Отекрытый урок: " Техническое обслуживание рулевого управления" презентация урока для интерактивной доски на тему. Презентация на тему "рулевое управление автомобиля" Рулевой механизм реечного типа

Слайд 1

«Рулевое управление»

Кафедра «Автомобили»

Преподаватель: к.т.н., Шадрин С.С.

Московский автомобильно-дорожный институт (ГТУ)

Слайд 2

Рулевое управление

Назначение рулевого управления: - обеспечивать изменение направления движения транспортного средства Возможные способы поворота: 1) кинематический: 1.1) поворот управляемой оси; 1.2) поворот управляемых колес; 1.3) поворот сочлененных звеньев. 2) силовой: 2.1) бортовой поворот.

Слайд 3

Кинематический способ поворота за счет поворота управляемой оси

Рулевое управление седельного типа (с центральной осью поворота) было позаимствовано у гужевого транспорта. Передние колеса соединены жесткой осью, точка поворота которой находится в центре. Вся ось поворачивается относительно этой точки и изменяет опорную площадь автомобиля.

1 - Ось поворота 2 - Измененная опорная площадь 3 – Центр поворота 4 - Опорная площадь автомобиля перед поворотом

Слайд 4

Кинематический способ поворота за счет поворота управляемых колес

Преимущества по сравнению с системой седельного типа: Позволяет опустить центр тяжести автомобиля, снизив риск его опрокидывания. Опорная площадь автомобиля на повороте остается практически такой же, как и при движении по прямой, снижается риск опрокидывания автомобиля. Возможность использования независимой подвески Дополнительное пространство, освободившееся из-за отсутствия передней оси, привело к появлению переднеприводных автомобилей.

1 – Рулевая трапеция 2 - Разность углов поворота управляемых колес 3 - Центр поворота

Слайд 5

Поворот управляемых колес, принцип Аккермана

В 1817 году изобретатель Рудольф Аккерман запатентовал конструкцию рулевого управления, в которой поворачивалась не вся ось, а только колеса, относительно неподвижной оси.

1 - Передняя ось 2 - Поворотный кулак 3 - Рычаг поворотного кулака 4 - Поперечная рулевая тяга 5 - Трапеция

Название “рулевая трапеция” происходит от геометрической формы, которую образуют рычаги поворотных кулаков и поперечная рулевая тяга с передней осью.

Слайд 6

Параллельные рулевые рычаги

Одинаковое перемещение шарнира рулевого рычага «А» влево и вправо обеспечивает поворот управляемых колес на равные углы. «В» - ось поворота колеса.

Слайд 7

Наклонные рулевые рычаги

Одинаковое перемещение шарнира рулевого рычага «А» влево и вправо обеспечивает поворот управляемых колес на разные углы. «В» - ось поворота колеса.

Слайд 8

Поворот управляемых колес

Точный угол Аккермана, нулевое схождение при повороте, определяется наклоном рулевых рычагов таким образом, чтобы линии, проведенные через ось поворота колеса и шарнир рулевого рычага, пересекались в центре линии задней оси.

Увеличенный угол Аккермана, отрицательное схождение при повороте.

Уменьшенный угол Аккермана, положительное схождение при повороте.

Слайд 9

Поворот автомобиля

Понятие поворачиваемости. Нейтральная, недостаточная, избыточная поворачиваемости.

Слайд 10

Кинематический способ поворота за счет поворота сочлененных звеньев

Слайд 11

Силовой способ поворота, бортовой поворот

Слайд 12

Общее устройство рулевого управления

Рулевое управление современных автомобилей с поворотными колесами включает в себя следующие элементы: - рулевое колесо с рулевым валом (рулевой колонкой); - рулевой механизм; - рулевой привод.

Слайд 13

Передаточное число рулевого управления

Передаточное число рулевого управления - это отношение угла поворота рулевого колеса к усредненному углу поворота управляемых колес. Передаточное число = Угол поворота рулевого колеса / Угол поворота колес Передаточное число рулевого управления может быть постоянными (“линейная характеристика”) и переменным (“нелинейная характеристика”).

1 - Угол поворота рулевого колеса 2 – Усредненный угол поворота колес

Слайд 14

Рулевое колесо с рулевым валом (колонкой)

Слайд 15

Рулевой механизм «Глобоидный червяк-ролик»

Передаточное число этого типа рулевого управления постоянное. Достоинства: - малые размеры; - поддается регулировке.

1 - Червяк (глобоидный) 2 – Рулевой вал 3 – Ролик 4 – Эксцентриковая втулка 5 – Регулятор люфта 6 – Регулятор рулевого вала

Слайд 16

Рулевой механизм «Винт-шариковая гайка-рейка-зубчатый сектор»

Приемущество – практически не подвержен износу. Передаточное число постоянно.

Слайд 17

Реечный рулевой механизм

1 - Рулевая тяга 2 – Шаровой шарнир 3 – Рулевое колесо 4 – Рулевой вал 5 – Рейка 6 – Шестерня

Слайд 18

Реечный рулевой механизм с переменным шагом зубьев

Передаточное число рулевого управления переменно.

1 - Большой шаг 2 – Маленький шаг

Слайд 19

Рулевой привод

Единая рулевая тяга, перемещаемая рулевой сошкой. Это самая простая конструкция рулевого привода, нуждающаяся только в трех шарнирах. Единые рулевые тяги применяются только с жесткими мостами, т.к. расстояние между шарнирами рулевого управления не может изменяться.

1 – Рулевая сошка 2 – Рулевая тяга

Слайд 20

Двухзвенная рулевая тяга, перемещаемая рулевой сошкой. Двухзвенные рулевые тяги могут быть разделены центально или со смещением в одну сторону. Такая конструкция применяется на автомобилях с независимой подвеской.

1 – Рулевая тяги (правая и левая) 2 – Рулевая сошка

Слайд 21

Двухзвенная рулевая тяга, перемещаемая рулевой рейкой. Два типа конструкции: Рейка образует часть конструкции двухзвенной рулевой тяги. Рейка воздействует прямо на левую и правую рулевую тягу.

1 – Рейка 2 – Рулевые тяги (правая и левая)

Слайд 22

Трехзвенная рулевая тяга, перемещаемая рулевой сошкой. Требует наличие маятникого рычага. Обеспечивает высокую точность рулевого управления.

Слайд 23

Амортизатор рулевого управления. Может использоваться на всех типах рулевых приводов. Предназначены для противодействия повышению усилия на рулевом колесе и непреднамеренному перемещению рулевого управления. Обеспечивает гашение колебаний системы рулевого управления.

1 – Амортизатор рулевого управления

Слайд 24

Шарниры рулевого привода

Государственное бюджетное образовательное

Учреждение среднего профессионального

Образования города Москвы

Колледж градостроительства и сервиса № 38

Презентация к открытому уроку по МДК 01.02.

«Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта»

Тема урока: «Техническое обслуживание и ремонт рулевого управления автомобиля»

Разработка преподавателя спецдисциплин

Беловой Натальи Николаевны


ЦЕЛИ урока

  • Образовательная – систематизировать и углубить знания учащихся о механизмах рулевого управления автомобилей. Изучить методы технического обслуживания и ремонта рулевого управления
  • Развивающая – развитие у учащихся речи, мышления, наблюдательности и умения аргументировано излагать свою точку зрения.
  • Воспитательная – формировать бережное отношение к технике, нравственное, эстетическое и трудовое воспитание.

Кейс – технология

  • Это метод активного проблемно – ситуационного анализа, основанный на обучении путем решения конкретных задач-ситуаций (кейсов).
  • Особенностью метода case - технологий является создание проблемной ситуации на основе фактов из реальной жизни.
  • Непосредственная цель метода – совместными усилиями группы учеников проанализировать ситуацию (case), возникающую при конкретном положении дел, и выработать практическое решение; окончание процесса – оценка предложенных алгоритмов и выбор лучшего в контексте поставленной проблемы.

МЕХАНИЗМЫ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ

С электро-

усилителем

Гидро-

усилителем

Червяк-

Ролик

Шестерня

рейка


Объяснение нового материала. Неисправности

рулевого управления

О наступающей неисправности рулевого управления

свидетельствуют, как правило, различные внешние признаки:

основными из которых являются:

Стуки в рулевом управлении;

Биение на рулевом колесе;

Увеличенный люфт рулевого колеса;

Тугое вращение рулевого колеса;

Шум в усилителе рулевого управления;

Подтекание рабочей жидкости.


Диагностирование рулевого управления

  • Определение свободного хода рулевого колеса
  • Определение люфта в шарнирах рулевых тяг
  • Проверка гидроусилителя

Ежедневное обслуживание

  • При ежедневном обслуживании проверяют действие рулевого управления на ходу, снаружи осматривают состояние уплотнений картера рулевого механизма и шарнирных сочленений, герметичность соединений и шлангов системы гидроусилителя рулевого управления, проверяют свободный ход рулевого колеса., состояние рулевого механизма и рулевого привода

При ТО-1 проверяют:

  • крепление и шплинтовку гаек шаровых пальцев, сошки, поворотных цапф, продольных и поперечных рулевых тяг; состояние уплотнителей шаровых пальцев; крепление рулевого колеса и рулевого механизма; люфт рулевого механизма, а также люфт в шарнирах рулевых тяг. Смазывают сочленения рулевого управления, где предусмотрена возможность пополнения смазки.

При ТО-2 проверяют:

  • в дополнение к перечисленным выше работам проверяют зазоры в рулевом механизме и, если они выходят за допустимые пределы, проводят необходимые регулировочные работы. Снимают и промывают фильтр насоса гидроусилителя рулевого управления.


Ролик- червяк




Электроусилитель

  • 1 – электродвигатель;
  • 2 – червяк;
  • 3 – червячное колесо;
  • 4 – скользящая муфта;
  • 5 – потенциометр;
  • 6 – кожух;
  • 7 – рулевой вал;
  • 8 – разъем датчика момента на рулевом валу;
  • 9 - разъем питания электродвигателя.

Проверка люфта рулевого колеса

Чтобы проверить люфт, лучше всего пользоваться люфтомером. Для этого управляе­мые колеса установить в положе­ние, соответствующее движению по прямой, люфтомер закрепить на кожухе колонки, а его стрелку 2 на ободе колеса. Рулевое колесо следует поворачивать влево до начала увеличения сопротивления дальнейшему поворачиванию и в этом положении установить нуль шкалы 1 против стрелки. После этого рулевое колесо поворачивать вправо. Шкала люфтомера покажет свободный ход рулевого колеса.


Свободный ход рулевого колеса и силу трения определяют универсальным прибором модели НИИАТ К-402. Прибор состоит из шкалы 3, закрепленной на динамометре, указательной стрелки 2, которая жестко прикреплена к рулевой колонке с помощью зажимов 1. Зажимами 4 динамометр крепят к ободу рулевого колеса. Шкалы динамометра расположены на рукоятках 5 и обеспечивают отсчет прикладываемого к рулевому колесу усилия в диапазонах до 20Н. При замере свободного хода рулевого колеса через рукоятку динамометра прикладывают усилие 10Н, сначала действующее вправо, а затем влево. Перемещение стрелки из положения «о» в левое и правое крайние положения укажет суммарный свободный ход рулевого колеса. . Общую силу трения в рулевом управлении проверяют при полностью вывешенных передних колесах путем приложения усилия к рукояткам 5 динамометра. Замеры проводят в прямолинейном положении колес и в положениях максимального поворота вправо и влево.


Регулировка люфта рулевого колеса

Если люфт больше нормы, то, покачивая рулевое колесо 8, убеждаются в прочности крепления картера 6 руле­вого механизма к лонжерону 9, кронштейна 4 маятникового рычага 15 к лонжерону 5, край­них 12 и средней 14 тяг рулевого колеса на валу 7, поворотных рыча­гов 3 к соответствующим цапфам 1 и 11, рулевой сошки 13 к сред­ней 14 и крайней 12 рулевым тя­гам, гаек болтов стяжных хому­тов 10 и гаек пальцев

шаровых шарниров 16 и 2. При

необходимости подтянуть болты и

гайки резьбовых соединений.

Обычно надежность крепления

рулевого колеса на валу прове­ряют

покачиванием его в направлении,

перпендикулярном к плоскости

вращения.

Если рулевое колесо качается,

необходимо туго затянуть гайку

его крепления на валу.


Проверка гидроусилителя

Проверка усилителя рулевого управления сводится к измерению давления в системе гидроусилителя. Для этого в нагнетательную магистраль устанавливают манометр с краном. Доливают в бачок гидроусилителя масло до требуемого уровня, пускают двигатель на малых оборотах и, полностью

открыв кран манометра,

поворачивают колеса в крайние

положения. При этом давление,

развиваемое насосом, должно

составлять не менее 6 Мпа. Если

Давление не увеличивается, то это

свидетельствует

о неисправности насоса.


  • Оценка состояния шарниров рулевых тяг при диагностике проводится визуально или на ощупь в момент резкого приложения усилия к рулевому колесу. При этом люфт в шаровых шарнирах будет проявляться взаимным

относительным

перемещением соединенных

рулевых тяг и ударами в

шарнирах.


Проверка люфта в шарнирах рулевых тяг:

Обнаруженный даже малейший люфт в шарнире необходимо устранить затяжкой гаек или заменить шарнир.

Люфт в шарнире иногда можно устранить подтяжкой резь­бовой пробки на тех автомобилях, где она имеется: пробку завернуть до упора, а затем отпустить на 1-1,5 оборота до совпадения паза пробки с отверстием под шплинт в шарнирах наконечника тяги. При большом износе сферического пальца заменять только палец не рекомендуется, так

как сфера в кор­пусе изнашивается

неравномерно и при установке нового

пальца не удается добиться хорошего

сопряжения сфер пальца и корпуса.


Регулировка зазора в зацеплении ролика с червяком рулевого механизма

накидным ключом «на 19» ослабляем гайку регулировочного винта вала сошки и поддеваем шлицевой отверткой стопорную шайбу

Шлицевой отверткой поддеваем колпачок гайки регулировочного винта вала сошки…

Приподняв шайбу (освобождаем ее из зацепления с приливом),

… пластиной (согнутой под прямым углом) заворачиваем регулировочный винт до устранения зазора в зацеплении ролика с червяком

Стопорная шайба усиком входит в паз регулировочного винта. Повороту шайбы препятствует прилив на крышке картера рулевого механизма

… и снимаем колпачок.


Люфт в шарнирах рулевых тяг

4. Для проверки осевого перемещения наконечников рулевых тяг нанесите на заглушки всех шаровых шарниров метки в местах, удобных для замеров.

1.Очистите все шарниры со всех сторон от ржавчины и грязи щеткой, а затем тряпкой. Будьте осторожны – не повредите резиновые защитные колпачки.

2.Осмотрите защитные колпачки шарниров тяг. Трещины, разрывы или отслоение резины от окантовки не допускаются.

3. Сдавите колпачок пальцами. Выход смазки наружу не допускается. Повторите операцию для всех шарниров. Дефектные колпачки замените.


Люфт в шарнирах рулевых тяг

6. Оперев монтажную лопатку на рычаг подвески, нажмите на тягу около наконечника, перемещая его вдоль оси пальца. Не снимая усилия, определите высоту шарнира в тех же точках, что и в свободном состоянии. Разница двух высот и будет осевым перемещением наконечника.

5.Определите высоту наружного шарнира левой боковой тяги в свободном состоянии.


Люфт в шарнирах рулевых тяг

Осевое перемещение наконечника относительно пальца должно быть 1 – 1,5 мм, но не более этого. Такое перемещение подтверждает, что вкладыш пальца не заклинивает в гнезде наконечника тяги и перемещается вместе с пальцем (сжимая пружину в шарнире).Шарниры с заклиненными вкладышами или имеющие увеличенное осевое перемещение замените.

7. Повторите проверку для внутреннего шарнира левой боковой тяги и для левого шарнира средней тяги.

8. Повторите проверку для шарниров с

правой стороны автомобиля.

9.Для проверки свободного хода (люфта) в

шаровых шарнирах помощник должен

покачивать рулевое колесо в обе стороны.

ПРИМЕЧАНИЕ

Для определения наличия люфта возьмитесь

рукой за корпус шарнира так, чтобы большой

палец находился на поворотном рычаге

(сошке, маятниковом рычаге). Если в шарнире

есть люфт, то при покачивании помощником

рулевого колеса вы ощутите люфт рукой.


Люфт в шарнирах рулевых тяг

10. Проверьте наличие люфтов шарниров. Шарниры, имеющие ощутимый люфт, замените.

ПОЛЕЗНЫЙ СОВЕТ

После замены шарниров проверьте и, при необходимости отрегулируйте схождение колес в мастерской, располагающей соответствующим оборудованием.

11.Для проверки состояния

маятникового рычага снизу

автомобиля энергично покачайте

маятниковый рычаг вверх


Замена средней рулевой тяги

Вынимаем шаровой палец из проушины маятникового рычага. Аналогично выпрессовываем шаровой палец тяги

Пассатижами вынимаем шплинт…

Вильчатым съемником выпрессовываем шаровой палец средней тяги из отверстия маятникового рычага

Вынимаем среднюю тягу. Устанавливаем среднюю тягу в обратном порядке.

Палец также можно выпрессовать, нанеся снизу (вблизи шарнира) резкий удар зубилом с притупленным концом по маятниковому рычагу.

… и ключом «на 22» отворачиваем гайку крепления средней тяги к маятниковому рычагу.


Увеличенный свободный ход рулевого колеса (люфт)

износа втулок вала рулевой сошки и оси маятникового рычага

увеличения зазоров в шарнирах рулевых тяг

ослабления крепления картера рулевого механизма

нарушения регулировки в зацеплении червяка с роликом (шестерни-рейки) или износа их рабочих поверхностей


Стуки в рулевом управлении прослушиваются

Стуки в рулевом управлении

При ослаблении крепления картера рулевого механизма.

При наличии

При повышенных люфтах в шарнирах рулевых тяг

повышенного люфта в маятниковом рычаге ,

При разрушении рабочих поверхностей ролика с червяком (шестерни-рейки)


Биение на рулевом колесе

Биение на рулевом колесе

Искривление или деформация ступицы колеса

Нарост грязи на диске или искривление диска колеса, нарушает балансировку

Искривления рулевых тяг либо расслабление креплений в рулевом механизме ,

Неисправности и деформации узлов и деталей передней подвески либо рулевого механизма.


Тугое вращение или заедание в рулевом механизме

при перетяжке либо повреждении регулировочного винта

плохо натянутый приводной ремень насоса гидроусилителя

При неправильной регулировке бокового зазора

в зацеплении червяка с роликом

(шестерни-рейки)

зажатые поворотные опоры цапф.


Снимите нижнюю крышку двигателя с правой стороны, затем ослабьте болт натяжного шкива 3.

Снимите нижнюю крышку двигателя с правой стороны, затем ослабьте болт натяжного шкива 3.

Рис. 5.43. Регулировка натяжения приводного ремня насоса насоса гидроусилителя рулевого управления:

а – натянут; b – ослаблен;

1 – натяжной шкив;

2 – отверстие шкива натяжения;

3 – болт натяжного шкива;

4 – гайка натяжного шкива;

5 – ремень усилителя рулевого управления;

6 – шкив насоса гидроусилителя рулевого управления;

7 – шкив коленчатого вала

Чтобы отрегулировать ремень усилителя рулевого управления 5, ослабьте гайку натяжного шкива 4, и затем поверните натяжной шкив 1 против часовой стрелки или по часовой стрелке при помощи специального инструмента (A) (рис. 5.43).

Отрегулируйте натяжение ремня, затем затяните болт и гайку натяжного шкива номинальным усилием затяжки.

Момент затяжки болтов и гаек натяжного шкива (a): 25 Н·м.

Регулировка натяжения приводного ремня насоса гидроусилителя рулевого управления


  • Ответы на вопросы обучающихся по новой теме.
  • Тестовое задание.
  • Практическое задание для кейса

Проблемная ситуация для кейса

  • ТЕЧЬ САЛЬНИКА РУЛЕВОГО ВАЛА
  • Задания:
  • Признаки неисправности при работе автомобиля?
  • Последствия неисправности?
  • Составить технологическую карту разборки рулевой рейки и замены сальника

Общее устройство и принцип работы системы рулевого
управления автомобиля, как и многих других
современных транспортных средств, можно описать
следующим образом. Рулевое управление имеет
рулевые тяги, рулевой механизм с реечной или
червячной передачей и рулевую колонку,
оканчивающуюся рулевым колесом.
Функционирует система довольно просто: при
воздействии на руль усилие через рулевой механизм
передается на рулевые тяги, которые шарнирно
связаны с рычагами подвески, что приводит к
изменению траектории движения авто. Кроме того,
рулевое колесо информирует водителя о состоянии
дорожного покрытия, определяемое по величине
усилия, приложенных к рулю. Если не брать во
внимание размер рулевого колеса у спорткаров,
диаметр руля для большинства автомобилей находится
в пределах 38-42,5 см.

Рулевое управление современных автомобилей с поворотными колесами
включает в себя следующие элементы:
-рулевое колесо с рулевым валом (рулевой колонкой);
- рулевой механизм;
- рулевой привод (может содержать усилитель и (или) амортизаторы).
Рулевое колесо находится в кабине водителя и расположено под таким
углом к вертикали, который обеспечивает наиболее удобный охват его
обода руками водителя. Чем больше диаметр рулевого колеса, тем при
прочих равных условиях меньше усилия на ободе рулевого колеса, но при
этом уменьшается возможность быстрого поворота руля при выполнении
резких маневров. Диаметр рулевого колеса современных легковых
автомобилей лежит в пределах 380–425 мм, тяжелых грузовых и автобусов
- 440–550 мм, наименьшие диаметры имеют рулевые колеса спортивных
автомобилей.
Рулевой механизм представляет собой механический редуктор, его
основная задача - увеличение приложенного к рулевому колесу усилия
водителя, необходимого для поворота управляемых колес. Рулевые
управления без рулевых механизмов, когда водитель непосредственно
поворачивает управляемое колесо, сохранились лишь на очень легких
транспортных средствах, например, на мотоциклах. Рулевой механизм
имеет достаточно большое передаточное число, поэтому для поворота
управляемых колес на максимальный угол 30–45°необходимо сделать
несколько оборотов рулевого колеса.

Рулевой привод представляет собой систему тяг и шарниров,
связывающих рулевой механизм с управляемыми колесами.
Поскольку рулевой механизм закреплен на несущей системе
автомобиля, а управляемые колеса при движении перемещаются
на подвеске вверх и вниз относительно несущей системы, рулевой
привод обязан обеспечить необходимый угол поворота колес
независимо от вертикальных перемещений подвески
(согласованность кинематики рулевого привода и подвески). В связи
с этим конструкция рулевого привода, а именно количество и
расположение рулевых тяг и шарниров, зависит от типа
применяемой подвески автомобиля. Наиболее сложным рулевой
привод имеют автомобили с несколькими управляемыми мостами.
Для дополнительного уменьшения усилий, необходимых для
поворота рулевого колеса, в рулевом приводе применяют усилители
рулевого управления. Источником энергии для работы усилителя
является, как правило, двигатель автомобиля. Первоначально
усилители применялись лишь на тяжелых грузовых автомобилях и
автобусах, в настоящее время используются и на легковых.
Для смягчения рывков и ударов, которые передаются на рулевое
колесо при движении по неровной дороге, в рулевой привод иногда
встраивают гасящие элементы - амортизаторы рулевого
управления. Конструкция указанных амортизаторов принципиально
не отличается от конструкции амортизаторов подвески.

К рулевому управлению ТС предъявляются
специфические требования, основными из которых
являются:
обеспечение высокой маневренности ТС
легкость управления (за счет применения усилителей
рулевого управления)
обеспечение по возможности чистого качения (без
бокового скольжения) всех колес ТС при поворотах (за
счет правильной конструкции привода)
автоматическая стабилизация управляемых колес, т. е.
возвращение их в состояние прямолинейного движения
после снятия воздействия со стороны водителя
необратимость рулевого управления - отсутствие
передачи ударов управляемых колес о неровности
дороги на руки водителя
обеспечение следящего действия (любое воздействие
водителя на рулевое управление должно вызывать
соответствующее изменение направления движения)

Рис. Рулевое управление:
1 - масляный радиатор;
2, 4 - валы; 3 - рулевая
колонка; 5 - рулевое
колесо; 6 - насос
гидроусилителя руля; 7
- рулевой механизм; 8
- сошка

ОБЩЕЕ УСТРОЙСТВО И ПРИНЦИП РАБОТЫ

Общее устройство рулевого управления, несмотря на большое
количество узлов и агрегатов, представляется достаточно простым и
действенным. Логистичность и оптимальность конструкции и
функционирования системы доказывается хотя бы тем, что за
многолетнюю теорию и практику автомобилестроения рулевое
управление не претерпело глобальных сущностных изменений.
Изначально оно включает в себя три основные подсистемы:
рулевую колонку, предназначенную для передачи вращательного
движения руля;
рулевой механизм - устройство, преобразующее вращательные
движения руля в поступательные перемещения деталей привода;
рулевой привод, имеющий целью доведение управляющих функций
до поворотных колес.
Помимо основных подсистем, крупнотоннажные грузовики,
маршрутные транспортные средства и многие современные
легковые автомобили имеют специальное устройство усилителя
руля, позволяющее использовать создаваемое силовое
воздействие, облегчающее его движение.

Рулевое управление

Таким образом, схема рулевого управления достаточно
проста и функциональна. Рулевое колесо, как
первичный узел, хорошо знакомый каждому водителю,
под влиянием его мысли и воздействием силы
совершает вращательные движения в необходимом
направлении. Эти движения посредством рулевого
вала передаются на специальный рулевой механизм,
где совершается преобразование крутящего момента
в плоскостные перемещения. Последние через привод
сообщают нужные углы поворота управляющим
колесам. В свою очередь, пневматический,
гидравлический, электрический и прочие усилители
(при их наличии) облегчают вращение руля, делая
процесс управления транспортным средством более
комфортным.
Это основной принцип, по которому работает рулевое
управление автомобиля.

ОСОБЕННОСТИ ПРИВОДА

Привод системы управления отвечает за передачу поступательных движений
рулевого механизма на управляющие (поворотные) колеса. Существует два
основных вида привода. Выбор каждого из них обусловлен тем, какой рулевой
механизм применяется на данном автомобиле. Соответственно различают:
привод, который используется вместе с червячным механизмом;
привод, предназначенный для реечного механизма.
Схема действия обоих видов привода сходны между собой, чего нельзя сказать
об их общем устройстве, основных деталях и комплектации.
«Червячный» привод состоит из:
двух (правой и левой) боковых и одной средней тяг;
маятникового рычага;
двух (правого и левого) поворотных рычагов колес.
Каждая тяга имеет шарниры («шаровые») для обеспечения подвижности
деталей привода и их свободного вращения в различных плоскостях.
«Реечный» привод включает в себя только две (правую и левую) тяги,
которые так же заканчиваются наконечниками с шарнирными
конструкциями («шаровыми»), которые обеспечивают свободное
перемещение деталей привода и подвески автомобиля.

УСИЛИТЕЛЬ РУЛЯ

Рулевое управление
современных
автомобилей
оснащается
специальной
дополнительной опцией
- усилителем.
Усилитель рулевого
управления - это
подсистема, состоящая
из механизма,
позволяющего
значительно снизить
усилия водителя при
повороте руля и
управлении
автомобилем.

УСИЛИТЕЛЬ РУЛЯ

Основными видами усилителей руля являются:
пневмоусилитель (использующий силу сжатого
воздуха);
гидроусилитель (основанный на изменении
давления специальной жидкости);
электроусилитель (действующий на основе
электрического двигателя);
электрогидроусилитель (применяющий
комбинированный принцип действия) ;
механический усилитель (специальный механизм,
имеющий увеличенное передаточное отношение).

ОСНОВЫ ЭКСПЛУАТАЦИИ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ

Важность системы управления автомобилем обусловлена требованиями
общей безопасности дорожного движения. Так, нормы «Основных
положений по допуску ТС к эксплуатации…» и пункта 2.3.1 ПДД
категорически запрещают движение (даже до автосервиса или места
парковки) на транспортном средстве при наличии неисправностей в
системе рулевого управления. К таким неисправностям относятся:
превышение допустимого свободного хода (люфта) руля (10 градусов для
легковых машин, 25 - для грузовых, 20 - для автобусов);
перемещение деталей и узлов системы управления, не предусмотренных
заводом-изготовителем;
наличие незафиксированности в резьбовых соединениях;
неадекватное функционирование усилителя рулевого управления.
Однако этот перечень неисправностей не является исчерпывающим.
Помимо них, есть и иные «популярные» изъяны системы:
тугое вращение или заедание руля;
стук или биение, отдающие в руль;
негерметичность системы и пр.

Рулевое управление Назначение рулевого управления: - обеспечивать изменение направления движения транспортного средства Возможные способы поворота: 1) кинематический: 1.1) поворот управляемой оси; 1.2) поворот управляемых колес; 1.3) поворот сочлененных звеньев. 2) силовой: 2.1) бортовой поворот.


Кинематический способ поворота за счет поворота управляемой оси Рулевое управление седельного типа (с центральной осью поворота) было позаимствовано у гужевого транспорта. Передние колеса соединены жесткой осью, точка поворота которой находится в центре. Вся ось поворачивается относительно этой точки и изменяет опорную площадь автомобиля. 1 - Ось поворота 2 - Измененная опорная площадь 3 – Центр поворота 4 - Опорная площадь автомобиля перед поворотом


Кинематический способ поворота за счет поворота управляемых колес Преимущества по сравнению с системой седельного типа: Позволяет опустить центр тяжести автомобиля, снизив риск его опрокидывания. Опорная площадь автомобиля на повороте остается практически такой же, как и при движении по прямой, снижается риск опрокидывания автомобиля. Возможность использования независимой подвески Дополнительное пространство, освободившееся из-за отсутствия передней оси, привело к появлению переднеприводных автомобилей. 1 – Рулевая трапеция 2 - Разность углов поворота управляемых колес 3 - Центр поворота


Поворот управляемых колес, принцип Аккермана В 1817 году изобретатель Рудольф Аккерман запатентовал конструкцию рулевого управления, в которой поворачивалась не вся ось, а только колеса, относительно неподвижной оси. 1 - Передняя ось 2 - Поворотный кулак 3 - Рычаг поворотного кулака 4 - Поперечная рулевая тяга 5 - Трапеция Название рулевая трапеция происходит от геометрической формы, которую образуют рычаги поворотных кулаков и поперечная рулевая тяга с передней осью.






Поворот управляемых колес Точный угол Аккермана, нулевое схождение при повороте, определяется наклоном рулевых рычагов таким образом, чтобы линии, проведенные через ось поворота колеса и шарнир рулевого рычага, пересекались в центре линии задней оси. Увеличенный угол Аккермана, отрицательное схождение при повороте. Уменьшенный угол Аккермана, положительное схождение при повороте.










Передаточное число рулевого управления Передаточное число рулевого управления - это отношение угла поворота рулевого колеса к усредненному углу поворота управляемых колес. Передаточное число = Угол поворота рулевого колеса / Угол поворота колес Передаточное число рулевого управления может быть постоянными (линейная характеристика) и переменным (нелинейная характеристика). 1 - Угол поворота рулевого колеса 2 – Усредненный угол поворота колес




Рулевой механизм «Глобоидный червяк-ролик» Передаточное число этого типа рулевого управления постоянное. Достоинства: - малые размеры; - поддается регулировке. 1 - Червяк (глобоидный) 2 – Рулевой вал 3 – Ролик 4 – Эксцентриковая втулка 5 – Регулятор люфта 6 – Регулятор рулевого вала








Рулевой привод Единая рулевая тяга, перемещаемая рулевой сошкой. Это самая простая конструкция рулевого привода, нуждающаяся только в трех шарнирах. Единые рулевые тяги применяются только с жесткими мостами, т.к. расстояние между шарнирами рулевого управления не может изменяться. 1 – Рулевая сошка 2 – Рулевая тяга


Рулевой привод Двухзвенная рулевая тяга, перемещаемая рулевой сошкой. Двухзвенные рулевые тяги могут быть разделены центрально или со смещением в одну сторону. Такая конструкция применяется на автомобилях с независимой подвеской. 1 – Рулевая тяги (правая и левая) 2 – Рулевая сошка






Рулевой привод Амортизатор рулевого управления. Может использоваться на всех типах рулевых приводов. Предназначены для противодействия повышению усилия на рулевом колесе и непреднамеренному перемещению рулевого управления. Обеспечивает гашение колебаний системы рулевого управления. 1 – Амортизатор рулевого управления


Шарниры рулевого привода Поворотный шкворень. Как правило применяется на автомобилях с жестким передним мостом (мощные коммерческие и внедорожные автомобили). 1 – Уплотнительное кольцо 2 – Поворотный шкворень 3 – Втулка 4 – Манжетное уплотнение 5 – Мост 6 – Упорный подшипник 7 – Смазочный ниппель 8 – Стопорное кольцо


Шарниры рулевого привода Шаровой шарнир. Не требует обслуживания. Типы шарового исполнения шарового шарнира: Подпружиненные. Регулируемые. 1 – Возможное вращательное движение 2 – Соединительный фланец 3 – Конический палец 4 – Возможное угловое перемещение 5 – Чехол 6 – Смазка 7 – Шаровый шарнир 8 – Чашка


Усилители рулевого управления Назначение - … Усилители по типу привода: - пневматические; - гидравлические; - электрические. По принципу действия: - неадаптивные; - адаптивные. По конструктивному исполнению: - модульные (встроен в рулевой механизм); - полу модульные.







  • Подвеска автомобиля - совокупность механизмов, играющих роль соединительного звена между кузовом и дорогой. Она состоит из следующих деталей: амортизаторы, пружины, стабилизаторы и несет важную роль в поведении машины на дороге.
  • Рулевое управление автомобиля нужно для изменения угла поворота колес при изменении положения руля. Главное требование - надежность и точность работы. Это означает, что если неисправно рулевое управление - это приведёт к печальным последствиям, ведь машина становиться неуправляемой.

  • От работы подвески автомобиля зависит безопасность движения. Поговорим, для чего нужна подвеска автомобиля и как определить основные неисправности в ее работе.
  • Работа подвески заключается в преобразовании энергии удара при наезде на неровности дороги в перемещение упругого элемента. Упругий элемент уменьшает силу удара, передаваемую на кузов, и в результате плавность хода и комфорт увеличиваются. Упругим элементом в автомобилях являются пружины подвески , но встречаются и рессоры. Однако мало смягчить удар, надо еще погасить колебания, которые создают упругие элементы, а этим занимаются амортизаторы . Не будь последних, автомобиль, наехав на неровность, долго бы раскачивался по вертикали, ухудшая связь (сцепление) колес с дорогой и создавая предпосылки “улететь” с нее.


  • Подвеска также должна передавать толкающее усилие от колес на кузов автомобиля и противодействовать боковым усилиям, возникающим в поворотах. Этим и занимаются штанги подвески в случае с пружинными упругими элементами или сами рессоры, если они есть. Основное назначение подвески: она увеличивает комфорт (плавность хода), устойчивость в движении (способность противодействовать заносам и опрокидыванию) и проходимость машины. Все эти требования входят в противоречие друг с другом, поэтому конструкторы вынуждены идти на компромиссы. Например, слишком мягкая подвеска ухудшает устойчивость, а слишком жесткая - снижает комфорт и уменьшает ресурс узлов.

  • В первую очередь надо научиться “слышать” работу подвески, то есть отличать ненормальные стуки (свидетельствующие о неисправности) от обычных. Нормально, когда при наезде на неровности слышны мягкие глухие звуки. Ненормально - если звуки резкие, металлические, они возникают в шаровых шарнирах , опорах или амортизаторах. При их появлении необходимо без промедления обращаться в автосервис, где определят изношенные узлы и заменят их. Помните, это ваша безопасность, тянуть с ремонтом подвески не стоит. При изношенных или неисправных амортизаторах кузов машины начинает раскачиваться на неровностях. Определить износ можно нажав на любой из передних углов кузова и резко отпустив его. Кузов должен вернуться в исходное положение и сразу остановиться. Более точно определить состояние амортизаторов смогут мастера на диагностическом стенде автосервиса. Опять же с ремонтом тянуть не стоит. Если есть возможность, время от времени не ленитесь проверять состояние резиновых чехлов, защищающих шарниры различных рычагов и тяг подвески и рулевой трапеции. Особенно если были сильные удары или наезды на “крутые” препятствия. При повреждении чехлов быстрый износ и выход из строя этих узлов неизбежен. Для проверки автомобиль ставят на яму или эстакаду или поднимают на подъемнике.

  • В общем, учитесь слушать и слышать свой автомобиль, ведь во многом ваша безопасность зависит от этого умения. И как говорили, подвеска автомобиля служит не последнюю роль в обеспечении безопасности на дорогах.

  • Рулевое управление предназначено для изменения направления движения автомобиля посредством поворота передних колес. Рассмотрим принцип работы современных типов рулевого управления машины.

  • Большинство автомобилей оснащаются усилителями рулевого управления - ЭУР и ГУР . Усилители руля предназначены для комфортного управления автомобилем, а также чтобы уменьшить усилие на рулевом колесе и удержать машину после резкого маневра. Даже в базовой комплектации автомобиль получает усилитель рулевого управления. Рассмотрим принцип действия реечного механизма с гидроусилителем. В корпусе - распределительный клапан с чувствительным элементом - торсионом, связанным с рулевым валом. Водитель поворачивает баранку, торсион, закручиваясь, перемещает золотник. Тот приоткрывает отверстия масляных каналов, идущих к силовому цилиндру гидроусилителя. Последний подталкивает рейку, снижая усилие на руле. Едва водитель перестает крутить штурвал, торсион возвращается в исходное положение, а жидкость перепускается обратно в бачок.

  • Производительность насоса, приводимого ремнем от коленвала, должна быть такова, чтобы при работе мотора на холостом ходу водитель мог крутить руль без "закусываний" со скоростью не меньше 1,5 оборота в секунду. Избыточное давление стравливает перепускной клапан. Сделать управление комфортным при парковке и на скоростной трассе помогают рулевые механизмы с переменным передаточным отношением: в центре рейки зубья нарезаны с маленьким шагом, на концах - шаг больше. При незначительных углах поворота машина не так остро реагирует на действия рулем, что очень важно на больших скоростях, зато, разворачиваясь, крутить баранку приходится меньше.

  • Дополнительный комфорт и безопасность привнесли системы, регулирующие усилие на руле в зависимости от скорости. Пример - рулевое управление "Сервотроник". Представим, что водитель поворачивает направо. Золотник открывает путь жидкости к силовому цилиндру, помогающему рейке поворачивать колеса. Одновременно масло через электромагнитный клапан начинает поступать в камеру обратного действия. Один из перепускных клапанов открывается, возникает разница давлений, и поршень, опускаясь, ограничивает ход золотника. Давление в силовом цилиндре гидроусилителя падает, а усилие на руле, напротив, возрастает. Когда водитель перестает крутить баранку - золотник и обратный клапан закрываются. При повороте влево открывается другой перепускной клапан, а поршень поднимается, вновь корректируя передвижение золотника, давление стравливается в другой части силового цилиндра.

  • При повороте влево открывается другой перепускной клапан, а поршень поднимается, вновь корректируя передвижение золотника, давление стравливается в другой части силового цилиндра. При парковке и медленном движении (примерно до 20 км/ч) электромагнитный клапан, ограничивающий подачу жидкости в камеру обратного действия, закрыт - руль можно повернуть одним пальцем. С ростом скорости клапан постепенно открывается и усилие на штурвале возрастает. Устройство работает эффективно и надежно. Но гидравлический насос забирает силы у двигателя, а значит, тот съедает лишнее топливо . Особенно нежелателен такой "нахлебник" маломощным моторам. Конструкторы нашли решение: давление рабочей жидкости нагнетает электрический насос. Блок управления получает информацию от датчиков вращения руля и скорости автомобиля. Производители подсчитали, что благодаря электрогидравлическим усилителям автомобиль экономит около 0,2 л/100 км.

  • Следующий шаг - активное управление (Active Steering). Главное преимущество - возможность изменять передаточное отношение между рулем и колесами. На пути от баранки к рулевому механизму с гидроусилителем встроена планетарная передача с электромотором. Когда отъезжаете от тротуара, передаточное отношение минимально, а количество полных оборотов руля не более двух. С ростом скорости машины управление становится менее чувствительным, а стоит вырваться на загородную трассу - электромотор, подкручивая водило планетарного редуктора, увеличит передаточное отношение. Активное рулевое управление, сотрудничая с другими системами, способно помочь и в сложных ситуациях. Например, машину занесло. Компьютер, опросив датчики угла поворота руля и скорости вращения колес, включит электромотор. Тот уменьшит передаточное отношение, чтобы водителю было легче удержать автомобиль на нужной траектории. Активный руль полезен и при экстренном торможении с системой АБС : если остановиться вовремя не удается, будет проще уйти от столкновения. Вероятно, вскоре системы активного рулевого управления пропишутся на многих автомобилях, пока им на смену не придет так называемое управление по проводам.

  • И все-таки будущее не за хитрой механикой или гидравликой, усложненными электроникой. Гранды автомобилестроения работают над системами без механической связи между рулем и колесами -управление по проводам. Вращение руля отслеживает специальный датчик. Электронный блок, получая информацию о скорости, боковых и вертикальных ускорениях, посылает сигнал на актуаторы - электромоторы, поворачивающие колеса.

  • Преимущества очевидны. В критической ситуации автомобиль сможет самостоятельно (быстрее человека!) повернуть колеса на нужный угол. Допустим, системе стабилизации не удалось предотвратить занос, и машина закрутилась на обледеневшем шоссе. Быстродействующая электроника, опросив датчики, повернет руль на сколько нужно, и притормозит одно или пару колес. Первой в мире серийной моделью с рулевым управлением «по проводам» стал Infiniti Q50. У данной машины в штатных режимах движения нет жесткой связи между баранкой и управляемыми колесами. А на случай неисправности электроники предусмотрена аварийная кулачковая муфта, встроенная в разрез рулевого вала. Самостоятельность автомобиля намного упростит жизнь водителю: например, компьютер ловко припаркуется . А когда машины научат хорошо "видеть", они смогут объезжать препятствия. Такие системы выгодны: протянуть провода проще, чем вал с шарнирами. Рулевая трапеция получает отставку - разные углы поворота колес задают электромоторы. С точки зрения пассивной безопасности такая конструкция лучше. А потом, глядишь, привычный руль заменит многофункциональный джойстик.
  • Презентация составлена по материалам сайта http://amastercar.ru/