Рулевое управление

Техническое состояние рулевого управления автомобиля непосредственно влияет на безопасность движения автомобиля. По статистическим данным, из-за неисправностей рулевого управления возникает около 15% дорожно-транспортных проис­шествий с тяжелыми последствиями.

В процессе эксплуатации чаще всего появляются следующие неисправности рулевого управления: увеличение свободного хода рулевого колеса, увеличение зазора в подшипниках чер­вяка вследствие износа, увеличение зазора между червяком и роликом, износ втулок и вала сошки, износ или повреждение зубьев червяка или ролика, износ деталей привода и шарнир­ных сочленений рулевых тяг, поломка пружин, изгиб попереч­ной тяги, заедание деталей рулевого управления, падение дав­ления, нарушение уплотнения в гидроусилителе и насосе.

Повышенный износ деталей рулевого управления и увели­чение свободного хода рулевого колеса — следствие несвоевре­менной смазки или применения недоброкачественных масел и смазок, езды с высокими скоростями по плохим дорогам, не­правильных регулировок.

Заедание деталей рулевого управления чаще всего наблю­дается при неправильной регулировке рулевого механизма, перекосе рулевой колонки, повреждении подшипников червяка, заедании повторных цапф на шкворне.

Особое внимание следует обращать на чистоту масла в гид­роусилителе, своевременную промывку фильтров и проверку уровня масла. Длительная работа с неисправным гидроусили­телем может привести к отказу всего рулевого механизма. Нель­зя выключать двигатель на спусках до полной остановки автомобиля. На работу рулевого управления оказывает влияние техническое состояние передней оси, рессор, шин и других меха­низмов.

При диагностировании рулевого управления следует особое внимание обращать на износ деталей, нарушение регулировки и ослабление крепления отдельных узлов. Техническое состояние рулевого управления можно оценить по величине люфта руле­вого колеса и легкости действия рулевого управления, которое характеризуется потерями на трение.

Люфт рулевого колеса появляется при износе и ослаблении крепления деталей. Потери на трение возрастают из-за непра­вильной сборки и регулировки узлов, при повреждении деталей и отсутствии смазки.

Чрезмерное затягивание узлов рулевого привода или уплотнение шарниров пробками, шайбами и болтами резко увели­чивает усилие на рулевом колесе, повышает износ деталей, вызывает утомляемость водителей и снижает безопасность движения. Значительно ухудшается стабилизация передних колес, т. е. стремление их вернуться после поворота в положе­ние, соответствующее прямолинейному движению автомобиля.

Сила трения при вывешенных передних колесах автомобиля с исправным рулевым управлением составляет 30 — 80 Н. В сред­нем положении рулевого колеса сила трения меньше, чем в край­них: при повороте колеса на 720° она увеличивается в 1,5 — 2 раза. Сила трения в подшипниках рулевых механизмов автомо­билей, находящихся в эксплуатации, обычно значительно мень­ше, чем у новых или отремонтированных автомобилей. При чрезмерной затяжке зацепления ролика и червяка наибольшая сила трения наблюдается в среднем положении рулевого коле­са. Поэтому по характеру изменения силы трения можно уста­новить место неисправности.

По данным НИИАТа, сила трения в рулевом управлении распределяется таким образом: 40 — 50% в деталях шкворне­вых соединений, 30 — 40% в рулевом механизме, 10 — 15% в шарнирах трапеции.

При замере люфта рулевого колеса необходимо приклады­вать строго определенное усилие (примерно 10 Н), достаточ­ное для выбора зазоров во всех узлах. Увеличение нагрузки на ободе рулевого колеса на 10 Н увеличивает угол его поворота за счет деформации деталей на 5 — 7°. Если усилие при замере люфта не постоянно, люфт сильно изменяется. Это особенно заметно при большом износе деталей рулевого управления и малой силе трения (5 — 10 Н).

В результате длительной эксплуатации без необходимых регулировок люфт рулевого колеса возрастает на 15 — 20 °С. Износ деталей шарниров тяг вызывает увеличение люфта на 2 — 4°, поломка пружины поперечной рулевой тяги — на 2 — 3°, плохое крепление рулевой сошки — на 10 − 20°, ослабление поворотных рычагов — на 10 − 15°, износ шкворня и его вту­лок — на 3−4°.

Суммарный люфт и общую силу трения в рулевом управле­нии можно проверять прибором мод. К-402 (рис. 72). Он состо­ит из пружинного динамометра-люфтомера, устанавливаемого на рулевом колесе, стрел­ки люфтомера, укрепляе­мой на рулевой колонке, и фиксатора правого ко­леса. По шкале 2 люфто­мера определяют люфт, по шкале 7 динамомет­ра − силу трения.

Рис. 72. Прибор для проверки рулевых управлений:

1 − динамометр, 2 − шкала люфтомера, 3 − стрелка, 4 − передний распор фиксатора, 5 − задний распор фиксатора, 6 − гайка крепления опорного диска к фланцу цапфы; 7 − шкала динамометра

В пружинном динамо­метре предусмотрено две пружины различной упру­гости для замера усилий в диапазоне 3 — 20 и 20 — 100 Н. Фиксатор пра­вого колеса состоит из двух распоров регулиру­емой длины, устанавлива­емых между рессорой и фланцем поворотной цап­фы.

В технически исправ­ном рулевом управле­нии, по рекомендациям НИИАТа, люфт рулевого колеса не должен превы­шать 25°, а сила трения у автомобилей ГАЗ — 40 Н и у автомобилей ЗИЛ — 60 Н. Не допускаются за­едание в узлах и заметное на глаз перемещение деталей в сочленениях.

Последовательность проверки: передние колеса вывешивают и устанавливают в положение, соответствующее прямолиней­ному движению автомобиля; динамометр-люфтомер устанавли­вают на рулевое колесо; медленно поворачивая рулевое колесо за рукоятку прибора из среднего положения в крайнее, опре­деляют по шкале 7 максимальное усилие, затрачиваемое на преодоление сил трения при повороте колеса; поворачивая руле­вое колесо влево и вправо в пределах люфта в зацеплении червяка и ролика, определяют по шкале 2 люфт (нормальный люфт нового ролика с червяком в среднем положении составляет 3°, а в крайних — 25 − 35°).

Сила трения в подшипниках червяка автомобилей ГАЗ дол­жна быть не более 5 Н, ЗИЛ — не более 8 Н. Сила трения в рулевом механизме автомобилей ГАЗ не должна превышать 20 Н, автомобилей ЗИЛ в среднем положении рулевого коле­са — 25 Н.

При повороте рулевого колеса необходимо внимательно сле­дить, не появляются ли заметные заедания и заклинивания деталей. Узлы с повышенным трением можно выявить замером силы трения при последовательном выключении узлов из общейкинематической схемы, начи­ная с правой части рулевой трапеции. Для этого последо­вательно отсоединяют правый конец поперечной рулевой тя­ги, а затем — продольную ру­левую тягу от сошки.

Рис. 73. Схема автоматизированного стенда для проверки рулевых управлений

В процессе диагностирова­ния проверяют надежность крепления отдельных узлов рулевого управления, замеря­ют люфт в соединениях руле­вого привода. При этом пра­вое переднее колесо фиксиру­ют фиксатором, а рулевое ко­лесо быстро поворачивают вправо и влево с усилием 60 — 70 Н для автомобилей ГАЗ и 90 — 100 Н для автомобилей ЗИЛ. Перемещение деталей или люфт в узлах не должны быть заметны на глаз или на ощупь. Осевой люфт в подшипниках червяка определяется перемеще­нием рулевого колеса вдоль оси колонки (вверх и вниз).

На линиях диагностирования целесообразно устанавливать быстродействующие стенды для контроля технического состоя­ния рулевого управления. Серийно такие стенды пока не вы­пускаются. Экспериментальные образцы разных типов разра­ботаны в ХАДИ, СЗПИ, Ворошиловградском машиностроитель­ном институте (ВМИ).

Стенд ХАДИ (рис. 73) имеет две поворотные площадки — ведомую 1 и приводную 2, на которые устанавливают передние колеса автомобилей. Приводной цилиндр 4 через рычаг 3 или передачу рейка — шестерня вращает площадку 2 то вправо, то влево. Система датчиков (на схеме не показана) регистри­рует угол поворота каждого колеса и рулевого в том числе, а также усилие, затрачиваемое на поворот. Разница углов пово­рота правого и левого колес говорит о суммарном люфте в руле­вой трапеции, разница между углом поворота левого колеса и рулевого колеса — о люфте в рулевом механизме 5. При записи на многоканальный самописец показаний всех датчиков можно получить информацию о размере люфтов и силах трения в каждом сочленении рулевого управления.

Стенд ВМИ имеет две свободно поворачивающиеся площад­ки и привод, который крепится на рулевой колонке. Привод сообщает возвратно-вращательное движение рулевому колесу, выполненные в одном блоке с приводом датчики регистрируют угол поворота руля и крутящий момент привода. Эти два пара­метра записываются на двухкоординагном самописце. Полу­чаемая диаграмма (так называемый фазовый портрет) позво­ляет определить люфт и силу трения в каждом сочленении и оценить общее состояние рулевого управления. С помощью датчиков поворотных площадок контролируется регулировка углов поворота колес автомобиля.

В рулевых управлениях основные симптомы неисправностей следующие: туго вращается рулевое колесо, большой люфт рулевого колеса, автомобиль «уводит» в сторону, недостаточ­ное или неравномерное усилие поворота рулевого колеса, пол­ное отсутствие усиления, повышенный шум при работе насоса, стуки в рулевом механизме.

Рулевое колесо вращается туго в том случае, если имеет место чрезмерная затяжка рабочей пары, подшипников рулевого механизма или соединений рулевого привода, при погнутости тяг и рычагов рулевого управления, сильной осадке или полом­ке пружины передней подвески, отсутствии смазки в картере рулевого механизма, загустевании смазки в шарнирах рулевого привода, поломке подшипника червяка или упорного подшип­ника поворотной цапфы. Перечисленные неисправности можно устранить путем регулировки зазора в зацеплении рабочей пары, затяжки подшипников и шарниров рулевого привода, правки или замены поврежденных деталей, замены пружины, смазки подшипников.

Причиной большого люфта рулевого колеса является износ рабочей пары рулевого механизма и подшипников червяка, износ шаровых пальцев рулевого привода и их сухарей, увели­чение осевого зазора вала рулевой сошки, износ втулок вала, увеличение осевого зазора в подшипниках ступиц передних колес, ослабление крепления картера рулевого механизма, поворотных рычагов, сошек и шаровых пальцев, увеличение зазора в сочленениях кардана рулевого вала. Эти неисправ­ности устраняются регулировкой зацепления рабочей пары и затяжкой подшипников, заменой шаровых пальцев, подтяжкой пробки в рулевых тягах, регулировкой осевого зазора, заменой изношенных втулок, регулировкой подшипников, подтяжкой гаек крепления, заменой втулки сочленения. Автомобиль «уво­дит» в сторону в случае погнутости поворотных цапф, рамы автомобиля, деталей рулевого управления или если боковые тяги имеют разную длину. Для устранения этих неисправностей погнутые детали необходимо выправить или заменить, а длину боковых тяг отрегулировать.

Недостаточное или неравномерное усилие поворота рулевого колеса наблюдается при засорении или зависании перепускного клапана насоса гидроусилителя, отказе насоса или работе с перебоями, при утечке масла через поврежденные шланги и в рулевом механизме в результате износа или поломки металли­ческих уплотнительных колец, чрезмерном натяжении в зубча­том зацеплении, попадании воздуха в систему гидроусилителя и ослаблении натяжения ремня привода насоса. Для устране­ния этих неисправностей необходимо разобрать и промыть детали клапана, заменить клапан, разобрать и промыть насос, заменить шланг и уплотнительные кольца, отрегулировать натяжение в зубчатом зацеплении, проверить уровень масла в бачке насоса, удалить воздух, проверить затяжку всех соедине­ний, отрегулировать натяжение ремня.

Полное отсутствие усилия бывает в случае отвертывания седла предохранительного клапана насоса и заедания перепуск­ного клапана насоса. Для устранения этих неисправностей необходимо разобрать насос, завернуть седло и устранить заедание перепускного клапана.

Повышенный шум при работе насоса происходит вследствие понижения уровня масла в бачке насоса, слабого натяжения ремня привода насоса, засорения фильтра и наличия воздуха в системе. Для восстановления работоспособности необходимо долить масло, подтянуть ремень, промыть фильтр и удалить воздух. Стуки в рулевом механизме возникают при увеличении зазора в зубчатом зацеплении рулевого механизма. Для устра­нения стуков следует отрегулировать рулевой механизм.

Дата добавления: 2015-11-16