Учебно-методическое пособие на тему: «Рулевое управление»


Ссылка на страницу с работой: http://nsportal.ru/npo-spo/transportnye-sredstva/library/2014/05/07/rulevoe-upravlenieПРАВИТЕЛЬСТВО САНКТ-ПЕТЕРБУРГА
КОМИТЕТ ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГБОУ НПО АМПЛ № 77
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ПОСОБИЕ
Тема: Рулевое управление
Профессия: Автомеханик
Составитель: мастер п/о, преподаватель – Лучковский Р.Н.
Содержание
Введение 3 стр.
Устройство и принцип действия рулевого управления 4 стр.
Неисправности устройства рулевого механизма 10 стр.
Возможные неисправности рулевого управления
и методы их устранения 11 стр.
Введение
С каждым годом автомобильное движение на дорогах неуклонно возрастает. В таких условиях важнейшее значение приобретает конструкция транспортных средств, отвечающая современным требованиям безопасности движения.
На безопасность движения огромное влияние оказывает конструкция рулевого управления, как важнейший фактор взаимодействия водителя с дорогой.
Рулевым управлением называется совокупность устройств, осуществляющих поворот управляемых колес автомобиля.
Устройство и принцип действия рулевого управления
Рулевое управление служит для изменения направления движения автомобиля. При неподвижной передней оси изменение направления движения автомобиля осуществляется поворотом передних управляемых колес.
Для того чтобы в движении автомобиль на повороте колеса его имели качение без бокового скольжения, они должны катиться по окружностям, описанным из одного центра, называемой центром поворота. В этом центре О (рис.1) должны пересекаться продолжения осей всех колес. Для соблюдения данного условия внутреннее к центру поворота управляемое колесо должно поворачиваться круче, т.е. на больший угол, чем наружное колесо. Для одновременного поворота колес на необходимые различные углы служит рулевая трапеция.

Рис.1. Схема поворота автомобиля
В трапецию входят (рис. 2, а) передняя ось 5, рулевые рычаги 3 и 6, соединенные с поворотными кулаками 1 и 7, и поперечная рулевая тяга 4. Поворотные кулаки шарнирно соединены с осью шкворнями 2.

Рис. 2. Схемы рулевых трапеций
При повороте одного колеса через рычаги 3 и 6 и тягу 4 поворачивается и другое колесо. При этом вследствие изменения положения поперечной тяги 4 относительно передней оси внутреннее к центру поворота колесо поворачивается на угол а (рис. 2, б), больший, чем угол Р поворота наружного колеса.
Правильность соотношения угла а и Р 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 (рис. 3) рулевое колесо / с валом 3, установленным в рулевой колонке 2, и рулевой механизм 4, заключенный в картер, а также рулевая сошка 5,продольная рулевая тяга 6, рулевой рычаг 7 продольной тяги.

Рис. 3. Схема устройства рулевого управления
При повороте рулевого колеса / в ту или другую сторону вместе с ним вращается вал 3, приводя в действие рулевой механизм 4, поворачивающий сошку 5. Нижний конец сошки перемещается вперед или назад, поворачивая через тягу 6 рулевой рычаг 7 с поворотным кулаком, соединенным шарнирно с осью 10. Через рулевые рычаги 8 и поперечную тягу 9 на соответствующий угол поворачивается и другой кулак 11 с установленным на его цапфе колесом.
Рулевую нерасчлененную 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. Расчлененная рулевая трапеция с передним (рис. 2, в) или задним (рис. 2, г) расположением обычно включает рулевую сошку 8, конец которой перемещается в поперечном направлении, и маятниковый рычаг 10, соединенные средней поперечной тягой 9.
Маятниковый рычаг 10 установлен шарнирно на оси в кронштейне, закрепленном на раме основания кузова. Концы сошки 8 и маятникового рычага 10 или средней тяги соединены шарнирно двумя промежуточными боковыми тягами 11 с рычагами 12 поворотных кулаков 13 или поворотных стоек колес. Такая схема с расчлененной рулевой трапецией обеспечивает правильный поворот управляемых колес при качании их на независимой подвеске.
У легковых автомобилей получает применение энергопоглощающее рулевое управление, повышающее безопасность водителя при аварии автомобиля. Такое рулевое управление имеет составной телескопический рулевой вал и колонку с фрикционными элементами или включает другие упругие элементы. В случае удара автомобиля о препятствие и смятия его передней части энергия удара поглощается в фрикционных или упругих элементах рулевого управления, а удар и перемещения не передаются на верхнюю часть его вала с рулевым колесом, предохраняя водителя от травм.
Рулевой механизм 4 (см. рис. 3) служит для передачи усилий от рулевого колеса 1 с валом 3 на сошку 5. 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 2 (рис. 4), в зацепление с которым входит двух- или трехгребневой ролик 5.

Рис. 4. Рулевой механизм
Червяк 2 закреплен на рулевом валу 1 и установлен на подшипниках 11 в картере 10 рулевого механизма. Ролик 5 установлен на шариковом 9 или игольчатом 4 подшипнике на оси 3, закрепленной в головке вала 6. Бал лежит на подшипниках в приливе картера. На наружном конце вала закреплена сошка 7.
При повороте червяка ролик перемещается по его винтовой нарезке, 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, описаны разными радиусами R1 и R2 из разных центров так, что дуги сближаются в средней плоскости и расходятся по краям. Вследствие этого обеспечиваются малый зазор между роликом и червяком в' среднем положении и увеличенные зазоры в крайних положениях ролика. Это повышает чувствительность рулевого управления при среднем положении колес, облегчает вывод рулевого колеса из крайних положений и способствует более равномерному износу червяка.
Рулевой механизм расположен в картере 10, который крепится на раме и заполнен 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. Регулировку осевого зазора червяка 2 и его подшипников 11осуществляют обычно с помощью прокладок 12, установленных под верхней или нижней крышкой 8 картера, или с помощью торцовой гайки, завернутой в картер. Регулировка глубины зацепления ролика 5 с червяком 2 осуществляется чаще всего осевым перемещением вала 6 сошки с помощью регулировочного винта 13, так как средняя диаметральная плоскость ролика несколько смещена относительно средней плоскости червяка на величину с.
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.
На автомобиле «Жигули» ВАЗ-2101 рулевое управление выполнено с расчлененной рулевой трапецией, имеющей заднее расположение, и шарнирами, не требующими смазки.

Рис.3. Схема рулевого управления автомобилей ВАЗ.
Рулевой механизм имеет пару - глобоидальный червяк (28) и двухгребневый ролик (10) на подшипниках качения, расположенную в картере (6) (рис.3), отлитом из алюминиевого сплава.
Червяк (28) напрессован на вал (31), установлен в картере на двух радиально-упорных шарикоподшипниках. Натяг в радиально-упорных шарикоподшипниках регулируется прокладками (12), поставленными под торцевой крышкой (13), прикрепленной к картеру болтами. Вал червяка (31) уплотнен в картере сальником (30).
Двухгребневый ролик (10) установлен на оси (11), закрепленной в головке вала (7) рулевой сошки 2101 на двух игольчатых подшипниках, имеющих распорное кольцо и боковые шайбы подбираемые селективно. Ролик вала сошки 2105 имеет два радиально-упорных шарикоподшипника и не требует боковых шайб. Вал сошки (7) вращается в картере на двух сталебронзовых подшипниках скольжения. Наружный конец его уплотнен сальником (8). Регулировку зацепления ролика (10) с червяком (28) осуществляют регулировочным винтом (4), ввернутым в верхнюю крышку (5), прикрепленную сверху к картеру болтами. Головка винта с регулировочной шайбой входит в паз головки вала сошки с зазором не более 0,05мм. После выполнения регулировки винт закрепляют контргайкой с шайбой. В верхней крышке имеется отверстие для заливки в картер трансмиссионного масла (“Омскоил Транс П” SAE 80W-85 по API типа GL-4/5 ТУ 38.301-19-106-98 в количестве 180 гр.), завернутое пробкой с конической резьбой.
Картер (6) рулевого механизма фланцем крепится тремя болтами к левому лонжерону основания кузова. Головки двух нижних болтов служат одновременно ограничителем угла поворота сошки (9). Наибольший поворот управляемых колес ограничивается упором двух выступов, имеющихся на рулевой сошке (9), в головки нижних болтов, крепящих картер рулевого механизма. С наружным концом вала (7) соединяется на шлицах рулевая сошка (9), закрепляемая гайкой с гроверной шайбой. Данное шлицевое соединение имеет сдвоенный шлиц и соответствующую сдвоенную впадину, что обеспечивает правильную ориентацию сошки относительно оси ролика.
Рулевая сошка (9) средним ушком соединена шарнирно с левым концом стальной кованной поперечной тяги (18). Правый конец ее шарнирно соединен с маятниковым рычагом (14), который закреплен самоконтрящейся гайкой на оси (19), установленной в двух пластмассовых втулках (21) и кронштейне (20), отлитом из алюминиевого сплава. Кронштейн крепится на правом лонжероне основания кузова.
Ось (19) закреплена во втулках при помощи двух упорных шайб и шплинтуемой корончатой гайки. Под шайбы поставлены уплотнительные резиновые кольца, которые обеспечивают герметичность узла. Внутренняя полость кронштейна (20) в процессе сборки узла при помощи боковых тяг (17), с поворотными рычагами (15), закрепленными болтами на поворотных стойках. Каждая боковая тяга состоит из двух кованых наконечников и регулировочной муфты (16), навернутой на концы наконечников, имеющих правую и левую резьбу. Вращением регулировочной муфты изменяют длину тяги с целью регулировки схождения колес.
Муфта (16), имеющая по концам разрезы, закрепляется на наконечниках стяжными хомутами с болтами. Соединения тяг с рычагами выполнено при помощи шаровых шарниров неразборного типа. Каждый шаровой шарнир представляет собой шаровой палец (26), закрепленный коническим хвостовиком при помощи шплинтуемой корончатой гайки в рычаге. Палец установлен в головке (24) тяги на конусном пластмассовом вкладыше (25), обладающем высокими противоизносными свойствами. Вкладыш (25) поджимается к пальцу конической пружиной (23), опирающейся на заглушку (22), завальцованную в головке. Сверху головка закрыта резиновым грязезащитным чехлом (27) с металлической обоймой, напрессованной на выточку головки. Шаровые шарниры при сборке заполняются консистентной смазкой ШРБ-4 ТУ 38-УССР-201-143-77 в количестве 3,0-5,0гр. Под защитные чехлы при сборке так же закладывается смазка ШРБ-4 ТУ 38-УССР-201-143-77 в количестве 5,0-7,0гр.
Неисправности устройства рулевого механизма
Неисправности рулевого управления вместе с неисправностями тормозной системы являются самыми серьезными неисправностями автомобиля. С широким применением на современных легковых автомобилях реечного рулевого механизма перечень неисправностей рулевого управления значительно сократился.
К неисправностям рулевого управления относятся:
износ передающей пары («шестерня-рейка»);
нарушение герметичности рулевого механизма;
износ или разрушение подшипника рулевого вала;
износ шарнира наконечника рулевой тяги.
Самой распространенной неисправностью рулевого управления является износ шарового шарнира наконечника рулевой тяги.
Основными причинами неисправностей рулевого управления являются:
низкое качество дорог;
нарушение правил эксплуатации (изменение периодичности обслуживания, применение некачественной рабочей жидкости и комплектующих);
неквалифицированное проведение работ по техническому обслуживанию и ремонту системы;
предельный срок службы системы.
Причиной неисправностей рулевого управления могут также стать различные отклонения от рабочих характеристик колес (давление в шинах, балансировка, степень износа шин, износ ступичного подшипника).
О наступающей неисправности рулевого управления свидетельствуют, как правило, различные внешние признаки, основными из которых являются:
стуки в рулевом управлении;
биение на рулевом колесе;
увеличенный люфт рулевого колеса;
тугое вращение рулевого колеса;
шум в усилителе рулевого управления;
подтекание рабочей жидкости.
К сведению, люфтом называется холостое движение рулевого колеса, т.е. движение, при котором поворот не производится.
Несколько слов о подтекании рабочей жидкости. Подтекание рабочей жидкости в элементах рулевого управления происходит не так явно, как при неисправностях системы охлаждения – лужу под автомобилем вы не увидите. Установить подтекание можно при детальном осмотре системы, при этом неисправный элемент выглядит влажным, специалисты еще говорят – запотевшие.
Возможные неисправности рулевого управления
и методы их устранения
ПРИЧИНА МЕТОД УСТРАНЕНИЯ
Увеличенный свободный ход рулевого колеса
Ослабление болтов крепления картера рулевого механизма Затяните гайки
Ослабление гаек шаровых пальцев рулевых тяг Затяните гайки
Увеличенный зазор в шаровых шарнирах Замените наконечники или рулевые тяги
Увеличенный зазор в подшипниках ступиц передних колес Отрегулируйте зазор
Увеличенный зазор в зацеплении ролика с червяком Отрегулируйте зазор
Слишком большой зазор между осью маятникового рычага и втулками Замените втулки или кронштейн в сборе
Увеличенный зазор в подшипниках червяка Отрегулируйте зазор
Тугое вращение рулевого колеса
Деформация деталей рулевого привода Замените деформированные детали
Неправильная установка углов передних колес Проверьте углы установки колес и отрегулируйте
Нарушен зазор в зацеплении ролика с червяком Отрегулируйте зазор
Перетянута регулировочная гайка оси маятникового рычага Отрегулируйте затягивание гайки
Низкое давление в шинах передних колес Установите нормальное давление
Повреждение деталей шаровых шарниров Проверьте и замените поврежденные детали
Отсутствует масло в картере рулевого механизма Проверьте и долейте. При необходимости замените сальник
Несоосность вала червяка с валом рулевого механизма Отрегулируйте шайбами соосность валов
Шум (стуки) в рулевом управлении
Увеличенный зазор в подшипниках ступиц передних колес Отрегулируйте зазор
Ослабление гаек шаровых пальцев рулевых тяг Затяните гайки
Увеличенный зазор между осью маятникового рычага и втулками Замените втулки или кронштейн в сборе
Ослаблена регулировочная гайка оси маятникового рычага Отрегулируйте затягивание гайки
Нарушен зазор в зацеплении ролика с червяком или в подшипниках червяка Отрегулируйте зазор
Увеличенный зазор в шаровых шарнирах рулевых тяг Замените наконечники или рулевые тяги
Ослабли болты крепления картера рулевого механизма или кронштейна маятникового рычага Затяните гайки болтов крепления
Ослабли гайки крепления поворотных рычагов Затяните гайки
Самовозбуждающееся угловое колебание передних колес
Давление в шинах не соответствует норме Проверьте и установите нормальное давление
Нарушены углы установки передних колес Проверьте и отрегулируйте углы установки передних колес
Увеличенный зазор в подшипниках ступиц передних колес Отрегулируйте зазор
Дисбаланс колес Отбалансируйте колеса
Ослабли гайки шаровых пальцев рулевых тяг Проверьте и затяните гайки
Ослабли болты крепления картера рулевого механизма или кронштейна маятникового рычага Проверьте и затяните гайки болтов крепления
Нарушен зазор в зацеплении ролика с червяком Отрегулируйте зазор
Увод автомобиля от прямолинейного движения в какую-либо сторону
Неодинаковое давление в шинах Проверьте и установите нормальное давление
Нарушены углы установки передних колес Проверьте и отрегулируйте углы установки колес
Различная осадка пружин передней подвески Замените непригодные пружины
Деформированы поворотные кулаки или рычаги подвески Проверьте кулаки и рычаги, негодные детали замените
Неполное растормаживание одного или нескольких колес Проверьте состояние тормозной системы
Утечка масла из картера
Износ сальника вала сошки или червяка Замените сальник
Ослабление болтов, крепящих крышки картера рулевого механизма Затяните болты
Повреждения уплотнительных прокладок Замените прокладки
Неустойчивость автомобиля
Нарушены углы установки передних колес Проверьте и отрегулируйте углы установки колес
Увеличенный зазор в подшипниках передних колес Отрегулируйте зазор
Ослабление гаек шаровых пальцев рулевых тяг Проверьте и затяните гайки
Слишком большой зазор в шаровых шарнирах рулевых тяг Замените наконечники или рулевые тяги
Ослабление болтов крепления картера рулевого механизма или кронштейна маятникового рычага Проверьте и затяните гайки болтов
Увеличенный зазор в зацеплении ролика и червяка Отрегулируйте зазор
Деформированы поворотные кулаки или рычаги подвески Проверьте кулаки и рычаги; замените деформированные детали
CПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. http://automn.ru/vaz-2101/ Автомобильный сайт
2. http://automend.ru/vaz-2101/ Информационно-автомобильный портал по ремонту, обслуживанию и эксплуатации автомобилей
3. http://vazrepair.narod.ru/vaz/2101-zhiguli/

Приложенные файлы

  • docx file162
    Размер файла: 180 kB Загрузок: 0