Главная страница
Навигация по странице:

  • ДИАГНОСТИРОВАНИЕ И РЕГУЛИРОВКА РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ Методические указания к лабораторной работе по курсам

  • Перед выполнением работы следует изучить

  • 1. Назначение, принцип действия и особенности конструкций рулевых управлений, применяемых на отечественных и импортных автомобилях

  • 1.1.1. Зазоры в зацеплении рулевой пары

  • 1.1.2. Шестеренные рулевые механизмы

  • 1.1.3. Червячные рулевые механизмы

  • 1.1.4. Винтовые рулевые механизмы

  • 1.1.5. Кривошипные рулевые механизмы

  • 1.1.6. Травмобезопасные рулевые механизмы

  • 1.2.1. Рулевая трапеция

  • 2. Требования и методы проверки рулевого управления

  • 3. Устройство и принцип действия оборудования, применяемого в лабораторной работе

  • 4. Порядок выполнения работы

  • 1. Назначение, принцип действия и особенности конструкций рулевых управлений, применяемых на отечественных и импортных автомобилях 11.1. Рулевые механизмы

  • А.И. Подгорный Диагностирование и регулировка рулевого управления автотранспортных средств. А.И. Подгорный Диагностирование и регулировка рулевого управлени. Методические указания к лабораторной работе по курсам Техническая эксплуатация транспортных средств иТехническая диагностика на транспорте


    Скачать 3.17 Mb.
    НазваниеМетодические указания к лабораторной работе по курсам Техническая эксплуатация транспортных средств иТехническая диагностика на транспорте
    АнкорА.И. Подгорный Диагностирование и регулировка рулевого управления автотранспортных средств.pdf
    Дата10.03.2018
    Размер3.17 Mb.
    Формат файлаpdf
    Имя файлаА.И. Подгорный Диагностирование и регулировка рулевого управлени.pdf
    ТипМетодические указания
    #16508
    КатегорияПромышленность. Энергетика

    МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
    ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
    КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
    УНИВЕРСИТЕТ
    Кафедра эксплуатации автомобилей
    ДИАГНОСТИРОВАНИЕ И РЕГУЛИРОВКА
    РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
    Методические указания к лабораторной работе по курсам
    «Техническая эксплуатация транспортных средств»
    и «Техническая диагностика на транспорте» для студентов
    специальностей 150200 «Автомобили и автомобильное хозяйство»
    и 240400 «Организация и безопасность дорожного движения»
    дневной формы обучения
    Составители А.И.ПОДГОРНЫЙ
    Д.В.ЦЫГАНКОВ
    Утверждены на заседании кафедры
    Протокол № 1 от 3.09.02
    Рекомендованы к печати учебно-методической комиссией специальности 150200
    Протокол №6 от 16.10.02
    Электронная копия находится в библиотеке главного корпуса
    ГУ КузГТУ
    КЕМЕРОВО 2002

    1
    Цель работы: получить практические навыки по диагностированию и регулировке рулевого управления согласно ГОСТ Р 51709-2001.
    Перед выполнением работы следует изучить:
    1) назначение, принцип действия и особенности конструкций рулевых управлений, применяемых на отечественных и импортных автомобилях;
    2) методы диагностирования и требования, предъявляемые к рулевым управлениям;
    3) устройство и принцип действия оборудования, применяемого в ла- бораторной работе;
    4) порядок выполнения работы.
    1. Назначение, принцип действия и особенности конструкций
    рулевых управлений, применяемых на отечественных и
    импортных автомобилях
    Рулевое управление обеспечивает необходимое направление движения автомобиля путем раздельного или согласованного поворота его управляе- мых колес. Совокупность механизмов, служащих для поворота управляе- мых колес, называется рулевым управлением. Рулевое управление включает рулевой механизм, который осуществляет передачу усилия от водителя к рулевому приводу, рулевой привод, который осуществляет передачу усилия от рулевого механизма к управляемым колесам, а у некоторых автомобилей рулевой усилитель, облегчающий поворот управляемых колес. Схема руле- вого управления показана на рис. 1.1.
    Каждое управляемое колесо установлено на поворотной цапфе 13, со- единенной с балкой моста 11 шкворнем 8. Шкворень неподвижно закреплен в балке, и его верхний и нижний концы входят в проушины поворотной цапфы. При повороте цапфы за рычаг 7 она вместе с установленным на ней управляемым колесом поворачивается вокруг шкворня. Поворотные цапфы соединены между собой рычагами 9 и 12 и поперечной тягой 10. Поэтому управляемые колеса поворачиваются одновременно.
    Поворот управляемых колес осуществляется при вращении водителем рулевого колеса 1. От него вращение передается через вал 2 на червяк 3, на- ходящийся в зацеплении с сектором 4. На валу сектора закреплена сошка 5, поворачивающая через продольную тягу 6 и рычаг 7 поворотные цапфы с управляемыми колесами.

    2
    Рис. 1.1. Схема рулевого управления:
    1 – рулевое колесо; 2 – рулевой вал; 3 – червяк; 4 – сектор; 5 – рулевая сошка; 6 – продольная тяга; 7, 9 и 12 – рычаги поворотных цапф;
    8 – шкворень; 10 – поперечная тяга; 11 – балка моста; 13 – поворотная цап- фа
    Рулевое колесо 1, вал 2, червяк 3 и сектор 4 образуют рулевой меха- низм, увеличивающий момент, прикладываемый водителем к рулевому ко- лесу для поворота управляемых колес. Сошка 5, продольная тяга 6, рычаги
    7, 9 и 12 поворотных цапф и поперечная тяга 10 составляют рулевой при- вод, передающий усилие от сошки к поворотным цапфам обоих управляе- мых колес. Поперечная тяга 10, рычаги 9 и 12 образуют рулевую трапецию, обеспечивающую необходимое соотношение между углами поворота управляемых колес.
    Увеличение момента рулевым механизмом оценивается передаточным числом рулевого механизма, представляющим собой отношение угла пово- рота рулевого колеса к углу поворота сошки. В зависимости от типа рулево- го механизма (его рабочей пары) передаточное число может быть постоян- ным или переменным, т.е. менять свое значение в процессе поворота колеса.
    У легковых автомобилей передаточное число рулевого механизма составля- ет 12-20, а у грузовых автомобилей 15-25. Передаточное число рулевого привода зависит от отношения плеч рычага поворотной цапфы и рулевой

    3
    сошки. При повороте управляемых колес вследствие изменения наклона этих рычагов передаточное число рулевого привода изменяется в среднем от 0,85 до 1,1.
    Рис. 1.2. Схема рулевого управления при независимой подвеске:
    1 – стойка; 2 – поворотная цапфа; 3 – рычаг поворотной цапфы; 4 и 9 – боковые тяги; 5 – маятниковый рычаг; 6 – сошка; 7 – рулевой механизм; 8 – средняя тяга
    Поперечная тяга состоит из трех частей: средней тяги 8 и шарнирно соединенных с ней двух боковых тяг 4 и 9. Средняя тяга одним концом со- единена с сошкой 6, а другим – с маятниковым рычагом 5, поворачиваю- щимся вокруг опоры на кузове автомобиля. Шарнир, соединяющий каждую боковую тягу со средней тягой, близко расположен к оси качания колеса.
    Поэтому тяга не вызывает произвольного поворота колеса при деформации упругого элемента подвески [1].

    4
    1.1. Рулевые механизмы
    Рулевой механизм включает в себя рулевую пару (иногда называют рулевой передачей), размещенную в картере, рулевой вал, рулевую колонку и рулевое колесо.
    Из условий компоновки рулевого механизма рулевой вал может со- стоять из двух или трех частей, соединяемых карданными шарнирами.
    К конструкции рулевых механизмов предъявляется ряд специальных требований: высокий КПД в прямом направлении (при передаче усилия от рулево- го колеса) для облегчения управления автомобилем и несколько понижен- ный КПД в обратном направлении для снижения силы толчков, передавае- мых на рулевое колесо от управляемых колес при наезде на неровности; обратимость рулевой пары, чтобы рулевой механизм не препятствовал стабилизации управляемых колес; минимальный зазор в зацеплении элементов рулевой пары в нейтраль- ном положении управляемых колес и в некотором диапазоне углов поворота
    (беззазорное зацепление) при обязательной возможности регулирования за- зора в процессе эксплуатации; заданный характер изменения передаточного числа рулевого механиз- ма; травмобезопасность рулевого механизма, чтобы при лобовом столкно- вении он не был причиной травмы водителя.
    Классификация рулевых механизмов представлена на рис. 1.3.
    Рис. 1.3. Классификация рулевых механизмов

    5
    1.1.1. Зазоры в зацеплении рулевой пары
    Оптимальная характеристика зазора в зацеплении рулевой пары пока- зана на рис. 1.4. С ростом угла поворота рулевого колеса зазор должен уве- личиваться, что необходимо для предотвращения заедания рулевой пары после регулирования зацепления при износе, который в основном имеет ме- сто в зоне, соответствующей малым углам поворота рулевого колеса. Зазор в зацеплении рулевой пары должен определяться при отсутствии осевого за- зора рулевого вала.
    Рис. 1.4. Зазоры в зацеплении рулевой пары
    Суммарный зазор в рулевом управлении составляют зазоры в рулевом механизме и рулевом приводе, он определяется по углу свободного поворо- та рулевого колеса при нейтральном положении управляемых колес. Повы- шенный суммарный зазор недопустим, так как он может привести к виля- нию управляемых колес и ухудшению устойчивости.
    В эксплуатации повышенный зазор в рулевом управлении может поя- виться при увеличении зазоров: в подшипниках управляемых колес; в шкворнях или шаровых опорах бесшкворневой подвески; в сочленениях ру- левого привода; в результате слабой затяжки рулевой сошки на валу сошки или слабого крепления картера рулевого механизма; рулевого вала; в зацеп- лении рулевой пары. При установлении причин повышенного зазора в руле- вом управлении и устранении их должна быть соблюдена последователь- ность, соответствующая приведенному выше перечислению этих причин.

    6
    1.1.2. Шестеренные рулевые механизмы
    Шестеренные рулевые механизмы выполняют в виде редуктора из зубчатых колес (применяется редко) или в виде пары из шестерни 2 и рейки
    3 (рис. 1.5). Реечные рулевые механизмы получают все более широкое при- менение на легковых автомобилях малого (ВАЗ-2108, ЗАЗ-1102 и
    ВАЗ-1111), среднего и даже большого классов.
    Достоинствами реечных рулевых механизмов являются простота и компактность конструкции, обеспечивающие им наименьшую стоимость по сравнению с рулевыми механизмами других типов, высокий КПД
    (η↓РМ = η↑РМ = 0,90…0,95). С реечным рулевым механизмом можно при- менять четырехшарнирный рулевой привод при независимой подвеске ко- лес. Из-за высокого значения обратного КПД такой механизм без усилителя целесообразно устанавливать только на легковых автомобилях малого клас- са, так как в этом случае толчки со стороны дороги, которые передаются на рулевое колесо, в некоторой степени могут поглощаться в результате тре- ния рейки и металлокерамического упора. На легковых автомобилях более высокого класса необходим рулевой усилитель, который поглощает толчки.
    Рис. 1.5. Реечный рулевой механизм:
    1 – рулевой вал; 2 – шестерня; 3 – рейка; 4 – упор

    7
    1.1.3. Червячные рулевые механизмы
    Червячные рулевые механизмы применяют как на легковых, так и на грузовых автомобилях и автобусах. Наибольшее распространение получили червячно-роликовые рулевые механизмы (ВАЗ моделей 2105, 2106, 2107
    «Москвич-2140», ГАЗ-3102, ГАЗ-53А, УАЗ и др.). Рулевые пары состоят из глобоидного червяка и двух- или трехгребневого ролика. В редких случаях для автомобилей особо малого класса применяют одногребневый ролик.
    Упрощенная схема червячно-роликовой рулевой пары показана на рис. 1.6, а.
    Рис. 1.6. Червячно-роликовый рулевой механизм: а – схема; б – конструкция; 1 – вал сошки; 2 – трехгребневый ролик;
    3 – глобоидный червяк; 4 – сошка
    Глобоидный червяк предназначен для увеличения рабочего угла (угла, определяемого зацеплением рулевой пары) поворота вала сошки. Червяк ус- танавливают на радиально-упорных шариковых или конических роликовых подшипниках, а ролик – на шариковых или игольчатых подшипниках в пазу
    a)
    б)

    8
    вала сошки. Иногда и в опорах вала сошки используют подшипники ка- чения. Все это обеспечивает таким механизмам сравнительно высокий
    КПД:
    η↓
    РМ
    = 0,85, η↑
    РМ
    = 0,70.
    Передаточное число рулевых механизмов с двух- и трехгребневым роликом, определяемое отношением числа зубьев червячного колеса (ролик рассматривается как сектор червячного колеса) к числу заходов червяка, практически постоянное. Червяк, как правило, однозаходный. Зазор в заце- плении ролика с червяком переменный, что может быть обеспечено при разных значениях радиусов дуги образующей червяка и траектории роли- ка. Разница этих радиусов позволяет регулировать зазор в зацеплении, т. е. сближать элементы пары, не опасаясь их заклинивания в крайних положе- ниях. Для расширения зоны беззазорного зацепления в ряде конструкций червячно-роликовых пар червяк посажен эксцентрично относительно оси рулевого вала.
    Пример конструкции рулевого механизма с червячно-роликовой парой показан на рис. 1.6, б. Этот механизм, устанавливаемый на автомобиле ГАЗ-
    3102, имеет, как все механизмы такого типа, две регулировки: осевого зазо- ра при помощи прокладок под передней крышкой и зацепления при помощи регулировочного винта, перемещающего вал сошки вместе с роликом, на- чальное смещение оси которого относительно оси червяка составляет 6...6,5 мм. Для обеспечения хорошего контакта ролика с червяком ось ролика рас- положена не перпендикулярно оси вала сошки, а имеет наклон, угол кото- рого близок среднему углу наклона витков червяка.
    Рис.1.7. Червячно-секторный рулевой механизм:
    1 – червяк; 2 – боковой сектор; 3 – рулевой вал; 4 – распределитель усилителя

    9
    На некоторых грузовых автомобилях «Урал-4320» (рис. 1.7) устанав- ливают червячно-секторные рулевые механизмы с боковым сектором.
    В рулевой паре этого типа обеспечивается достаточно малое давление на зубья при передаче больших усилий. Передаточное число механизма практически постоянное.
    Наличие трения скольжения в паре обусловливает сравнительно низ- кий КПД этого рулевого механизма (η↓
    РМ
    = 0,65 – 0,75;
    η↑
    РМ
    = 0,55 – 0,60). Здесь рулевой вал с червяком установлен на цилиндри- ческих роликовых подшипниках, допускающих некоторое осевое переме- щение в пределах перемещения закрепленного на нем золотника гидроуси- лителя. Вал сошки, выполненный как одно целое с боковым сектором, уста- новлен на игольчатых подшипниках. Зазор в зацеплении червяка с зубчатом сектором переменный, наименьший в среднем положении сектора, что дос- тигается нарезкой зубьев сектора специальной формы.
    Зацепление регулируют, изменяя толщину прокладок под крышкой, имеющей выступ, упирающийся в торец сектора.
    1.1.4. Винтовые рулевые механизмы
    Винтовые рулевые механизмы могут иметь различное конструктивное исполнение: винторычажные («винт – гайка – рычаг», «качающийся винт и гайка», «винт и качающаяся гайка») и винтореечные.
    Винторычажные рулевые механизмы в настоящее время применяются редко, так как имеют низкий КПД и компенсировать износ регулировкой невозможно. Широко применяются на автомобилях всех типов (ЗИЛ, Ка- мАЗ, МАЗ, БелАЗ, КАЗ, «Магирус» и др.) винтореечные рулевые механиз- мы, включающие в себя винт 1, шариковую гайку-рейку 2 и сектор 3, вы- полненный за одно целое с валом сошки (рис. 1.8, а).
    КПД винтореечного механизма высокий в обоих направлениях
    (η↓
    РМ
    = η↑
    РМ
    = 0,80 – 0,85), поэтому без усилителя, воспринимающего толч- ки со стороны дороги, его целесообразно устанавливать только на легковые автомобили малого класса.
    Беззазорное зацепление в среднем положении этого механизма осуще- ствляется при помощи следующих мероприятий: профиль канавок винта и гайки эллиптический, образованный двумя дугами несколько большего радиуса, чем радиус шарика, что дает возмож- ность шарику соприкасаться с профилем канавки в двух точках канавки винта и в двух точках канавки гайки. Винты, гайки и шарики рассортировы- вают на несколько групп с последующей селективной сборкой; зубья сектора (рис. 1.8, б) нарезают из центра смещенного относи- тельно оси вала сошки, это позволяет устранять зазор после износа, не опа-

    10
    саясь заклинивания в крайних положениях, где зуб сектора имеет меньшую толщину, чем в середине сектора.
    Рис.1.8. Винтореечный рулевой механизм:
    1 – винт; 2 – шариковая рейка – гайка; 3 – сектор
    Зазор в зацеплении сектора и рейки переменный. Регулируют зацепле- ние винтом, перемещающим вал сошки вместе с сектором, зубья которого нарезаны под углом к валу сошки.
    a)
    б)

    11
    На ряде автомобилей (КАЗ, МАЗ, КрАЗ) в настоящее время применя- ют винтореечные рулевые механизмы, в которых зубья нарезаны парал- лельно оси вала сошки, т. е. не имеют клиновидной формы (рис. 1.9).
    Рис.1.9. Винтореечный рулевой механизм автомобиля КАЗ-4540

    12
    Зацепление в этих механизмах регулируют поворотом двух вклады- шей 1 и 2 (рис. 1.9.), в которые запрессованы подшипники скольжения, внутренняя поверхность которых эксцентрична.
    1.1.5. Кривошипные рулевые механизмы
    Их применяют сравнительно редко: одношиповые рулевые механизмы
    (рис. 1.10, а) до середины сороковых годов устанавливали на грузовых ав- томобилях ЗИС.
    Рис. 1.10. Кривошипные рулевые механизмы
    Двухшиповые рулевые механизмы (рис. 1.10, б) позволяют увеличить угол поворота вала сошки на угол γ и снизить давление на шип в среднем положении, когда оба шипа находятся в зацеплении с червяком (в крайних положениях один шип выходит из зацепления). При установке шипов на подшипниках (рис. 1.10, в) КПД кривошипного рулевого механизма такой же, как КПД червячно-роликового рулевого механизма. Передаточное число кривошипного рулевого механизма может быть постоянным или перемен-
    а)
    б)
    в)

    13
    ным – это зависит от способа нарезки червяка. Рулевые механизмы этого типа могут быть регулируемыми. Для этой цели шипы выполняют конус- ными соответственно профилю нарезки червяка. Глубина нарезки различна в средней части и по краям, благодаря чему может быть обеспечен доста- точный диапазон беззазорного зацепления.
    1.1.6. Травмобезопасные рулевые механизмы
    Рулевой механизм может быть причиной серьезной травмы водителя при лобовом столкновении автомобиля с препятствием. Травма может быть нанесена при смятии передней части автомобиля, когда весь рулевой меха- низм перемещается в сторону водителя. Поэтому картер рулевого механиз- ма необходимо располагать в таком месте, где деформация при лобовом столкновении будет наименьшей.
    Водитель может получить травму также при резком перемещении впе- ред в результате лобового столкновения. Ремни безопасности при слабом их натяжении не предохраняют от столкновения с рулевым колесом или руле- вым валом, когда перемещение вперед составляет 300…400 мм. Для пасса- жиров такое перемещение обычно не приводит к опасным последствиям.
    По статистике лобовые столкновения автомобилей составляют свыше
    50% всех дорожно-транспортных происшествий. Вследствие этого как меж- дународные, так и национальные правила предписывают установку на ав- томобилях травмобезопасных рулевых механизмов.
    Существуют некоторые нормативы для испытания травмобезопасных рулевых механизмов. Так, при лобовом ударе (удар о бетонный куб при движении со скоростью 14 м/с (50 км/ч) верхний конец рулевого вала не должен перемещаться внутрь салона (кабины) в горизонтальном направле- нии более чем на 127 мм). На специальном манекене регистрируется вели- чина усилия в горизонтальном направлении на уровне груди манекена при скорости 5,5 м/с (24 км/ч). Это усилие не должно превосходить 11,34 кН.
    Существуют травмобезопасные рулевые механизмы различных конст- рукций. Основное требование к ним – поглощение энергии удара, а следо- вательно, снижение усилия, наносящего травму водителю.
    Первоначально для придания рулевым механизмам травмобезопасных свойств устанавливали рулевое колесо с утопленной ступицей и с двумя спицами, что позволило значительно снизить тяжесть наносимых повреж- дений при ударе. В дальнейшем, кроме этого, стали устанавливать специ- альный энергопоглощающий элемент.
    На рис. 1.11 приведен рулевой механизм автомобиля ВАЗ-2121. Здесь рулевой вал состоит из трех частей, связанных карданными шарнирами.
    При лобовом столкновении, когда передняя часть автомобиля деформиру-

    14
    ется, рулевой вал складывается, при этом перемещение верхней части руле- вого механизма внутрь салона незначительно. Перемещение рулевого меха- низма сопровождается некоторым поглощением энергии удара при деформации кронштейна крепления рулевого вала. Особенность крепления кронштейна заключается в том, что два из четырех болтов (передние) крепят кронштейн через пла- стинчатые шайбы, которые при ударе деформируются и проваливаются че- рез прямоугольные отверстия кронштейна, а сам кронштейн деформирует- ся, поворачиваясь относительно фиксированных точек крепления.
    Рис. 1.11. Травмобезопасный рулевой механизм автомобиля ВАЗ-2121
    На автомобиле ГАЗ-3102 энергопоглощающий элемент травмобезо- пасного рулевого механизма представляет собой резиновую муфту, уста- новленную между верхней и нижней частями рулевого вала (рис. 1.12).
    В ряде зарубежных конструкций энергопоглощающим элементом ру- левого механизма служит сильфон, соединяющий рулевое колесо с рулевым валом (рис. 1.13, а) или сам рулевой вал, в верхней части представляющий собой перфорированную трубу (рис. 1.13, б). На рисунке показаны последо- вательно фазы деформации перфорированной трубы и максимальная де- формация, которая для этой конструкции значительна.

    15
    Рис. 1.12. Травмобезопасный рулевой механизм автомобиля ГАЗ-3102:
    1 – фланец; 2 – предохранительная пластина; 3 – резиновая муфта
    Некоторое применение нашли энергопоглощающие элементы рулевых механизмов, в которых две части рулевого вала соединяются при помощи нескольких продольных пластин, привариваемых к концам соединяемых валов и деформирующихся при ударе. Такое энергопоглощающее устройст- во носит название «японский фонарик».

    16
    Рис. 1.13. Травмобезопасные рулевые механизмы: а – с энергопоглощающим сильфоном; б – с перфорированным труб- чатым рулевым валом
    1.2. Рулевые приводы
    К рулевому приводу предъявляют следующие требования: правильное соотношение углов поворота колес, отсутствие автоколебаний управляемых колес, а также самопроизвольного поворота колес при колебаниях автомо- биля на подвеске.
    Рулевой привод включает рулевую трапецию, рычаги и тяги, связы- вающие рулевой механизм с рулевой трапецией, а также рулевой усилитель, устанавливаемый на ряде автомобилей.
    1.2.1. Рулевая трапеция
    В зависимости от компоновочных возможностей рулевую трапецию располагают перед передней осью (передняя рулевая трапеция) или за ней
    (задняя рулевая трапеция). При зависимой подвеске колес применяют тра- пеции с цельной поперечной тягой; при независимой подвеске – только тра- пеции с расчлененной поперечной тягой, что необходимо для предотвраще- ния самопроизвольного поворота управляемых колес при колебаниях авто- мобиля на подвеске.

    17
    1.2.2. Поперечная тяга
    Для ее изготовления обычно применяют бесшовную трубу, на резьбо- вые концы которой навертывают наконечники с шаровыми пальцами. Дли- на поперечной тяги должна быть регулируемой, так как она определяет схождение колес. При зависимой подвеске, когда применяется неразрезная трапеция, регулирование выполняют поворотом поперечной тяги относи- тельно наконечников (при освобождении стопорных гаек). Так как резьба, нарезанная на концах тяги, имеет разное направление, то поворот тяги вы- зывает изменение расстояния между шарнирами поперечной тяги. Часто шаг резьбы на разных концах тяги делают неодинаковым для более точной регулировки.
    Наличие зазора в шарнирах поперечной тяги недопустимо, поэтому предпочтительно применение шарниров с автоматическим регулированием зазора в процессе изнашивания, что возможно, когда усилие пружины на- правлено по оси шарового пальца 2 (рис. 1.14, а).
    На рис. 1.14, б показан шарнир поперечной тяги (автомобили МАЗ), где зазор, образовавшийся в результате изнашивания, выбирают, вращая гайку 3, сжимающую пружину, для чего необходимо снять наконечник тяги.
    1.2.3. Продольная тяга
    Связывающая сошку с поворотным рычагом тяга применяется глав- ным образом при зависимой подвеске. Кинематические перемещения про- дольной тяги и подвески должны быть согласованы, чтобы исключить са- мопроизвольный поворот управляемых колес при деформации упругого элемента подвески. Компоновка, показанная на рис. 1.15, а, не обеспечивает необходимого согласования траекторий переднего конца продольной тяги 2 и центра колеса. Поэтому при вертикальных и угловых колебаниях автомо- биля возникает «рыскание» управляемых колес.
    Сравнительно хорошее согласование может быть получено при распо- ложении рулевого механизма перед передней осью (рис. 1.15, б) или при расположении рулевого механизма за передней осью и передним располо- жением серьги листовой рессоры 3. Однако при переднем расположении серьги продольные силы, возникающие при наезде передних колес на пре- пятствие, в большей степени передаются на раму автомобиля. Шаровые шарниры (рис. 1.14, в), размещенные по концам тяги, поджимаются жест- кими пружинами 4, при-

    18
    Рис. 1.14. Конструкции шарниров рулевых тяг чем расположение шарниров и пружин дает возможность несколько амор- тизировать удары, воспринимаемые как левым, так и правым управляемыми колесами [2].
    Рис. 1.15. Продольные рулевые тяги: а и б – схемы расположения

    19
    2. Требования и методы проверки рулевого управления
    Требования и методы проверки рулевого управления регламентируют- ся ГОСТ Р 51709-2001 «Автотранспортные средства. Требования безопас- ности к техническому состоянию и методы проверки». Этот ГОСТ вступил в действие с 1 января 2002 г., сменив известный ГОСТ 25478-91 с тем же названием. В ГОСТ Р 51709-2001 произошли очень серьезные изменения, касающиеся рулевого управления.
    Основным оборудованием, необходимым для проверки рулевого управления, является прибор для определения суммарного люфта в рулевом управлении – люфтомер. Согласно ГОСТ 25478-91 суммарным люфтом в рулевом управлении назывался суммарный угол, на который поворачивает- ся рулевое колесо автомобиля под действием поочередно приложенных к нему противоположно направленных регламентированных усилий при не- подвижных управляемых колесах. Таким образом, все люфтомеры имели угломерное устройство, позволяющее измерять угол поворота рулевого ко- леса, и динамометрическое устройство, позволяющее прикладывать к руле- вому колесу необходимое регламентное усилие при измерении.
    По ряду причин требование к люфтомерам в
    ГОСТ
    Р 51709-2001 было изменено. В настоящее время необходимо для измерения пользоваться такими люфтомерами, которые позволяют фиксировать одно- временно угол поворота рулевого колеса и начало поворота управляемых колес. Естественно, необходимость применения в настоящее время динамо- метрических устройств в люфтомерах отпадает за счет применения уст- ройств, позволяющих фиксировать начало поворота управляемых колес. В связи с этим изменилось и само значение термина «суммарный люфт в ру- левом управлении».
    Согласно ГОСТ Р 51709-2001,
    суммарным люфтом в рулевом
    управлении называется угол поворота рулевого колеса от положе-
    ния, соответствующего началу поворота управляемых колес АТС в
    одну сторону, до положения, соответствующего началу их поворота
    в противоположную сторону.
    Ниже в табл. 2.1 представлены основные требования к рулевому управлению и методы его проверки.

    20
    Таблица 2.1
    Требования
    Методы проверки
    1.Изменение усилия при повороте ру- левого колеса должно быть плавным во всем диапазоне угла его поворота
    2.Максимальный поворот рулевого колеса должен ограничиваться только устройствами, предусмотренными конструкцией АТС
    Проверяют на неподвижном АТС при работающем двигателе посред- ством поочередного поворота руле- вого колеса на максимальный угол в каждую сторону
    3.Самопроизвольный поворот рулево- го колеса с усилителем рулевого управления от нейтрального положе- ния при неподвижном состоянии АТС и работающем двигателе не допуска- ется
    Проверяют наблюдением за поло- жением рулевого колеса на непод- вижном АТС с усилителем рулево- го управления после установки ру- левого колеса в положение, при- мерно соответствующее прямоли- нейному движению и пуска двига- теля
    4
    .Суммарный люфт в рулевом управ- лении не должен превышать предель- ных значений, указанных изготовите- лем АТС в эксплуатационной доку- ментации, или, если такие значения изготовителем не указаны, следующих предельных допустимых значений: легковые автомобили и создан- ные на базе их агрегатов грузовые и автобусы – 10 0
    автобусы – 20 0
    грузовые – 25 0
    Проверяют на неподвижном АТС с использованием приборов для оп- ределения суммарного люфта в ру- левом управлении, фиксирующих угол поворота рулевого колеса и начало поворота управляемых ко- лес.
    Управляемые колеса должны быть предварительно приведены в положение, примерно соответст- вующее прямолинейному движе- нию, а двигатель АТС, оборудован- ного усилителем, должен работать.
    Рулевое колесо поворачивают до положения, соответствующего началу поворота управляемых ко- лес АТС в одну сторону, а затем – в другую сторону до положения, со- ответствующего началу поворота

    21
    Продолжение табл. 2.1 управляемых колес. При этом из- меряют угол между указанными крайними положениями рулевого колеса, который является суммар- ным люфтом в рулевом управле- нии
    5. Не допускается подвижность рулевой колонки в плоскостях, проходящих че- рез ее ось, рулевого колеса в осевом на- правлении, картера рулевого механиз- ма, деталей рулевого привода относи- тельно друг друга или опорной поверх- ности. Резьбовые соединения должны быть затянуты и зафиксированы. Люфт в соединениях рычагов поворотных цапф и шарниров рулевых тяг не до- пускается. Устройство фиксации поло- жения рулевой колонки с регулируе- мым положением рулевого колеса должно быть работоспособно
    Проверяют органолептически на неподвижном АТС при нерабо- тающем двигателе путем прило- жения нагрузок к узлам рулевого управления и простукивания резьбовых соединений. Допуска- ется визуальная проверка состоя- ния шарнирных соединений на специальных стендах для провер- ки рулевого привода
    6. Применение в рулевом механизме и рулевом приводе деталей со следами остаточной деформации, с трещинами и другими дефектами не допускается
    Проверяют визуально на непод- вижном АТС
    7. Натяжение ремня привода насоса усилителя рулевого управления и уро- вень рабочей жидкости в его резервуаре должны соответствовать требованиям, установленным изготовителем АТС в эксплуатационной документации. Под- текание рабочей жидкости в гидросис- теме усилителя не допускается
    Проверяют измерением натяже- ния ремня привода насоса усили- теля рулевого управления на не- подвижном АТС с помощью спе- циальных приборов для одновре- менного контроля усилия и пере- мещения или с использованием линейки и динамометра с макси- мальной погрешностью не более
    7%

    22
    3. Устройство и принцип действия оборудования,
    применяемого в лабораторной работе
    Студенты должны научиться измерять суммарный люфт в рулевом управлении, используя люфтомеры, фиксирующие начало поворота управ- ляемых колес, и люфтомеры-динамометры.
    Люфтомер, фиксирующий поворот управляемых колес, состоит из двух основных элементов: угломерного устройства и датчика поворота управляемых колес. Пользоваться им необходимо согласно заводской инст- рукции и указаниям преподавателя.
    Для измерения суммарного люфта рулевого управления в лаборатории имеется механический универсальный люфтомер-динамометр. На рис. 3.1 представлен общий вид прибора.
    Люфтомер состоит из верхнего 1 и нижнего 2 раздвижных кронштей- нов, приставляемых к ободу рулевого колеса упорами 3; разрезной каретки
    4, стягивающих направляющие стержни 5 кронштейнов 1 и 2 с помощью зажима; угломерной шкалы 7, устанавливаемой на оси зажима 6 с помощью поворота и самоторможения при снятии усилия за счет фрикционной, рези- новой шайбы 8; резиновой нити 9, натягиваемой, с помощью присоса 10, от зажима 6 к лобовому стеклу автомобиля и играющей роль указательной
    «стрелки» угломерной шкалы, и нагрузочного устройства, представляющего собой пружинный динамометр 11 двухстороннего действия.
    Каретка 4 с осью поворота угломерной шкалы 7 выставляется в центр поворота рулевого колеса путем обеспечения одинаковых вылетов («а» и
    «в») стержней 5 относительно каретки. Этим обеспечивается неподвиж- ность «стрелки» при повороте рулевого колеса и правильность измерения люфта.
    Динамометр 11 устанавливается на нижнем кронштейне 2 люфтомера с помощью кронштейна 13, который с помощью винтов 16 закрепляется на пальце 17 после регулировки в положение, при котором при установке люфтомера на ободе рулевого колеса приложенное к нагрузочному устрой- ству усилие пришлось бы на середину сечения обода.
    Метод измерения суммарного люфта заключается в выявлении угла поворота рулевого колеса по угловой шкале люфтомера, между двумя фик- сированными положениями, определяемыми приложением к нагрузочному устройству, поочередно в обоих направлениях, одинаковых, регламенти- руемых в зависимости от собственной массы автомобиля, приходящейся на управляемые колеса, усилий. Зависимость усилий от собственной массы ав- томобиля, приходящейся на управляемые колеса, приведена в табл. 3.1

    23
    Рис. 3.1. Общий вид люфтомера:
    1, 2 – верхний и нижний кронштейны; 3 – упор кронштейна; 4 – ка- ретка; 5 – стержень направляющий; 6 – зажим; 7 – шкала угломерная; 8 – шайба фрикционная; 9 – нить резиновая; 10 – присос; 11 – динамометр; 12 –
    «безмен»; 13 и 14 – кронштейны динамометра или «безмена»; 15 – цапфа ;
    16 – винт стопорный; 17 – палец установочный; 18– кольцо прижимное; 19
    – вороток; 20 – упор шкалы
    Таблица 3.1
    Масса автомобиля приходя- щаяся на управляемые колеса; т
    Усилие нагрузочного устрой- ства, Н (кгс) до1,6 7,35
    (0,75) свыше 1,6 до 3,86 9,8 (1,00) свыше 3,86 12,30 (1,25)
    При возникновении в отдельных случаях поворота управляемых колес при приложении регламентируемого усилия на рулевом колесе фиксиро- ванные положения рулевого колеса должны соответствовать моментам на- чала поворота управляемых колес, определяемых визуально.

    24
    4. Порядок выполнения работы
    1) Установить управляемые колеса рулем в нейтральное положение.
    2) Ослабив зажимы 6 люфтомера, раздвинуть кронштейны 1 и 2 до размера, визуально соответствующего диаметру рулевого колеса.
    3) Установить люфтомер на рулевом колесе, приставив кронштейны к ободу рулевого колеса до плотного соприкосновения с ним, в том числе и упорами 3, и поджав кольцами 18 и воротками 19.
    4) Проверить и при необходимости отрегулировать положение дина- мометра 11 или цапфы 15, так чтобы они располагались визуально посере- дине сечения обода рулевого колеса.
    5) Выставить каретку 4 с угломерной шкалой 7 в центр рулевого коле- са, обеспечив равенство вылетов (а=в) стержней 5 относительно каретки 4.
    6) Протянуть «стрелку» 9 к лобовому стеклу автомобиля и закрепить присосом 10. «Стрелка» при этом должна быть расположена примерно в центре угломерной шкалы, параллельно и как можно ближе к ней.
    7) Нажимая на головку динамометра 11 справа, медленно повернуть рулевое колесо по часовой стрелке до момента достижения соответствую- щего регламентированного усилия (см. табл. 2.1), т.е. до совпадения соот- ветствующей риски (1, 2 или 3 см. рис. 4.1) указателя 4 динамометра с кромкой 5 крышки 6 корпуса. В этом положении, не трогая рулевого колеса, повернуть шкалу 7 до совпадения нулевого деления с нитью.
    Рис. 4.1. Вид динамометра (правая часть):
    1, 2 и 3 – риски регламентируемых усилий, соответственно: 0, 75,
    1,0 и 1,25 кг; 4 – указатель; 5 – кромка крышки; 6 – крышка; 7 – шпилька;
    8 – чашка пружины; 9 – пружина; 10 – головка; 11 – корпус

    25 8) Нажимая на головку динамометра 11 слева, медленно повернуть ру- левое колесо против часовой стрелки до достижения регламентируемого усилия, так же как и в первом случае.
    9) По положению нити относительно угломерной шкалы 7 определить значение суммарного люфта рулевого управления. Окончательный резуль- тат уточнить по результатам двух или более измерений и уточненное значе- ние сравнить с допустимым (см. раздел 2). Результаты занести в протокол.
    10) Дальнейшую проверку рулевого управления произвести визуально и органолептически согласно методике, приведенной во втором разделе на- стоящих методических указаний.
    11) При обнаружении неисправностей в рулевом управлении, которые могут быть устранены регулировками, следует выполнить необходимые ре- гулировочные работы. Порядок регулировок большинства рулевых меха- низмов разбирается в разделе 1 данных методических указаний.
    5.
    Требования к отчету
    Отчет должен содержать протокол испытаний с результатами измере- ний суммарного люфта в рулевом управлении, данные по органолептиче- ским и визуальным проверкам элементов рулевого управления. При напи- сании отчета необходимо придерживаться такой же последовательности из- ложения, как в табл. 2.1, при этом результаты работы лучше представить в табличной форме. Если в процессе выполнения работы выполнялись какие- то регулировки, то необходимо подробно описать это. По результатам про- ведения работы в конце отчета необходимо сделать выводы. Отчет выпол- няется на стандартных листах бумаги формата А-4 согласно общим требо- ваниям к оформлению текстовой технической документации.
    6.
    Контрольные вопросы
    1. Что такое суммарный люфт в рулевом управлении согласно ГОСТ Р
    51709–2001?
    2. Порядок измерения суммарного люфта в рулевом управлении со- гласно ГОСТ Р 51709–2001 и ГОСТ 25478–91.
    3. Принцип действия люфтомеров, фиксирующих поворот управляе- мых колес, и люфтомеров-динамометров.
    4. Современные требования, предъявляемые к рулевым управлениям и методы их проверки.
    5. Особенности регулировки реечных рулевых механизмов.

    26 6. Особенности регулировки червячных рулевых механизмов.
    7. Особенности регулировки винтовых рулевых механизмов.
    Список рекомендуемой литературы
    1. Автомобиль: Основы конструкции: Учеб. для вузов по специ- альности «Автомобили и автомобильное хозяйство» / Н.Н. Вишняков,
    В.К. Вахламов, А.Н. Нарбут, И.С. Шлиппе, А.Н. Островцев. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1986. – 304с.
    2. Осепчугов В.В. Автомобиль: Анализ конструкций, элементы расчета: Учеб. для студентов вузов по специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство»/В.В. Осепчугов, А.К. Фрумкин. – М.: Ма- шиностроение, 1989. – 304 с.
    3. Михайловский Е.В. Устройство автомобиля: Учеб. для вузов /
    Е.В. Михайловский, К.Б. Серебряков, Е.Я. Тур. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1985. – 352с.
    4. Техническая эксплуатация автомобилей: Учеб. для вузов. –
    4-е изд., перераб. и доп./Под ред. Е.С. Кузнецова. – М.: Наука, 2001. –
    535с.
    5. ГОСТ Р 51709–2001. Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки. – М.: Гос- стандарт России, 2001. – 26с.

    27
    СОДЕРЖАНИЕ:
    1. Назначение, принцип действия и особенности конструкций
    рулевых управлений, применяемых на отечественных и
    импортных автомобилях
    1
    1.1. Рулевые механизмы ................................................................................... 4 1.1.1. Зазоры в зацеплении рулевой пары.......................................................... 5 1.1.2. Шестеренные рулевые механизмы......................................................... 6 1.1.3. Червячные рулевые механизмы................................................................ 7 1.1.4. Винтовые рулевые механизмы ................................................................. 9 1.1.5. Кривошипные рулевые механизмы........................................................ 12 1.1.6. Травмобезопасные рулевые механизмы ................................................ 13
    1.2. Рулевые приводы...................................................................................... 16 1.2.1. Рулевая трапеция ..................................................................................... 16 1.2.2. Поперечная тяга....................................................................................... 17 1.2.3. Продольная тяга....................................................................................... 17
    2. Требования и методы проверки рулевого управления ........................ 19
    3. Устройство и принцип действия оборудования, применяемого в
    лабораторной работе............................................................................... 22
    4. Порядок выполнения работы..................................................................... 24
    5. Требования к отчету .................................................................................... 25
    6. Контрольные вопросы................................................................................. 26
    7. Список рекомендуемой литературы..............................................27

    28
    Составители
    Александр Иванович Подгорный
    Дмитрий Владимирович Цыганков
    ДИАГНОСТИРОВАНИЕ И РЕГУЛИРОВКА РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ
    АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
    Методические указания к лабораторной работе по курсам
    «Техническая эксплуатация транспортных средств» и «Техническая диагностика на транспорте» для студентов специальностей
    150200 «Автомобили и автомобильное хозяйство» и 240400 «Организация и безопасность дорожного движения» дневной формы обучения
    Редактор З.М. Савина
    ИД № 06536 от 16.01.02
    Подписано в печать 01.11.02. Формат 60х84/16.
    Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Уч.-изд. л. 2,00.
    Тираж 280 экз. Заказ
    ГУ Кузбасский государственный технический университет.
    650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28.
    Типография ГУ Кузбасский государственный технический университет.
    650099, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4А.
    написать администратору сайта