Конструкция и функционал рулевой колонки автомобиля

Подрулевое пространство, через которое проходит рулевая колонка, давно превратилось из свободного места с единственным кронштейном крепления руля в плотно упакованный кластер многочисленных механизмов и электронного оборудования. Значительная часть этих приборов упрятана под кожухом того, что раньше скрывало лишь рулевой вал.

Что имеет и не имеет отношения к рулевому управлению

Непосредственно за руление, то есть изменение угла поворота передних колёс, отвечают лишь рулевое колесо и соединяющий его с редуктором вал колонки. Всё остальное обеспечивает только безопасность и комфорт, что во многом совпадает.

В рулевой колонке под кожухом обычно располагаются:

• подшипник с кронштейном, в котором вращается рулевой вал;
• замок зажигания с запирающим механизмом, под который в вале имеется ответная часть;
• подрулевые многорежимные переключатели, коммутирующие многочисленные электрические цепи, тут управление сигналами поворота, режимами освещения, омывателями и очистителями стёкол и многое другое;
• узлы обеспечения безопасности – телескопирующие устройства и карданные сочленения, позволяющие колонке «ломаться» при лобовом ударе, не причиняя вреда водителю;
• механизмы регулирования угла наклона и вылета рулевого колеса, часто с электроприводом;
• электроусилитель руля, если он работает на рулевой вал, а не на рейку механизма;
• проводка к пиропатрону водительской подушки безопасности и кнопкам мультируля.

Основной задачей остаётся передача вращающего момента от рулевого колеса к входному валу рулевого механизма. Взаимное их расположение на современных автомобилях определяется с одной стороны компоновкой подкапотного пространства и передней подвески, а с другой – требованиями эргономики по организации рабочего места водителя. Поэтому рулевой вал может представлять собой довольно причудливую конструкцию с несколькими промежуточными ступенями, соединёнными карданными шарнирами. Одновременно это работает на безопасность, поскольку при ударе в переднюю часть автомобиля усилие уже не будет передаваться через вал на грудную клетку водителя, а подушка безопасности сработает в чётко ограниченном пространстве, приняв водителя так, как предписано компьютерным моделированием и испытаниями по краш-тестам.

Дополнительную защиту от травм обеспечивает кожух колонки, выполненный из пластика, не образующего осколки с острыми краями при разрушении. При контакте с коленями водителя он легко деформируется, не придавая им опасных ускорений.

Конструкция и работа отдельных деталей

Рулевое колесо закреплено на шлицах верхней части рулевого вала. Плотная посадка обеспечивается конструктивным натягом или конической формой в месте прижатия вала и ступицы руля. Фиксируется соединение центральной гайкой с резьбой большого диаметра.

При расположении замка зажигания на рулевой колонке он снабжается устройством блокировки. После перевода ключа в стояночное положение, когда он может быть извлечён из замка, в сторону колонки выдвигается прочный стальной ригель, входящий в прорезь рулевого вала. Верящие в простоту поломки блокиратора резким движением руля могут сами попытаться это проделать, вряд ли у них что-то получится, как в многочисленных фильмах про угоны автомобилей. Заблокированный замок очень непросто разобрать даже в условиях автосервиса. Болты крепления имеют срезающиеся после затяжки головки, а доступ к фиксаторам затруднён и требует применения металлорежущего оборудования.

Далее вал проходит через модуль электроусилителя, если он входит в состав колонки. Там он содержит упругий торсион, обеспечивающий работу датчика крутящего момента и ведомое соединение с редуктором электромотора. На выходе устанавливается карданный шарнир, после чего линия вала изгибается и оканчивается на шлицах входного вала реечного рулевого механизма. Или редуктора иной конструкции, на конструкцию колонки это никак не влияет.

Снаружи на трубчатый внутренний кожух вала надеваются зажимы крепления блока подрулевых переключателей и проводки, которая идёт к контактной группе рулевого колеса. Вал относительно кожуха фиксируется подшипниками, наружные обоймы которых завальцованы в кронштейн крепления к полке передней панели кузова.

Механизм регулировки вылета и наклона руля

Положение рулевого колеса можно изменять, отклонив расположенный под рулевой колонкой рычаг. При этом освобождается узел поворота верхней части колонки относительно горизонтальной оси и телескопическое устройство изменения длины колонки. Руль можно выдвинуть или отодвинуть в удобное положение, а также наклонить. После чего выбранное положение фиксируется возвратом рычага на место. В дорогих автомобилях регулировочный узел снабжён электрическим сервоприводом. Помимо ручного управления, существует и автоматическое, руль занимает верхнее положение для облегчения выхода водителя, после чего возвращается на занесённое в память положение.

Неисправности и ремонт рулевой колонки

Устройство достаточно простое, поэтому неисправностей, непосредственно связанных с рулевым управлением, здесь может быть всего две – износ подшипников и карданных шарниров. При частом пользовании возможно появление люфтов в регулировочном механизме, если он имеется.

Иногда ослабевает крепёж кронштейна подвески колонки к кузову. Появляются люфты, которые несложно устранить простой подтяжкой болтов. При образовании трещин применять сварку следует с большой осторожностью, некачественное исполнение может привести к внезапному отделению кронштейна на ходу.

Изношенные крестовины подлежат замене вместе с промежуточными валами. Но автосервисы уже давно научились подбирать и менять только крестовины, что обходится во много раз дешевле, хотя и требует высокой квалификации исполнителя. Рулевое управление по требованиям безопасности приравнивается к тормозной системе и прочим жизненно важным узлам автомобиля.