Функция рулевого механизма заключается в соответствующем преобразовании крутящего момента и угла рулевого управления от рулевого колеса (в основном за счет снижения скорости и увеличения крутящего момента) перед передачей их на рулевую тягу, тем самым позволяя транспортному средству управлять автомобилем. Таким образом, рулевой механизм по существу представляет собой коробку передач и обычно состоит из 1–2 ступеней редукторов.
На протяжении всей истории разрабатывались различные типы рулевых механизмов, многие из которых сейчас устарели. Рулевые механизмы можно разделить на механические (без усилителя) и с усилителем в зависимости от типа оказываемой помощи.
Механические рулевые механизмы можно дополнительно разделить на различные конструктивные формы, в том числе реечные, шариковые с рециркуляцией, червячно-секторные, шарико-рычажные с рециркуляцией и червячно-роликовые. Наиболее часто используемые типы — реечные, шариковые и червячные.
Реечный рулевой механизм является простейшей формой рулевого механизма. Он предлагает такие преимущества, как простая и компактная конструкция, высокая жесткость, низкая стоимость, отзывчивое рулевое управление, высокое передаточное число рулевого управления в обоих направлениях, простота установки и совместимость с подвеской на поперечных рычагах и стойками МакФерсон. Он также может напрямую приводить в движение тяговое звено, упрощая механизм рулевой передачи. В результате оно находит широкое применение в легковых автомобилях и легких грузовиках.
Рулевые механизмы с рециркуляцией шариков обеспечивают как высокие положительные, так и отрицательные передаточные числа, что упрощает их эксплуатацию, обеспечивает длительный срок службы, стабильную и надежную работу. Однако из-за высокого отрицательного передаточного числа дорожные толчки могут легко передаваться на рулевое колесо.
Рулевые механизмы с усилителем сочетают в себе механические рулевые механизмы с усилителями мощности. В зависимости от передающей среды рулевые механизмы с усилителем могут быть пневматическими или гидравлическими. Рулевые механизмы с гидроусилителем можно разделить на дополнительные категории в зависимости от их расположения и соединения между механическим рулевым механизмом, цилиндром гидроусилителя рулевого управления и клапаном управления рулевым управлением. К этим категориям относятся интегральный тип (где механический рулевой механизм, цилиндр гидроусилителя рулевого управления и клапан управления рулевым управлением спроектированы как один блок), полуинтегральный тип (когда механический рулевой механизм и клапан рулевого управления интегрированы, а цилиндр рулевого управления с гидроусилителем остается отдельным). ) и разъемного типа (где механический рулевой механизм отделен, а клапан рулевого управления и цилиндр гидроусилителя объединены).
Следует отметить, что большегрузным автомобилям с большой грузоподъемностью не подходят пневмоусилители рулевого управления, так как рабочее давление пневмосистемы относительно невелико (как правило, не превышает 0,7 МПа). При использовании в тяжелых транспортных средствах размер компонентов станет чрезмерно большим. Рулевые механизмы с гидроусилителем могут работать при давлении выше 10 МПа, что позволяет использовать компоненты меньшего размера. Гидравлические системы работают бесшумно, имеют малое время отклика и способны поглощать удары от неровностей дороги. Поэтому гидроусилители рулевого управления нашли широкое применение на различных типах и классах транспортных средств.
Реечный рулевой механизм является наиболее распространенным типом. Его базовая конструкция состоит из пары сцепленных шестерен и рейки. Когда рулевой вал приводит во вращение ведущую шестерню, рейка движется линейно. Иногда рейка напрямую приводит в движение тягу, позволяя поворачивать рулевое колесо. Для гашения колебаний руля в систему рулевого управления с реечным рулевым механизмом часто добавляют рулевой демпфер.
