Механические свойства металлов

ВНИМАНИЕ

 Поскольку червяк и ролик  представляют собой зубчатое  соединение, они постоянно должны  быть смазаны маслом.                                                

 Главной и единственной задачей  червячной пары является преобразование  вращения руля в поворот рулевой  сошки в соответствующем направлении. После этого усилие передается  на рулевой привод, а далее  — непосредственно на передние  колеса автомобиля.

 Что касается рулевого механизма  реечного типа, то его принципиальным  отличием является то, что вместо  червячной пары в нем используется  пара «шестерня — рейка». Когда  водитель поворачивает руль в  ту или иную сторону, вращается  шестерня, которая соответствующим  образом поворачивает находящуюся  с ней в зацеплении рейку. Рейка  передает это усилие на рулевой  привод, а далее — на передние  колеса.

 

Рис. 7.1. Рулевое управление:

1 — сошка; 2 — маятниковый рычаг; 3 — регулировочная муфта; 4 —  ось маятникового рычага; 5 — картер  рулевого механизма; 6 — вал червяка; 7 — карданный шарнир; 8 — промежуточный  вал рулевого управления; 9 — рычаг  переключателя стеклоочистителя  и омывателя ветрового стекла и блока фары; 10 — рычаг переключателя света фар; 11 — рычаг переключателя указателей поворота; 12 — лонжерон кузова

 

Рис. 7.2. Рулевой механизм:

1 — регулировочный винт; 2 —  контргайка; 3 — пробка; 4 — червяк; 5 — картер рулевого механизма; 6 — сошка; 7 — пружинная шайба; 8 — втулка; 9 — вал сошки; 10 —  ролик вала сошки; 11 — вал червяка; 12, 13 — подшипники червяка; 14 —  нижняя крышка картера; 15 — ось  ролика; 16 — подшипник ролика; 17 —  сальник вала червяка 

 Для передачи усилия, прилагаемого  водителем при повороте руля, от рулевого механизма к передним  колесам предназначен рулевой  привод. При этом он обеспечивает  поворот колес на разные углы, в зависимости от выбранного  водителем направления.

 Совместно с рулевым механизмом  червячного типа используется  рулевой привод, включающий в  себя следующие элементы:

• среднюю рулевую тягу;
• правую и левую рулевые тяги;
• маятниковый рычаг;
• правый и левый поворотные рычаги колес.

 Рулевой привод для рулевого  механизма реечного типа выглядит  несколько проще и имеет только  две рулевые тяги, предназначенные  для передачи усилия на поворотные  рычаги, в результате чего колеса  автомобиля поворачиваются в  требуемом направлении.

 Практически все современные  автомобили оснащаются гидравлическим  усилителем рулевого управления, который предназначен для снижения  усилия, прилагаемого водителем  при манипуляциях рулевым колесом. Основными составными элементами  гидроусилителя являются насос, распределительное устройство и  гидравлический цилиндр.

 Когда водитель поворачивает  руль, специальное распределительное  устройство под давлением направляет  жидкость в одну из полостей  гидравлического цилиндра, благодаря  чему и достигается существенное  снижение прилагаемого водителем  усилия.

ПРИМЕЧАНИЕ

 Гидравлический усилитель рулевого  управления функционирует только  при работающем двигателе.

 Иногда ощущается слишком  тугое вращение рулевого колеса  или даже заедание рулевого  механизма. Причиной может быть  не только вышедший из строя  гидравлический усилитель, но и  повреждение подшипников червяка, повышенный износ любого компонента  червячной пары, рулевых наконечников (рис. 7.3), погнутость рулевых тяг, недостаточное количество масла  в картере рулевого механизма.

Рис. 7.3. Новые рулевые наконечники

 

 Распространенной неисправностью  рулевого управления является  слишком большой свободный ход  рулевого колеса (или люфт).

 ПДД запрещают эксплуатацию  транспортных средств, у которых:

• суммарный люфт в рулевом управлении превышает 10°;
• в рулевом управлении имеются не предусмотренные конструкцией перемещения деталей и узлов;
• в рулевом управлении резьбовые соединения не затянуты или не зафиксированы;
• отсутствует или неисправен усилитель рулевого управления (если он предусмотрен конструкцией автомобиля).

Учтите, что движение автомобиля категорически запрещается при любых неисправностях рулевого управления.

Тормозной привод — это совокупность устройств для передачи усилия, прикладываемого водителем к тормозным механизмам, и управления ими при торможении ТС. Находят применение в основном два вида тормозных приводов: гидравлический и пневматический. Рассмотрим каждый из них подробнее.

Гидравлические тормозные приводы по виду используемой энергии могут быть трех типов:

• гидравлические прямого действия (тормозные механизмы приводятся в действие непосредственно водителем);
• гидравлические непрямого действия (тормозные механизмы приводятся в действие усилием на тормозную педаль и параллельно включенным усилителем);
• насосно-аккумуляторные (усилие на тормозные механизмы передается жидкостью, поступающей под давлением от насоса и гидроаккумуляторов).

Гидравлический привод, основанный на передаче усилия к тормозным механизмам посредством тормозной жидкости, используется в основном на автомобилях малой и средней грузоподъемности. Наиболее широкое распространение получили простой гидравлический привод и привод с гидровакуумным усилителем, применяемый на автомобилях ГАЗ.

Простой гидравлический привод состоит из главного тормозного цилиндра, поршень которого связан через систему тяг с тормозной педалью, трубопроводов и колесных тормозных цилиндров 2.

Усилие от педали, создаваемое водителем, передается через шток поршню главного тормозного цилиндра. В результате перемещения поршня в цилиндре создается давление жидкости до 8… 9 МПа, и жидкость вытесняется поршнем в трубопроводы, связанные с тормозными цилиндрами, размещенными в колесах автомобиля. Вследствие этого поршни цилиндров перемещаются и прижимают колодки к тормозным барабанам, осуществляя торможение колес. Усилие Р, разжимающее тормозные колодки, пропорционально давлению р жидкости в трубопроводе и диаметру колесного цилиндра d.

При давлении жидкости более 8 МПа диаметр колесного цилиндра оказывается недопустимо большим. Поэтому в каждом тормозном механизме (по условиям компоновки) устанавливают два параллельно подключенных к трубопроводу тормозных цилиндра, что позволяет повысить расчетное давление жидкости. Подобным образом выполнены, например, тормозные цилиндры автомобилей «Урал».

При отпускании педали тормозные колодки под действием стяжных пружин возвратят поршни колесных цилиндров в исходное положение. Поршни вытеснят жидкость по трубопроводам обратно в главный тормозной цилиндр.

Рис. Детали колесного тормозного цилиндра:

1 — пружина клапана; 2 — защитный  колпак; 3 — колпак перепускного  клапана; 4 — поршень; 5 — манжета  поршня; 6 — держатель манжеты; 7 —  колесный цилиндр; 8 — пружина; 9 —  перепускной клапан

Для уменьшения усилия, затрачиваемого водителем на торможение, используются различные усилители, подключаемые к приводу управления тормозами параллельно тормозной педали. В основном применяются пневматические или вакуумные усилители. Гидроприводы с усилителем отличаются от комбинированных приводов тем, что у последних тормозная педаль связана тягой с краном управления, а необходимое усилие обеспечивается за счет потребления энергии от постороннего источника.

Рассмотрим принцип действия гидровакуумного усилителя тормозов автомобилей ГАЗ. Действие усилителя основано на использовании разрежения во впускном трубопроводе двигателя автомобиля для создания дополнительного давления жидкости в системе гидравлического привода. Гидровакуумный усилитель состоит из камеры 13, разделенной на полости А и Б диафрагмой 4, шток которой связан с пластиной 11; гидравлического цилиндра 9, механизма управления с клапанами 5 и 6, запорного обратного клапана 3, а также трубопроводов I и II.

При отпущенной тормозной педали 1 диафрагма 7 клапанного механизма занимает крайнее нижнее положение, а атмосферный клапан 5 под действием своей пружины прижат к седлу и отделяет полость А от атмосферы (связь через отверстие а). Полость А через отверстие б в тарелке диафрагмы сообщается с полостью Б. При работающем двигателе в обеих полостях создается разрежение, которое пропорционально разрежению во впускном трубопроводе (коллекторе) двигателя. В этом случае поршень 10 цилиндра 9 находится в крайнем левом положении, и шариковый клапан поршня открыт выступом пластины 11, упирающейся в шарик.

При нажатии на тормозную педаль рабочая жидкость из главного тормозного цилиндра 2 вытесняется по трубопроводу I и через клапанное отверстие в поршне поступает далее в трубопровод II — к колесным тормозным цилиндрам. Давление жидкости в цилиндре 9 передается на поршень 8 клапанного механизма, жестко соединенного с тарелкой диафрагмы 7. Эта диафрагма, преодолевая сопротивление своей пружины, начинает перемещаться вверх, и при некотором ее ходе отверстие в тарелке будет перекрыто торцевой частью вакуумного клапана 6. Полость А будет отключена от полости Б.

С дальнейшим нарастанием давления жидкости в трубопроводе I и при движении диафрагмы 7 вверх откроется атмосферный клапан 5, и в полость А камеры 13 усилителя будет поступать воздух под атмосферным давлением (через отверстие а). Под действием разности давлений в полостях А и Б вакуумной камеры усилителя диафрагма 4 прогнется и своим штоком переместит поршень 10 вправо, создавая таким образом дополнительное давление жидкости в трубопроводе II. Пластина 11 свободно повиснет на шпильке штока, связанного с диафрагмой 4, и шариковый клапан в поршне 10 закроется, прижимаясь к своему седлу пружиной.

При отпускании тормозной педали 1 давление в системе гидравлического привода уменьшится. Клапаны 5 и 6 переместятся вниз, воздушный клапан 5 закроется, а вакуумный 6 откроется, устанавливая в полостях А и Б камеры усилителя одинаковое разрежение. Пружина 12 переместит диафрагму 4 влево в исходное положение.

Рис. Схема гидровакуумного усилителя тормозов:

 1 — тормозная педаль; 2 — главный тормозной цилиндр; 3 — запорный обратный клапан; 4, 7 — диафрагмы; 5, 6 — клапаны; 8, 10 — поршни; 9 — гидравлический цилиндр; 11 — пластина с выступом; 12 — пружина; 13 — камера усилителя; I, II — трубопроводы; а, б — отверстия; А, Б — полости

Запорный обратный клапан 3 отсоединит вакуумную полость камеры усилителя от коллектора двигателя, как только двигатель остановится. При длительном движении автомобиля с неработающим двигателем или в случае выхода из строя усилителя гидравлический привод сохраняет работоспособность, но усилие, требуемое от водителя на торможение, увеличится.

Привод с гидровакуумным усилителем обладает следящим действием, которое заключается в следующем. При остановке педали 1 в некотором положении, соответствующем заданному водителем тормозному усилию, поршень 10 некоторое время будет перемещаться в цилиндре 9 из-за продолжающегося до определенного момента прогиба диафрагмы 4. В результате давление жидкости под поршнем 8 снизится и, следовательно, диафрагма 7 опустится вниз до закрытия атмосферного клапана 5. В полостях А и Б камеры 13 установится постоянная разность давлений. Дальнейший прогиб диафрагмы 4 прекратится, а в гидросистеме будет поддерживаться постоянное давление жидкости, необходимое для обеспечения заданного тормозного усилия. Таким образом, заданный водителем тормозной момент на колесах будет постоянным в соответствии с положением педали 7, а нарастание тормозной силы будет происходить только с перемещением педали.

Перемещение диафрагмы 4 при работе усилителя создает на ее штоке усилие, действующее параллельно усилию со стороны водителя, увеличивая в результате тормозную силу на колесах автомобиля в 2,5 — 3,5 раза.

Эффективность действия тормозов изменяется в худшую сторону в случае наличия пузырьков воздуха в тормозной жидкости, а возможное тормозное усилие на колесах резко уменьшается. При наличии пузырьков воздуха необходимо прокачать гидросистему, удалив из нее воздушные пузырьки.

В качестве тормозной используют спиртокасторовую (при температуре не ниже -25 °С), этиленгликолевую (не ниже -60 °С) и другие жидкости. Однако этиленгликолевая тормозная жидкость обладает плохими смазочными свойствами и вызывает коррозию зеркала тормозных цилиндров, поэтому при сезонном обслуживании требуется обязательная промывка всех металлических деталей гидросистемы и смазка их касторовым маслом. Кроме того, эта тормозная жидкость так; же ядовита, как и антифризы. Наряду с хорошими смазочными свойствами, неагрессивностью по отношению к металлу и резине тормозные жидкости должны сохранять стабильную вязкость и подвижность при низких температурах, а также не испаряться при высоких температурах.

Рис. Главный тормозной цилиндр:

 а — устройство; б — уплотнение задней части поршня; в — поршень; г — клапан; 1 — педаль; 2 — тяга; 3 — контргайка; 4 — резьбовая пробка; 5 — крышка; 6 — корпус; 7 — штуцер; 8 — пружина; 9 — поршень; 10 — защитный чехол; 11 — толкатель; 12 — оттяжная пружина; 13 — стопорное кольцо; 14 — упорная шайба; 15, 17 — манжеты; 16 — пластинчатый клапан;18 — пружина перепускного клапана; 19 — обратный клапан; 20 — перепускной клапан; А, Г — рабочие полости цилиндра; Б, В — перепускное и компенсационное отверстия

Регулировка одноконтурного гидравлического тормозного привода сводится к обеспечению необходимого зазора (1,5…2,5 мм) между штоком и поршнем главного тормозного цилиндра. Этот зазор необходим для того, чтобы при растормаживании колес поршень 9 можно было полностью отвести в нейтральное (левое) положение. Необходимый зазор проверяется величиной свободного хода тормозной педали, 1, равного 10… 15 мм. Регулировка осуществляется изменением длины тяги 2 путем отвинчивания контргайки 3 и относительным смещением толкателя 11, навинченного на тягу и зафиксированного контргайкой.