Тема работы: «Изучение устройства и работы подвески с изменяемым дорожным просветом»

1. Цели работы:

1) закрепить знания по устройству подвески;

2) научиться анализировать особенности устройства и работы подвески с изменяемым дорожным просветом;

3) научиться выполнить частичную разборку, сборку подвески с изменяемым дорожным просветом.

Задание

Выполнить частичную разборку, сборку и анализ особенностей устройства и работы подвески с изменяемым дорожным просветом.

 

Оснащение работы

1) Подвеска с изменяемым дорожным просветом;

2) Набор инструментов.

 

Основные сведения

4.1 Гидравлическая подвеска

Как известно при нагрузке дорожный просвет у автомобиля уменьшается. Чтобы избежать этого могут применяться системы саморегулирования дорожного просвета. На рисунке 1 приведена компоновка гидравлической подвески.

1 – двухступенчатый насос для обеспечения работы гидроусилителя рулевого управления и регулировки постоянства уровня кузова; 2 – блок управления; 3 – накопители (гидравлические аккумуляторы); 4 – регулятор тормозного усилия; 5 – бачок для рабочей жидкости

Рисунок 1 – Компоновка гидравлической подвески с автоматической регулировкой постоянства уровня кузова легкового автомобиля

В автомобилях с саморегулированием задней подвески предусмотрен специальный бачок 5 с рабочей жидкостью, которая может подаваться в задние амортизаторы. Эта жидкость выполняет вспомогательную функцию для облегчения действия цилиндричес­ких пружин при перевозке тяжелых гру­зов. Жидкость подается в накопители 3 гидравлическим насосом 1. Система управляется специальным блоком 2, установленным на днище автомобиля. Блок связан с задним стабилиза­тором поперечной устойчивости и по положению стабилизатора определяет загрузку автомобиля.

 

4.2 Гидропневматическая подвеска

Совместно с системой саморегулирования применяется гидропневматическая подвеска, принципиальная схема которой показана на рисунке 2.

 

1 – рычаг подвески; 2 – поршень гидроцилиндра; 3 – корпус гидроцилиндра; 4 – сфера; 5 – масло; 6 – сжатый азот

Рисунок 2 – Принципиальная схема гидропневматической подвески

Главным составляющим подвески является упругий элемент, который состоит из цилиндра, в котором перемещается поршень 2, с длинной направляющей цилиндрической поверхностью. В верхней части цилиндра установлен сферический баллон 4, разделенный эластичной диафрагмой (мембраной) на две полости: верхняя заполнена сжатым азотом, нижняя жидкостью. Между цилиндром и баллоном расположен амортизационный клапан, через который пропускается жидкость при ходе отбоя и сжатия (на схеме не показан).

Функцию упругой пружины в пневмогидравлическом упругом элементе выполняет газ (азот), полость расположения кото­рого от полости, занятой жидкостью, разделяется эластичной мембраной. Увеличивая или уменьшая объем жид­кости, можно изменять положение поршня, связанного с направляющим рычагом подвески 1, и тем самым изме­нять дорожный просвет между кузо­вом и дорогой. Изменяя давление и объем газа в определенной пропорции, (подвеска Hydractive) можно при одной и той же нагрузке на колесе изменять упругую характерис­тику подвески, делая ее либо «мягкой» (комфортный режим), либо «жесткой» (спортивный режим). Гашение колебаний в таком упругом элементе осуществляет­ся амортизационным клапаном, при перетекании жидкости под воз­действием поршня из полости цилинд­ра в подмембранную полость баллона.

 

4.3 Пневматическая подвеска

Кроме названных типов подвесок могут применяться и пневматические подвески (рисунок 3).

В пневматической подвеске положение каждого отдельного колеса определяется не с помощью пружин, а посредством сжатого воздуха, необходимое количество которого быстро подводится или отводится через электромагнитные клапаны к имеющим особую конструкцию амортизаторам. Пневматическая подвеска состоит из передних и задних пневматических амортизационных стоек, компрессора, ресивера, блока управления и датчиков, информирующих блок управления о скорости движения, нагрузке автомобиля и угле поворота рулевого колеса. Узлы и механизмы подвески соединены друг с другом воздушными магистралями и подключены в электрическую систему автомобиля с помощью многофункциональной шины электронной передачи данных CAN. Подвеска автоматически активизируется, как только открывается дверь автомобиля. Таким образом, еще до начала движения корректируются клиренс и упругость пневматических амортизаторов.

После этого в работу подвески имеет право вмешаться и сам водитель, который, во-первых, может установить нужный дорожный просвет, подняв или опустив кузов автомобиля, что, например, пригодится для более удобной загрузки багажника либо присоединения прицепа. Во-вторых, можно выбрать режим – комфортный или спортивный, в котором будет работать подвеска во время движения. Режим «комфорт» позволяет водителю и пассажирам буквально «парить» над дорогой. Режим «спорт» улучшает устойчивость и безопасность на больших скоростях движения. Вместе с тем индивидуальное регулирование жесткости амортизаторов на каждом колесе по отдельности позволяет учитывать крен кузова и скорость, с которой автомобиль входит в поворот, оценивать угол поворота и скорость, с которой водитель поворачивает руль. Тем самым жесткость амортизационных стоек может автоматически изменяться в движении так, что будет найден самый оптимальный и эффективный режим работы подвески, адекватно отвечающий конкретным дорожным условиям как с точки зрения безопасности, так и комфортности. Например, при торможении передние колеса будут подрессориваться более жестко, чем задние, а при ускорении - наоборот, но это в обоих случаях позволит избежать неприятного продольного «клевка» кузова.

1 – блок управления подвеской; 2 – блок управления двигателем; 3, 6 – задняя стойка с пневмоэлементом; 4 – правый задний датчик положения кузова; 5 – компрессор пневмоподвески; 7 – датчик ускорения кузова; 8, 13 – датчик ускорения колеса; 9 – левый задний датчик положения кузова; 10 – ресивер; 11 – левый передний датчик положения кузова; 12, 16 – передняя стойка с пневмоэлементом; 14 – правый передний датчик положения кузова; 15 – блок управления АБС

Рисунок 3 – Пневматическая подвеска

Пневматическая подвеска автоматически приспосабливается к различной загрузке автомобиля и способна выбирать величину дорожного просвета, ориентируясь на дорожные условия (рисунок 4).

Номинальный уровень дорожного просвета устанавливается и автоматически поддерживается постоянным при движении со скоростью 80 км/ч и выше, а также во время быстрого разгона до скорости 120 км/ч.

HN – повышенный уровень; NN – номинальный уровень; TN – пониженный уровень

Рисунок 4 – Последовательность процессов автоматического повышения и снижения уровня кузова (на примере Вольксваген Фаэтон)

Порядок выполнения

5.1 Изучить основные сведения.

5.2 Выполнить частичную разборку подвески.

5.3 Выполните анализ особенности устройства и работы задней полузависимой подвески.

5.4 Выполнить частичную сборку подвески.

5.5 Оформить отчет по рекомендуемой форме.

 

Форма отчета

Практическая работа №21

Изучение устройства подвески с изменяемым дорожным просветом

Цели работы…

Задание…

Оснащение работы…

Выполнение работы

Устройство подвески
Принцип работы подвески
Устройство крепления элементов подвески
Процесс частичной разборки, сборки

 

7. Контрольные задания

1. Объясните устройство гидравлической подвески с изменяемым дорожным просветом.

2. Объясните принцип работы гидравлической подвески с изменяемым дорожным просветом.

3. Объясните устройство гидропневматической подвески с изменяемым дорожным просветом.

4. Объясните принцип работы гидропневматической подвески с изменяемым дорожным просветом.

5. Объясните устройство пневматической подвески с изменяемым дорожным просветом.

6. Объясните принцип работы пневматической подвески с изменяемым дорожным просветом.

7. Опишите процесс частичной разборки, сборки подвески с изменяемым дорожным просветом.

 

Тема учебной дисциплины: «Рулевое управление»

Практическая работа №22

Тема работы: «Изучение устройства и взаимодействия деталей рулевого управления»

1. Цели работы:

1) закрепить знания по устройству рулевого управления;

2) научиться анализировать особенности устройства и взаимодействия деталей рулевого управления;

3) научиться выполнить частичную разборку, сборку рулевого управления.

Задание

Выполнить частичную разборку, сборку и анализ особенностей устройства и взаимодействия деталей рулевого управления.

 

Оснащение работы

1) Реечный рулевой механизм;

2) Набор инструментов

Основные сведения

4.1 Общие сведения о рулевом управлении

Рулевым управлением называется совокупность устройств, осуществляющих поворот управляемых колес.

Рулевое управление включает рулевой механизм, рулевой привод, а у не которых автомобилей рулевой усилитель.

Конструкция рулевого управления во многом зависит от типа подвески передних колес автомобиля. При независимой подвеске передних управляемых колес, которая применяется на всех легковых автомобилях, в рулевое управление без усилителя (рисунок 1) входят рулевое колесо 5, рулевой вал 6, рулевая передача (механизм) 7, рулевая сошка 8, средняя (поперечная) рулевая тяга 4, маятниковый рычаг 3, боковые рулевые тяги 2, рычаги 1 поворотных цапф.

 

 

Рисунок 1 – Рулевое управление при независисмой подвеске

При вращении рулевого колеса 5 усилие от него на поворотные цапфы передних колес передается через вал 6, рулевую передачу 7, сошку 8, среднюю 4 и боковые тяги 2, рычаги 1. В результате осуществляется поворот управляемых колес ав­томобиля.

При зависимой подвеске передних колес рулевое управление без усилителя (рисунок 2) включает в себя рулевое колесо 1, рулевой вал 2, рулевую передачу 3, рулевую сошку 7, продольную рулевую тягу 13, поворотный рычаг 14, рычаги 5 и 11 поворотных цапф и поперечную рулевую тягу 15. При вращении рулевого колеса 1 вместе с ним вращается вал 2. Усилие от вала через рулевую передачу 3 передается на сошку 7, которая через продольную тягу 13 перемещает рычаг 14с поворотной цапфой плевого колеса. Одновременно через рычаги 5 и 11 и поперечную тягу 15 пово­рачивается цапфа 12 правого колеса. Так производится поворот передних управляемых колес автомобиля.

Рисунок 2 – Рулевое управление с зависимой подвеской

 

4.2 Червячный рулевой механизм

Червячные рулевые механизмы (рисунок 3) применяются на легковых, грузовых автомобилях и автобусах. Наибольшее распространение имеют червячно-роликовые рулевые механизмы, состоящие из червяка и ролика. Червяк 1 имеет форму глобоида: его диаметр в средней части меньше, чем по концам. Такая форма обеспечивает надежное зацепление червяка с роликом 3 при повороте рулевого колеса на большие углы. Ролики могут быть двух- или трехгребневыми. Двухгребневые ролики применяются в рулевых механизмах легковых автомобилей, а трехгребневые — грузовых автомобилей и автобусов.

 

Рисунок 3 – Червячный рулевой механизм

При вращении червяка 1, закрепленного на рулевом валу 2, момент от червяка передается ролику 3, который установлен на подшипнике на оси, размещенной в пазу вала 4 рулевой сошки, при этом благодаря глобоидной форме червяка обеспечивается надежное зацепление его с роликом при повороте рулевого колеса на большие углы.

4.3 Винтовой рулевой механизм

Винтовые рулевые механизмы используются на тяжелых грузовых автомобилях. Наибольшее применение получили винтореечные рулевые механизмы.

 

 

Риснуок 4 – Винтореечный рулевой механизм

Винтореечный рулевой механизм (рисунок 4) включает в себя винт 5, шариковую гайку-рейку 6 и сектор 8, изготовленный вместе с валом 9 рулевой сошки.

В винтореечном механизме вращение винта 5 преобразуется в поступательное перемещение гайки 6, на которой нарезана рейка, находящаяся в зацеплении с зубчатым сектором 8 вала рулевой сошки. Для уменьшения трения и повышения износостойко­сти соединение винта с гайкой осуществляется через шарики 7.

 

4.4 Зубчатый рулевой механизм

Зубчатые рулевые механизмы применяются в основном на легковых автомобилях малого и среднего классов. При этом шестеренные рулевые механизмы, включающие цилиндрические или конические шестерни, используются редко. Наибольшее применение получили реечные рулевые механизмы.

Реечный рулевой механизм (рисунок 5) состоит из шестерни 6 и рейки 4. Вращение шестерни 6, закрепленной на рулевом валу, вызывает перемещение, рейки 4, которая выполняет роль поперечной рулевой тяги.

 

 

Рисунок 5 – Реечный рулевой механизм

 

4.5 Рулевой привод

Рулевым приводом называется система тяг и рычагов, осуществляющая связь управляемых колес автомобиля с рулевым механизмом.

Рулевой привод служит для передачи усилия от рулевого механизма к управляемым колесам и обеспечения правильного пово­рота колес.

Основной частью рулевого привода является рулевая трапеция.

Рулевой называется трапеция, образованная поперечными рулевыми тягами, рычагами поворотных цапф и осью управляемых колес. Основанием трапеции является ось колес, вершиной – поперечные тяги, а боковыми сторонами – рычаги поворотных цапф. Рулевая трапеция служит для поворота управляемых колес на разные углы.

Внутреннее колесо (по отношению к центру поворота автомобиля) поворачивается на больший угол, чем наружное колесо. Это необходимо, чтобы при повороте автомобиля колеса катились без бокового скольжения и с наименьшим сопротивлением. В противном случае ухудшится управляемость автомобиля, возрастут расход топлива и износ шин.

Передней называется рулевая трапеция, которая располагается перед осью передних управляемых колес

Задней называется рулевая трапеция, которая располагается за осью передних управ­ляемых колес.

Применение на автомобилях рулевого привода с передней или задней рулевой трапецией зависит от компоновки автомобиля и его рулевого управления. При этом рулевой привод может быть с неразрезной или разрезной рулевой трапецией. Использование рулевого привода с неразрезной или разрезной трапецией зависит от подвески передних управляемых колес автомобиля.

Неразрезной называется рулевая трапеция, имеющая сплошную поперечную рулевую тягу, соединяющую управляемые колеса. Неразрезная рулевая трапеция применяется при зависимой подвеске передних управляемых колес на грузовых автомобилях и автобусах.

Разрезной называется рулевая трапеция, которая имеет многозвенную поперечную рулевую тягу, соединяющую управляемые колеса. Разрезная рулевая трапеция используется при независимой подвеске управляемых колес на легковых автомобилях.

Порядок выполнения

5.1 Изучить основные сведения.

5.2 Выполнить частичную разборку реечного рулевого механизма.

5.3 Выполните анализ особенностей устройства и взаимодействия деталей реечного рулевого механизма.

5.4 Выполнить сборку реечного рулевого механизма.

5.5 Оформить отчет по рекомендуемой форме.

 

Форма отчета

Практическая работа №22

Изучение устройства и взаимодействия деталей рулевого управления

Цели работы…

Задание…

Оснащение работы…

Выполнение работы

Устройство рулевого механизма
Взаимодействие деталей рулевого механизма
Процесс частичной разборки, сборки

 

7. Контрольные задания

1. Объясните устройство рулевого управления с независимой подвеской.

2. Объясните взаимодействие деталей рулевого управления с независимой подвеской.

3. Объясните устройство рулевого управления с зависимой подвеской.

4. Объясните взаимодействие деталей рулевого управления с зависимой подвеской.

5. Объясните устройство зубчатого рулевого механизма.

6. Объясните устройство винтового рулевого механизма.

7. Объясните устройство реечного рулевого механизма.

8. Объясните взаимодействие деталей реечного рулевого механизма.

9. Опишите процесс частичной разборки, сборки реечного рулевого механизма.

Тема учебной дисциплины: «Рулевое управление»

Практическая работа №23