В трапецию входят: передняя ось, рулевые рычаги, соединенные с поворотными кулаками, и поперечная рулевая тяга. Поворотные кулаки соединены с осью шкворнями.

При повороте одного колеса через рычаги и тягу поворачивается и другое колесо. При этом вследствие изменения положения поперечной тяги относительно передней оси внутреннее к центру поворота колесо поворачивается на угол а, больший чем угол р поворота наружного колеса.

Правильность соотношения углов аир поворота колес обеспечивается соответствующим подбором угла наклона рулевых рычагов к продольной оси автомобиля и длины рулевых рычагов и поперечной тяги.

Кроме трапеции, в рулевое управление входят: рулевое колесо с валом и рулевой колонкой, рулевой механизм, заключенный в картер, рулевая сошка, продольная рулевая тяга, рулевой рычаг продольной тяги.

При повороте рулевого колеса в ту или другую сторону вместе с ним вращается вал, приводя в действие рулевой механизм, поворачивающий сошку. Нижний конец сошки перемещается вперед или назад, поворачивая через тягу рулевой рычаг с поворотным кулаком, соединенным с осью. Через рулевые рычаги и поперечную тягу на соответствующий угол поворачивается и другой кулак с установленным на его цапфе колесом.

Рулевую трапецию такого устройства применяют на грузовых автомобилях, у которых управляемые колеса установлены на общей оси, подвешенной на рессорах к раме.

При независимой подвеске колес у легковых автомобилей рулевую трапецию делают расчлененной с несколько измененным расположением тяг и рычагов. Рулевая трапеция в этом случае обычно включает рулевую сошку и маятниковый рычаг, соединенные средней поперечной тягой с передним расположением. Концы сошки и рычага или средней тяги соединены двумя промежуточными боковыми тягами с рычагами поворотных кулаков колес. Такая схема с расчлененной поперечной тягой обеспечивает правильный поворот колес при качании их на независимой подвеске.

Рулевой механизм

Рулевой механизм служит для передачи усилий от рулевого вала на сошку. Рулевой механизм имеет передаточное число, доходящее обычно до 15—20, вследствие чего усилие, развиваемое на сошке, получается значительно больше, чем усилие, приложенное к рулевому колесу, что облегчает поворот рулевого колеса и управление автомобилем.

Наибольшее применение получил рулевой механизм, выполненный в виде пары — глобоидальный червяк и ролик на подшипниках качения.

Такой рулевой механизм состоит из стального глобоидального (т. е. с вогнутой поверхностью) червяка (рис. 385), в зацепление с которым входит двух или трех-гребневой ролик.

Червяк закреплен на рулевом валу. Ролик установлен на шариковом или игольчатом подшипнике на оси, закрепленной в головке вала. На конце вала насажена рулевая сошка.

При повороте червяка ролик перемещается по его поверхности, поворачивая вал с сошкой. При вогнутой поверхности червяка получается правильное зацепление червяка с роликом при различных его положениях. В такой паре трение и износ значительно уменьшаются, так как при работе ролик не скользит, а катится по червяку.

Вогнутая поверхность червяка и дуга, по которой поворачивается ролик, обеспечивают малый зазор между роликом и червяком в среднем положении и увеличенные зазоры в крайних положениях. Это облегчает вывод руля из крайних положений и способствует более равномерному износу червяка.

Рулевой механизм устанавливается в картере, заполняемом маслом.

Для поддержания правильного зацепления пары и устранения повышенных зазоров в рулевом механизме, что может вызвать большой свободный ход рулевого колеса, применяют регулировочные устройства. При этом регулируют осевой зазор червяка в подшипниках, осевой зазор вала сошки и зацепление пары. Кроме рассмотренного рулевого механизма, применяют рулевые механизмы других типов: винт — сектор, винт — гайка и др.

В рулевом механизме, выполненном в виде пары винт — гайка, для уменьшения трения между ними в некоторых конструкциях рулевых управлений вводят непрерывную цепь циркулирующих стальных шариков. При этом трение скольжения в паре заменяется трением качения, что облегчает поворот рулевого колеса.

Детали рулевого привода

Рулевой привод служит для передачи усилия от рулевого механизма к колесам. К деталям рулевого привода с установкой колес на общей оси относятся: рулевая сошка, продольная тяга, рычаг продольной тяги, рулевые рычаги поворотных кулаков и поперечная тяга.

Рулевая сошка одним концом закреплена на наружном конце вала рулевого механизма. Крепление производится на конусных шлицах с помощью гайки. Для правильной установки сошки при сборке на валу делают специальные метки.

Нижний конец сошки соединен при помощи продольной тяги с рулевым рычагом, закрепленным в поворотном кулаке. Тяга обычно имеет трубчатое сечение и снабжена наконечниками, в которых установлены сухари, охватывающие шаровые пальцы сошки или рулевого рычага. Сухари сжимаются пружиной и закрепляются пробкой, ввернутой в конец тяги. При помощи пробок можно регулировать затяжку пружин. Предельное сжатие их ограничивается ограничителями. Пробки в установленном положении шплинтуют. Отверстия в наконечниках тяг для прохода шаровых пальцев закрываются уплотняющими крышками. Внутрь наконечников подается смазка через масленку. Наконечники тяги с амортизирующими пружинами смягчают толчки, передаваемые от колес на сошку, предохраняя рулевой механизм от повышенного износа и поломки.

Рулевые рычаги закреплены в отверстиях вилок поворотных кулаков на шпонках гайками с шплинтами. Шаровые пальцы рычагов обычно делают вставными и крепят в рычагах с помощью шплинтуемых гаек.