Министерство Образования Республики Беларусь
Белорусский национальный технический университет
Кафедра: "Автомобили"
Курсовая работа
по дисциплине: "Проектирование систем управления автомобилей"
На тему: "Рулевое управление грузового автомобиля"
Минск 2010
Содержание
рулевое управление автобус
Введение
.Обзор схем и конструкций рулевых управлений автобусов
.1Рулевые механизмы
.2Рулевые приводы
.3Усилители рулевого управления
.Описание работы, регулировок и технических
характеристик проектируемого узла
3.Кинематический расчет рулевого управления
.Силовой расчет рулевого управления
.Гидравлический расчет рулевого управления
.Прочностные расчеты элементов рулевого управления
.Заключение
.Список использованной литературы
Введение
Рулевое управление - это совокупность устройств, обеспечивающих поворот управляемых колес автомобиля при воздействии водителя на управляемое колесо. Оно состоит из рулевого механизма и рулевого привода. Для облегчения поворота управляемых колес в рулевой механизм или привод может встраиваться усилитель. Рулевой механизм предназначен для передачи усилия от водителя к рулевому приводу и для увеличения крутящего момента, приложенного к рулевому колесу. Он состоит из рулевого колеса, вала и редуктора. Рулевой привод служит для передачи усилия от рулевого механизма к управляемым колесам автомобиля и для обеспечения необходимого соотношения между углами их поворота.
На автомобилях обычно применяется механический рулевой привод, состоящий из системы рычагов и тяг с шарнирами: сошки, продольной тяги, рычага поворотной цапфы, поперечной тяги и поперечных рычагов.
Водитель изменяет направление движения автомобиля, поворачивая колеса, которые принято называть управляемыми. Управляемыми могут быть передние и задние колеса, или те и другие вместе. Основным недостатком автомобиля с задними управляемыми колесами по сравнению с автомобилем, имеющим передние управляемые колеса, при прочих равных условиях поворота является то, что отъехать от борта тротуара или стены он может только задним ходом или при очень большом радиусе поворота; кроме того, передняя часть автомобиля при повороте медленнее отклоняется от первоначального направления, чем в случае передних управляемых колес. Если все колеса управляемые, то радиус поворота получается минимальным, что особенно важно при ограниченных углах поворота колес. Однако автомобилю со всеми управляемыми колесами свойственны недостатки автомобиля с задними управляемыми колесами, но в несколько меньшей степени, поскольку управляемыми являются также и передние колеса.
Одним из важнейших элементов устойчивости автомобиля является его управляемость, т. е. качество, обеспечивающее движение в направлении, заданном водителем. Управляемые колеса, повернутые из нейтрального положения, соответствующего прямолинейному движению автомобиля на угол Θ будут катиться в плоскости своего вращения, а не скользить вбок или буксовать пока боковая реакция на каждом из них не будет меньше соответствующего значения.
Водитель как легкового, так и грузового автомобиля должен выбрать угол поворота рулевого колеса так, чтобы отклонения автомобиля от заданного направления движения было или оставалось минимальным. Однако между выполняемым при этом поворотом рулевого колеса и требуемым изменением направления движения однозначная функциональная взаимосвязь отсутствует, так как цепочка поворот рулевого колеса - изменение угла поворота управляемых колес - формирование боковых сил - изменение направления движения нелинейно вследствие ограниченной жесткости элементов рулевого управления. Поэтому во время езды взаимосвязь между углом поворота рулевого колеса и вызванным им изменением направления движения постоянно изменяется. В результате водитель должен перерабатывать большой объем информации, которая выходит за рамки что визуальной. Сюда следует также отнести, например, вынужденный наклон водителя под воздействием поперечного ускорения и стабилизирующий момент на рулевом колесе, ощущаемый водителем.
Задачей рулевого управления является более однозначное преобразование угла поворота рулевого колеса в угол поворота колес и передача водителю через рулевое колесо информации о состоянии движения автомобиля.
Конструкция рулевого управления должна обеспечивать:
)Легкость управления, уценивая усилием на рулевом колесе. Для легковых автомобилей без усилителя при движении это усилие составляет 50…10 Н, а с усилителем - 10…20 Н. Для грузовых автомобилей усилие на рулевом колесе регламентируется соответствующими стандартами и при переходе от прямолинейного движения к движению по окружности радиусом 12 м при скорости 10км/ч на горизонтальном участке с сухим твердым покрытием не должно превышать: 250 Н - для рулевого управления без усилителя на пути не более 17 м; 120 Н - для рулевого управления с усилителем на пути не более 11 м; 500 Н - в случае прекращения действия усилителя на пути не более 17 м;
)качение управляемых колес с минимальным боковым уводом и скольжением при повороте автомобиля. Несоблюдение этого требования приводит к ускоренному изнашиванию шин
www.studsell.com
Содержание
Введение 3
1. Устройство рулевого управления 4
1.1. Рулевое колесо 4
1.2. Рулевой механизм 5
1.2.1. Реечный рулевой механизм 6
1.2.2. Червячный рулевой механизм 8
1.2.3. Винтовой рулевой механизм 8
1.3. Рулевой привод 10
2. Основные неисправности рулевого управления 12
3. Уход за рулевым управлением 13
Вывод 14
Список использованной литературы 16
Введение
Рулевое управление предназначено для обеспечения движения автомобиля в заданном водителем направлении является важнейшей системой управления автомобилем. На большинстве легковых автомобилей изменение направления движения осуществляется за счет поворота передних колес (кинематический способ поворота). Изменить направление движения можно и за счет подтормаживания отдельных колес. Силовой способ поворота положен в основу работы системы курсовой устойчивости.
Долгое время автомобильные конструкторы и не помышляли о сервоусилителях руля. Невысокие требования к управляемости и комфорту и небольшое пятно контакта сравнительно узких шин позволяли обходиться одной человеческой силой даже в управлении тяжелыми грузовиками. Средство для уменьшения усилия на руле было одно: сделать побольше передаточное отношение привода и диаметр баранки. А с тем, что водителю придется наяривать огромным рулем пять-шесть оборотов от отбоя до отбоя, да и точность управления будет невысокой, приходилось мириться.
Сначала усилители рулевого управления появились на тяжелой технике — карьерных самосвалах. Произошло это в конце 30-х годов, перед войной. Правда, сначала стали использовать пневмоусилители — они были несложными и запитывались от компрессора уже существующих пневматических тормозов. Но гидравлика, хотя была сложнее и дороже пневматики, работала тише и точнее. На ней и остановились конструкторы легковых автомобилей. Застрельщиками здесь выступили, понятное дело, американцы. В 1951 году серийные автомобили Chrysler Crown Imperial стали впервые оснащать гидравлическими усилителями Hydraguide в качестве стандартного оборудования. А в Европе в 1954 году гидроусилителем обзавелся Citroen DS 19
1. Устройство рулевого управления
Рулевое управление современного автомобиля имеет следующее устройство:
рулевое колесо с рулевой колонкой;
рулевой механизм;
рулевой привод.
Схема рулевого управления
1.1. Рулевое колесо воспринимает от водителя усилия, необходимые для изменения направления движения, и передает их через рулевую колонку рулевому механизму. Рулевое колесо выполняет также и информационную функцию. По величине усилий, характеру вибраций происходит передача водителю информации о характере движения. Диаметр рулевого колеса легковых автомобилей находится в пределе 380 - 425 мм, грузовых автомобилей – 440 – 550 мм. Рулевое колесо спортивных автомобилей имеет меньший диаметр.
Рулевая колонка обеспечивает соединение рулевого колеса с рулевым механизмом. Рулевая колонка представлена рулевым валом, имеющим несколько шарнирных соединений. В конструкции рулевой колонки предусмотрена возможность складывания при сильном фронтальном ударе, что позволяет снизить тяжесть травмирования водителя. На современных автомобилях предусмотрено механическое или электрическое регулирование положения рулевой колонки. Регулировка может производиться по вертикали, по длине или в обоих направлениях. В целях защиты от угона осуществляется механическая или электрическая блокировка рулевой колонки.
1.2. Рулевой механизм предназначен для увеличения, приложенного к рулевому колесу усилия, и передачи его рулевому приводу. В качестве рулевого механизма используются различные типы редукторов, которые характеризуются определенным передаточным числом. Наибольшее распространение на легковых автомобилях получил реечный рулевой механизм.
Реечный рулевой механизм включает шестерню, установленную на валу рулевого колеса и связанную с зубчатой рейкой. При вращении рулевого колеса рейка перемещается в одну или другую сторону и через рулевые тяги поворачивает колеса. В ряде конструкций рулевого механизма применяется рейка с переменным шагом зубьев (в средней части зубья нарезаны с меньшим шагом). Это обеспечивает легкое маневрирование автомобиля при парковке. Реечный рулевой механизм располагается, как правило, в подрамнике подвески автомобиля.
Ряд автопроизводителей (BMW, Honda, Mazda, Mitsubishi, Nissan, Renault, Toyota,) предлагают на некоторых легковых автомобилях рулевые механизмы с четырьмя управляемыми колесами. Данное техническое решение обеспечивает лучшую управляемость и устойчивость при движении автомобиля на высокой скорости (при этом передние и задние колеса повернуты в одну сторону), а также высокую маневренность при движении с небольшой скоростью (передние и задние колеса повернуты в разные стороны).
Необходимо отметить, что эффект «подруливания» задних колес при движении автомобиля на высокой скорости достигается и пассивными средствами. При повороте автомобиля резинометаллические упругие элементы задней подвески деформируются за счет крена кузова и воздействия боковых сил, тем самым обеспечивают незначительные углы поворота колес.
Рулевой механизм является основой рулевого управления, где он выполняет следующие функции:
увеличение усилия, приложенного к рулевому колесу;
передача усилия рулевому приводу;
самопроизвольный возврат рулевого колеса в нейтральное положение при снятии нагрузки.
По своей сути рулевой механизм является механической передачей (редуктором), поэтому основным его параметром является передаточное число.
В зависимости от типа механической передачи различают следующие типы рулевых механизмов:
реечный;
червячный;
винтовой.
1.2.1. Реечный рулевой механизм
Реечный рулевой механизм является самым распространенным типом механизма, устанавливаемым на легковые автомобили. Реечный рулевой механизм имеет следующее устройство: шестерня, рулевая рейка. Шестерня устанавливается на валу рулевого колеса и находится в постоянном зацеплении с рулевой (зубчатой) рейкой.
Схема реечного рулевого механизма
На примере рулевого механизма с гидравлическим усилителем
Работа реечного рулевого механизма осуществляется следующим образом. При вращении рулевого колеса рейка перемещается вправо или влево. При движении рейки перемещаются присоединенные к ней тяги рулевого привода и поворачивают управляемые колеса.
Реечный рулевой механизм отличает простота конструкции, соответственно высокий КПД, а также высокая жесткость. Вместе с тем, данный тип рулевого механизма чувствителен к ударным нагрузкам от дорожных неровностей, склонен к вибрациям. В силу своих конструктивных особенностей реечный рулевой механизм устанавливается на переднеприводных автомобилях с независимой подвеской управляемых колес.
1.2.2. Червячный рулевой механизм
Червячный рулевой механизм состоит из глобоидного червяка (червяка с переменным диаметром), соединенного с рулевым валом, и ролика. На валу ролика вне корпуса рулевого механизма установлен рычаг (сошка), связанный с тягами рулевого привода.
Вращение рулевого колеса обеспечивает обкатывание ролика по червяку, качание сошки и перемещение тяг рулевого привода, чем достигается поворот управляемых колес.
Червячный рулевой механизм обладает меньшей чувствительностью к ударным нагрузкам, обеспечивает большие углы поворота управляемых колес и соответственно лучшую маневренность автомобиля. С другой стороны червячный механизм сложен в изготовлении, поэтому дорог. Рулевое управление с таким механизмом имеет большое число соединений, поэтому требует периодической регулировки.
Червячный рулевой механизм применяется на легковых автомобилях повышенной проходимости с зависимой подвеской управляемых колес, легких грузовых автомобилях и автобусах. Ранее такой тип рулевого механизма устанавливался на отечественной «классике».
1.2.3. Винтовой рулевой механизм
Винтовой рулевой механизм объединяет следующие конструктивные элементы:
винт на валу рулевого колеса;
гайку, перемещаемую по винту;
зубчатую рейку, нарезанную на гайке;
зубчатый сектор, соединенный с рейкой;
рулевую сошку, расположенную на валу сектора.
Схема винтового рулевого механизма
Особенностью винтового рулевого механизма является соединение винта и гайки с помощью шариков, чем достигается меньшее трение и износ пары.
Принципиально работа винтового рулевого механизма схожа с работой червячного механизма. Поворот рулевого колеса сопровождается вращением винта, который перемещает надетую на него гайку. При этом происходит циркуляция шариков. Гайка посредством зубчатой рейки перемещает зубчатый сектор и с ним рулевую сошку.
Винтовой рулевой механизм в сравнении с червячным механизмом имеет больший КПД и реализует большие усилия. Данный тип рулевого механизма устанавливается на отдельных легковых автомобилях представительского класса, тяжелых грузовых автомобилях и автобусах.
1.3. Рулевой привод.
Рулевой привод предназначен для передачи усилия, необходимого для поворота, от рулевого механизма к колесам. Он обеспечивает оптимальное соотношение углов поворота управляемых колес, а также препятствует их повороту при работе подвески. Конструкция рулевого привода зависит от типа применяемой подвески.
Наибольшее распространение получил механический рулевой привод, состоящий из рулевых тяг и рулевых шарниров. Рулевой шарнир выполняется шаровым. Шаровой шарнир состоит из корпуса, вкладышей, шарового пальца и защитного чехла. Для удобства эксплуатации шаровой шарнир выполнен в виде съемного наконечника рулевой тяги. По своей сути рулевая тяга с шаровой опорой выступает дополнительным рычагом подвески.
Рулевое управление характеризуется множеством кинематических параметров, основными из которых являются четыре угла (схождения, развала, поперечного и продольного наклона оси поворота колеса) и два плеча (обкатки и стабилизации). В общем виде конструкция рулевого управления представляет собой компромисс кинематических параметров, т.к. вынуждена объединять противоречащие друг другу устойчивость движения и легкость управления.
Для уменьшения усилий, необходимых для поворота рулевого колеса, в рулевом приводе применяется усилитель рулевого управления. Применение усилителя обеспечивает точность и быстродействие рулевого управления, снижает общую физическую нагрузку на водителя, а также позволяет устанавливать рулевые механизмы с меньшим передаточным числом. В зависимости от типа привода различают следующие виды усилителей рулевого управления: гидравлический, электрический и пневматический.
Большинство современных автомобилей имеют гидравлический усилитель рулевого управления (другое название – гидроусилитель руля). Разновидностью гидроусилителя является электрогидравлический усилитель рулевого управления, в котором гидронасос имеет привод от электродвигателя. В последние годы на автомобилях все шире применяется электрический усилитель рулевого управления (другое название – электроусилитель руля). Крутящий момент от электродвигателя может передаваться непосредственно на вал рулевого колеса или на зубчатую рейку. Электроника позволяет использовать электроусилитель руля для автоматического управления автомобилем, например в системе автоматической парковки, системе помощи движению по полосе.
yaneuch.ru
КРАСНОДАРСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ КОЛЛЕДЖ
РЕФЕРАТ
на тему:
«Рулевое управление и тормозная система автомобиля»
Разработал Гончаров С.А
2002 г.
ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ И КОНСТРУКЦИЯ РУЛЕВЫХ УПРАВЛЕНИЙ БЕЗ УСИЛИТЕЛЕЙ
ОСНОВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ И ДЕЙСТВИЕ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ
Рулевое управление служит для изменения направления движения автомобиля. При неподвижной передней оси изменение направления движения автомобиля осуществляется поворотом передних управляемых колес.
Для того чтобы при движении автомобиля на повороте колеса его имели качение без бокового скольжения, они должны катиться по окружностям, описанным из одного центра, который называется центром поворота. В этом центре О (рис. 1) должны пересекаться продолжения осей всех колес. Для соблюдения данного условия внутреннее к центру поворота управляемое колесо должно поворачиваться круче, т. е. на больший угол, чем наружное колесо. Для одновременного поворота колес на необходимые различные углы служит рулевая трапеция.
В трапецию входят (рис. 2, а) передняя ось 5, рулевые рычаги 3 и 6, соединенные с поворотными кулаками 1 и 7, и поперечная рулевая тяга 4. Поворотные кулаки шарнирно соединены с осью шкворнями 2.
При повороте одного колеса через рычаги 3 и 6 и тягу 4 поворачивается и другое колесо. При этом вследствие изменения положения поперечной тяги 4 относительно передней оси внутреннее к центру поворота колесо поворачивается на угол а (рис. 2, б), больший, чем угол Р поворота наружного колеса.
Правильность соотношения угла а и Р поворота колес обеспечивается соответствующим подбором угла наклона рулевых рычагов к продольной оси автомобиля и длины рулевых рычагов и поперечной тяги.
Кроме трапеции в рулевое управление входят (рис. 3) рулевое колесо / с валом 3, установленным в рулевой колонке 2, и рулевой механизм 4, заключенный в картер, а также рулевая сошка 5, продольная рулевая тяга 6, рулевой рычаг 7 продольной тяги.
При повороте рулевого колеса / в ту или другую сторону вместе с ним вращается вал 3, приводя в действие рулевой механизм 4, поворачивающий сошку 5. Нижний конец сошки перемещается вперед или назад, поворачивая через тягу 6 рулевой рычаг 7 с поворотным кулаком, соединенным шарнирно с осью 10. Через рулевые рычаги 8 и поперечную тягу 9 на соответствующий угол поворачивается и другой кулак 11 с установленным на его цапфе колесом.
Рулевую нерасчлененную трапецию такого устройства применяют на грузовых автомобилях, у которых управляемые колеса установлены на общей оси, подвешенной на рессорах к раме.
При независимой подвеске колес у легковых автомобилей рулевую трапецию делают расчлененной с несколько измененным расположением тяг и рычагов. Расчлененная рулевая трапеция с передним (рис. 2, в) или задним (рис. 2, г) расположением обычно включает рулевую сошку 8, конец которой перемещается в поперечном направлении, и маятниковый рычаг 10, соединенные средней поперечной тягой 9.. •
Маятниковый рычаг 10 установлен шарнирно на оси в кронштейне, закрепленном на раме основания кузова. Концы сошки 8 и маятникового рычага 10 или средней тяги соединены шарнирно двумя промежуточными боковыми тягами 11 с рычагами 12 поворотных кулаков 13 или поворотных стоек колес. Такая схема с расчлененной рулевой трапецией обеспечивает правильный поворот управляемых колес при качании их на независимой подвеске.
Рис. 1. Схема поворота автомобиля
Рис. 2. Схемы рулевых трапеций
У легковых автомобилей получает применение энергопоглощающее рулевое управление, повышающее безопасность водителя при аварии автомобиля. Такое рулевое управление имеет составной телескопический рулевой вал и колонку с фрикционными элементами или включает другие упругие элементы. В случае удара автомобиля о препятствие и смятия его передней части энергия удара поглощается в фрикционных или упругих элементах рулевого управления, а удар и перемещения не передаются на верхнюю часть его вала с рулевым колесом, предохраняя водителя от травм.
РУЛЕВОЙ МЕХАНИЗМ
Рулевой механизм 4 (см. рис. 3) служит для передачи усилий от рулевого колеса 1 с валом 3 на сошку 5. Рулевой механизм имеет передаточное число, доходящее обычно до 15— 20, вследствие чего усилие, развиваемое на сошке, получается значительно больше, чем усилие, приложенное к рулевому колесу, что облегчает поворот рулевого колеса и управление автомобилем.
Наибольшее применение получил рулевой механизм, выполненный в виде пары — глобоидальный червяк и ролик на подшипниках качения.
Такой рулевой механизм состоит из стального глобоидального (т. е. с вогнутой поверхностью) червяка 2 (рис. 4), в зацепление с которым входит двух- или трехгребневой ролик 5.
Червяк 2 закреплен на рулевом валу 1 и установлен на подшипниках 11 в картере 10 рулевого механизма. Ролик n5 установлен на шариковом 9 или игольчатом 4 подшипнике на оси 3, закрепленной в головке вала 6. Бал лежит на подшипниках в приливе картера. На наружном конце вала закреплена сошка 7.
При повороте червяка ролик перемещается по его винтовой нарезке, поворачивая вал с сошкой. При вогнутой поверхности червяка получается правильное зацепление червяка с роликом при различных его положениях. В такой паре трение и износ значительно уменьшаются, так как при работе ролик не скользит, а катится по червяку.
Вогнутая поверхность червяка и дуга, по которой поворачивается ролик, описаны разными радиусами R1 и R2 из разных центров так, что дуги сближаются в средней плоскости и расходятся по краям. Вследствие этого обеспечиваются малый зазор между роликом и червяком в' среднем положении и увеличенные зазоры в крайних положениях ролика. Это повышает чувствительность рулевого управления при среднем положении колес, облегчает вывод рулевого колеса из крайних положений и способствует более равномерному износу червяка.
Рулевой механизм расположен в картере 10, который крепится на раме и заполнен маслом.
Рис. 3. Схема устройства рулевого управления
Рис. 4. Рулевой механизм
Для поддержания правильного зацепления пары и устранения повышенных зазоров в рулевом механизме, что может вызвать большой свободный ход рулевого колеса, применяют регулировочные устройства. При этом регулируют осевой зазор червяка в подшипниках, осевой зазор вала сошки и зацепление пары. Регулировку осевого зазора червяка 2 и его подшипников 11 осуществляют обычно с помощью прокладок 12, установленных под верхней или нижней крышкой 8 картера, или с помощью торцовой гайки, завернутой в картер. Регулировка глубины зацепления ролика 5 с червяком 2 осуществляется чаще всего осевым перемещением вала 6 сошки с помощью регулировочного винта 13, так как средняя диаметральная плоскость ролика несколько смещена относительно средней плоскости червяка на величину с.
Кроме рассмотренного рулевого механизма применяют рулевые механизмы других типов: винт-сектор, винт-гайка и др. В рулевом механизме, выполненном в виде пары винт—гайка, для уменьшения трения между ними в некоторых конструкциях рулевых управлений вводят непрерывную цепь циркулирующих стальных шариков. При этом трение скольжения в паре заменяется трением качения, что облегчает поворот рулевого колеса.
ДЕТАЛИ РУЛЕВОГО ПРИВОДА
Рулевой привод служит для передачи усилия от рулевого механизма к колесам. К деталям рулевого привода с установкой колес на общей оси относятся (см. рис. 3): рулевая сошка 5, продольная тяга 6, рычаг 7 продольной тяги, рулевые рычаги 5 поворотных кулаков 11 и поперечная тяга 9.
Рулевая сошка одним концом закреплена на наружном конце вала рулевого механизма. Крепление производится на конусных шлицах с помощью гайки. Для правильной установки сошки при сборке на валу делают специальные метки или сдвоенный шлиц, обеспечивающий возможность установки сошки на валу только в одном положении.
У грузовых автомобилей нижний конец сошки 5 соединен при помощи продольной тяги с рулевым рычагом, закрепленным в поворотном кулаке. Тяга 1 (рис. 5, а) обычно имеет трубчатое сечение и снабжена наконечниками, в которых установлены сухари 3 и 5, охватывающие шаровые пальцы 4 сошки
Рис. 5. Шарнирные соединения рулевых тяг
или рулевого рычага. Сухари сжимаются пружиной 6 и закрепляются пробкой 8, ввернутой в конец тяги. При помощи пробки можно регулировать затяжку пружин. Предельное сжатие ее ограничивается ограничителем 7. Пробку в установленном положении шплинтуют. Отверстия в наконечниках тяг для прохода шаровых пальцев закрывают уплотняющими крышками 9. Внутрь наконечников подается смазка через масленку 2. Наконечники тяги с амортизирующими пружинами смягчают толчки, передаваемые от колес на сошку, предохраняя рулевой механизм от повышенного износа и поломки.
Рулевые рычаги закреплены в отверстиях вилок поворотных кулаков на шпонках гайками со шплинтами. Шаровые пальцы рычагов обычно делают вставными и крепят в рычагах при помощи гаек со шплинтами.
Поперечная тяга 10 (рис. 5, б), соединяющая рычаги цапф, имеет по концам наконечники 12, навернутые на резьбе и закрепленные стяжными болтами 11. Вращением тяги в наконечниках можно изменять рабочую длину тяги, что необходимо для правильной регулировки схождения передних колес. В поперечной тяге обычно применяют наконечники 13 (рис. 5, в) с вертикальными вкладышами 3, плотно зажимающими шаровой или полушаровой палец 4 под действием подпятника и пружины 6. Таким соединением обеспечивается автоматическое устранение зазора при износе деталей сочленения. В некоторых конструкциях применяют для снижения трения в сочленении и его износа пластмассовые вкладыши. Наконечник снизу закрыт крышкой и сочленение сверху уплотняется резиновой шайбой 14 или закрывается резиновым чехлом; внутрь шарнира подается смазка.
У легковых автомобилей с расчлененной рулевой трапецией при независимой подвеске колес рулевой привод включает рулевую сошку 8 (см. рис. 2, в, г) с маятниковым рычагом 10, среднюю поперечную тягу 9, боковые тяги 11 и рулевые рычаги 12 поворотных кулаков или стоек. Сочленения тяг и рычагов рулевого привода также снабжены шаровыми шарнирами. Применяют шарниры разборного или неразборного типа (рис. 5, г, д), с шаровыми 4 или полусферическими пальцами, установленными в наконечниках тяг обычно на пластмассовых (полиуретановых, полиамидных и др.) вкладышах 15, поджимаемых подпятниками 16 с пружинами 18. Шаровые сочленения хорошо герметизированы — надежно защищены резиновыми чехлами 19; смазку в них обычно закладывают при сборке и в процессе эксплуатации не дополняют. В разборном шарнире крышка 17 (рис. 5, г) головки шарнира съемная, закреплена стопорным кольцом; в неразборном крышка завальцована в головке (рис. 5, д).
РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ АВТОМОБИЛЕЙ «ЗАПОРОЖЕЦ» МОД. ЗАЗ-968 И -968А
На автомобиле «Запорожец» ЗАЗ-968 рулевое управление имеет энергопоглощающий элемент и рулевую трапецию расчлененного типа с передним расположением.
Рулевой механизм, расположенный в чугунном картере 16 (рис. 6), выполнен в виде пары глобоидальный червяк — двухгребневой ролик. Ролик 11 установлен на оси 12 головки вала рулевой сошки на двухрядном радиально-упорном шарикоподшипнике. Червяк 15, закрепленный на нижнем конце составного рулевого вала, «установлен в картере 16 рулевого механизма на двух конических роликоподшипниках. Подшипники регулируют нижней пробкой 17, ввернутой в картер на резьбе. Пробку фиксируют стопорной гайкой. Вал червяка уплотняют в картере сальником 14.
Вал 28 рулевой сошки 18 лежит в приливе картера на бронзовых втулках и уплотнен сальником 29. Зацепление ролика с червяком регулируют винтом 30, ввернутым в верхнюю крышку 31 картера и входящим головкой с регулировочной шайбой в паз вала рулевой сошки. Винт закреплен контргайкой.
Картер 16 рулевого механизма крепят на кронштейне основания кузова. Между картером и кронштейном на один крепящий болт поставлены регулировочные шайбы 10. Картер в стенке кронштейна уплотнен резиновым уплотнителем 26.
Рулевой вал 3,4 установлен во втулке в резиновой обойме 33, закрепленной в кронштейне 32, который прикреплен к щитку кузова. На верхнем конце рулевого вала установлено рулевое колесо / с двумя спицами. В центре колеса расположена кнопка 2 включения звукового сигнала. Нижний конец рулевого вала соединен с валом 13 червяка на шлицах при помощи стяжного зажима 27. Такая конструкция составного рулевого вала с энергопоглощающим промежуточным зажимом устраняет передачу удара от картера на рулевой вал в случае аварии автомобиля. Энергия удара поглощается вследствие трения при скольжении вала червяка в зажиме 27, затягиваемом с определенным усилием при сборке.
На наружном конце вала 28 укреплена на елочных шлицах гайкой с шайбой рулевая сошка 18, соединяемая шарнирно с левым концом поперечной рулевой тяги 19. Правый конец этой тяги соединен с маятниковым рычагом 21, закрепленным на пальце 25, который установлен на
Рис. 6. Рулевое управление автомобиля «Запорожец» ЗАЗ-968
двух конусных резиновых втулках 24. Втулки зажаты шплинтуемой гайкой с шайбой в кронштейне, закрепленном с правой стороны на кронштейне трубчатых кожухов передней подвески. Рулевая сошка 18 и маятниковый рычаг 21 боковыми тягами 22 шарнирно соединены с рычагами 23, закрепленными в поворотных кулаках передних колес. Соединения рулевых тяг выполнены на шаровых сочленениях.
В каждом сочленении хвостовик шарового пальца 9 коническим концом закреплен шплинтуемой гайкой в головке рычага. Шаровой палец 9 установлен в головке 8 тяги на двух пластмассовых вкладышах 4, поджимаемых подпятником 5 с пружиной 7. Пружина упирается в заглушку 6, укрепленную в головке стопорным кольцом. Шаровое сочленение закрыто резиновым чехлом 3 с опорной шайбой. Заглушка уплотняется в головке 8 резиновым кольцом. Сочленение заполняется при сборке смазкой и в дополнительной смазке не нуждается.
Наконечники шаровых сочленений соединяются с поперечной тягой 19 На резьбе. Это дает возможность изменять длину тяги и регулировать схождение колес. В установленном положении наконечники закрепляют в тяге контргайкой.
Наибольший поворот управляемых колес ограничивается упором сошки и маятникового рычага в ограничительные болты 20, ввернутые в кронштейны на верхнем трубчатом кожухе подвески.
На автомобиле «Запорожец» ЗАЗ-968А рулевое управление имеет устройство, аналогичное устройству рулевого управления автомобиля ЗАЗ-968.
РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ АВТОМОБИЛЕЙ «ЖИГУЛИ» МОД. ВАЗ-2101 И -2103
На автомобиле «Жигули» ВАЗ-2101 рулевое управление выполнено с расчлененной рулевой трапецией, имеющей заднее расположение, и шарнирами, не требующими смазки.
Рулевой механизм, включающий глобоидальный червяк, сцепленный с двухгребневым роликом, расположен в картере 6 (рис. 7), отлитом из алюминиевого сплава. Червяк 28, напрессованный на короткий вал 31, установлен в картере на двух радиально-упорных шарикоподшипниках. Правильность установки червяка в картере регулируется прокладками 29, поставленными под наружным кольцом верхнего подшипника. Затяжка подшипников регулируется прокладками /2, поставленными под торцовой крышкой 13, прикрепленной к картеру болтами. Вал 31 червяка уплотнен в картере самоподжимным сальником 30. Двухгребневой ролик 10 установлен на оси 11, закрепленной в головке вала 7 рулевой сошки на двух игольчатых подшипниках, имеющих распорное кольцо и боковые шайбы. Вал 7 рулевой сошки установлен в приливе картера на двух бронзовых втулках. Наружный конец его уплотнен в картере самоподжимным сальником 8, Регулировку зацепления ролика 10 с червяком 28 осуществляют регулировочным винтом 4, ввернутым в стальную крышку 5, прикрепленную сверху к картеру на прокладке болтами. Головка винта с регулировочной шайбой входит в паз головки вала сошки. Винт закрепляют контргайкой с шайбой. В крышке имеется отверстие для заливки в картер масла (масло Т Ад-17), завернутое пробкой на резьбе. Картер 6 рулевого механизма фланцем крепится болтами к левому лонжерону основания кузова на регулировочных прокладках, позволяющих обеспечить соосность вала червяка с рулевым валом.
Рулевой вал 2 установлен верхней частью на двух пластмассовых втулках в кронштейне 32, прикрепленном к панели приборов кузова. К нижнему концу вала приварен наконечник с мелкими внутренними шлицами, которым вал надвинут на шлицованный конец вала 31 рулевой сошки. Наконечник имеет прорезь и затягивается на валу червяка хомутом 3 со стяжным болтом, проходящим через канавку на валу, соединяя валы. На верхнем конце рулевого вала закреплено на мелких шлицах гайкой рулевое колесо 1 с двумя спицами. Рулевой вал в полу кузова уплотнен резиновым чехлом.
С наружным концом вала 7 соединяется на шлицах рулевая сошка 9, закрепляемая гайкой со стопорной шайбой. Все шлицевые соединения рулевого управления имеют сдвоенный шлиц и соответствующую впадину, что определяет правильность их сборки.
Рулевая сошка 9 средним ушком соединена шарнирно с левым концом стальной кованой поперечной тяги 18. Правый конец ее шарнирно соединен с маятниковым рычагом 14, который закреплен самоконтрящейся гайкой на оси 19, установленной на двух пластмассовых втулках 21 и кронштейне 20, отлитом из алюминиевого сплава. Кронштейн крепится на правом лонжероне основания кузова. Ось 19 закреплена во втулках при помощи двух упорных шайб и шплинтуемой гайки. Под шайбы поставлены уплотнительные резиновые кольца.
Рулевая сошка 9 и маятниковый рычаг 14 концами соединены при помощи боковых тяг 17 с поворотными рычагами 15, закрепленными болтами на поворотных стойках. Каждая боковая тяга состоит из двух кованых наконечников и регулировочной муфты 16, навернутой на концы наконечников, имеющих правую и левую резьбу. Вращением регулировочной муфты изменяют длину тяги с целью регулировки схождения колес. Муфта 16, имеющая по концам разрезы, закрепляется на наконечниках стяжными хомутами с болтами.
Рис. 7. Рулевое управление автомобиля «Жигули» ВАЗ-2101
Соединения тяг с рычагами выполнено при помощи шаровых шарниров неразборного типа. Каждый шаровой шарнир представляет собой шаровой палец 26, закрепленный коническим хвостовиком при помощи шплинтуемой гайки в рычаге. Палец установлен в головке 24 тяги на конусном пластмассовом вкладыше 25 (полиуретан), обладающем высокими противо-износными свойствами. Вкладыш 25 поджимается к пальцу конической пружиной 23, опирающейся на заглушку 22, завальцованную в головке. Сверху головка закрыта резиновым грязезащитным чехлом 27 с металлической обоймой, напрессованной на выточку головки. Шаровые шарниры не нуждаются в смазке в процессе эксплуатации. Наибольший поворот управляемых колес ограничивается упором двух выступов, имеющихся на рулевой сошке 9, в головки нижних болтов, крепящих картер рулевого механизма.
На автомобиле «Жигули» ВАЗ-2103 рулевое управление имеет устройство, аналогичное устройству рулевого управления автомобиля «Жигули» ВАЗ-2101. Рулевое колесо выполнено в другом оформлении, изменен рулевой вал в связи с установкой замка зажигания с противоугонным устройством.
РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ АВТОМОБИЛЕЙ «МОСКВИЧ» МОД. 412 И 408
На автомобиле «Москвич-412» рулевое управление выполнено с расчлененной рулевой трапецией, с задним расположением и шарнирами, не требующими добавления смазки в процессе эксплуатации.
Рулевой механизм, расположенный в 'литом чугунном картере 29 (рис. 8), выполнен в виде пары: глобоидальный червяк — двухгребневой ролик. Червяк 8 приварен к нижнему концу рулевого вала 10 и. установлен в картере на двух конических роликоподшипниках. Над верхним подпятником в картере поставлен самоподжимной сальник 9. Регулировка подшипников осуществляется пробкой 7, ввернутой в картер снизу и закрепляемой стопорной гайкой.
Ролик 6, зацепляющийся с червяком, установлен на двухрядном радиально-упорном шарикоподшипнике на оси, закрепленной в головке вала 28 рулевой сошки. Вал лежит в картере на трех бронзовых свертных втулках, из которых две втулки расположены в приливе картера, а третья — в боковой отъемной алюминиевой крышке 30, В крышке имеется масло-заливное отверстие, закрытое пробкой. На выходе из картера вал уплотнен самоподжимным сальником 27, и на наружном конусном конце его на шлицах закреплена гайкой с замковой пластиной и стопорной шайбой рулевая сошка 25. Регулировку зацепления ролика с червяком осуществляют винтом 31, ввернутым в боковую крышку картера. Головка винта со стальной каленой шайбой входит в паз хвостовика вала сошки; винт стопорится контргайкой.
Картер 29 рулевого механизма фланцем прилива прикреплен тремя болтами к торцам трех втулок, приваренных к левой балке подмоторной рамы так, что вал сошки направлен вниз.
Рулевой вал проходит внутри рулевой колонки 5 и лежит верхним концом в подшипнике 4, состоящем из корпуса с пластмассовой втулкой. Корпус закреплен в трубе рулевой колонки тремя болтами.
Нижний конец рулевой колонки закреплен стяжным хомутом 26 на шейке картера рулевого механизма, а верхний — на резиновой прокладке в кронштейне 32, прикрепленном с помощью подвижной планки и болтов к опоре, приваренной к поперечине переднего щита кузова. Колонка в месте прохода через пол кузова надежно уплотнена прокладкой и резиновой манжетой. На верхнем конусном конце рулевого вала закреплено гайкой рулевое колесо 1 с двумя спицами. На рулевом колесе расположен выключатель 2 звукового сигнала. Под рулевым колесом в кожухе, установленном на колонке, расположен рычажок 3 переключения указателя поворота с контактным механизмом.
Рулевая сошка 25 соединена с левым концом средней поперечной рулевой тяги 24. Правый конец тяги соединен с маятниковым рычагом 18, напрессованным на ось 16, которая установлена на двух конусных резиновых втулках 15, зажатых шплинтуемой гайкой с шайбами в конусных отверстиях кронштейна 17, прикрепленного тремя болтами к правой балке подмоторной рамы.
Средняя поперечная рулевая тяга 24 при помощи боковых составных тяг 23 соединена с рычагами 21 поворотных стоек с цапфами. На боковых составных тягах, состоящих каждая из двух частей с нарезкой на внутренних концах, навернуты винтовые муфты 22 с правой и левой резьбой, при помощи
Рис. 8. Рулевое управление автомобиля «Москвич-412».
которых осуществляется регулировка схождения колес. Муфту стопорят контргайками.
Все соединения тяг выполнены на шаровых шарнирах. Шаровые пальцы 13 конусными хвостовиками закреплены в рычагах или в средней тяге шплинтуемыми гайками, а головки шарниров изготовлены непосредственно на концах тяг. В каждом шарнире шаровой палец 13 установлен в головке между двумя пластмассовыми (полиамидными) вкладышами 12, снабженными поджимной штампованной шайбой и конической пружиной. Пружина установлена под заглушкой 11, закрепленной стопорным кольцом в головке и уплотненной резиновым кольцом. Сочленение закрыто резиновым чехлом 14, затянутым в пазу головки проволокой. Под чехол на палец поставлена опорная шайба. В шаровом шарнире маятникового рычага 18 для устранения проворачивания средней тяги вокруг ее оси палец 19 имеет овальную головку и на пальце между верхним и нижним вкладышами поставлена промежуточная пластмассовая втулка 20. Смазку в шарниры закладывают при сборке и в процессе эксплуатации не дополняют.
Наибольший поворот колес ограничивается болтами, ввернутыми в кронштейны балок рамы около маятникового рычага и рулевой сошки.
На последних выпусках автомобиля «Москвич-412» установлено рулевое управление с энергопоглощающим элементом и усиленным рулевым механизмом, размещенным в алюминиевом картере.
Рулевой механизм в целях повышения надежности усилен, имеет большие размеры, что увеличило межцентровое расстояние с (рис. 9) между осями червяка 16 и вала ролика 13 до 52,5 мм (вместо 43,5 мм). Картер 14 рулевого механизма изготовлен из алюминиевого сплава. Регулировку зацепления ролика с червяком осуществляют втулкой 12, ввернутой на правой резьбе в крышку картера и навернутой на левой резьбе на резьбовой хвостовик вала 15 сошки. Установленное положение втулки фиксируют контргайкой. Масло в картер заливают через отверстие во втулке 12, завернутое пробкой, и отверстие в хвостовике вала сошки.
Применено энергопоглощающее рулевое управление с телескопическим составным рулевым валом и колонкой. Рулевой вал состоит из двух частей: нижней 18, приваренной к червяку 16, и верхней 4, на которой закреплено рулевое колесо /. К верхней части 4 вала приварена втулка 9, надвинутая с определенным натягом и контролируемым усилием осевого сдвига шлицованной частью, имеющей продольные прорези, на шлицы конца нижнего 18 участка вала.
Рулевая колонка состоит из трех частей: нижней трубы 10, закрепленной стяжным хомутом 11 на цилиндрическом выступе картера, верхней трубы 3, соединенной с корпусом подшипника верхней части рулевого вала, и средней трубы 8, напрессованной на верхнюю и нижнюю трубы колонки с контролируемым осевым усилием сдвига и закрепленной к кронштейне 5 кузова. В местах сопряжения труб колонки установлены тонкостенные антифрикционные пластмассовые трубчатые вставки. Необходимые натяг и осевое усилие сдвига между трубами колонки обеспечиваются четырьмя рядами сферических выдавок 19, сделанных в наружной трубе в местах сопряжения.
В случае аварии автомобиля происходит сдвигание участков рулевого вала и колонки и из-за трения в сопряжениях поглощение энергии удара. Колонка имеет уплотнитель 17.
Рис. 9. Усовершенствованное рулевое управление автомобиля «Москвич-412»
Затяжка хомута 11 крепления нижней трубы колонки на картере также обеспечивает их взаимное смещение при сильном ударе. Значительное смещение средней трубы колонки в кронштейне 5 вверх при ослаблении его затяжки ограничивается специальным упорным кольцом 7, приваренным на трубе.
В целях повышения безопасности водителя на выключателе звукового сигнала установлена мягкая накладка 2.
В рулевом управлении данного типа предусмотрена установка противоугонного устройства, закрепляемого на рулевой колонке и совмещающего замок зажигания 21 и специальный механизм со штифтом 20, входящим в паз на втулке 6, закрепленной на рулевом валу. При выключении зажигания штифт входит в паз втулки и запирает руль. Пучок проводов 22 от выключателя сигнала и противоугонного устройства выведен из колонки наружу.
На автомобиле «Москвич-408» с нижним расположением рычага переключения передач рулевое управление имеет в основном устройство, аналогичное устройству рассмотренного первого варианта рулевого управления автомобиля «Москвич-412» с некоторыми конструктивными отличиями. В конструкции рулевого управления автомобиля «Москвич-408» с расположением рычага переключения передач на рулевой колонке рулевой вал проходит внутри полого вала управления коробкой передач, закрытого рулевой колонкой и установленного в верхнем кронштейне колонки на пластмассовой втулке. С верхним концом вала управления коробкой передач соединен рычаг переключения передач, а с нижним — рычаги тяг переключения передач.
В моделях последних выпусков автомобиля «Москвич-408» в связи с унификацией ряда агрегатов и механизмов с агрегатами и механизмами автомобиля «Москвич-412» используют и соответствующие элементы рулевого управления этого автомобиля.
www.ronl.ru
