Лабораторная работа № 6
Цель работы: изучение конструкции рулевого управления автомобилей
Оборудования и инструменты: разрезные механизмы и макеты, плакаты, иллюстрирующие конструкции изучаемых механизмов.
Требуется:
1. Описать основные типы рулевых механизмов.
2. Изучить устройство и привести схему рулевого управления автомобиля ВАЗ 2105.
3. Изучить принцип действия и привести схему гидроусилителя.
4. Изучить схемы и конструктивные особенности современных автомобилей и автобусов.
Выполнения работы:
Рулевое управление служит для изменения направления движения автомобиля поворотом передних управляемых колес. Оно состоит из рулевого механизма и рулевого привода. На грузовых автомобилях большой грузоподъемности в рулевом управлении применяют усилитель, который облегчает управление автомобилем, уменьшает толчки на рулевое колесо и повышает безопасность движения.
Рулевой механизм преобразует вращение рулевого колеса в поступательное перемещение тяг привода, вызывающее поворот управляемых колес. При этом усилие, передаваемое водителем, от рулевого колеса к поворачиваемым колесам, возрастает во много раз.
Рулевой привод совместно с рулевым механизмом передает управляющее усилие от водителя непосредственно к колесам и обеспечивает этим поворот управляемых колес на задаваемый угол.
Рулевой механизм.
Он обеспечивает поворот управляемых колес с небольшим усилием на рулевом колесе. Это может быть достигнуто за счет увеличения передаточного числа рулевого механизма. Однако передаточное число ограничено количеством оборотов рулевого колеса. Если выбрать передаточное число с количеством оборотов рулевого колеса больше 2-3, то существенно увеличивается время, требуемое на поворот автомобиля, а это недопустимо по условиям движения. Поэтому передаточное число в рулевых механизмах ограничивают в пределах 20-30, а для уменьшения усилия на рулевом колесе в рулевой механизм или привод встраивают усилитель.
Ограничение передаточного числа рулевого механизма также связано со свойством обратимости, т. е. способностью передавать обратное вращение через механизм на рулевое колесо. При больших передаточных числах увеличивается трение в зацеплениях механизма, свойство обратимости пропадает и самовозврат управляемых колес после поворота в прямолинейное положение оказывается невозможным.
Рулевые механизмы в зависимости от типа рулевой передачи разделяют на:
1. червячные,
2. винтовые,
3. шестеренчатые.
Рулевой механизм с передачей типа червяк - ролик имеет в качестве ведущего звена червяк, закрепленный на рулевом валу, а ролик установлен на роликовом подшипнике на одном валу с сошкой. Чтобы сделать полное зацепление при большом угле поворота червяка, нарезку червяка выполняют по дуге окружности - глобоиде. Такой червяк называют глобоидным.
В винтовом механизме вращение винта, связанного с рулевым валом, передается гайке, которая заканчивается рейкой, зацепленной с зубчатым сектором, а сектор установлен на одном валу с сошкой. Такой рулевой механизм образован рулевой передачей типа винт-гайка-сектор.
В шестеренчатых рулевых механизмах рулевая передача образуется цилиндрическими или коническими шестернями, к ним же относят передачу типа шестерня-рейка. В последних цилиндрическая шестерня связана с рулевым валом, а рейка, зацепленная с зубьями шестерни, выполняет роль поперечной тяги. Реечные передачи и передачи типа червяк-ролик преимущественно применяют на легковых автомобилях, так как обеспечивают сравнительно небольшое передаточное число. Для грузовых автомобилей используют рулевые передачи типа червяк-сектор и винт-гайка-сектор, снабженные либо встроенными в механизм усилителями, либо усилителями, вынесенными в рулевой привод.
Устройство рулевого управления представлено на рисунке 6.2.
На автомобиле установлено рулевое управление с червячным редуктором и травмобезопасной рулевой колонкой. Вал рулевого управления составной, состоит из верхнего 13 (рис.6. 1) и промежуточного 20 валов. Вал 18 червяка и верхний вал 13 соединяются между собой промежуточным валом 20 с карданными шарнирами на концах. Шарниры на игольчатых подшипниках, неразъемные.
Верхний вал установлен в трубе кронштейна 11 на двух игольчатых подшипниках с резиновыми втулками. Подшипники в трубе завальцованы. Кронштейн 11 крепится к кронштейну панели кузова в четырех точках: снизу болтами с фиксирующими пластинами 26, сверху - на приварных болтах гайками с шайбами.
При лобовом столкновении края фиксирующих пластин деформируются и проскакивают сквозь отверстия кронштейна 11. За счет складывания вала рулевого управления, рулевое колесо уходит из зоны грудной клетки водителя, что снижает вероятность и тяжесть его травмирования. Картер рулевого механизма крепится к левому лонжерону 28 кузова с внутренней стороны отсека двигателя тремя болтами.
Рисунок 6.1 – Рулевое управление: 1 - боковая тяга; 2 - сошка; 3 - средняя тяга; 4 - маятниковый рычаг; 5 - регулировочная муфта; 6 - нижний шаровой шарнир передней подвески; 7 - правый поворотный кулак; 8 - верхний шаровой шарнир передней подвески; 9 - правый рычаг поворотного кулака; 10 - подшипник верхнего вала рулевого управления; 11 - кронштейн крепления вала рулевого управления; 12 - труба кронштейна крепления вала рулевого управления; 13 - верхний вал рулевого управления; 14 - кронштейн маятникового рычага; 15 - ось маятникового рычага; 16 - картер рулевого механизма; 17 - уплотнитель вала; 18 - вал червяка; 19 - карданный шарнир; 20 - промежуточный вал рулевого управления; 21 - облицовочный кожух; 22 - рычаг переключателя стеклоочистителей и смывателей ветрового стекла и блок-фары; 23 - рычаг переключателя света фар; 24 - рычаг переключателя указаний поворота; 25 - рулевое колесо; 26 - фиксирующая пластина передка кронштейна; 27 - стяжной болт крепления карданного шарнира; 28 - лонжерон кузова.
Рулевой привод включает в себе три тяги - среднюю 3 (рисунок 6.1) и две крайние 1, а также сошку 2, маятниковый рычаг 4 с кронштейном 14 и поворотные рычаги 9 поворотных кулаков 7. Средняя тяга цельная, имеет по концам шаровые шарниры для соединения с маятниковым рычагом и рулевой сошкой. Каждая боковая тяга состоит из двух наконечников с резьбой, соединенных между собой регулировочной муфтой 5. Муфты фиксируются на тягах с помощью стяжных хомутов. Вращением муфты 5 изменяется длина боковой тяги при регулировке схождения передних колес. Наконечники крайних тяг с помощью шарниров присоединяются к рычагам 9 поворотных кулаков, к маятниковому рычагу 4 и к рулевой сошке 2.
Шаровой шарнир тяг состоит из стального пальца сферическая головка которого охватывается коническим разрезным пластмассовым вкладышем, который поджимается пружиной к корпусу, за счет чего создается натяг в соединении пальца с вкладышем и наконечником тяги.
Кронштейн 14 (см. рисунок 6.1) маятникового рычага крепится двумя болтами к правому лонжерону кузова напротив картера рулевого механизма. В кронштейне установлены две пластмассовые втулки, в которых вращается ось. Торцевое уплотнение втулок обеспечивается уплотнителями и шайбами.