"Рулевое управление."
учебно-методическое пособие на тему

ПРАВИТЕЛЬСТВО 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

1. Введение                                                                                                    3 стр.
2. Устройство и принцип действия рулевого управления                        4 стр.
3. Неисправности устройства рулевого механизма                                 10 стр.
4. Возможные неисправности рулевого управления

          и методы их устранения                                                                        11 стр.

Введение

1. С каждым годом автомобильное движение на дорогах неуклонно возрастает. В таких условиях важнейшее значение приобретает конструкция транспортных средств, отвечающая современным требованиям безопасности движения.
2. 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.

37. Устройство и принцип действия рулевого управления
40. 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

1. 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/