автослесарное дело. Учебное пособие издание второе, дополненное рекомендовано Министерством общего и профессионального
 Скачать 6.72 Mb.
|
|
Травмобезопасный рулевой механизм автомобиля ВАЗ-2121 Травмобезопасный рулевой механизм автомобиля ΓΑ3-3102: 1 — фланец; 2 — предохранительная пластина; 3 — резиновая муфта Рис. 97. Травмобезопасные рулевые механизмы 192 Рис. 97. Травмобезопасные рулевые механизмы: а — с энергопоглощающим сильфоном; б — с перфорированным трубчатым рулевым валом 193 Рис. 98. Схемы рулевого управления: а — при зависимой подвеске управляемых колес: 1 — рулевая пере- дача, 2 — рулевой вал, 3 — рулевое колесо, 4 — поворотная цапфа, 5 — нижний рычаг, 6 — поперечная тяга, 7 — верхний рычаг, 8 — продольная тяга, 9 — рулевая сошка; б — при независимой подвеске управляемых колес: 1 — рулевая сошка, 2 — рычаг поворотной цап- фы, 3 и 6 — рулевые тяги, 4 — поперечная тяга, 5 — продольная тяга В зависимости от компоновки рулевую трапецию (рис. 98) располагают перед осью (передняя рулевая трапеция) или за ней (задняя рулевая трапеция). При зависимой подвеске колес применяют трапеции с цельной поперечной тягой, при независимой подвеске — только трапеции с рычажной попе- речной тягой, что необходимо для предотвращения самопро- извольного поворота управляемых колес при их колебаниях на подвеске. При зависимой и независимой подвесках могут применяться как задняя, так и передняя трапеции. 194 Поперечная тяга изготовляется из бесшовной стальной трубы, на резьбовые концы которой навертываются нако- нечники с шаровыми кольцами. Длина поперечной тяги должна быть регулируемой, так как она определяет схож- дение колес. При независимой подвеске регулирование осу- ществляют поворотом поперечной тяги относительно нако- нечников. Наличие зазоров в шарнирах поперечной тяги недопус- тимо. Поэтому предпочтительно применение шарниров с автоматическим регулированием зазора в процессе эксплуа- тации автомобиля, что обеспечивается усилием пружины по оси шарового кольца. Регулируемые шаровые наконечники поперечной тяги (рис. 99, а), где зазор, образовавшийся в результате изнашивания, выбирается вращением пробки, сжимающей пружину. Рис. 99. Устройство наконечников рулевой тяги: а — продольной рулевой тяги автомобиля ЗИЛ-130; б — рулевой тяги автомобиля ΓΑ3-53Α 195 Продольная тяга, связывающая сошку с поворотным рычагом, применяется главным образом при зависимой под- веске. Шаровые шарниры, размещенные по концам тяги, поджимаются жесткими пружинами. Причем расположе- ние шарниров и пружин дает возможность несколько амор- тизировать удары, воспринимаемые управляемыми коле- сами. Рулевые усилители устанавливают на легковых автомо- билях высокого класса, грузовых автомобилях средней и большой грузоподъемности, а также на автобусах. При этом облегчается управление автомобилем, повышается его ма- невренность, увеличивается безопасность при разрыве шины (автомобиль можно удержать на заданной траектории). Од- нако при применении усилителя несколько повышается из- нос шин и ухудшается стабилизация управляемых колес. Усилитель имеет следующие составные части: • источник питания, в пневмоусилителе — компрессор, в гидроусилителе — гидронасос; • распределительное устройство; • исполнительное устройство, пневмо- или гидроци- линдр, создающий необходимое усилие. Пневмоусилители в настоящее время применяются ред- ко. Их применяли на грузовых автомобилях большой гру- зоподъемности, имевших тормозное пневмоборудование. Рулевое управление автомобиля с реечным механизмом (рис. 100) распространено на переднеприводных автомоби- лях. Реечный рулевой механизм располагается в алюмини- евом картере, где на подшипниках установлен вал-шестер- ня, находящийся в зацеплении с рейкой. Рейка прижимает- ся к шестерне металлокерамическим упором, который под- жат размещенной в пробке пружиной. За счет этого обеспе- чивается беззазорное зацепление шестерни с рейкой по все- му ее ходу. Ход рейки в одну сторону ограничивается на- прессованным на нее кольцом, а в другую — втулкой рези- 196 Рис. 100. Рееч- ный рулевой механизм: 1 — рулевой вал; 2 — шестерня; 3 — рейка; 4 — упор нометаллического шарнира тяги. Полость картера защище- на от грязи резиновым гофрированным чехлом. Вал рулевого управления соединен с валом-шестерней через упругую муфту. На верхней части вала, вращающей- ся в подшипнике качения, на шлицах крепится рулевое ко- лесо через демпфер, который служит для повышения пас- сивной безопасности. Рулевой привод включает в себя составные рулевые тяги, которые при помощи шаровых шарниров соединены с поворотными рычагами стоек. Длина рулевой тяги из- меняется при помощи регулировочной тяги с внутренней резьбой, которая навертывается на наконечники тяги и кон- трится гайками. Изменение длины рулевых тяг позволяет регулировать схождение колес. Поворотный рычаг прива- рен к телескопической стойке и имеет отверстие, в кото- рое вмонтирована втулка для установки пальца шарового шарнира. Рулевое управление с механизмом передачи типа «чер- вяк — ролик» (рис. 101) распространено на легковых и гру- зовых заднеприводных автомобилях. В автомобиле ВАЗ-2105 верхний рулевой вал вращается в радиально-упорных шариковых подшипниках и соединен с нижним через промежуточный вал, карданные шарниры которого выполнены неразборными. Редуктор рулевого механизма закреплен на лонжеро- не кузова и представляет собой червячную пару. Червяк, напрессованный на вал, вращается в радиально-упорных подшипниках. Зазоры в подшипниках регулируются под- бором прокладок. Ролик, находящийся в зацеплении с чер- вяком, установлен на ось и вращается в подшипнике каче- ния. Рулевой привод включает в себя: • рулевую сошку, шарнирно соединенную с ней сред- нюю тягу и левую боковую тягу; 198 Рис. 101. Рулевое управление автомобиля ВАЗ-2105: 1 — ось колеса с поворотной цапфой; 2 — поворотный рычаг; 3 — ось маятникового рычага; 4 — редуктор; 5, 7 и 8 — соот- ветственно нижний, промежуточ- ный и верхний рулевые валы; 6 и 12 — соответственно кардан- ный и шаровой шарниры; 9 — кронштейн; 10 — рулевое коле- со; 11 — лонжерон кузова; 13 и 15 — боковая и средняя ру- левые тяги; 14 — рулевая со- шка; 16 — маятниковый рычаг; 17 — регулировочная муфта; 18 — вкладыш; 19 — шаровой па- лец; 20 — резиновый чехол; 21 — пружина; 22 — опорная шай- ба; 23 — подшипники; 24 — труба кронштейна; А — пробка маслоналивного отверстия • маятниковый рычаг и шарнирно соединенную с ним правую боковую тягу; • поворотные рычаги. Ось маятникового рычага вращается во втулках, встав- ленных в кронштейне оси, который крепится к правому лон- жерону пола кузова. Боковые тяги состоят из двух нако- нечников, соединенных разрезной регулировочной муфтой. Для крепления тяг к рычагам и сошке используются одно- типные шаровые шарниры, состоящие из шарового коль- ца, вкладыша с пружиной и опорной шайбы пружины. Па- лец своей шаровой головкой вместе с вкладышем вставлен в конусную расточку головки наконечника тяги, а вкладыш поджат пружиной, что автоматически устраняет зазор, воз- никающий по мере износа пальца и вкладыша. Шарнир за- щищен резиновым чехлом и в процессе эксплуатации не требует смазки. Рулевое управление с механизмом передачи типа винт — гайка — рейка — сектор с усилителем применяют в управ- лении автомобиля ЗИЛ-130. Усилитель рулевого управления конструктивно объеди- нен с рулевой передачей в один агрегат. Благодаря работе этого механизма, усилие водителя при повороте рулевого колеса увеличивается за счет давления жидкости, подавае- мой в усилитель гидронасосом. Рулевая колонка соединена с рулевым механизмом через короткий карданный вал, так как их оси не совпадают. Это сделано для уменьшения га- баритных размеров рулевого управления. В систему гидравлического усилителя (рис. 102) руле- вого механизма входят: • лопастной насос, приводимый в действие от колен- чатого вала двигателя через ременную передачу: • бачок для жидкости; • цилиндр усилителя; • клапан управления. 200 В цилиндре размещена поршень-рейка, находящаяся в зацеплении с зубчатым сектором вала рулевой сошки. Че- рез винт рулевого механизма поршень-рейка связана с ва- лом рулевого механизма. Когда автомобиль движется по прямой, жидкость от насоса проходит через клапан управ- ления и возвращается в бачок. Жидкость также заполняет и обе полости (А и Б) цилиндра усилителя. Поворот рулевого колеса в ту или иную сторону вызы- вает перемещение золотника. При этом золотник отключа- ет одну из полостей цилиндра усилителя, увеличивая по- дачу жидкости в другую полость. В результате в одной из полостей образуется давление, которое передается в пор- шень-рейку. Увеличение давления в полости А стремится передвинуть поршень-рейку вправо, а увеличение в полос- ти Б — влево. Таким образом, усилие, прикладываемое во- дителем к рулевому колесу, необходимо лишь для включе- ния гидроусилителя, который и обеспечивает в основном поворот управляемых колес. Для ограничения подачи жидкости при высоких скоро- стях вращения вала гидронасоса имеется перепускной кла- пан, а для предохранения системы от повышенного давле- ния — предохранительный клапан. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ 1. Описать общее устройство рулевого управления. 2. Какие типы рулевых механизмов применяются в автомо- билях? 3. Как устроены рулевые приводы ? 4. В чем состоит отличие рулевого привода с независимой подвеской от рулевого привода с зависимой подвеской? 5. Как устроен и работает гидроусилитель рулевого управле- ния? 201 Рис. 102. Схема работы гидравлического усилителя рулевого механизма: а — нейтральное положение: 1 — бачок гидронасоса; 2 — ротор насоса; 3 — перепускной клапан; 4 — предохранительный клапан; 5 — нагнетательный трубопровод высокого давления; 6 — винт ру- левого механизма; 7 — золотник; 8 — реактивный плунжер; 9 — шариковый клапан; 10 — корпус клапана управления; 11 — вал со- шки; 12 — картер рулевого механизма; 13 — сливной трубопровод 202 Рис. 102. Схема работы гидравлического усилителя рулевого механизма: б — поворот направо; в — поворот налево 203 Тормозная система автомобиля служит для снижения его скорости, остановки и удержания на месте на стоянке. Тормозное управление является важнейшим средством обеспечения активной безопасности автомобиля. Требования к тормозным системам регламентированы государственным стандартом и международными правилами. Требования к тормозным системам следующие: • минимальный тормозной путь; • сохранение устойчивости при торможении; • стабильность тормозных свойств при неоднократных торможениях; • минимальное время срабатывания тормозного привода; • пропорциональность между усилием на педаль и при- водным моментом; • малое усилие на тормозной педали при ее ходе 80... 180 мм; • отсутствие органолептических (слуховых, обонятель- ных) явлений; • надежность всех элементов тормозных систем; основ- ные элементы должны иметь гарантированную проч- ность, не должны выходить из строя на протяжении гарантированного ресурса, должна быть предусмотре- ТОРМОЗНЫЕ СИСТЕМЫ 204 Г л а в а 4 на сигнализация, оповещающая водителя о неисправ- ности тормозной системы. Общее устройство, виды и принцип действия тормозных систем В соответствие с ГОСТ 22895-77 тормозное управление ав- томобиля должно включать следующие тормозные системы: • рабочую; • запасную; • стояночную; • вспомогательную (тормоз-замедлитель). Рабочая тормозная система используется при всех ре- жимах движения автомобиля для снижения его скорости до полной остановки. Приводится в действие усилием ноги во- дителя, прилагаемым к педали ножного тормоза. Обладает наибольшей эффективностью из всех типов тормозных сис- тем. Запасная тормозная система предназначена для останов- ки автомобиля в случае отказа основной рабочей системы. Обладает несколько меньшим тормозящим действием, чем рабочая система. Чаще всего функции запасной тормозящей системы может выполнять исправная часть (контур) рабочей тормозной системы либо полностью стояночная система. Стояночная тормозная система служит для удержания остановленного автомобиля на месте, чтобы исключить его самопроизвольное движение. Управляется стояночная тормоз- ная система рукой водителя через рычаг ручного тормоза. Вспомогательная тормозная система обязательна для автобусов полной массой свыше 5 т и грузовых автомобилей полной массой свыше 12 т. Предназначена для торможения на длительных спусках. Должна поддерживать скорость 30 км/ч на спуске с уклоном 7% протяженностью 6 км. На 205 ряде автомобилей тормозом-замедлителем является двига- тель, выпускной трубопровод которого перекрывается спе- циальной заслонкой. Кроме того, замедление может осуще- ствляться при переводе двигателя в компрессионный режим. В общем виде тормозная система состоит из: • тормозного механизма; • тормозного привода. Тормозные механизмы при работе системы препятству- ют вращению колес, в результате между колесами и дорож- ным полотном образуется тормозная сила, останавливаю- щая автомобиль. Тормозные механизмы размещаются не- посредственно на передних и задних колесах автомобиля. Тормозной привод передает усилие от ноги водителя на тормозные механизмы. Механический тормозной привод в качестве привода ра- бочей тормозной системы в настоящее время совершенно не применяется. Тормозной гидропривод применяется на всех легковых автомобилях и на грузовых автомобилях полной массой до 7,5 т, в сочетании с пневмоприводом гидропривод применя- ется и на автомобилях большой массы («Урал»-4320). Гидропривод состоит из: • главного тормозного цилиндра; • рабочих тормозных цилиндров; • гидровакуумного усилителя; • трубопроводов; • педали тормоза с элементами крепления. При нажатии на педаль тормоза поршень главного ци- линдра давит на жидкость, которая перетекает по трубопро- водам к колесным рабочим цилиндрам. Поскольку жидкость практически не сжимается, она передает усилие нажатия тормозным механизмам колес. Тормозные механизмы пре- образуют это усилие в сопротивление вращению колес и вызывают торможение автомобиля. Если педаль тормоза отпустить, жидкость перетечет по трубопроводам обратно к 206 главному тормозному механизму и колеса растормаживают- ся. Гидровакуумный усилитель облегчает создание допол- нительного усилия, передаваемого на тормозные механиз- мы, и облегчает управление тормозной системой. Для повышения надежности тормозных систем автомо- биля в приводе применяют различные устройства, позволя- ющие сохранить ее работоспособность при частичном отказе тормозной системы. Например, разделитель, который авто- матически отключает при торможении неисправную часть тормозного привода в момент отказа. Тормозные механизмы колес В тормозных системах автомобилей наиболее распрост- ранены фрикционные тормозные механизмы, принцип дей- ствия которых основан на силах трения вращающихся дета- лей о невращающиеся. По форме вращающейся детали тор- мозные механизмы делятся на дисковые и барабанные. Дисковые тормозные механизмы (рис. 103) применяют главным образом на легковых автомобилях; на автомоби- лях большого класса — на всех колесах, на автомобилях малого и среднего классов — чаще только на передних коле- сах (на задних колесах применяются барабанные тормозные механизмы). В последнее время дисковые тормозные меха- низмы нашли применение на грузовых автомобилях ряда зарубежных фирм. Тормозной диск закреплен на ступице переднего колеса, а скоба, выполненная из высокопрочного чугуна, крепится при помощи кронштейна на фланце поворотного кулака. Тормозные легкосъемные колодки помешены в пазах ско- бы. В скобе имеются два рабочих тормозных алюминиевых цилиндра, размещенных по обе стороны тормозного диска. При раздельном или дублированном приводе передних и задних тормозных механизмов часто в скобе размешают по два цилиндра с каждой стороны (A3ЛK-2140). Цилиндры 207 Рис. 103. Колесный дисковый тормозной механизм: а — в сборе, б — разрез по оси колесных тормозных цилиндров; 1 — тормозной диск; 2 — шланги; 3 — пово- ротный рычаг; 4 — стойка передней подвески; 5 — грязе- защитный диск; 6 — клапан выпуска воздуха; 7 — шпиль- ка крепления колодок; 8, 9 — половины скобы; 10 — тормозная колодка; 11 — канал подвода жидкости; 12 — поршень малый; 13 — поршень большой сообщаются между собой при помощи соединительной труб- ки. Установленные в цилиндрах стальные поршни уплотня- ются резиновыми кольцами, которые благодаря своей упру- гости возвращают поршни в исходное положение при рас- тормаживании колес. В то же время при износе колодок они позволяют поршню переместиться, сохранив между колодкой и диском зазор номинальной величины (порядка 0,1 мм). В дисковом тормозном механизме с плавающей скобой скоба может перемещаться в пазах кронштейна, закреплен- ного на фланце поворотного кулака. В том случае цилиндр (в некоторых конструкциях — два или три) расположен с од- ной стороны. Появились конструкции дисковых тормозных механиз- мов с качающейся на маятниковом подвесе скобой и одно- сторонним расположением цилиндра (цилиндров). Такая конструкция исключает возможность заедания скобы, наблю- дающегося иногда в конструкциях с плавающей скобой. Барабанный тормозной механизм с гидравлическим при- водом (рис. 104, а) состоит из двух колодок с фрикционными накладками, установленных на опорном диске. Нижние кон- цы колодок закреплены шарнирно на опорах, а верхние упи- раются через стальные сухари, колодки в поршни разжимно- го колесного рабочего цилиндра. Стяжная пружина прижи- мает колодки к поршням цилиндра, обеспечивая зазор между колодками и тормозным барабаном в нерабочем положении тормоза. При поступлении жидкости из привода в колесный рабочий цилиндр его поршни расходятся и раздвигают колод- ки до соприкосновения с тормозным барабаном, который вра- щается вместе со ступицей колеса. Возникающая сила трения колодок о барабан вызывает затормаживание колеса. После прекращения давления жидкости на поршни рабочего цилин- дра стяжная пружина возвращает колодки в исходное поло- жение и торможение прекращается. В другой конструкции барабанного механизма шарнир- ные опоры колодок располагаются на противоположных сто- ронах тормозного диска, и привод каждой колодки выпол- 209 |