности обновлённого механизма.

Рулевая трапеция — очень важный элемент рулевого управления транспортным средством. Своевременный ремонт и замена неисправных деталей механизма являются залогом безопасной и комфортной езды.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.