Автослесарь 2003

ции пересекаются не в центре масс или перекрещиваются (рис. 91, в).

Биение и неуравновешенность тесно связаны и наблюдаются совместно. В результате неуравновешенности и биений:

•увеличиваются вибрации кузова;

•ухудшается комфортабельность;

•сокращается срок службы шин, амортизаторов, руле вого управления;

•возрастает расход топлива и затраты на обслуживание автомобиля.

С ростом скорости движения автомобиля влияние этих отрицательных явлений возрастает.

ГОСТ 4754-80 определяет допустимые значения статического дисбаланса при балансировке колес, для каждой шины установлено свое значение.

Автомобильная шина (рис. 92) состоит из:

•каркаса;

•брекера;

•протектора;

•боковин;

•камеры или герметизирующего слоя;

•ободнойленты;

•вентиля.

К шинам чвтомобилей предъявляются следующие требования:

•соответствиеупругих свойств параметрам автомобиля и условиям движения;

•камерные и бескамерные шины, смонтированные на ободе, должныбытьгерметичнымииобеспечиватьза данную стабильностьвнутреннего давления по време ни;

•сцепление шин с покрытием дороги должно быть

Рис. 92. Радиальный разрез покрышки:

1— каркас; 2— брекер; 3— протектор; 4— боковина; 5 — борт; 6 — носок борта; 7 — основание борта; 8 — пятка борта; 9 — бортовая лента; 10 — бортовая проволока; 11—обертка; 12 — наполнительный шнур; Н — высота профиля покрышки; Н1 — расстояние от основания до горизонтальной осевой линии профиля; Н2 — расстояние от горизонтальной оси до экватора; В — ширина профиля; BS — корона; R — радиус кривизны протектора; D — наружный диаметр шины; d — посадочный диаметр шины; Л — стрела дуги протектора; с — ширина раствора бортов; а — ширина борта

•достаточным, а сопротивления качению — минималь ным;

•шина должна обеспечивать низкую удельную нагруз ку в контакте с дорогой;

•рисунок протектора должен соответствовать дорожно му покрытию (рис.93);

•биение шинне должно превышать допустимыхзначе ний по типам шин;

•уровень шума при движении должен быть в пределах допустимого;

•шина должнаобладатьдостаточнойпрочностью (про тивостоять проколам и другим видам повреждений), износостойкостью протектора идолжна обеспечивать заданную долговечность;

•удобствомонтажаидемонтажаиремонтопригодность. Автомобильные шины классифицируются по назначению:

•для легковых автомобилей;

•для грузовых автомобилей;

•для автомобилей высокой проходимости;

по способу герметизации:

•камерные;

•бескамерные;

по профилю:

•обычного профиля;

•широкопрофильные;

•низкопрофильные;

•сверхнизкопрофильные;

•арочные;

•пневмокаток;

по размерам:

•крупногабаритные В > 350 мм (14");

•среднегабаритные В = 200...350 мм (7"...14")

• малогабаритные В < 260 мм (10");

поконструкции:

•диагональная (угол наклона нити в середине беговой дорожки 45...60°);

•опоясаннаядиагональная(вбрекереуголнаклонанити больше 60°);

•радиальная (угол наклона нити каркаса 0°, в брекере

65°);

•с регулируемым давлением;

•бескаркасные;

•со съемным протектором в каркасе.

При выборе шин для грузовых автомобилей особое внимание обращается на надежность, срок службы, малое сопротивление качению и на соответствие рисунка протектора дорожным условиям.

При выборе шин для легкового автомобиля особое требование предъявляется к безопасности, экономичности, комфортабельности и обеспечению оптимального диаметра шины при заданной грузоподъемности.

Современные тенденции развития конструкций шин:

•уменьшение относительной высоты и профиля;

•применение радиальных (рис.94) и бескамерных

(рис.95) шин.

Рис. 95. Бескамерная шина:

1 — борт; 2 — протектор; 3 — брекер; 4 — каркас; 5 — герметизирующий слой; 6 — вентиль; 7 — обод

Основные направления совершенствования конструкций шин характеризуются применением бескамерных радиальных шин. Для бескамерных шин требуется специальный глубокий обод, обеспечивающий полное уплотнение при простоте сборки. Применяют безопасный контур обода с подкатом.

Пневматические радиальные и диагональные шины на каждой покрышке носят маркировку: товарный знак заводаизготовителя, обозначение шины, модель. Например:

Рис. 94. Радиальная шина

Диагональная низкопрофильнаяшина

Радиальнаясверхнизкопрофилънаяшинасерий70 и80

При увеличении скорости свыше 160 км/ч требуется некоторое повышение давления в шине по нормам ГОСТ 20993-75. ГОСТ 13298-78 регламентирует снижение давления при движении по бездорожью. Для тяжелых участков заболоченной местности, снежной целины и сыпучих песков допустимое давление не ниже 0,05 Мпа при максимальной скорости движенияЮ км/ч; 0,1...0,2 Мпа при скорости до 20 км/ч.

При установке шин с регулируемым давлением автомобиль должен быть оборудован устройством для подвода воздуха к шине на ходу и на стоянке. Устройство это использует сжатый воздух от компрессора тормозной системы.

В процессе эксплуатации износ шин неодинаков, задние шины изнашиваются быстрее, чем передние, а левые меньше, чем правые. Чтобы износ шин был равномерным, их необходимо периодически, не реже чем через 5000 км пробега автомобиля переставлять по схеме (рис.96), указанной в инструкции по эксплуатации, прилагаемой к транспортному средству. Покрышки, имеющие пробоины или даже незначительные механические повреждения, необходимо сдавать в ремонт.

Монтаж (сборка) шины ведется на чистый и исправный обод. Камера перед укладкой в покрышку проверяется на герметичность. Затем в покрышку вкладывают камеру, предварительно слегка подкачав ее воздухом, и надевают ободную ленту. Собранную шину надевают на обод колеса, вставляя в паз обода вентиль камеры. Приподняв шину со стороны вентиля, надевают ее противоположную сторону на обод, устанавливают съемное бортовое, а затем замочное кольцо, вдавливая его до полной посадки в канавку обода. Смонтированное колесо накачивают воздухом до давления 0,05-0,15 МПа. После чего борт покрышки расправляют ударами деревянного молотка по наружному краю замочного кольца. Борт шины должен полностью сесть на полки обода и кольца, после этого давление в камере доводят до нормы эксплуатации автомобиля в конкретных дорожных климатических условиях. Рассмотренный порядок сборки шины относится к грузовым автомобилям, имеющим полный обод колеса.

Демонтаж (разборку) шины производят следующим образом. Для начала необходимо полностью выпустить воздух из камеры. Затем отжимают борт покрышки от диска колеса, пользуясь прямой лопаткой и лопаткой с прямым захватом. Сначала прямой, а затем обеими лопатками отжимают замочное кольцо и вынимают его. Далее, перевернув шину, вынимают из нее диск колеса.

При монтаже и демонтаже шин легковых и грузовых автомобилей, имеющих диск колеса с разъемом, необходимо пользоваться основным правилом, то есть начинать монтаж надо со стороны шины, противоположной вентилю, а демонтаж — со стороны вентиля, последовательно отделяя сначала наружный борт покрышки, а затем внутренний. При снятии покрышки с обода колеса предварительно следует по возможности утопить внутренний борт покрышки к центру ручья обода, что облегчит операцию демонтажа шины, предотвратит порывеебортаидеформациюободаколеса.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Опишите строение автомобильной шины.

2.Какие эксплуатационные требования предъявляютсяк ши намавтомобиля?

3.Как устроено колесо и какие существуют типы колес ав томобиля?

4.Для чего осуществляется балансировка автомобильного колеса?

5.Опишите порядок монтажа и демонтажа колеса с плос ким ободом.

Рулевое управление

Рулевое управление служит для изменения направления движения автомобиля поворотом управляемых колес. Рулевое управление включает:

•рулевой механизм;

•рулевой привод;

•рулевой усилитель (у некоторых моделей автомоби лей).

Рулевое управление — устройство, в значительной степени обеспечивающее безопасность движения, вследствие чего к нему предъявляются повышенные требования:

•обеспечениехорошейманевренностиавтомобилясми нимальным радиусом поворота;

•легкость управления;

•минимальное боковое скольжение колес при поворо те;

•минимальная передача толчков на рулевое колесо;

•исключение возможности возникновения автоколеба ний управляемых колес;

•исключениесамопроизвольногоповоротауправляемых колес;

•повышенная надежность, так как выход из строя ру левого управления приводит к аварии.

На большинстве автомобилей управление осуществляется поворотом управляемых колес, что наиболее целесообразно для легковых автомобилей, автобусов и грузовых автомобилей общего назначения. Такой же способ управления применяется на внедорожных автомобилях большой грузоподъемности с использованием специальных компоновочных решений.

Вдвухосных автомобилях, как правило, управляемыми являются передние колеса. Исключение составляют специальные автотранспортные средства с задними управляемыми колесами (автопогрузчики). В трехосных автомобилях, имеющих сближенные оси задней тележки, управление осуществляется передними колесами (ЗИЛ, КамАЗ). Для повышения маневренности и проходимости иногда в трехосных автомобилях управляемыми являются колеса крайних осей — передней и задней. В этом случае промежуточную ось размещают посередине базы автомобиля.

В50-е годы имели развитие конструкции автопоездов, состоящих из одноосного автомобиля-тягача и одноосного прицепа, шарнирно-связанных между собой и принудительно поворачиваемых один относительно другого при выполнении маневра.

Управление при помощи торможения колес одного борта или их вращения в сторону, обратную движению, применяются крайне редко и только на многоосных автомобилях.

Расположение рулевого колеса зависит от принятого в стране направлени т движения. Правое рулевое управление применяется в странах с левосторонним движением (Великобритания, Япония), левое — в странах с правосторонним движением (страны Европы, исключая Великобританию, Америки и др.)

Рулевой механизм обеспечивает поворот управляемых колес с небольшим усилием на рулевом колесе, что достигается за счет увеличения передаточного числа рулевого механизма. Рулевой механизм включает в себя:

•рулевую пару (иногда называют рулевой передачей), размещенную в картере;

•рулевой вал, исходя из условий компоновки рулевого механизма, может состоять' из двух или трех частей, соединяемых карданными шарнирами;

•рулевое колесо.

Рулевые механизмы в зависимости от типа рулевой передачи разделяют на:

•шестеренные;

•червячные:

•винтовые;

•кривошипные.

Шестеренные рулевые механизмы выполняются в виде редуктора зубчатых колес (применяются редко) или в виде пары из шестерни и рейки. Реечные рулевые механизмы получают все более широкое применение на легковых автомобилях малого класса (ВАЗ-2108, ЗАЗ-1102, ВАЗ-Ill 1), среднего и даже большего классов. Достоинствами реечных рулевых механизмов являются простота и компактность конструкции. Такой механизм без усилителя целесообразно устанавливать только на легковых автомобилях малого класса, так как в этом случае толчки со стороны дороги на рулевое колесо в некоторой степени поглощаются в результате трения рейки и металлокерамического упора. На легковых автомобилях более высокого класса необходим рулевой усилитель, который поглощает толчки.

Червячные рулевые механизмы применяют как на легко-

вых, так и на грузовых автомобилях и автобусах. Наибольшее распространение получили червячно-роликовые механизмы (заднеприводные модели ВАЗ, АЗЛК-2140, ГАЗ-3102,

ГАЗ-53А, УАЗ и др.). На некоторых автомобилях («Урал4320») устанавливают червячно-спироидальные рулевые механизмы с боковым сектором. В рулевой паре этого типа обеспечивается достаточно -малое давление на зубья при передаче больших усилий.

Винтовые рулевые механизмы имеют различное конст-

руктивное исполнение:

•винторычажные(«винт— гайка— рычаг», «качающа-i яся винт и гайка», «винт и качающаяся гайка»);

•винтореечные.

Винторычажные рулевые механизмы в настоящее время применяются редко, так как износ деталей пары компенсировать регулировкой невозможно.

Широко применяются на грузовых автомобилях всех типов (ЗИЛ, КамАЗ, КАЗ и др.) и автобусах винтореечные рулевые механизмы, включающие в себя винт, шариковую гайку-рейку и сектор, выполненный за одно целое с валом сошки. На ряде автомобилей (ГАЗ, КрАЗ) в настоящее время применяют винтореечные механизмы, в которых зубья нарезаны параллельно оси вала сошки, то есть не имеют клиновидной формы.

Кривошипные рулевые механизмы применяются сравни-

тельно редко. Одношиповые рулевые механизмы до середины 40-х годов устанавливали на грузовых автомобилях ЗИС. Двухшиповые рулевые механизмы позволяют увеличить угол поворота вала сошки и снизить давление на шип. Рулевые механизмы этого типа могут быть регулируемыми.

Травмобезопасные рулевые механизмы являются одним из элементов пассивной безопасности автомобиля. Рулевой механизм может быть причиной серьезной травмы водителя при лобовом столкновении автомобиля с препятствием. При смятии передней части автомобиля весь рулевой механизм перемещается в сторону водителя. Водитель может получить травму даже при разном перемещении вперед при столкновении. Поэтому картер рулевого механизма распо-

лагают в таком месте, где деформация при столкновении будет наименьшая.

Существуют различные конструкции травмобезопасных рулевых механизмов. Основное требование к ним — поглощение удара, наносящего травму водителю. Для придания рулевым механизмам травмобезопасных свойств устанавливают рулевое колесо с утопленной ступицей и с двумя спицами, что позволяет значительно снизить тяжесть наносимых повреждений при ударе. Кроме этого устанавливается специальный энергопоглощающий элемент.

Рулевой механизм автомобиля ВАЗ-2121 (рис. 97, а) состоит из трех частей, связанных карданными шарнирами. При любом ударе рулевой вал складывается. При этом перемещение верхней части рулевого механизма внутрь салона незначительно и сопровождается некоторым поглощением энергии ударанадеформациюкронштейнакреплениярулевого вала.

На автомобиле ГАЗ-3102 энергопоглощающий элемент травмобезопасного рулевого механизма представляет собой резиновую муфту, установленную между верхней и нижней частями рулевого вала.

В ряде зарубежных конструкций энергопоглощающим элементом рулевого механизма служит силъфон (рис. 97, б), соединяющий рулевое колесо с рулевым валом, или сам вал в верхней части представляет собой перфорированную трубу.

Некоторое применение находят энергопоглощающие элементы рулевых механизмов («японский фонарь»), в которых две части рулевого вала соединяются при помощи нескольких продольных пластин, привариваемых к концам соединяемых валов и деформируемых при ударе.

Рулевой привод включает в себя:

•рулевую трансмиссию;

•рычаги и тяги, связывающие рулевой механизм с ру левой трансмиссией;

• рулевой усилитель.

-

Травмобезопасный рулевой механизм автомобиля ВАЗ-2121

Травмобезопасный рулевой механизм автомобиля ГАЗ-3102: 1 — фланец;

2 — предохранительная пластина;

3 — резиновая муфта

Рис. 97. Травмобезопасные рулевые механизмы

Рис. 97. Травмобезопасные рулевые механизмы: а — с энергопоглощающим сильфоном; б — с

перфорированным трубчатым рулевым валом

Поперечная тяга изготовляется из бесшовной стальной трубы, на резьбовые концы которой навертываются наконечники с шаровыми кольцами. Длина поперечной тяги должна быть регулируемой, так как она определяет схождение колес. При независимой подвеске регулирование осуществляют поворотом поперечной тяги относительно наконечников.

Наличие зазоров в шарнирах поперечной тяги недопустимо. Поэтому предпочтительно применение шарниров с автоматическим регулированием зазора в процессе эксплуатации автомобиля, что обеспечивается усилием пружины по оси шарового кольца. Регулируемые шаровые наконечники поперечной тяги (рис. 99, а), где зазор, образовавшийся в результате изнашивания, выбирается вращением пробки, сжимающейпружину.

	Рис. 98. Схемы рулевого управления:
	а - при зависимой подвеске управляемых колес: 1 — рулевая пере-
	дача, 2 — рулевой вал, 3 — рулевое колесо, 4 — поворотная цапфа,	Рис. 99. Устройство наконечников рулевой тяги:
	5 — нижний рычаг, 6 — поперечная тяга, 7 — верхний рычаг, 8 —
		а — продольной рулевой тяги автомобиля ЗИЛ-130;
	продольная тяга, 9 — рулевая сошка; б — при независимой подвеске
		б — рулевой тяги автомобиля ГАЗ-53А
	управляемых колес: 1— рулевая сошка, 2 — рычаг поворотной цап-
	фы, 3 и 6 — рулевые тяги, 4 — поперечная тяга, 5 — продольная тяга

•маятниковыйрычагишарнирносоединеннуюсним правуюбоковуютягу;

•поворотныерычаги.

Ось маятникового рычага вращается во втулках, вставленныхв кронштейнеоси, которыйкрепитсякправому лонжерону пола кузова. Боковые тяги состоят из двух наконечников, соединенных разрезной регулировочной муфтой. Для крепления тяг к рычагам и сошке используются однотипные шаровые шарниры, состоящие из шарового кольца, вкладыша с пружиной и опорной шайбы пружины. Палец своей шаровой головкой вместе с вкладышем вставлен в конусную расточку головки наконечника тяги, а вкладыш поджат пружиной, что автоматически устраняет зазор, возникающий по мере износа пальца и вкладыша. Шарнир защищен резиновым чехлом и в процессе эксплуатации не требует смазки.

Рулевоеуправление смеханизмом передачитипа винт — гайка —рейка — сектор с усилителем применяют в управ-

ленииавтомобиляЗИЛ-130.

Усилитель рулевого управления конструктивно объединен с рулевой передачей в один агрегат. Благодаря работе этого механизма, усилие водителя при повороте рулевого колеса увеличивается за счет давления жидкости, подаваемой в усилитель гидронасосом. Рулевая колонка соединена с рулевым механизмом через короткий карданный вал, так как их оси не совпадают. Эго сделано для уменьшения габаритныхразмеров рулевогоуправления.

В систему гидравлического усилителя (рис. 102) рулевого механизма входят:

•лопастной насос, приводимый в действие от колен чатоговаладвигателячерезременную передачу:

•бачокдляжидкости;

•цилиндр усилителя;

В цилиндре размещена поршень-рейка, находящаяся в зацеплении с зубчатым сектором вала рулевой сошки. Через винт рулевого механизма поршень-рейка связана с валом рулевого механизма. Когда автомобиль движется по прямой, жидкость от насоса проходит через клапан управления и возвращается в бачок. Жидкость также заполняет и обе полости (А и Б) цилиндра усилителя.

Поворот рулевого колеса в ту или иную сторону вызывает перемещение золотника. При этом золотник отключает одну из полостей цилиндра усилителя, увеличивая подачу жидкости в другую полость. В результате в одной из полостей образуется давление, которое передается в пор- шень-рейку. Увеличение давления в полости А стремится передвинуть поршень-рейку вправо, а увеличение в полости Б — влево. Таким образом, усилие, прикладываемое водителем к рулевому колесу, необходимо лишь для включения гидроусилителя, который и обеспечивает в основном поворотуправляемыхколес.

Для ограничения подачи жидкости при высоких скоростях вращения вала гидронасоса имеется перепускной клапан, а для предохранения системы от повышенного давления— предохранительный клапан.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Описать общее устройство рулевого управления.

2.Какие типы рулевых механизмов применяются в автомо билях?

3.Как устроены рулевые приводы ?

4.В чем состоит отличие рулевого привода с независимой подвеской от рулевого привода с зависимой подвеской ?

5.Как устроен и работает гидроусилитель рулевого управления?

• клапануправления.