Рулевой механизм с передачей типа червяк - ролик.

Он широко распространен на легковых и грузовых автомобилях. Основными деталями рулевого механизма являются рулевое колесо 4, рулевой вал 5, установленный в рулевой колонке 3 и соединенный с глобоидным червяком 1. Червяк установлен в картере 6 рулевой передачи на двух конических подшипниках 2 и зацеплен с трехгребневым роликом 7, который вращается на шарикоподшипниках на оси. Ось ролика закреплена в вильчатом кривошипе вала 8 сошки, опирающемся на втулку и роликовый подшипник в картере 6. Зацепление червяка и ролика регулируют болтом 9, в паз которого вставлен ступенчатый хвостовик вала сошки. Фиксация заданного зазора в зацеплении червяка с роликом производится фигурной шайбой со штифтом и гайкой.

Рулевой механизм автомобиля ГАЗ-53А

 

Картер 6 рулевой передачи закреплен болтами к лонжерону рамы. Верхний конец рулевого вала имеет конические шлицы, на которые посажено и закреплено гайкой рулевое колесо.

Рулевой механизм с передачей типа винт - гайка - рейка - сектор с усилителем.

Его применяют в рулевом управлении автомобиля ЗИЛ-130. Усилитель рулевого управления объединен конструктивно с рулевой передачей в один агрегат и имеет гидропривод от насоса 2, который приводится в действие клиновым ремнем от шкива коленчатого вала. Рулевая колонка 4 соединена с рулевым механизмом 1 через короткий карданный вал 3, так как оси рулевого вала и рулевого механизма не совпадают. Это сделано для уменьшения габаритных размеров рулевого управления.

Рулевой механизм автомобиля

 

На следующем рисунке показано устройство рулевого механизма. Основной частью его является картер 1, имеющий форму цилиндра. Внутри цилиндра размещены поршень - рейка 10 с жестко закрепленной в нем гайкой 3. Гайка имеет внутреннюю нарезку в виде полукруглой канавки, куда заложены шарики 4. Посредством шариков гайка зацеплена с винтом 2, который, в свою очередь, соединен с рулевым валом 5. В верхней части картера к нему крепится корпус 6 клапана управления гидроусилителем. Управляющим элементом в клапане является золотник 7. Исполнительным механизмом гидроусилителя служит поршень - рейка 10, уплотненный в цилиндре картера с помощью поршневых колец. Рейка поршня соединена нарезкой с зубчатым сектором 9 вала 8 сошки.

Устройство рулевого механизма с встроенным гидроусилителем

 

Вращение рулевого вала преобразуется передачей рулевого механизма в перемещение гайки - поршня по винту. При этом зубья рейки поворачивают сектор и вал с закрепленной на нем сошкой, благодаря чему происходит поворот управляемых колес.

При работающем двигателе насос гидроусилителя подает масло под давлением в гидроусилитель, вследствие чего при совершении поворота усилитель развивает дополнительное усилие, прикладываемое к рулевому приводу. Принцип действия усилителя основан на использовании давления масла на торцы поршня - рейки, которое создает дополнительную силу, передвигающую поршень и облегчающую поворот управляемых колес.

27. Назначение и типы рулевого привода. Устройство и работа рулевого привода.

Рулевой привод.

Конструкции рулевого привода различаются расположением рычагов и тяг, составляющих рулевую трапецию, по отношению к передней оси. Если рулевая трапеция находится впереди передней оси, то такая конструкция рулевого привода называется передней рулевой трапецией, при заднем расположении - задней трапецией. Большое влияние на конструктивное исполнение и схему рулевой трапеции оказывает конструкция подвески передних колес.

При зависимой подвеске рулевой привод имеет более простую конструкцию, так как состоит из минимума деталей. Поперечная рулевая тяга в этом случае сделана цельной, а сошка качается в плоскости, параллельной продольной оси автомобиля. Можно сделать привод и с сошкой, качающейся в плоскости, параллельной переднему мосту. Тогда продольная тяга будет отсутствовать, а усилие от сошки передается прямо на две поперечные тяги, связанные с цапфами колес.

При независимой подвеске передних колес схема рулевого привода конструктивно сложнее. В этом случае появляются дополнительные детали привода, которых нет в схеме с зависимой подвеской колес. Изменяется конструкция поперечной рулевой тяги. Она сделана расчлененной, состоящей из трех частей: основной поперечной тяги 4 и двух боковых тяг - левой 3 и правой 6. Для опоры основной тяги 4 служит маятниковый рычаг 5, который по форме и размерам соответствует сошке 1. Соединение боковых поперечных тяг с поворотными рычагами 2 цапф и с основной поперечной тягой выполнено с помощью шарниров, которые допускают независимые перемещения колес в вертикальной плоскости. Рассмотренная схема рулевого привода применяется главным образом на легковых автомобилях.

Рулевой привод, являясь частью рулевого управления автомобиля, обеспечивает не только возможность поворота управляемых колес, но и допускает колебания колес при наезде ими на неровности дороги. При этом детали привода получают относительные перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях и на повороте передают усилия, поворачивающие колеса. Соединение деталей при любой схеме привода производят с помощью шарниров шаровых либо цилиндрических.

Рулевой привод состоит из сошки, продольной тяги /, поперечной тяги 5, рычага поворотного кулака 2 и рычагов трапеции 6 и 3.

Продольная рулевая тяга на автомобилях УАЗ-451 М и УАЗ-452 одинаковая и представляет собой трубу с высаженными с обеих сторон концами, в которые запрессованы специальные заглушки. В боковые отверстия концов тяги входят шаровыг головки пальцев 12 сошки и рычага левого поворотного кулака и пружинами зажимаются между сухарями 2. Пружины 3 предо! вращают образование зазора в шарнирах продольной рулевой тяги и смягчают ударную нагрузку на рулевой механизм. Дли предохранения пружин от поломки при сильных ударах и соска тяги с пальца устанавливают ограничители 4 сжатия пружин.

"Шарниры регулируют ввертыванием пробок 5 до отказа и оттягиванием их на 1/12—lU оборота, после регулировки зазоров пробки шплинтуют. Шарниры продольной рулевой тяги уплотнены защитными резиновыми накладками 11 с металлическими пооимами 10. Для смазки шарниров на обоих концах тяги установлены пресс-масленки 7.

28. Назначение и типы рулевых усилителей. Устройство и работа рулевого усилителя.

Рулевым усилителем называется механизм, создающий под дав­лением жидкости или сжатого воздуха дополнительное усилие на рулевой привод, необходимое для поворота управляемых колес автомобиля. Усилитель служит для облегчения управления автомобилем, повышения его маневренности и безопасности движения. Он так­же смягчает толчки и удары дорожных неровностей, передавае­мых от управляемых колес на рулевое колесо

Получили распростра­нение гидравлические и пневматические усилители

Гидравлические усилителиполучили наибольшее применение. Так, из всех автомобилей с усилителями 90 % оборудованы гид­равлическими усилителями.
Пневматические усилителив настоящее время имеют ограни­ченное распространение. Их применяют в основном на грузовых автомобилях большой грузоподъемности с пневматической тор­мозной системой. Пневматический усилитель включается в работу водителем только в тяжелых дорожных условиях.
Конструкция пневматических усилителей проще, чем гидрав­лических, так как используется оборудование тормозной пневма­тической системы автомобиля. Но они имеют большие габарит­ные размеры, обусловленные невысоким рабочим давлением, и значительное время срабатывания, что приводит к меньшей точно­сти при управлении автомобилем в процессе поворота.

Основные части гидроусилителя руля автомобиля ЗИЛ-130:

· Корпус

· Корпус золотника

· Крышки

· Винт

· Золотник

· Упорные шариковые подшипники

· Плунжеры

· Пружины плунжеров

· Регулировочная гайка

· Шариковая гайка

· Шарики

· Поршень с зубчатой рейкой

· Кольца поршня

· Зубчатый сектор с валом

· Регулировочный винт

Принцип работы гидроусилителя руля автомобиля ЗИЛ-130:

При прямолинейном движении — золотник за счёт плунжеров и пружин удерживается в нейтральном положении, при этом все каналы открыты. Масляный насос получает вращение от коленчатого вала через ремённую передачу и накачивает масло в усилитель. Из усилителя масло уходит на слив в бачок гидроусилителя.

При повороте — при вращении руля винт вращается и вкручивается в шариковую гайку. При этом он смещается вместе с золотником и подшипниками и смещает плунжеры, сжимая пружины. Как только подшипники упрутся в корпус, винт с золотником перестанет смещаться, а смещаться начнёт шариковая гайка с поршнем и рейкой, при этом как бы накручиваясь на винт. При смещении золотника центральный канал от насоса останется связанным с одним из боковых каналов, а другой боковой канал останется связанным с каналом слива. При смещении поршня усилие будет передаваться от рейки сектору, а от него через вал сошке. Так как центральный канал от масляного насоса связан с одним из боковых каналов, то масло пойдёт из него в одну из полостей гидроцилиндра и будет давить на поршень, помогая смещать его и облегчая усилие, прилагаемое на рулевое колесо.

При прекращении вращения руля — винт перестаёт вкручиваться в гайку и минимальное движение поршня передаётся на винт и золотник. Золотник возвращается в нейтральное положение. Все каналы открываются, масло от насоса начинает уходить на слив, и усилитель прекращает свою работу. Кроме того, возвращению золотника в нейтральное положение способствуют пружины, давящие на плунжеры и на подшипники.

При увеличении сопротивления повороту — начнёт возрастать давление в линии от насоса через золотник в одну из полостей гидроцилиндра. Эта линия связана с полостью между плунжерами, где находятся пружины. Повышенное давление будет давить на плунжеры, а они — на подшипники. Плунжеры будут стараться вернуть золотник в нейтральное положение. Часть масла начнёт уходить на слив, а водитель почуствует дополнительное сопротивление вращению руля — следящее действие за усилием.

При неработающем двигателе — насос не накачивает масло и усилитель не работает. Управление автомобилем может осуществляться. При вращении руля поршень смещается и вытесняет масло из одной полости в другую через обратный клапан, и масло не мешает движению поршня.

29. Общие сведения о тормозных системах. Назначение и типы тормозных систем. Требования, предъявляемые к тормозным системам.

Система тормозов автомобиля – одна из важнейших его систем, обеспечивающая безопасность движения. Она предназначена для уменьшения скорости движения машины вплоть до ее полной остановки, а также удержания автомобиля от его самопроизвольного движения при стоянке.

Для торможения автомобиля, как правило, используется ножной тормоз, а для его удержания от самопроизвольного качения на стоянке или остановке на уклоне – применяют стояночный тормоз или как его часто называют – «ручник».

Рабочая тормозная система предназначена для снижения ско­рости движения автомобиля вплоть до полной его остановки. Она является наиболее эффективной из всех тормозных систем, дей­ствует на все колеса автомобиля и используется для служебного и экстренного (аварийного) торможения автомобиля. Рабочую тор­мозную систему часто называют ножной, так как она приводится в действие от тормозной педали ногой водителя.

Стояночная тормозная система служит для удержания на месте неподвижного автомобиля. Она воздействует только на задние колеса автомобиля или на вал трансмиссии. Стояночную тормоз­ную систему называют ручной, так как она приводится в дей­ствие от рычага рукой водителя.

Запасная тормозная система является резервной, она предназ­начена для остановки автомобиля при выходе из строя рабочей тормозной системы. При отсутствии на автомобиле отдельной за­пасной тормозной системы ее функции может выполнять исправ­ная часть рабочей тормозной системы (первичный или вторич­ный контур) или стояночная тормозная система.

Вспомогательная тормозная система служит для ограничения скорости движения автомобиля на длинных и затяжных спусках.

 

Она выполняется независимой от других тормозных систем и пред­ставляет собой тормоз-замедлитель, который обычно действует на вал трансмиссии.

Прицепная тормозная система предназначена для снижения скорости движения, остановки и удержания на месте прицепа, а также автоматической его остановки при отрыве от автомобиля-тягача.

В соответствии с этими требованиями тормозные системы должны обеспечивать:

• минимальный тормозной путь или максимальное замедление при торможении;

• сохранение устойчивости автомобиля при торможении;

• стабильность тормозных свойств при неоднократных тормо­жениях;

• минимальное время срабатывания при торможении;

• пропорциональность между усилием на тормозной педали и тормозными силами на колесах автомобиля (силовое следящее действие);

• легкость управления.

30. Назначение и тормозных механизмов. Схемы тормозных механизмов, их преимущества и недостатки.

Тормозными называются механизмы, осуществляющие про­цесс торможения автомобиля. Тормозные механизмы служат для принудительного замедления автомобиля.

Исполнительными органами автомобильных тормозных систем являются тормозные механизмы-устройства, в которых входное воздействие (усилие, создаваемое исполнительными органами тормозного привода) преобразуется в тормозной момент, приложенный к колесу и создающий искусственное сопротивление его вращению, а, следовательно, и движению автомобиля. Тормозные механизмы при торможении поглощают огромную энергию движущегося автотранспортного средства. Превращенная в тепло, она затем рассеивается механизмами в окружающую среду.

Дисковые тормоза

Этот тип тормозов изначально применялся в мотоциклах и автомобилях, но в последнее время начинает активно использоваться и в велосипедах. В тормозах этого типа тормозные колодки прижимаются к диску, который установлен на втулке колеса. Тормозной механизм приводится в действие с помощью тормозных рукояток, установленных на руле. Рукоятки могут быть соединены с тормозным механизмом (т.н. калипером) как стальными тросиками (Механические дисковые тормоза), так и гидролинией (Гидравлические дисковые тормоза). Иногда применяется одновременно трос и гидравлика (механико-гидравлические тормоза).

Преимущества дисковых тормозов - практически полная независимость от погодных условий - мороза, снега, дождя, грязи. Эффективность торможения зависит только от состояния тормозных колодок и диска. Важным преимуществом является также независимость от состояния обода - "восьмерки", загрязнения и замасливание обода никак не влияет на работу тормозов. Срок службы ободов возрастает многократно, потому что их не изнашивают тормозные колодки. Отпадает необходимость частой регулировки тормозов - их надо настроить один раз, а потом только менять тормозные колодки по мере их износа. Гидравлический привод обеспечивает очень хорошее качество управления тормозами.

Недостатки - значительно более высокая цена, по сравнению с ободными тормозами. (Впрочем, есть тенденция к ее уменьшению). Более сложная, чем у ободных тормозов, процедура установки и настройки. (Правда, настройку можно производить значительно реже) Дисковые тормоза требуют высокой жесткости рамы, передней вилки, и колес (то есть спиц и обода). Дисковые гидравлические тормоза, кроме этого, довольно сложно ремонтировать в полевых условиях. (Поэтому велотуристы предпочитают использовать механические дисковые тормоза)

Многие велосипедисты, начинающие свою карьеру на покатушках в ближайшем лесопарке, в дальнейшем переходят к серьезным занятиям велоспортом, (например, даунхиллом), или продолжают кататься зимой. Выясняется, что тормоза V-BRAKE их не устраивают, и возникает желание модернизировать велосипед, установив на него дисковые тормоза.

Ободные тормоза
Здесь тормозные колодки прижимаются непосредственно к ободу колеса. Имеется несколько разновидностей ободных тормозов. На отечественных велосипедах применяются тормоза клещевого типа с боковой тягой. Такие тормоза устанавливаются на передние колеса дорожных велосипедов (в дополнение к барабанному заднему). Импортные шоссейные велосипеды тоже часто оборудуются тормозами этого типа.

Современные горные и туристические велосипеды часто оборудуются векторными тормозами (V-BRAKE). Они обеспечивают достаточно высокую эффективность торможения, но при этом весьма требовательны к качеству обода. Ход тормозных колодок у тормозов такого типа оказывается очень небольшим (порядка 2-3 мм), и даже небольшая "восьмерка" приводит к задеванию колодками обода.
Кантилеверные, или клещевые тормоза с центральной тягой раньше применялись на отечественных и импортных спортивных велосипедах. На горных велосипедах сейчас они практически полностью вытеснены более эффективными векторными тормозами.
Тормозной механизм приводится в действие с помощью тормозных рукояток, установленных на руле. Рукоятки обычно соединены с тормозными рычагами стальными тросиками. Но иногда применяется и гидравлический привод. который обеспечивает лучшее качество управления тормозами (т.н. модуляцию - зависимость силы торможения от усилия на тормозной рукоятке. Тросы имеют неприятное свойство растягиваться под нагрузкой, а тормозные колодки - деформироваться, поэтому эта зависимость получается нелинейной. А жидкость, используемая в гидравлической системе, практически несжимаема, в результате модуляция оказывается практически линейной).