Вал колонки — часть системы «Руль и колонка». Передают движение рук
Карданный (промежуточный) вал в модели «Рулевое управление»
Соединяет колонку с шестернёй под углом. Телескопический: шлицы позволяют валу сжиматься при ударе и при монтаже.
Признаки неисправности
Стук в руль на кочках и «щелчок» при смене направления: люфт в шлицах промежуточного вала.
Неисправности, связанные с деталью
Заедает кардан. Признаки: руль поворачивается неравномерно, в каком-то положении «закусывает», после поворота плохо возвращается. Бывает щелчок. Что происходит внутри: В игольчатые подшипники крестовины попала влага, иглы заржавели. Шарнир сопротивляется изгибу, и момент скачет дважды за оборот вала. Что проверить: отсоединить вал от рейки и покачать шарниры руками: должны ходить мягко, без закусывания и люфта. Ржавый шарнир — замена вала.
Как поворот руля становится поворотом колёс
Шестерня и рейка. Шестерня радиусом 8,84 мм за оборот сдвигает рейку на 55,5 мм. От упора до упора — 2,7 оборота руля и 150 мм хода рейки.
Вал с карданами. Колонка и шестерня не на одной оси, между ними вал с двумя карданами. При равных углах и вилках в одной плоскости шестерня вращается так же ровно, как руль.
Усилитель. Торсион закручивается на 1–3°, датчик меряет это и мотор или масло добавляют момент. На парковке нужно около 60 Н·м, водитель даёт 5.
Тяги и Аккерман. Тяги толкают рычаги кулаков. Рычаги наклонены внутрь, поэтому внутреннее колесо поворачивается на 37°, наружное на 29°, и машина не скребёт шинами.
Упрощения модели
Ось шкворня в модели вертикальная, без продольного и поперечного наклона; поэтому руль не возвращается сам, а углы колёс считаются только по геометрии тяг.
Нагрузка на рейку посчитана упрощённо: сопротивление шин на месте плюс стабилизирующий момент от скорости. Реальные числа зависят от массы, шин и развала.
Без усилителя механизмы обычно делают медленнее (3,5–4 оборота), здесь передаточное число то же, поэтому момент получается очень большим.
Закрутка торсиона и смещение меток датчика момента показаны увеличенными, люфты в неисправностях тоже.
Торсион закручивается не больше чем на 5°, дальше момент передаёт упор. Упругость самого упора и вала не учтена.
Связанные узлы и детали
Модель показывает принцип работы. Геометрия и режимы упрощены для обучения.