Обоснование необходимости диагностирования механизмов управления автомобилем

 

На работоспособность механизмов рулевого управления, автомобиля в целом и долговечность деталей оказывают влияние дорожные, транспортные и климатические условия, качество вождения, технического обслуживания и текущего ремонта, а также условия хранения. Все это влияет и на режим работы механизмов и узлов автомобиля: нагрузочный, скоростной, переменный и тепловой.

От технического состояния элементов рулевого управления зависят следующие показатели автомобиля:

- Управляемость;

- Маневренность;

- Курсовая устойчивость;

- Безопасность.

Неисправности в механизмах управления автомобилем вызывают дополнительные вибрации, люфты, биения, которые ощущает водитель во время вождения. Так же неисправности влияют на безопасность движения, износ сопряженных деталей и узлов, и в результате значительно увеличивают расходы на эксплуатацию автомобиля.

Отклонения в нормальной работе механизмов управления автомобилем обнаруживаются в процессе эксплуатации:

- По увеличенному люфту рулевого колеса;

- Неправильной курсовой устойчивости;

- Ухудшению маневренности;

- Повышенному износу протектора колеса.

 

Методы и средства диагностики механизмов управления автомобилем

 

Основные признаки неисправной работы механизмов рулевого управления, а также причины их возникновения и способы устранения приведены в таблице 1.

Таблица 1 – Признаки нарушения нормальной работы механизмов управления автомобилем и необходимые технические воздействия

Неисправности	Причины	Способы устранения
Увеличенный свободный ход рулевого колеса	Неправильная регулировка бокового зазора механизма рулевого управления	Отрегулируйте боковой зазор механизма рулевого управления
Износ шаровыхшарниров рулевой трапеции	Замените шаровые шарниры
Износ подшипников маятникового рычага	Замените маятниковый рычаг
Ослабление гайки крепления сошки	Затяните гайку
Ослабление затяжки гайки крепления рулевого колеса	Затяните гайку
Заедание в механизме рулевого управления	Неправильная регулировка бокового зазора механизма рулевого управления	Отрегулируйте боковой зазор механизма рулевого управления
Износ ролика или червяка	Замените изношенные детали
Подтекание масла из картера механизма рулевого управления	Износ или повреждение рабочей кромки сальников	Замените дефектные сальники
Повышенный уровень масла	Восстановите требуемый уровень масла
Повреждение прокладок или ослабление затяжек болтов крепления крышек картера	Замените прокладки или затяните болты крепления крышек

 

Основными приборами для проверки технического состояния рулевого управления служат люфтомер, динамометрии прибор для проверки давления насоса гидроусилителя руля. Так же основные технические характеристики приборов для проверки рулевого управления приведены в таблице 2.

Таблица 2 –Основные технические характеристики приборов для проверки рулевого управления. [7]

 

Наименование параметра	Модели приборов
К-187	К-402	ИСЛ-М	ДЛ-Г
Тип прибора	Механический	Механический	Электронный	Гидромеханический
Измеряемые параметры: сила трения суммарный люфт	+ +	+ +	- +	+ +
Диапазон размеров рулевого колеса, мм	Не установлен	От 400 до 540	От 360 до 550	Не ограничен
Число точек крепления	2	2	2	1
Абсолютная погрешность измерения люфта, град	Не установлена	Не установлена	От ±0,5 до ±1,0	±0,5
Частота вращения рулевого колеса при измерении, с‾¹, не более	Не установлена	Не установлена	0,1	1,0
Габаритные размеры, мм: длина ширина высота	160 150 110	245 160 110	410 220 130	210 115 110
Масса, кг	1,2	1,8	6,0	0,9
Условия эксплуатации – температура окружающей среды, º С	Не установлены	Не установлены	От -10 до +40	От -40 до +50

а – размещение люфтомера на рулевом колесе при замере люфта колеса; 1 -указатель; 2 – шкала; 3 – динамометр; б – приспособление для замера давления насоса гидроусилителя руля; 1 – бачок; 2 – манометр; 3 – вентиль;4 – гидроусилитель руля

Рисунок 12 – Люфтомер и устройство для замера давления насоса гидроусилителя

 

Люфтомер состо­ит из шкалы, закрепленной на динамометре, и указательной стрел­ки, закрепленной на рулевой колонке зажимами. Динамометр зажимами крепят к ободу рулевого колеса. Шкалы динамометра расположены на рукоятках.

При замере люфта рулевого колеса через рукоятку приклады­вают усилие 10Н, действующее в обе стороны. Стрелка покажет суммарную величину люфта, которая должна находиться в пределах 10° для легковых автомобилей и 20° — для грузовых. [8]

У автомобилей с гидроусилителем люфт определяют при работа­ющем двигателе.

Общую силу трения проверяют при полностью вывешенных пе­редних колесах приложением усилия к рукояткам динамометра. В правильно отрегулированном рулевом механизме рулевое колесо должно свободно поворачиваться от среднего положения для движе­ния по прямой при усилии 8-16 Н.

Состояние шарниров рулевых тяг оценивается визуально при при­ложении усилия к рулевому колесу. Люфт в шарнирах будет прояв­ляться взаимным относительным перемещением соединенных дета­лей.
Проверка усилителя, рулевого управления заключается в измерении давления в системе гидроусилителя. Для этого в нагне­тательную магистраль устанавливают манометр с краном. Замеры производят при работе двигателя на малых оборотах, поворачивая колеса в крайние положения.

Давление, развиваемое насосом, должно составлять не менее 6 МПа. Если давление меньше указанного, то закрывают кран, после чего оно должно подняться до 6,5 МПа. Если давление не поднима­ется, это свидетельствует о неисправности насоса, который подле­жит ремонту.

Регулировочные работы по рулевому механизму заклю­чаются в регулировке осевого зазора в подшипниках вала винта и в зацеплении.

Состояние рулевого механизма считается нормальным, если люфт рулевого колеса при движении по прямой не превышает 10°. При увеличении люфта проверяют зазор в подшипниках вала винта (чер­вяка). При наличии большого зазора в подшипниках осевой люфт будет легко ощущаться.

Зацепление червяка с роликом регулируют без снятия рулевого механизма с автомобиля. Для чего отворачивают гайку со штифта вала червяка, снимают шайбу со штифта, специальным ключом поворачи­вают регулировочный винт на несколько вырезов в стопорной шайбе. При этом изменяется боковой зазор в зацеплении, что изменяет сво­бодный ход рулевого колеса.

Люфт в сочленениях рулевого привода определяют, резко покачи­вая сошку руля при повороте рулевого колеса. При наличии люфта подтягивают резьбовую пробку.

Во время регулировки осевого люфта в сочленение добавляют смаз­ку. При большом износе заменяют шаровой палец или всю тягу в сборе. [8]

 

3.3Устройство и принцип работы люфтомеров К-524, ИСЛ-401

При проведении инструментального контроля используются механические и электронные люфтомеры.
Механический люфтомер К-524 состоит из:

1. Верхнего и нижнего раздвижных кронштейнов, приставляемых к ободу рулевого колеса упорами;

2. Передвижной каретки, стягивающей направляющие стержни кронштейнов с помощью зажима

3. Угломерной шкалы, устанавливаемой на оси зажима и имеющей возможность поворота рукой и самоторможения (при снятии усилия) за счет фрикционной резиновой шайбы

4. Резиновой нити, натягиваемой с помощью присоса от зажима к ветровому стеклу автомобиля и играющей роль «указательной стрелки» угломерной шкалы

5. нагрузочного устройства, представляющего собой пружинный динамометр двустороннего действия.

1 — угломерная шкала; 2 — верхний кронштейн; 3 — направляющие стержни; 4 — стопорный винт; 5 — кронштейн динамометра; 6 — установочная цапфа; 7 — нижний кронштейн; 8 — пружинный динамометр; 9 — прижим; 10 — упоры кронштейнов; 11 — фрикционная шайба; 12 — зажим каретки; 13 — резиновая нить; 14 — присос; 15 — поджимное кольцо; 16 — каретка; 17 — вороток прижима;
а, b — вылеты направляющих стержней

Рисунок 13 – Общий вид люфтомера К-524

 

Каретка с осью поворота угломерной шкалы выставляется в центр рулевого колеса путем уравнивания вылетов (а = b) стержней 3 относительно каретки. Этим обеспечивается неподвижность указательной нити-«стрелки» при повороте рулевого колеса и правильность измерения люфта.
Динамометр устанавливается на нижнем кронштейне и закрепляется стопорным винтом в таком положении, при котором при установке люфтомера на ободе рулевого колеса приложенное к нагрузочному устройству усилие пришлось бы на середину сечения обода.
Метод измерения суммарного люфта рулевого управления, выполняемого одним оператором, заключается в выявлении угла поворота рулевого колеса по угловой шкале люфтомера между двумя фиксированными положениями, которые определяются приложением к нагрузочному устройству поочередно в обоих направлениях одинаковых усилий, регламентируемых в зависимости от собственной массы оси автомобиля, приходящейся на управляемые колеса.

 

Таблица 2 – Зависимость усилия, прилагаемого к ободу рулевого колеса, от массы автомобиля, приходящейся на управляемые колеса

Масса автомобиля, приходящаяся на управляемые колеса, т	Усилие нагрузочного устройства, Н (кгс)
До 1,6	7,35(0,75)
От 1,6 до 3,86	9,80(1,00)
Свыше 3,86	12,30(1,25)

При повороте управляемого колеса в случае приложения регламентируемого усилия на него фиксируемые положения должны соответствовать моменту начала поворота колеса, который определяется вторым оператором визуально или с помощью дополнительных средств (например, индикатора).

Пружинный динамометр люфтометра К-524 тарируется на заводе-изготовителе по совпадению риски 11 указателя с кромкой 6 крышки при нагрузке (1,00 + 0,08) кгс, после чего указатель пломбируется красной краской.

1 — корпус; 2 — пружина; 3 — чашка пружины; 4 — контргайка; 5 — крышка; 6 — кромка крышки; 7 — головка; 8 — шпилька; 9 — указатель; 10,11, 12 — риски регламентируемых усилий 1,25; 1,0 и 0,75кг соответственно

Рисунок 14 – Пружинный динамометр люфтомера К-524 (вид в разрезе)

Электронный люфтомер ИСЛ-401 предназначен для измерения суммарного люфта рулевого управления легковых и грузовых автомобилей, автобусов методом прямого измерения угла поворота рулевого колеса относительно управляемых колес. Основным отличием люфтомера ИСЛ-401 от К-524 является наличие датчика, фиксирующего начало поворота колеса, а не динамометра, измеряющего усилие поворота.

а — основной блок; б — датчик момента трогания колеса; 1 — кнопка включения-выключения основного блока; 2 — дисплей показаний основного блока; 3 — кнопка сброса-повтора измерений; 4 — разъем кабеля для определения момента трогания управляемого колеса; 5 — упор датчика; 6 — место прижима опорной планки при установке датчика; 7 — флажок фиксатора опорной планки; 8 — опорная планка

Рисунок 15 – Электронный люфтомер ИСЛ-401

 

Суммарным люфтом в рулевом управлении считается угол поворота рулевого колеса от положения, соответствующего началу поворота управляемых колес в одну сторону от исходного положения, до положения, соответствующего началу их поворота в противоположную сторону.
Работа прибора основана на измерении суммарного люфта рулевого управления датчиком угла с отсечкой начала и конца отсчета по сигналам датчика начала поворота управляемого колеса.
В состав прибора входят два блока: основной блок и датчик момента трогания колеса с места.
Для измерения люфта рулевого управления транспортных средств, имеющих ось рулевой колонки, наклоненную под углом менее 30° к вертикальной оси, в комплект прибора входят тяга, присоска, которая через пружину связана со шнуром, и планка с отверстиями, позволяющая регулировать длину шнура тяги. [9]