Здавалка
Главная | Обратная связь

Возможные неисправности рулевого управления

Рулевой механизм

Изменение направления движения автомобиля осуществляется поворотом направляющих колес на соответствующий угол, что выполняется с помощью механизмов рулевого управления.

При движении автомобиля на поворотах необходимо, чтобы колеса как можно меньше скользили по поверхности дороги, т. е. чтобы движение было без юза.

Качение колес на повороте без скольжения возможно при условии, что линии продолжения осей всех колес пересекаются в одной точке, которая называется центром поворота автомобиля (рис. 107), и, кроме того, плоскости каждого колеса располагаются по касательной к окружности, по которой происходит движение колеса.

Эти условия выполняются, если внешнее колесо описывает дугу большего радиуса, а внутреннее — дугу меньшего радиуса. Таким образом, для поворота автомобиля необходимо поворачивать колеса на разные углы: внутренние колеса на большие углы, а внешние — на меньшие углы. Поворот управляемых колес на различные углы осуществляется рулевой трапецией соответствующей конструкции, однако она не обеспечивает всех условий, необходимых для качения колес без скольжения на диапазоне от малых до больших углов поворота. Поэтому рулевую трапецию конструируют так, чтобы условия для качения колес без скольжения более полно выполнялись при углах поворота, которые чаще встречаются в эксплуатации (до 12—15°).

Принципиальная схема рулевого управления современного автомобиля представлена на рис. 108.

Она включает рулевой механизм, усилитель рулевого управления и рулевой привод. Действие рулевого управления заключается в следующем: при повороте рулевого колеса поворачивается рулевой вал управления. Усилие через рулевой механизм передается далее на вал рулевой сошки. Сошка, совершая маятниковое движение, перемещает шарнир но соединенную с ней продольную тягу. С этой же тягой имеет связь усилитель рулевого управления. Суммарное усилие от усилителя и водителя передается на двуплечий рычаг, укрепленный с левой стороны автомобиля. Этот рычаг поворачивает цапфу левого переднего колеса и одновременно передвигает поперечную тягу, которая вызывает поворот одноплечего рычага, связанного с цапфой правого колеса.

 

Рулевое управление современного автомобиля — один из наиболее ответственных механизмов. Повышение грузоподъемности и интенсивности эксплуатации повышает требования к рулевым управлениям автомобилей. Рулевое управление должно обеспечивать легкость и четкость управления, сохранение заданного направления движения и обладать высокой надежностью и долговечностью.
Рулевое управление автомобилей МАЗ обладает высоким коэффициентом полезного действия и снабжено гидравлическим усилителем (гидроусилителем) и телескопической рулевой колонкой с рулевым колесом. Рулевое управление установлено в передней части автомобиля на левой продольной балке рамы, что обеспечивает хороший доступ к механизмам для их осмотра и обслуживания.

Рулевой механизм предназначен для передачи усилия от рулевого колеса к сошке, увеличения его при повороте управляемых колес, облегчая этим работу водителя. С помощью рулевого механизма сохраняется контроль за направлением движения автомобиля в случае наезда на препятствие или разрушения шины переднего колеса. Его устройство показано на рис.110.

Механизм относится к типу винт-гайка, имеет постоянное передаточное число. Он прикреплен четырьмя шпильками к кронштейну, установленному на левом лонжероне рамы.

Рулевой механизм состоит из шариковой гайки-рейки 17, которая находится в постоянном зацеплении с зубчатым сектором 1 и винтом 11, установленными в картере 5.

Картер 5 является базовой деталью, обеспечивающей работу механизма. Полость картера уплотнена двумя резиновыми сальниками 3 я 16, а привалочные поверхности картера двумя крышками 8 и 20, картонными прокладками 6 и 22. В верхней части картера расположено отверстие для заливки масла, а в нижней — сливное отверстие. Отверстия заглушены резьбовыми коническими пробками 15 и 18.

Шариковая гайка-рейка 17 получает поступательное движение при вращении винта 11. На наружной поверхности винта и внутренней поверхности гайки-рейки имеется резьба полукруглого профиля. При сборке винтовой пары в полукруглые канавки винта и гайки-рейки закладываются шарики. Чтобы получить непрерывность потока шариков при вращении винта в гайке и для предотвращения выпадения шариков, в отверстия гайки-рейки вставлены две направляющие трубки 14, которые также заполняются шариками. Направляющие трубки 14 соединяют концы винтовых канавок гайки с ее средней частью и образуют таким образом две замкнутые независимые винтовые дорожки для качения и циркуляции шариков. Узел механизма, состоящий из деталей: винт, гайка-рейка и комплект шариков разукомплектованию не подлежат. Шарики, применяемые в механизме, подбираются по размеру с точностью до 2 микрон. Высокое качество обработки и высокая точность размеров подобранных деталей обеспечивают легкую и плавную работу механизма и высокий коэффициент полезного действия.

Винт 11 вращается в картере на радиально-упорных сферических подшипниках, один из которых запрессован в расточку картера, а другой в крышку 9. Натяг этих подшипников регулируют изменением числа регулировочных прокладок 7 под крышкой.

Зубчатый сектор 1 вращается в трех одинаковых игольчатых подшипниках 4 с наружными штампованными кольцами. Два из этих подшипников размещены в приливе картера 5, а один — в крышке 20. Зубчатый сектор имеет шесть зубьев, которые нарезаны на конической поверхности, что позволяет регулировать зазор в зацеплении с гайкой-рейкой, величина которого допускается не более 0,1 мм.

Для регулировки зазора служит винт 21, ввернутый в крышку 20. Сферическая головка винта размещена в расточке, выполненной в вале сектора 1.Сферической стороной головки винт упирается в каленую круглую пластинку 18, а плоской стороной — в гайку 19, ввернутую в резьбовую часть расточки сектора до выбора осевого зазора винта 21 при одновременном обеспечении свободного его вращения. Для предотвращения самовывертывания гайки 19 ее приваривают к сектору в одной-двух точках. Вращением винта обеспечивается осевое перемещение сектора и, следовательно, изменение зазора в зацеплении сектор — гайка — рейка. Положение винта после регулировки фиксируют контргайкой.

Вал сектора имеет конусный конец со шлицами. На этот конец устанавливается сошка и закрепляется корончатой гайкой. Для правильной установки сошки на торцах вала сектора и сошки имеются риски, которые при сборке необходимо совмещать.

Полный угол поворота сошки 80° (по 40° в каждую сторону от среднего положения). Для ограничения движения сошки при повороте рулевого колеса вправо имеется специальный упорный болт.

Рулевой механизм смазывается маслом МТ-16П, при температуре ниже 20° С рекомендуется масло АМГ-20 или А-У.

 

Гидравлический усилитель уменьшает усилие водителя на рулевое колесо, необходимое для поворота управляемых колес автомобиля и смягчает толчки и удары, действующие на рулевое управление при наезде колес на неровности. Его устройство включает: насос с бачком, распределитель, корпус шаровых шарниров и силовой цилиндр.

Насос (рис. 112) лопастного типа, двойного действия, установлен на левой стороне двигателя, имеет привод от шкива коленчатого вала через клиновидный ремень и при работающем двигателе работает постоянно.

В корпусе 16 насоса помещен приводной вал, качающий узел, включающий статор. 11 и ротор 13 с лопастями, распределительный диск 10. Корпус насоса закрыт крышкой 5, в которой размещен предохранительный клапан 6.

При вращении ротора масло переносится лопастями из полости всасывания в полость нагнетания. Под давлением 65—70 кгс/см2 масло вытесняется в нагнетательную камеру 9, из которой через калиброванное отверстие поступает в нагнетательную систему гидроусилителя.

Бачок — устанавливается на насосе, рабочей жидкостью заполняется через горловину в крышке 24 в количестве 4 литров (уровень жидкости в бачке должен находиться на 5—10 мм ниже верхней кромки). Заливаемая рабочая жидкость (летом — индустриальное масло 20, зимой — индустриальное масло 12) должна быть тщательно отфильтрована. Заливка производится через воронку с двойной мелкой сеткой. Применение загрязненного масла приводит к быстрому износу насоса.

Распределитель (рис. 113) состоит из корпуса 13 и золотника 15, На внутренней поверхности корпуса золотника имеются три кольцевые-канавки. Крайние из них сообщены между собой каналом и имеют связь с нагнетательной магистралью насоса. Средняя канавка сообщается через сливную магистраль с бачком насоса.

Золотникпредставляет собой стержень круглого сечения, соединенный жестко со стаканом 16 пальца 10 рулевой сошки. На поверхности золотника имеются две кольцевые канавки.

Корпус шаровых шарниров соединен болтами с корпусом распределителя. В нем размещены два шаровых пальца 10 и 9 для соединения с рулевой сошкой и с продольной рулевой тягой.

Оба пальца зажаты между сферическими сухарями усилием пружин. Степень сжатия пружин регулируется регулировочной шайбой 7.

 

Силовой цилиндр 1 соединен с корпусом 6 шарниров при помощи резьбового соединения и законтрен гайкой. Внутри силового цилиндра перемещается поршень 4 со штоком. Полость цилиндра закрыта с одной стороны пробкой, с другой стороны крышкой. В крышке установлено сальниковое уплотнение. От загрязнения шток защищен резиновым гофрированным чехлом.

На конце штока навинчена головка с резиновой и металлической втулками, благодаря которым обеспечивается шарнирное соединение гидроусилителя с кронштейном рамы.

 

Работа гидроусилителя рулевого управления (рис. 114).

При работающем двигателе автомобиля насос 11 непрерывно подает масло в нагнетательную систему гидроусилителя. При прямолинейном движении (рис. 114, а) автомобиля циркуляция рабочей жидкости осуществляется от насоса к распределительному органу гидроусилителя и далее на слив. Давление.жидкости, создаваемое насосом, получается относительно невысоким —20...28 кгс/см2 — и зависит от скорости движения автомобиля и числа оборотов насоса. При повороте рулевого колеса влево (рис. 114, б) рулевая сошка с помощью шарового пальца перемещает стакан и связанный с ним золотник гидроусилителя влево (вперед по ходу автомобиля). Золотник при этом разобщает нагнетательный канал от сливного и масло подается только в поршневую (левую) полость, перемещая силовой цилиндр влево относительно поршня (вперед—гидроусилитель растягивается). Вместе с силовым цилиндром перемещается и продольная тяга рулевой трапеции, которая имеет связь с гидроусилителем. Управляемые колеса поворачиваются влево, а масло из штоковой (правой) полости поступает на слив. Если прекратить вращение рулевого колеса, золотник остановится, а силовой цилиндр будет надвигаться на золотник. Когда золотник займет нейтральное положение, а нагнетательный и сливной каналы гидроусилителя сообщатся между собой, поворот колес прекратится.

При вращении рулевого колеса вправо (рис. 114, в) работа гидроусилителя происходит аналогично разобранному случаю, с разницей лишь в направлении движения подвижных частей усилителя.

Гидроусилитель обладает высокой чувствительностью. Для поворота колес автомобиля необходимо перемещение золотника на 0,4...0,6 мм.

С повышением сопротивления повороту колес увеличивается и давление масла в рабочей жидкости силового цилиндра. Это давление передается в реактивные камеры и стремится установить золотник в нейтральное положение. Благодаря усиливающемуся эффекту гидроусилителя усилие на рулевом колесе в начале поворота колес не превышает 5 кгс, а наибольшее усилие достигает 20 кгс.

Для возможности управления автомобилем при неработающем гидроусилителе (при неисправном насосе, при буксировке автомобиля) в корпусе распределителя установлен обратный клапан, перепускающий жидкость из одной полости силового цилиндра в другую. Однако при неработающем гидроусилителе допускается лишь кратковременное управление автомобилем.

Замена масла в системе гидроусилителя проводится при сезонном обслуживании и при сильном загрязнении масла.

При замене масла выполняются следующие работы:

поднять передние колеса автомобиля, чтобы они не касались земли; снять крышку бачка; отсоединить от распределителя нагнетательной и сливной трубопроводы и слить через них масло из насоса;

медленно поворачивая рулевое колесо до отказа вправо и влево, слить масло из силового цилиндра;

промыть фильтр бачка, протереть внутреннюю поверхность самого бачка;

залить в бачок необходимое количество масла (около 4 л) и выждать 2 мин;

медленно поворачивать рулевое колесо вправо и влево до упора для удаления воздуха из системы, на что укажет прекращение выделения пузырьков воздуха;

установить на место крышку бачка и закрепить ее;

опустить автомобиль, повернуть колеса вправо и влево для проверки легкости управления и герметичности системы;

при помощи маслоизмерительного стержня двигателя проверить уровень масла в бачке, при необходимости долить.

Регулировка рулевого управления МАЗ-500. В процессе эксплуатации автомобиля в механизмах рулевого управления и его узлах изменяются зазоры, установленные между деталями. Происходит это в связи с износом деталей рулевого механизма, рулевой колонки, рулевого привода и гидроусилителя и наиболее ощутимо проявляется в увеличении свободного хода рулевого колеса.

Проверку свободного хода рулевого колеса следует проводить при работающем двигателе в следующей последовательности:

установить передние колеса в положение для движения автомобиля по прямой;

повернуть рулевое колесо в какую-либо сторону до выбора свободного хода, не нарушая положения передних колес;

установить приспособление для проверки свободного хода рулевого колеса;

повернуть рулевое колесо в обратную сторону до выбора свободного хода, не нарушая положения передних колес. Определить по приспособлению величину свободного хода рулевого колеса.

Если свободный ход рулевого колеса окажется более 10°, необходимо проверить и подтянуть крепления узлов и механизмов рулевого управления, проверить состояние шарнирных соединений рулевых тяг и гидроусилителя, проверить также регулировку подшипников ступиц передних колес. При наличии увеличенного свободного хода рулевого колеса после проверки состояния шарниров и крепления механизмов рулевого управления, следует выполнить регулировку рулевого механизма.

 

В рулевом механизме проводятся две регулировки:

- регулировка зазора в подшипниках винта;

- регулировка зацепления зубчатого сектора с гайкой-рейкой.

Регулировка зазора в радиально-упорных подшипниках винта проводится при снятом рулевом механизме. Для этого от рулевого механизма отсоединяют кардан рулевой колонки и гидроусилитель. Перед проведением регулировочных работ из картера рулевого механизма сливают масло и проверяют крепление сошки на валу зубчатого сектора, а затем закрепляют механизм в тисках или приспособлении. Регулировка выполняется в следующем порядке:

установить величину зазора в подшипниках путем замера штангенциркулем или индикатором осевого перемещения винта при покачивании рулевой сошки;

отвернуть болты крепления нижней крышки, снять крышку и удалить прокладки толщиной, равной замеренному осевому перемещению винта (под крышкой обычно устанавливают прокладки толщиной 0,1; 0,15 и 0,5 мм);

установить крышку на место. Покачиванием рулевой сошки проверить отсутствие осевого перемещения винта.

Регулировка зазора в зацеплении зубчатого сектора с гайкой-рейкой выполняется после регулировки подшипников винта. При правильно отрегулированном зацеплении, свободный ход винта при закрепленной в среднем положении сошке не должен превышать 6°.

Для уменьшения свободного хода винта необходимо:

ослабить контргайку регулировочного винта;

вращать регулировочный винт по часовой стрелке до получения свободного хода винта не более 6° при закрепленной руле-вюй сошке в среднем положении;

удерживая регулировочный винт от вращения, законтрить его гайкой;

проверить качество регулировочных работ.

Примечание. Винт должен вращаться в обе стороны плавно, без заеданий, при вращающем моменте 20—28 кгс-см. Если момент меньше 20 кгс-см, натяг подшипников следует увеличить, если больше 28 кгс-см — уменьшить.

По мере отклонения рулевой сошки от среднего положения К Крайнему свободный ход винта увеличивается.

После регулировки рулевой механизм устанавливают на автомобиль и подсоединяют его к рулевой колонке и гидроусилителю.

Осевой зазор рулевого вала регулируется, если имеется ощутимый люфт при перемещении рулевого колеса 3 (см. рис. 111) снизу вверх.

Рулевая колонка включает вал 5, шлицевую втулку 17 и кожух 18. Раздвижная конструкция колонки стала необходима в связи с применением опрокидывающейся кабины.

Рулевой вал 5 имеет на верхнем конце шпоночный паз и резьбу для гайки крепления рулевого колеса 3. Внизу имеется хвостовик со шлицами для соединения с втулкой 17.

Втулка 17 имеет внутренние шлицы, благодаря которым обеспечивается подвижная связь с рулевым валом 5. Снизу к втулке 17 приварен переходник 15, к которому крепится карданный шарнир.

Карданный шарнир соединяет вал руля и винт рулевого механизма. Он состоит из двух вилок 11, крестовины 12 и четырех подшипников 13.

Рулевой вал вращается в двух подшипниках скольжения, размещенных в кожухе колонки.

Верхний подшипник — бронзовая втулка, она смазывается через масленку 21; нижний подшипник — втулка из фторопласта, в ней вращается шлицеванная втулка рулевого вала, подшипник работает без смазки.

Осевые усилия рулевого вала воспринимаются упорными шайбами 4.

Для устранения осевого люфта рулевого вала в колонке имеется регулировочная гайка 23, которая навинчена на верхний конец корпуса 7 бронзовой втулки. Для стопорения гайки используют втулку 6 с внутренними шлицами.

Для крепления колонки в верхней части кожуха приварено ушко 19, которое входит в вилку кронштейна, прикрепленного к щитку кабины.

 

Регулировка проводится в следующем порядке:

-снять обе половины верхнего кожуха 18 (см. рис. 111);

-ослабить стопорный винт втулки 22 и поднять втулку вверх до выхода из шлиц корпуса;

-вращать регулировочную гайку 23 вместе с втулкой против часовой стрелки до упора верхнего торца гайки через упорную шайбу в ступицу рулевого колеса;

-повернуть гайку в обратную сторону до ближайшего совмещения шлиц гайки со шлицами корпуса верхнего подшипника вала колонки;

-опустить втулку до конца вниз и застопорить ее стопорным винтом;

-установить на место облицовочный кожух и убедиться в легкости вращения вала руля и отсутствии заеданий.

Проверить работу рулевого управления в целом при работающем двигателе. Для этого необходимо несколько раз повернуть колеса автомобиля вправо и влево. Свободный ход рулевого колеса при работающем двигателе не должен превышать 8°. Усилие на ободе рулевого колеса в среднем положении должно быть в пределах 1 — 1,5 кгс и по мере отклонения колес от положения прямолинейного движения должно увеличиваться.

 

Возможные неисправности рулевого управления

 

Увеличенный люфт рулевого колеса может быть в результате:

износа деталей шарнирных соединений рулевых тяг,

ослабления крепления картера рулевого механизма,

поворотных рычагов,

нарушения регулировки натяга подшипников винта и зазора в зацеплении зубчатого сектора и гайки-рейки.

В ходе устранения причин неисправности необходимо провести регулировочные работы механизмов, в которых обнаружена неисправность.

Заедание в рулевом управлении вызывается:

неправильной регулировкой рулевого механизма,

износом или повреждением его деталей,

отсутствием смазки в механизме и сочленениях тяг,

погнутостью рулевых тяг,

заеданием шкворней.

Недостаточное или неравномерное усилие при повороте является следствием неисправной работы насоса гидроусилителя из-за плохого натяжения ремня, недостаточного уровня масла в бачке насоса, наличия воздуха в гидросистеме. При устранении неисправностей необходимо проверить затяжку всех соединений гидросистемы.

Отсутствие усиления при различных числах оборотов коленчатого вала двигателей возможно ввиду заедания золотника регулятора расхода масла насоса, отвертывания седла предохранительного клапана насоса, засорения нагнетательной и сливной магистрали системы гидроусилителя.

Причина неисправности устраняется при разборке насоса или гидроусилителя.

Отсутствие усилия при повороте в одну сторону может быть следствием:

заедания золотника распределителя гидроусилителя,

ослабления крепления золотника клапана управления от гайки стакана;

заедания стакана шаровых пальцев.

Неисправность устраняется разборкой гидроусилителя.

Повышенный шум при работе насоса вызывается:

недостатком масла в бачке,

слабым натяжением ремней привода насоса,

наличием воздуха в системе гидроусилителя,

сильным износом деталей насоса и его подшипников.

Утечка масла через сальники или через прокладки является причиной более частой дозаправки в сравнении с нормой и возникает из-за разрушения сальников и прокладок, ослабления болтовых креплений крышек.

Стуки и люфт при покачивании вывешенных колес появляются из-за износа шкворней и их втулок.

Список литературы

 

1. Епифанов Л.И., Епифанова Е. А. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей.

2. Яблоков В.И Автомобиль (учебник водителя третьего класса)

3. Высоцкий М.С., Автомобиль МАЗ-500 и его модификации.- М.: Машиностроение, 1968 г.- 331 с.

4. Кузнецов Е.С. и др., Техническая эксплуатация автомобилей: Учебн. для вузов./ 3-е изд., перераб. и доп. -М.: Транспорт, 1991 г. – 413 с.

5. Роговцев В.Л, Устройство и эксплуатация автотранспортных средств.- М.: Транспорт, 1998 г.430с.

 

 





©2015 arhivinfo.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.