Устройство и работа рулевого управления

Введение

 

Автомобили широко используются во многих областях человеческой деятельности. Обладая маневренностью, хорошей проходимостью и приспособленностью для работ в различных климатических и географических условиях, они являются наиболее удобными, эффективными, а иногда и единственным видом транспорта для перевозок грузов и пассажиров на относительно небольшие расстояния. Способность автомобилей выполнять заданные функции определяется их технически – эксплуатационными качествами – динамичностью, экономичностью, надёжностью, проходимостью, устойчивостью. Каждый новый автомобиль, выпущенный промышленностью, в той или иной мере наделён этими качествами. Однако, в процессе длительной эксплуатации, техническое состояние автомобиля не остаётся постоянным. Оно ухудшается вследствие изнашивания деталей и механизмов, поломок и других неисправностей, что приводит к понижению эксплуатационных качеств автомобиля, следовательно, появляется необходимость в техническом обслуживании и ремонте автомобилей. Для поддержания технического состояния, а тем самым и работоспособности подвижного состава, в высокой степени готовности, необходимо в процессе эксплуатации обеспечить квалифицированное вождение и надлежащее его хранение, предупреждать возможность преждевременного возникновения неисправностей агрегатов и механизмов, а при наличии неисправностей своевременно выявить и устранять их.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Устройство  и работа рулевого управления

Рулевым управлением называется совокупность устройств, осуществляющих поворот управляемых колёс автомобиля. Оно служит для изменения и  поддержания направления движения автомобиля и в значительной степени  обеспечивает безопасность его движения. Рулевое управление ВАЗ-2110 травмобезопасное, с регулируемой по высоте (углу наклона) рулевой колонкой, с реечным рулевым механизмом. Рулевой механизм в сборе с рулевыми тягами крепится в моторном отсеке к щитку передка кузова на двух его кронштейнах при помощи скоб 8 (смотреть рисунок 1.1). Крепление осуществляется через резиновые подушки (опоры) 9 гайками на приварных болтах.

 

1 - наконечник  рулевой тяги; 2 – шаровой шарнир  наконечника; 3 - поворот ный рычаг; 4 - регулировочная тяга; 5 и 7 – внутренние наконечники рулевых тяг; 6 - болты крепления рулевых тяг к рейке; 8 - скоба крепления рулевого механизма; 9 - опора рулевого механизма; 10 - защитный чехол; 11 – стопорная пластина; 12 - соединительная пластина; 13-резинометаллический шарнир; 14 - демпфирующие кольца; 15 - опорная втулка рейки; 16 - рейка; 17 - картер рулевого механизма; 18 - стяжной болт; 19 - фланец эластичной муфты; 20 - роликовый подшипник; 21 - приводная шестерня; 22 - шариковый подшипник; 23 - стопорное кольцо; 24 - защитная шайба: 25 - уплотнительное кольцо; 26 - гайка подшипника; 27 - промежуточный вал рулевого управления; 28 - пыльник; 29 - защитный колпачок; 30 - уплотнительное кольцо упора; 31 - упор рейки; 32 – пружина; 33 - гайка упора; 34 - стопорное кольцо гайки упора; 35 - заглушка; 36 - пружина вкладыша; 37 - вкладыш шарового пальца; 38 - шаровой палец; 39 - защитный колпачок; А, В - метки на пыльнике и картере; С, D - поверхности на шаровом шарнире и поворотном рычаге

Рисунок 1.1 - Рулевой механизм в сборе с приводом.

 

В картере 17 рулевого механизма  на роликовом 20 и шариковом 22 подшипниках  установлена приводная шестерня 21, которая находится в зацеплении с рейкой 16. Внутренняя обойма шарикового подшипника фиксируется на валу шестерни стопорным кольцом 23, а наружная обойма поджимается гайкой 26 к торцу гнезда подшипника в картере рулевого механизма. В выточке гайки располагается уплотнительное кольцо 25. Между гайкой и стопорным кольцом 23 установлена защитная шайба 24.

Гайка стопорится в картере  шайбой и закрывается пыльником 28, насаженным на вал приводной шестерни. На пыльнике и на картере рулевого механизма выполнены метки А и В для обеспечения установки рейки рулевого механизма в среднее положение.

Рейка 16 поджимается к  зубьям приводной шестерни пружиной 32 через металлокерамический упор 31, который уплотняется в картере  резиновым кольцом 30. Пружина поджимается  гайкой 33 со стопорным кольцом 34, создающим  сопротивление отворачивания гайки. На картер рулевого механизма с левой  стороны надевается защитный колпак 29, справой напрессовывается труба, имеющая продольный паз. Через паз  трубы и отверстия в защитном чехле 10 проходят распорные втулки резинометаллических шарниров 13 внутренних наконечников 5 и 7 рулевых тяг.

Тяги рулевого привода  крепятся к рейке болтами 6, которые  проходят через соединительную пластину 12 и распорные втулки резинометаллических  шарниров 13. Фиксируются болты стопорной  пластиной 11.

 

1 - промежуточный вал рулевого  управления; 2 - соединительная муфта; 3 - кронштейн крепления вала рулевого  управления; 4 – карданный шарнир; 5 - распорная втулка; 6 - втулка опорной  пластины; 7 - крестовина карданного  шарнира; 8 - игольчатый подшипник  крестовины; 9 - опорная пластина; 10 - труба кронштейна вала рулевого  управления; 11 - фиксирующая пластина; 12 - приварной кронштейн кузова; 13 - подшипник вала рулевого управления; 14 - верхняя часть облицовочного кожуха; 15 - верхний вал рулевого управления; 1 б - держатель контактных пластин; 17 - гайка крепления рулевого колеса; 18 - рулевое колесо; 19 - нижняя часть облицовочного кожуха; 20 - рычаг регулировки положения рулевой колонки; 21 - стопорное кольцо; 22 - оттяжная пружина; 23 - регулировочная втулка рычага; 24 - стяжной болт; 25 - распорная втулка.

Рисунок 1.2 - Рулевая колонка.

Вал рулевого управления состоит  из верхнего 15 (смотреть рисунок 1.2) и промежуточного 1 валов, соединенных между собой карданным шарниром 4. Промежуточный вал соединяется с приводной шестерней фланцем 9 (смотреть рисунок 1.3) через эластичную муфту. Верхний вал расположен в трубе

 

1 - внутренние наконечники  рулевых тяг; 2 - скоба крепления  рулевого механизма; 3 - опора рулевого  механизма; 4 - распорное кольцо; 5 - рулевой  механизм; 6 - уплотнительная прокладка; 7 - упорная пластина уплотнителя; 8 - уплотнитель; 9 - нижний фланец  эластичной муфты; 10 - промежуточный  вал рулевого управления; 11 - стяжной  болт; 12 - распорная втулка; 13 - облицовочный  кожух (верхняя часть); 14 - верхний вал рулевого управления; 15 - рулевое колесо;16 - крышка выключателя сигнала; 17 - регулировочная втулка; 18 - рычаг регулировки положения рулевой колонки; 19 - стопорное кольцо; 20 - облицовочный кожух (нижняя часть); 21 - кронштейн крепления вала рулевого управления; 22 - подшипник вала рулевого управления; 23 - регулировочная тяга; 24 - наружный наконечник рулевой тяги; 25 - пружинное кольцо; 26 - защитный чехол; 27 - уплотнительное кольцо

Рисунок 1.3 - Детали рулевого управления.

 

Вал рулевого управления состоит  из верхнего 15 (смотреть рисунок 1.2) и  промежуточного 1 валов, соединенных  между собой карданным шарниром 4. Промежуточный вал соединяется с приводной шестерней фланцем 9 (смотреть рисунок 1.3) через эластичную муфту. Верхний вал расположен в трубе 10 кронштейна 3 (смотреть рисунок 1.2) на двух шариковых подшипниках 13, имеющих эластичные втулки на внутреннем посадочном диаметре. Кронштейн 3 крепления вала рулевого управления крепится в четырёх точках к приварному кронштейну 12 кузова, причём передняя часть кронштейна крепится через две фиксирующие пластины 11 болтами с отрывными головками. Задняя часть кронштейна 3 вала рулевого управления крепится на приварных болтах гайками с пружинными шайбами или без них самоконтрящимися гайками.

Кронштейн 3 крепления вала рулевого управления и его труба 10 соединяются между собой шарнирно двумя пластинами 9 при помощи четырёх  болтов с пластмассовыми 6 и металлическими 5 втулками. При таком соединении труба вместе с верхним валом  рулевого управления имеет как угловое, так и осевое перемещение относительно кронштейна 3. Угловое перемещение  проводится на величину прорези Р  в направляющей пластине угловой  регулировки, которая приваривается  к трубе, а осевое - на величину прорези С в направляющей осевой регулировки кронштейна 3. Таким образом, можно менять угол наклона рулевой колонки и перемещать её вдоль оси в пределах длины пазов С и Р. Для фиксации трубы 10 относительно кронштейна 3 имеется рычаг 20 регулировки положения рулевой колонки. В его ступице нарезаны шлицы, при помощи которых он соединяется с регулировочной втулкой 23 и фиксируется на её шлицах стопорным кольцом 21. Втулка 23 навёртывается на стяжной болт 24, который проходит через про- рези направляющих пластин трубы 10 и кронштейна 3. На болту установлена распорная втулка 25. Под головкой болта 24 выполнен прямоугольный выступ или устанавливается приварная деталь с выступами, вследствие чего болт фиксируется от проворачивания. При повороте рычага 20 вниз снижается усилие крепления направляющих пластин, что позволяет вручную изменить угол наклона рулевой колонки. После установки рулевой колонки в требуемое положение в осевом направлении, стяжной болт на валу шестерни затягивается, а регулировочный рычаг 20 поднимается вверх и колонка фиксируется в установленном положение.

Пружины 22 кронштейна 3 крепления  вала рулевого управления подтягивают  трубу кронштейна в верхнее положение, не позволяя свободного перемещения  трубы кронштейна вниз при нижнем положении рычага 20.

Рулевой привод состоит из двух составных рулевых тяг и  поворотных рычагов 3 (смотреть рисунок 1.1) телескопических стоек передней подвески. Длина каждой рулевой тяги регулируется тягой 4, которая ввертывается в наконечники тяги 5 и 1. Между  торцами наконечников тяги и шестигранника  рулевой тяги 4 должно быть расстояние: с внутренней стороны в пределах 10,8-14,2 мм, с наружной стороны – 10,6-16,3 мм. Это необходимо для надёжного  соединения тяги с наконечниками  по длине резьбовых участков. В  месте соединения наконечников рулевых  тяг с резьбовыми участками регулировочной тяги наконечники стягиваются болтами. В головке наружного наконечника  тяги расположены детали шарового шарнира: вкладыш 37, палец 38 и пружина 36 вкладыша. Поворотный рычаг 3 приваривается к  телескопической стойке передней подвески. Работа рулевого управления осуществляется следующим образом. При повороте рулевого колеса вместе с ним поворачивается рулевой вал, который через эластичную муфту вращает приводную шестерню рулевого механизма. Приводная шестерня перемещает зубчатую рейку, которая через рулевые тяги и поворотные рычаги поворачивает телескопические стойки, связанные с поворотными кулаками передних управляемых колёс автомобиля. В результате управляемые колёса поворачиваются. В процессе эксплуатации автомобиля в зависимости от условий детали механизма рулевого управления изнашиваются, крепление некоторых из них к раме нарушается, происходит деформация. На работу механизма рулевого управления оказывает влияние техническое состояние передней оси, рессор, шин и других механизмов ходовой части автомобиля. При увеличении зазора рулевого колеса затруднено управление автомобилем (автомобиль «не держит дорогу»). Неисправности рулевого управления создают угрозу безопасности движения и затрудняют управление автомобилем. Чем лучше техническое состояние механизма рулевого управления, тем меньше усилия необходимо для управления автомобилем. Ремонт механизма рулевого управления составляет 2% от общего количества работ. Из всех ДТП, совершённых в результате плохого технического состояния автомобилей из-за неисправности механизма рулевого управления составляет - около 13%

 

2.9 Отказы и неисправности рулевого управления, их признаки и причины, средства диагностирования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.1 Возможные неисправности  рулевого управления, их причины и  методы устранения

 

 

Диагностика механизма рулевого управления. Диагностика позволяет  без разборки узлов оценить состояние  механизма рулевого управления автомобиля. Контроль технического состояния механизма  рулевого управления осуществляется на диагностических стендах и с  помощью специальных приборов.