Главная | Карта сайта | Статьи

Рулевые приводы и механизмы 

Устройство и работа рулевых приводов и механизмов
Усилие от рулевого колеса 9 через рулевой вал 10, проходящий через рулевую колонку 8, и рулевой механизм 6. который состоит из червяка 7 и ролика 11, передается на вал 12. Через сошку 4, продольную рулевую тягу 3 и верхний поворотный рычаг 2 усилие передается левой поворотной цапфе 1 и поворачивает ее вместе с колесом. Правая цапфа 1 поворачивается при передаче на нее усилия с левой цапфы через трапецию (нижние рычаги 14, балка моста 15 и поперечная рулевая тяга 13). Трапеция позволяет получить необходимое соотношение между углами поворота колес. Прокладки 5 служат для регулировки подшипников рулевого механизма.
При независимой подвеске колес поперечная рулевая тяга выполнена из трех шарнирно соединенных частей (боковых тяг и средней тяги). Один конец средней тяги шарнирно связан с сошкой рулевого механизма, а другой — с дополнительным, маятниковым рычагом.

Рулевые механизмы
На легковых автомобилях малого и среднего класса, а также на грузовых автомобилях небольшой грузоподъемности применяются одноступенчатые рулевые механизмы "глобоидальный червяк-ролик''. В чугунном картере расположена рабочая пара механизма — глобоидальный червяк и ролик. Червяк напрессован на пустотелый вал и установлен в картере на двух конических роликоподшипниках (без внутреннего кольца). Ролик расположен на оси на игольчатых подшипниках. Концы оси расклепаны (приварены) в щечках головки вала сошки 5. Между боковыми поверхностями трения ролика и щечек размещены упорные шайбы. Вал сошки установлен в бронзовой втулке, запрессованной в картер и цилиндрическом роликоподшипнике боковой крышки. Вал сошки уплотнен- сальником. Сошка плотно посажена путем затяжки гайкой. Для смазывания рулевого механизма через верхнее отверстие в картер заливают масло. Масло сливается через нижнее (боковое) отверстие. Отверстия закрыты резьбовыми пробками. Прокладки 3 предназначены для регулировки подшипников, а регулировочный винт 11, стопорная шайба и гайка 10 со штифтом — для регулировки зазора в зацеплении ролика и червяка. На большегрузных автомобилях (МАЗ, КрАЗ) установлены двухступенчатые рулевые механизмы "винт — шариковая гайка, рейка — зубчатый сектор" (рис. 60). В картере на двух радиально-угольных сферических подшипниках расположен винт рулевого механизма, а на нем — гайка-рейка. Полукруглые резьбовые канавки винта и гайки заполнены шариками, циркулирующими при работе рулевого механизма в спиральном канале, образованном штампованными направляющими (трубками) | вставленным в отверстие гайки-рейки. Зубчатый сектор выполнен как одно целое с валом сошки и находится в зацеплении с зубчатой рейкой гайки.
Для получения больших передаточных чисел рулевых механизмов на некоторых грузовых автомобилях и автобусах применяют червячно-спироидные рулевые механизмы (рис. 61), а на автомобиле БелАЗ-7420 — шестеренчатый редуктор.
Усилители рулевых приводов. Гидроусилитель состоит из узла питания (насос 1 и масляный бачок 22), распределителя (корпус 4 и золотник J), силового цилиндра 8, соединительных маслопроводов 2, 10, 11, 17, соединительных звеньев 6 и 19 распределителя и силового цилиндра. В соединении золотника с рулевым механизмом предусмотрен осевой зазор, равный (1 — 1,5 мм), который предотвращает самопроизвольное включение гидроусилителя при случайных поворотах рулевого колеса.
Золотник 3 имеет три пояска 13, 20 и 21. а в корпусе 4 распределителя выполнены три окна: нагнетательные 14 и 16, к которым жидкость подводится от насоса и сливное 15, соединяемое маслопроводом 17 с масляным бачком 22. Пояски золотника образуют в корпусе камеры, сообщающиеся маслопроводами 10 и 11 с полостями А и Б силового цилиндра. В корпусе распределителя предусмотрены камеры виг, называемые реактивными, которые соединены с камерами а и б каналами 5. Между шайбами, которые опираются на корпус и золотник, установлена центрирующая пружина.

При прямолинейном движении автомобиля золотник 3 под действием пружины находится относительно корпуса 4 в среднем положении и
окна 14-16 открыты. Жидкость от насоса 1 через маслопровод 2 поступает в камеры а и б распределителя, откуда по маслопроводу 16 частично поступает на слив в бачок 22 и по маслопроводам 10 и 11 — в полости Л и Б цилиндра 8. Различное давление жидкости в полостях А и Б создается в результате разной степени открытия окон 14 и 16 распределителя золотником при его среднем положении.
При повороте рулевого колеса и рулевого механизма 18, например, влево штанга 19 переместит золотник вверх, сжимая пружину 12. В результате средний поясок золотника отключит камеру б от сливного маслопровода 77 и через открытое окно 14 она будет соединена с нагнетательным маслопроводом 2. Одновременно нижний поясок золотника перекроет окно, отключит камеру а от насоса и соединит ее через отверстие 15 со сливным маслопроводом 17. При таком положении золотника жидкость под давлением поступает от насоса 1 через маслопровод 2, камеру б, маслопровод 10 в полость Б силового цилиндра 8, перемещает поршень 9 со штоком, передавая на поворотную цапфу колеса 7 необходимое усилие и поворачивая колесо.

В момент остановки рулевого колеса золотник сдвинут относительно корпуса распределителя, а гидроусилитель продолжает работать некоторый отрезок времени. Управляемое колесо через штангу б переместит корпус распределителя в направлении перемещения золотника (вверх). Золотник вновь окажется в положении, близком к среднему (окна 15 и 16 открыты).

Частично задросселированный золотник обеспечит снижение давления в полости Б силового цилиндра, соединив ее со сливной магистралью через окно 15, и повышение давления в полости А через окно 16; в результате поршень 9 силового цилиндра остановится и поворот колес прекратится. Однако в полости Б силового цилиндра через отверстие 14 будет поддерживаться давление, достаточное для удержания колес в повернутом положении. Таким образом проявляется кинематическое следящее действие гидроусилителя.

Следящее действие гидроусилителя проявляется и под действием сил, передаваемых от управляемых колес на корпус золотника. При ударах и толчках происходит соответствующее перемещение корпуса распределителя относительно золотника. При этом давление жидкости в рабочей полости силового цилиндра возрастает, создавай препятствие повороту и возвращая колесо 7 в первоначальное положений.

Для имитации "чувства дороги" водителя, при увеличении угла поворота рулевого колеса и преодолении возрастающих сопротивлений повороту усилие на рулевом колесе повышается. Преодолевая его, водитель испытывает привычное для него "чувство дороги". При повороте автомобиля вправо золотник смещается в противоположную сторону (вниз), камера а распределителя становится напорной и давление жидкости в полости А силового цилиндра повышается. Слив жидкости из полости Б происходит через камеру б распределителя.
На автомобилях "Урал-4320" (см. рис. 61), МАЗ-6422, КрАЗ-260 (см. рис. 60) распределитель объединен с рулевым механизмом. В червячно-спироидных рулевых механизмах (см. рис. 61) золотник ^перемещается с валом червяка 6 под действием реактивных усилий, возникающих при работе в паре червяк - сектор. Необходимое перемещение обеспечивается конструкцией опорных подшипников вала червяка. В винтореечных механизмах золотник установлен на промежуточной втулке в двух упорных подшипниках.
Гидравлические усилители, встроенные в рулевой механизм, применяются на автомобилях ЗИЛ, КамАЗ, на легковых автомобилях высшего класса. На рис. 63 показан рулевой механизм объединенный с гидроусилителем.
Указания по сборочно-регулировочным операциям
При выполнении сборочных операций гайки рычагов поворотных цапф, шаровых пальцев, болтов наконечников поперечных тяг, рулевого колеса, болты крепления рулевых механизмов завинчивают с определенным моментом затяжки. При сборке не допускается нарушать комплектность пар: червяк—сектор; винт—гайка; червяк—ролик рулевых механизмов; корпуса и золотника распределителя гидроусилителей; статора, ротора и лопастей насоса. Сошку и вал рулевого механизма собирают по имеющимся на них меткам совмещения.
Признаками необходимости регулировки служит стук в рулевом механизме при движении по дорогам с неровным покрытием и увеличенный свободный ход рулевого колеса, превышающий 10—20°. Перед регулировкой отсоединяют продольную рулевую тягу от сошки. В рулевых механизмах автомобилей без гидроусилителей покачивают сошку в обе стороны. Регулировку производят при вынутом вале сошки с роликом (сектором) на грузовых автомобилях (ГАЗ, КрАЗ) и без разборки рулевых механизмов легковых автомобилей (ВАЗ, "Москвич", 3A3).
Предварительный натяг конических подшипников осуществляют путем изменения толщины прокладки крышки или вращением регулировочной гайки (автомобили "Москвич"). После регулировки подшипников рулевой вал должен поворачиваться в обе стороны под действием определенного усилия, приложенного к рулевому колесу. Например, для автомобилей ГАЗ-53 допустимое усилие на ободе колеса составляет 3-5 Н, а для автомобилей КрАЗ и МАЗ момент проворачивания винта составляет 0,6-0,12 Н м. Свободный ход рулевого колеса не должен превышать 6 . После окончания регулировки необходимо застопорить регулировочные винты.

Выполняемые работы

По указанию преподавателя следует выполнить практическую работу: отрегулировать рулевой механизм.

Порядок регулировки рулевых механизмов
1.         Отсоединить продольную рулевую тягу от сошки.
2.         В рулевых механизмах без гидроусилителей покачать сошку в обе
стороны. При осевом перемещении вала червяка (винта) относительно верхней крышки картера отрегулировать подшипники.
3.         Предварительный натяг подшипников отрегулировать изменением толщины прокладки или вращением регулировочной гайки.
4.         Проверить, с каким усилием проворачивается рулевой вал в обе стороны (см. указания по сборочно-регулировочным операциям).
5.         После регулировки подшипников установить вал сошки с роликом (сектором) в среднее положение.
6.         Проверить свободный ход рулевого колеса. В случае необходимости отрегулировать зазор в зацеплении рулевой передачи.
7.         Установить передние колеса или рулевой механизм в положение, соответствующее прямолинейному движению. Покачиванием сошки в обе стороны определить зазор на ее конце. Если зазор больше указанного в инструкции по эксплуатации, отрегулировать зазор в зацеплении рулевой передачи: в рулевых механизмах "червяк-ролик" вращением регулировочного винта (муфты) 11 (см. рис. 59) или эксцентриковых вкладышей в винтореечных рулевых механизмах.
8.         Проверить правильность регулировки по усилию (моменту поворота) рулевого колеса. Для автомобилей ГАЗ оно составляет 16—22 Н, для автомобилей КрАЗ — 1,5-3,5 Нм. Свободный ход рулевого колеса не должен превышать 6°.
9.         После регулировки застопорить гайки регулировочных винтов.

Составление отчета

По результатам практического занятия составить отчет в соответствии с указаниями, данными во "Введении", и ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1.         Каково устройство рулевого механизма?
2.         Для чего предназначен рулевой привод? Назовите и покажите его основные детали.
3.         Каково назначение гидроусилителя?
4.         Каким образом осуществляется регулировка подшипников рулевых механизмов? Как отрегулировать зазор в рулевом механизме?
5.         Приведите основные характеристики рулевого управления автомобиля базовой модели.

Рулевые приводы и механизмы

Изучение рулевых приводов и механизмов, регулировка рулевых механизмов.
1.         Изучить устройство и работу рулевых приводов и механизмов.
2          Ознакомиться с оборудованием, необходимым для выполнения
практического занятия: моделями разрезов, стендами, сборочными единицами, инструментом, приспособлениями и комплектом плакатов.
3.         Изучить основные сборочно-регулировочные операции.
4.         Выполнить практическую работу по указанию преподавателя.
5.         Составить отчет и ответить на контрольные вопросы.

Оборудование
Модели разрезов
К ним относятся механизмы типа "глобоидальный червяк и ролик" (двух и трех гребневые), "червяк и зубчатый сектор", "винт — шариковая гайка и рейка — зубчатый сектор", рулевые механизмы с распределителем. Цилиндры гидроусилителей, в том числе цилиндры с распределителем, рулевые механизмы со встроенным гидроусилителем, бачки и насосы (лопастные и шестеренчатые) гидроусилителей.
Сборочные единицы и детали. Рулевые валы и колеса, червяки, винты,, гайки-рейки с циркулирующими шариками, зубчатые секторы с валами, ролики, валы сошек и сошки, подшипники (качения, скольжения) и сальники валов; регулировочные устройства — прокладки, гайки, винты: комплекты деталей распределителя (корпус, золотник, реактивные плунжеры, перепускной клапан), рычаги, рулевые тяги и комплекты деталей шарниров рулевых тяг, трубопроводы и шланги гидроусилителей, а также действующий стенд (натурная модель) рулевого управления или рулевое управление на шасси автомобиля.
Инструменты и приспособления. Комплект инструмента и принадлежностей водителя, а также приспособления для замера люфта рулевого управления, усилий при регулировках рулевых механизмов.

Литература
Комплекты плакатов по рулевому приводу, техническое описание автомобиля базовой модели.

Регулировка подшипников колес
Монтаж и демонтаж шин

Сборочные единицы и детали
К ним относятся конические роликовые подшипники, шпильки, гайки, прижимы крепления колес, поворотная цапфа, шкворень, регулировочные шайбы и упорные подшипники шкворневого узла; рессоры (листовые, пружинные, торсионные пневматические); буферы (основные и дополнительные); стремянка с гайками, резиновые подушки и втулки, накладные ушки и пальцы крепления рессор, шаровые пальцы, торсионы стабилизатора; комплекты клапанов, пружин, колец, сальников поршней и резервуаров, резиновых втулок, головок амортизаторов, регулятор положения кузова, краны шинные, блоки уплотнителей, комплекты деталей вентилей шин.

Инструменты и приспособления
Комплект инструмента и принадлежностей водителя, приспособления для проверки схождения колес, выпрессовки шаровых пальцев, сборки шаровых шарниров.
Литература. Комплект плакатов и техническое описание ходовой части автомобиля базовой модели.

Выполняемая работа
По указанию преподавателя необходимо отрегулировать подшипники ступиц колес.
Порядок регулировки конических подшипников ступиц колес
1.         Поднять домкратом мост. Интернет-сайт: http://www.grandsnab.ru/material/44: риббон термотрансферная лента.
2.         В зависимости от вида моста снять крышку ступицы, фланец полуоси или полуось.
3.         Проверить наличие смазочного материала в подшипниках и полости ступицы; в случае необходимости пополнить его.
4.         Поворачивая колесо в обоих направлениях для правильной установки роликов в подшипнике, затянуть гайку крепления 3 (см. рис. 51) до начала торможения ступицы. Отвернуть гайку на 1/6—1/8 оборота так, чтобы при этом не возникал осевой зазор в ступице. Установить стопорные детали (замочное кольцо 4, замочную шайбу и т. п.).
5.         Проверить, легко ли вращается ступица.
6.         Установить ранее снятые детали.

Составление отчета
По результатам выполненной работы составить отчет в соответствии с указаниями, данными во "Введении", ответить на контрольные вопросы

Контрольные вопросы

1.         Назовите основные элементы ходовой части и покажите их на моделях разрезов и натурных образах.
2.         Объясните назначение подвески, покажите основные части передней зависимой и задней балансирной подвески на имеющемся образце.
3.         В чем состоят особенности работы и устройства независимых подвесок?
4.         Каковы назначение и устройство амортизаторов?
5.         Объясните и покажите последовательность регулировки подшипников ступиц и монтажа колее.