20. Как различают колёса по назначению?
21. С какой целью и почему проводят балансировку колёс?
22. Как устроены камерная и бескамерная шины?
23. Почему применяю сдвоенные задние колёса?
24. Особенности конструкции колёс и шин большегрузных автомобилей.
5 Механизмы управления большегрузных автомобилей
5.1 Рулевое управление
Рулевое управление это совокупность механизмов, обеспечивающих изменение направления движения автомобиля, и состоит из рулевого механизма, рулевого привода и, как правило, на современных автомобилях имеет усилитель (рисунок 5.1).
Рулевое управление на автомобиле должно обеспечивать легкость и удобство управления; минимальное боковое скольжение колёс при повороте; небольшое усилие на рулевом колесе; предотвращение передачи толчков от удара управляемых колёс о неровность дороги на рулевое колесо; стабилизацию прямолинейного движения автомобиля.
Рисунок 5.1 Рулевое управление грузового автомобиля
1 поперечная тяга; 2 левый нижний рычаг поворотной цапфы; 3 поворотная цапфа; 4 верхний рычаг поворотной цапфы; 5 продольная тяга; 6 сошка; 7 рулевой механизм; 8 гидроусилитель;9 вал рулевого колеса; 10 рулевое колесо; 11 правый нижний рычаг поворотной цапфы
Рулевой механизм служит для передачи усилия, приложенного к рулевому колесу водителем, и для увеличения этого усилия. Он преобразует вращение рулевого колеса в поступательное перемещение тяг привода, вызывающих поворот управляемых колёс.
Рулевые механизмы, устанавливаемые на изучаемых автомобилях, подразделяются на червячные, винтовые и комбинированные. В червячном рулевом механизме усилие передается от червяка, закреплённого на рулевом валу, к червячному сектору (ролику), установленному на одном валу с сошкой. В винтовом рулевом механизме вращение винта преобразуется в прямолинейное движение гайки. Комбинированные рулевые механизмы: винт-гайка, рейка-сектор. Вращение винта преобразуется в прямолинейное движение гайки, на которой нарезана рейка, находящаяся в зацеплении с зубчатым сектором, а сектор установлен на общем валу с сошкой.
Рулевой привод служит для передачи усилия от рулевого механизма на управляемые колёса автомобиля. В него входят сошка, продольная тяга, верхний и нижние рычаги поворотных цапф и поперечная тяга. Передняя ось, поперечная тяга и нижние рычаги поворотной цапфы образуют рулевую трапецию.
Гидроусилители, устанавливаемые на изучаемых автомобилях, могут быть двух типов. Широкое распространение получили гидроусилители выполненные, в одном корпусе с рулевым механизмом, их можно назвать совмещенными или встроенными и гидроусилители выполненные отдельно от рулевого механизма, т.е. раздельные.
5.1.1 Рулевое управление автомобилей ЗИЛ
Рулевое управление автомобиля ЗИЛ-431410 оборудовано гидроусилителем, объединённым в одном агрегате с рулевым механизмом (рисунок 5.2). Совмещение усилителя с рулевым механизмом позволяет получить компактную конструкцию, а меньшая длина трубопроводов уменьшить время срабатывания.
Усилие от вала 12 рулевого колеса 10 передается рулевому механизму 1 посредством карданного вала 6 с двумя карданами.
Масло от насоса 2 гидроусилителя подается в рулевой механизм по шлангу 5 высокого давления и отводится обратно в насос по шлангу 4 низкого давления.
Рисунок 5.2 Рулевое управление автомобиля ЗИЛ-431410
1 рулевой механизм; 2 насос усилителя; 3 бачок; 4 и 5 шланги; 6 карданный вал; 7 фланец крепления рулевой колонки к полу кабины; 8 контактное устройство звукового сигнала; 9 рулевая колонка; 10 рулевое колесо; 11 переключатель указателей поворота; 12 вал рулевого колеса; 13 шкворень; 14 стопорный клин; 15 и 24 поворотные цапфы; 16 правый поворотный рычаг; 17 и 21 наконечники поперечной рулевой тяги; 18 поперечная рулевая тяга; 19 балка передней оси; 20 амортизатор; 22 левый поворотный рычаг; 23 верхний рычаг поворотной цапфы; 25 продольная рулевая тяга; 26 сошка; 27 вал рулевой сошки
При вращении винта 3 рулевого механизма (рисунок 5.3) перемещается шариковая гайка 4, связанная с поршнем-рейкой 2. Поршень-рейка находится в зацеплении с зубчатым сектором 15, выполненным как одно целое с валом 11 рулевой сошки, поэтому перемещение поршня-рейки 2 вызывает поворот вала сошки. Вал сошки вращается в бронзовых втулках.
Шариковую гайку 4 крепят к поршню-рейке 2 винтами 14. В гайку вставлены два желоба 5, образующие трубку, по которой циркулирующие шарики 6, выкатываясь при повороте винта 5, с одного конца гайки катятся к другому.
Рулевые механизмы с винтом и гайкой на циркулирующих шариках отличаются малыми потерями на трение и повышенным сроком службы.
На винте 3 установлены два упорных шариковых подшипника, а между ними золотник 7 клапана управления усилителем.
Рисунок 5.3 Рулевой механизм автомобиля ЗИЛ-431410
1 цилиндр усилителя; 2 поршень-рейка; 3 винт; 4 шариковая гайка; 5 желоб; 6 шарики; 7 золотник клапана управления усилителем; 8 корпус клапана управления; 9 упорная шайба; 10 регулировочный винт; 11 вал рулевой сошки; 12 центрирующая пружина; 13 реактивный плунжер; 14 установочный винт; 15 зубчатый сектор
Зазор в зацеплении трущейся пары рулевого механизма регулируют за счет осевого смещения вала 11 рулевой сошки винтом 10, головка которого входит в отверстие вала сошки.
Рулевой привод служит для передачи усилия от рулевого механизма к передним колёсам.
Рулевой привод автомобиля ЗИЛ-431410 (рисунок 5.2) состоит из рулевой сошки 26, продольной рулевой тяги 25, верхнего рычага 23 левой поворотной цапфы 24, поворотных рычагов 16 и 22 и поперечной рулевой тяги 18.
Основным элементом рулевого привода является рулевая трапеция, состоящая из балки 19 передней оси, поперечной рулевой тяги 18 и поворотных рычагов 16 и 22. За счёт рулевой трапеции достигается поворот внутреннего управляемого колеса на больший угол, чем внешнего колеса, что необходимо для качения повёрнутых колёс без скольжения.
Гидроусилитель рулевого управления уменьшает усилие, которое необходимо приложить к рулевому колесу для поворота управляемых колёс, смягчает удары при движении по неровным дорогам и повышает безопасность движения, позволяя сохранять контроль за направлением движения автомобиля в случае разрыва шины переднего колеса.
В систему гидравлического усилителя автомобиля ЗИЛ-431410 (рисунок 5.4) входят лопастной насос 2, бачок 3 для масла, цилиндр 11 усилителя и клапан управления.
Входящее в корпус 16 клапана управления масло давит на двенадцать реактивных плунжеров 22, которые совместно с шестью пружинами 21 обеспечивают среднее положение золотника 18. При повороте рулевого колеса золотник 18, а, следовательно, и винт 12 могут перемещаться не более чем на 1 мм от среднего положения в каждую сторону. При перемещении золотника происходит перекрытие каналов и перепуск масла в ту или иную полость цилиндра усилителя.
При движении автомобиля по прямой масло из насоса, поступающее по шлангу 9, проходит через кольцевые щели между кромками золотника 18 и корпуса 16 клапана управления и возвращается по шлангу 6 обратно в насос.
Часть масла через осевые щели между золотником 18 и корпусом 16 клапана управления поступает одновременно в полости А и Б цилиндра гидроусилителя. При такой постоянной подаче масла обеспечивается поглощение толчков, возникающих при движении по неровной дороге и улучшается смазка механизма.
При повороте рулевого колеса вправо или влево в результате сопротивления повороту управляемых колёс на винте 12 возникает осевое усилие, стремящееся переместить винт, а следовательно, и связанный с ним золотник 18. При усилии на рулевом колесе около 2 кг осевое усилие на винте, преодолевая давление масла на реактивные плунжеры 22 и давление пружин 21, переместит золотник 18 в ту или другую сторону. При этом золотник отключает одну из полостей цилиндра усилителя, увеличивая подачу масла в другую полость. В результате масло давит на поршень-рейку 10, помогая водителю в повороте управляемых колёс автомобиля.
Рисунок 5.4 Схема гидравлического усилителя рулевого управления автомобиля ЗИЛ-431410
I поворот направо; II нейтральное положение; III поворот налево; 1 шкив привода насоса; 2 насос гидроусилителя; 3 бачок насоса; 4 фильтр; 5 предохранительный клапан фильтра; 6 шланг низкого давления линии слива; 7 перепускной клапан; 8 предохранительный клапан; 9 шланг высокого давления линии подачи масла; 10 поршень-рейка; 11 цилиндр усилителя; 12 винт; 13 шарик; 14 шариковая гайка; 15 упорные шарикоподшипники; 16 корпус клапана управления; 17 обратный шариковый клапан; 18 золотник; 19 регулировочная гайка; 20 пружинная шайба; 21 пружина реактивного плунжера; 22 реактивный плунжер; 23 зубчатый сектор; 24 сошка; 25 статор насоса; 26 ротор насоса; 27 полость всасывания; 28 полость нагнетания; 29 лопасти