Диагностирование и регулировка рулевого управления легкового автомобиля. Диагностика рулевого управления. Диагностика систем рулевого управления
Основные неисправности. Неисправности рулевого управления создают угрозу безопасности движения и затрудняют управление автомобилем. Основными признаками неисправностей рулевого Управления являются увеличенный свободный ход рулевого колеса, тугое вращение или заедание в рулевом механизме, стуки и Нарушение герметичности, недостаточное или неравномерное Усиление и др.
Увеличенный свободный ход рулевого колеса появляется при износе шарниров рулевых тяг, нарушении регулировки червяка с роликом, износе подшипников червяка ослаблении крепления картера рулевого механизма, увеличении зазоров в подшипниках ступиц передних колес и шкворней. Указанные неисправности устраняют выполнением регулировочных работ, заменой или ремонтом изношенных деталей.
Тугое вращение или заедание в рулевом механизме обусловлено неправильной регулировкой, зацепления в редукторе рулевого механизма, погнутостью тяг, недостаточной смазкой в картере редуктора. Устраняют эти неисправности регулировкой, ремонтом тяг, пополнением масла в редукторе рулевого механизма до необходимого уровня. Нарушение герметичности в рулевом механизме устраняют заменой прокладок и подтяжкой креплений и соединений.
Недостаточное или неравномерное усиление в рулевом механизме с гидроусилителем может быть из-за слабого натяжения ремня привода насоса, снижения уровня масла в бачке, попадания воздуха в систему, заедания золотника или перепускного клапана при загрязнении. После выявления причин неисправностей их устраняют регулировкой натяжения ремня привода, доливкой масла до заданного уровня, промывкой системы и заменой масла, ремонтом насоса, гидроусилителя или клапана управления. Все работы по определению причин неисправностей рулевого управления выполняют при проведении диагностирования и технического обслуживания, а устранение неисправностей производят при ТР.
Диагностирование рулевого управления. Оно позволяет без разборки его узлов оценивать состояние рулевого механизма и рулевого привода; включает работы по определению свободного хода рулевого колеса, общей силы трения, люфта в шарнирах рулевых тяг.
Свободный ход рулевого колеса и силу трения определяют универсальным прибором модели НИИАТ К-402 (рис. 29.1). Прибор состоит из люфтометра и двухшкального динамометра. Люфтомер состоит из шкалы 3, закрепленной на динамометре, и указательной стрелки 2, которая жестко закреплена на рулевой колонке зажимами 7. Динамометр зажимами Скрепят к ободу рулевого колеса. Шкалы динамометра расположены на рукоятках 5 и обеспечивают отсчет прикладываемого к рулевому колесу усилия в диапазонах до 20 Н и от 20 до 120 Н.
Рис. 29.1.
При замере люфта рулевого колеса через рукоятку 5 прикладывают усилие 10 Н, сначала действующее вправо, а затем влево. Перемещение стрелки 2 из нулевого положения в левое и правое крайние положения укажет в сумме люфт колеса. Для автомобилей, имеющих поперечную неразрезную тягу, в момент замера необходимо вывесить левое переднее колесо. У автомобилей с гидроусилителем люфт определяют при работающем двигателе (на малых оборотах).
Общую силу трения в рулевом управлении проверяют при полностью вывешенных передних колесах приложением усилия к рукояткам 5 динамометра. Замеры выполняют при прямолинейном положении колес и в положениях максимального поворота их вправо и влево. В правильно отрегулированном рулевом механизме рулевое колесо должно свободно поворачиваться от среднего положения для движения по прямой при усилии 8--16 Н. Оценку состояния шарниров рулевых тяг проводят визуально или на ощупь в момент резкого приложения усилия к рулевому колесу. При этом люфт в шарнирах будет проявляться взаимным относительным перемещением соединенных деталей.
Проверка усилителя рулевого управления сводится к измерению (рис. 29.2) давления в системе гидроусилителя. Для этого в нагнетательную магистраль устанавливают Манометр 2 с краном 3. Доливают в бачок 1 масло до требуемого Уровня, пускают двигатель на малых оборотах и, открыв полностью Кран 3, поворачивают колеса в крайние положения. При этом Давление, развиваемое насосом, должно составлять не менее 6 МПа. Если давление меньше указанного значения, медленно закрывают Кран, наблюдая по манометру за увеличением давления, которое Должно подняться до 6,5 МПа. Если давление не увеличивается, то это свидетельствует о неисправности насоса. Неисправный насос снимают с автомобиля и ремонтируют.
Рис. 29.2.
Регулировочные работы по рулевому управлению.
Рулевые механизмы типа червяк--ролик, винт--гайка рейка -- зубчатый сектор имеют две регулировки: осевого зазора в подшипниках вала винта и в зацеплении. Состояние рулевого механизма считается нормальным, если люфт рулевого колеса при движении по прямой не превышает 10°. При отклонении люфта в сторону увеличения необходимо прежде всего проверить зазор в подшипниках червяка (вала винта). Для этого резко поворачивают рулевое колесо в обе стороны и пальцем прощупывают осевое перемещение колеса относительно рулевой колонки. При наличии большого зазора в подшипниках осевой люфт будет легко ощущаться.
Для регулировки и устранения осевого люфта в подшипниках вала отворачивают болты и снимают нижнюю крышку 1 картера 2 рулевого механизма (рис. 29.3, а). Из-под крышки удаляют одну регулировочную прокладку 3, после чего собирают механизм и вторично проверяют осевой люфт. Если регулировка окажется недостаточной, то все операции повторяют вновь до получения нужного результата. После регулировки натяга в подшипниках проверяют усилие на ободе рулевого колеса, отсоединив сошку от тяги рулевого привода. Усиление на поворот руля должно составлять 3 -- 6 Н.
Рис. 29.3. Регулировка осевого зазора (а) и зацепления червяка с роликом (б) в рулевом механизме.
Зацепление червяка с роликом (рис. 29.3, б) регулируют без снятия рулевого механизма с автомобиля. Для регулировки отвертывают гайку 3 и, сняв шайбу 2 с штифта, специальным ключом поворачивают регулировочный винт 1 на несколько вырезов в стопорной шайбе. При этом изменяется боковой зазор в зацеплении гребней ролика и нарезки червяка, что изменяет свободный ход рулевого колеса. После регулировки гайку устанавливают на место.
Рис. 29.4.Проверка (а) и регулировка (б) люфта в сочленениях рулевого привода.
Люфт в сочленениях рулевого привода определяют резко покачивая сошку руля при поворотах рулевого колеса, охватив руками проверяемое сочленение (рис. 29.4, а). При этом повышенный люфт легко ощущается и, чтобы его устранить, подтягивают резьбовую пробку (рис. 29.4, б) в следующем порядке: вначале расшплинтовывают пробку, затем специальным ключом завертывают пробку до отказа и, отпустив на одну прорезь до совпадения с отверстием в головке тяги, шплинтуют.
Во время регулировки осевого люфта добавляют смазку в сочленения. При большом износе, если не удается таким образом устранить люфт, заменяют шаровой палец сочленения или всю тягу в сборе. Неразборные шарниры рулевого привода на легковых автомобилях регулировке не подлежат, поэтому при износе и возникновении люфта их заменяют.
Введение
1 Требования, предъявляемые к техническому состоянию систем активной безопасности
1.1 Требования к техническому состоянию систем тормозногоуправления
1.2 Условия проведения проверки технического состояния тормозного управления
1.3 Методы проверки тормозного управления
1.3.1 Проверка рабочей тормозной системы
1.3.2 Проверка стояночной и запасной тормозной системы
1.3.3 Проверка вспомогательной тормозной системы
1.4 Требования к техническому состоянию рулевого управления
1.5 Методы проверки рулевого управления
2 Характеристика МУП «ВПАТП-7»
2.1 Парк подвижного состава
2.2 Технологический процесс ТО-1 и ТО-2, применяемое оборудование
2.3 Зона ТО-2. Расположение и имеющееся оборудование
3 Оборудование, применяемое для диагностирования систем активной безопасности
3.1 Оборудование для диагностирования тормозных систем
3.2 Оборудование для диагностирования рулевого управления
3.2.1 Оборудование для измерения люфта рулевого управления
3.2.2 Оборудование для измерения углов установки колес
3.3 Диагностическое оборудование, предлагаемое на рынке
3.3.1 Тормозные стенды
3.3.2 Стенды регулировки углов установки колес
Заключение
Список использованной литературы
Введение
Современный город немыслимо представить без развитой системы городского транспорта. Автомобильный транспорт является самым небезопасным в этой системе. За первые четыре месяца в Волгоградской области произошло более 700 ДТП, почти половина из них – с тяжкими последствиями. В 40 случаях из 100 причиной возникновения ДТП является неудовлетворительное техническое состояние автомобилей, более половины всех аварий и дорожных катастроф, вызванных техническими причинами, приходится на неисправности тормозного и рулевого управления. В условиях ПАТП, когда от исправности систем активной безопасности автобуса зависит здоровье большого числа пассажиров, следует уделять особое внимание техническому состоянию систем тормозного и рулевого управления.
В этой связи целью данной работы стоит анализ оснащенности МУП «ВПАТП-7» соответствующим диагностическим оборудованием, соответствия данного оборудования современным требованиям и, в случае отсутствия необходимого оборудования, внесение предложений по оснащению зоны ТО МУП «ВПАТП-7» оборудованием конкретной марки и модели.
1 Требования, предъявляемые к техническому состоянию систем активной безопасности
1.1 Требования к техническому состоянию систем тормозного управления
Тормозная система автомобилей, состоящая из тормозных механизмов и их привода, предназначена для снижения скорости движения вплоть до полной остановки при минимальном тормозном пути. Она позволяет сохранять заданную скорость при движении под уклон, а также обеспечивать неподвижность автомобиля на стоянках. Таким образом, тормозная система характеризует тормозные свойства автомобиля или тормозную динамику.
В соответствии с современными требованиями у автомобиля должны быть тормозные системы, выполняющие различные функции. Основная - рабочая тормозная система, предназначена для уменьшения скорости движения вплоть до полной остановки автомобиля. Стояночная тормозная система предназначена для удержания автомобиля на месте. Эти две системы в конструктивном отношении должны быть независимы друг от друга. Кроме того, автомобили оборудуются вспомогательной и запасной тормозной системой, которая выполняет функции рабочей при отказе последней.
Тормозные качества автомобилей - один из главных показателей технического состояния и пригодности их к эксплуатации. Хорошие тормозные качества автомобилей гарантируют своевременную остановку автомобиля без заноса, надежное удержание его на стоянке, а также создают у водителя уверенность при движении по дорогам с интенсивным движением.
В соответствии с ГОСТ Р 51709-2001 рабочую тормозную систему проверяют по показателям эффективности торможения и устойчивости АТС при торможении, а запасную, стояночную и вспомогательную тормозные системы - по показателям эффективности торможения согласно таблицам 1.1а и 1.1б.
Таблица 1а - Использование показателей эффективности торможения и устойчивости АТС при торможении при проверках на роликовых стендах.
Таблица 1б - Использование показателей эффективности торможения и устойчивости АТС при торможении при проверках в дорожных условиях
Примечание к таблицам 1.1а, 1.1б - Знак «+» означает, что соответствующий показатель должен использоваться при оценке эффективности торможения или устойчивости АТС при торможении, знак «-» не должен использоваться.
В дорожных условиях при торможении рабочей тормозной системой с начальной скоростью торможения 40 км/ч АТС не должно ни одной своей частью выходить из нормативного коридора движения шириной 3 м . Нормативы эффективности торможения АТС рабочей тормозной системой приведены в таблицах 1.2 – 1.4.
Коридор движения - часть опорной поверхности, правая и левая границы которой обозначены для того, чтобы в процессе движения горизонтальная проекция АТС на плоскость опорной поверхности не пересекала их ни одной точкой.
При проверках на стендах допускается относительная разность тормозных сил колес оси (в процентах от наибольшего значения) для осей АТС с дисковыми колесными тормозными механизмами не более 20 % и для осей с барабанными колесными тормозными механизмами не более 25 %.
Таблица 1.2 - Нормативы эффективности торможения АТС при помощи рабочей тормозной системы при проверках на роликовых стендах.
Таблица 1.3 - Нормативы эффективности торможения АТС при помощи рабочей тормозной системы в дорожных условиях с использованием прибора для проверки тормозных систем.
Таблица 1.4 - Нормативы эффективности торможения АТС при помощи рабочей тормозной системы в дорожных условиях с регистрацией параметров торможения.
Стояночная тормозная система считается работоспособной в том случае, если при приведении ее в действие достигается:
для АТС с технически допустимой максимальной массой:
Или значение удельной тормозной силы не менее 0,16;
Или неподвижное состояние АТС на опорной поверхности с уклоном (16±1) %;
для АТС в снаряженном состоянии:
Или расчетная удельная тормозная сила, равная меньшему из двух значений:
0,15 отношения технически допустимой максимальной массы к массе АТС при проверке или 0,6 отношения снаряженной массы, приходящейся на ось (оси), на которые воздействует стояночная тормозная система, к снаряженной массе;
Или неподвижное состояние АТС на поверхности с уклоном 23±1 % для АТС категорий М1 - М3 и (31±1) % для категорий N1 - N3.
Усилие, прикладываемое к органу управления стояночной тормозной системы для приведения ее в действие, не должно превышать:
В случае ручного органа управления:
589 Н - для АТС остальных категорий.
В случае ножного органа управления:
688 Н - для АТС остальных категорий.
Стояночная тормозная система с приводом на пружинные камеры, раздельным с приводом запасной тормозной системы, при торможении в дорожных условиях с начальной скоростью 40 км/ч для АТС категорий М2 и М3, у которых не менее 0,37 массы АТС в снаряженном состоянии приходится на ось (и), оборудованную (ые) стояночной тормозной системой, должна обеспечивать установившееся замедление не менее 2,2 м/с2.
Вспомогательная тормозная система, за исключением моторного замедлителя, при проверках в дорожных условиях в диапазоне скоростей 25 - 35 км/ч должна обеспечивать установившееся замедление не менее 0,5 м/с2 для АТС разрешенной максимальной массы и 0,8 м/с2 - для АТС в снаряженном состоянии с учетом массы водителя.
Запасная тормозная система, снабженная независимым от других тормозных систем органом управления, должна обеспечивать соответствие нормативам показателей эффективности торможения АТС на стенде согласно таблице 1.5, либо в дорожных условиях согласно таблице 1.6 или 1.7. Начальная скорость торможения при проверках в дорожных условиях - 40 км/ч.
Таблица 1.5 - Нормативы эффективности торможения АТС при помощи запасной тормозной системы при проверках на стендах.
Таблица 1.6 - Нормативы эффективности торможения АТС при помощи запасной тормозной системы в дорожных условиях с использованием прибора для проверки тормозных систем.
Таблица 1.7 - Нормативы эффективности торможения АТС при помощи запасной тормозной системы при проверках в дорожных условиях с регистрацией параметров торможения.
Допускается падение давления воздуха в пневматическом или пневмогидравлическом тормозном приводе при неработающем двигателе не более чем на 0,05 МПа в течение:
30 мин - при выключенном положении органа управления тормозной системы;
15 мин - после полного приведения в действие органа управления тормозной системы.
Действие рабочей и запасной тормозных систем должно обеспечивать плавное, адекватное уменьшение или увеличение тормозных сил (замедление АТС) при уменьшении или увеличении, соответственно, усилия воздействия на орган управления тормозной системы.
АТС, оборудованные антиблокировочными тормозными системами (АБС), при торможениях в снаряженном состоянии с начальной скоростью не менее 40 км/ч должны двигаться в пределах коридора движения прямолинейно без заноса, а их колеса не должны оставлять следов юза на дорожном покрытии до момента отключения АБС при достижении скорости движения, соответствующей порогу отключения АБС (не более 15 км/ч). Функционирование сигнализаторов АБС должно соответствовать ее исправному состоянию.
1.2 Условия проведения проверки технического состояния тормозного управления
АТС подвергают проверке при «холодных» тормозных механизмах. «Холодный» тормозной механизм - тормозной механизм, температура которого, измеренная на поверхности трения тормозного барабана или тормозного диска, менее 100 °С.
Шины проверяемого на стенде АТС должны быть чистыми, сухими, а давление в них должно соответствовать нормативному, установленному изготовителем АТС в эксплуатационной документации.
Проверки на стендах и в дорожных условиях (кроме проверки вспомогательной тормозной системы) проводят при работающем и отсоединенном от трансмиссии двигателе, а также отключенных приводах дополнительных ведущих мостов и разблокированных трансмиссионных дифференциалах (при наличии указанных агрегатов в конструкции АТС).
Проверки в дорожных условиях проводят на прямой ровной горизонтальной сухой чистой дороге с цементно- или асфальтобетонным покрытием. Проверки на уклоне выполняют на очищенной от льда и снега твердой нескользкой опорной поверхности. Торможение рабочей тормозной системой осуществляют в режиме экстренного полного торможения путем однократного воздействия на орган управления. Время полного приведения в действие органа управления тормозной системой не должно превышать 0,2 с. Экстренное торможение - торможение с целью максимально быстрого уменьшения скорости АТС.
Управляющие воздействия на рулевое управление АТС в процессе торможения при проверках рабочей тормозной системы в дорожных условиях не допускаются. Если такое воздействие было произведено, то результаты проверки не учитывают.
Общая масса технических средств диагностирования, устанавливаемых на АТС для проведения проверок в дорожных условиях, не должна превышать 25 кг.
1.3 Методы проверки тормозного управления
1.3.1 Проверка рабочей тормозной системы
При проверках в дорожных условиях эффективности торможения АТС без измерения тормозного пути допускается непосредственное измерение показателей установившегося замедления и времени срабатывания тормозной системы или вычисление показателя тормозного пути по методике, указанной ниже, на основе результатов измерения установившегося замедления, времени запаздывания тормозной системы и времени нарастания замедления при заданной начальной скорости торможения.
Вычисление тормозного пути Sт (в метрах) для начальной скорости торможения по результатам проверок показателей замедления АТС при торможении производится по формуле:
, (1)
где - время запаздывания тормозной системы, с;
Время нарастания замедления, с;
Установившееся замедление, .
При проверках на стендах относительную разность тормозных сил колес оси рассчитывают по формуле (2)и сопоставляют полученное значение с предельно допустимыми по ГОСТ Р 51709-2001. Измерения и расчеты повторяют для колес каждой оси АТС.
, (2)
где - тормозные силы на правом и левом колесах проверяемой оси АТС, измеренные одновременно в момент достижения максимального значения тормозной силы первым из этих колес, Н;
Наибольшая из указанных тормозных сил.
Устойчивость АТС при торможении в дорожных условиях проверяют путем выполнения торможений в пределах нормативного коридора движения. Ось, правую и левую границы коридора движения предварительно обозначают параллельной разметкой на дорожном покрытии. АТС перед торможением должно двигаться прямолинейно с установленной начальной скоростью по оси коридора. Выход АТС какой-либо его частью за пределы нормативного коридора движения устанавливают визуально по положению проекции АТС на опорную поверхность или по прибору для проверки тормозных систем в дорожных условиях при превышении измеренной величиной смещения АТС в поперечном направлении половины разности ширины нормативного коридора движения и максимальной ширины АТС.
При проверках в дорожных условиях эффективности торможения рабочей тормозной системой и устойчивости АТС при торможении допускаются отклонения начальной скорости торможения от установленного значения в 40 км/ч не более ±4 км/ч. При этом должны быть пересчитаны нормативы тормозного пути формуле (3):
, (3)
где А – коэффициент, характеризующий время срабатывания тормозной системы.
По результатам выполнения проверок в дорожных условиях или на стендах вычисляют соответственно тормозной путь (1) или удельную тормозную силу (4) и относительную разность тормозных сил колес оси (2). АТС считают выдержавшими проверку эффективности торможения и устойчивости при торможении рабочей тормозной системой, если рассчитанные значения указанных показателей соответствуют приведенным в таблицах 1-3нормативам, или, вне зависимости от достигнутой величины удельной тормозной силы, произошло блокирование всех колес АТС на роликах стенда, не оборудованного системой автоматического отключения стенда, или автоматическое отключение стенда, оборудованного системой автоматического отключения, вследствие проскальзывания любого из колес оси по роликам, при усилии на органе управления 686 Н, в соответствии с таблицами 1-3, а для осей АТС, в тормозном приводе которых установлен регулятор тормозных сил, при усилии на органе управления не более 980 Н.
где - сумма тормозных сил на колесах тягача или прицепа (полуприцепа), Н;
М – масса тягача или прицепа (полуприцепа) при выполнении проверки;
g – ускорение свободного падения, .
1.3.2 Проверка стояночной и запасной тормозной системы
Проверку стояночной тормозной системы на уклоне проводят посредством размещения АТС на опорной поверхности с уклоном, равным 23±1 % для АТС категорий М1 - М3, или иному значению для АТС других категорий в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51709-2001, затормаживания АТС рабочей тормозной системой, а затем -стояночной тормозной системой с одновременным измерением динамометромусилия, приложенного к органу управления стояночной тормозной системы, ипоследующего отключения рабочей тормозной системы. При проверке определяют возможность обеспечения неподвижного состояния АТС под воздействием стояночной тормозной системы в течение не менее 1 мин.
Проверку на стенде проводят путем поочередного приведения во вращение колеса роликами стенда в одном направлении или в противоположных направлениях и выполнения торможения колес оси АТС, на которую воздействует стояночная тормозная система. Колеса, не опирающиеся при выполнении проверки на ролики стенда, должны быть зафиксированы не менее, чем двумя противооткатными упорами, исключающими выкатывание АТС со стенда. К органу управления стояночной тормозной системы прикладывают усилие, не превышающее 589 Н в случае ручного органа управления и 688 Н в случае ножного органа управления. По результатам проверки вычисляют удельную тормозную силу по формуле (4) и сравнивают полученное значение с расчетным нормативом. Для АТС категорий М2 и М3, у которых не менее 0,37 массы АТС в снаряженном состоянии приходится на ось (и), оборудованную (ые) стояночной тормозной системой, должна обеспечивать установившееся замедление не менее 2,2 м/с2. АТС считают выдержавшим проверку эффективности торможения стояночной тормозной системы, если колеса проверяемой оси блокируются на роликах стенда, не оборудованного системой автоматического отключения, или происходит автоматическое отключение стенда, оборудованного системой автоматического отключения, вследствие проскальзывания любого из колес оси по роликам при усилии на органе управления, не превышающем нормативного значения, или если удельная тормозная сила не менее рассчитанной нормативной.
Проверку стояночной тормозной системы с приводом от пружинных камер в дорожных условиях проводят аналогично проверке рабочей тормозной системы, с соблюдением требований, предъявляемых к дорожному покрытию. Допускаются отклонения начальной скорости торможения от установленного значения в 40 км/чв пределах ±4 км/ч с условием пересчета нормативов тормозного пути по формуле (3).
Соответствие параметров запасной тормозной системы, снабженной независимым от других тормозных систем органом управления параметрам, изложенным в таблице 4, проверяется на стендах методами, установленными для поверки рабочей тормозной системы.
1.3.3 Проверка вспомогательной тормозной системы
Вспомогательную тормозную систему проверяют в дорожных условиях путем приведения ее в действие и измерения замедления АТС при торможении в диапазоне скоростей 25 – 35 км/ч. При этом в трансмиссии АТС должна быть включена передача, исключающая превышение максимальной допустимой частоты вращения коленчатого вала двигателя.
Показателем эффективности торможения вспомогательной тормозной системой в дорожных условиях является значение установившегося замедления. АТС считают выдержавшим проверку эффективности торможения вспомогательной тормозной системой, если установившееся замедление не менее 0,5 м/с2 для АТС разрешенной максимальной массы и 0,8 м/с2 - для АТС в снаряженном состоянии с учетом массы водителя.
При дорожных испытаниях сложно объективно оценить работу тормоза каждого колеса и одновременность срабатывания, а следовательно, определить характер и место возможной неисправности. Также организация проверки тормозного управления в дорожных условиях в рамках АТП осложняется отсутствием достаточной территории. Поэтому для диагностики тормозных систем предпочтение отдается тормозным стендам инерционного, силового или инерционно-силового принципа действия .
1.4 Требования к техническому состоянию рулевого управления
В соответствии с требованиями ГОСТ Р 51709-2001 параметры технического состояния рулевого управления должны отвечать изложенным ниже требованиям.
Изменение усилия при повороте рулевого колеса должно быть плавным во всем диапазоне его поворота. Неработоспособность усилителя рулевого управления АТС (при его наличии на АТС) не допускается.
Самопроизвольный поворот рулевого колеса с усилителем рулевого управления от нейтрального положения при неподвижном состоянии АТС и работающем двигателе не допускается.
Суммарный люфт в рулевом управлении не должен превышать предельных значений, установленных изготовителем в эксплуатационной документации, или при отсутствии данных, установленных изготовителем, предельных значений, указанных в таблице 1.8.
Таблица 1.8 – суммарные значения люфта в рулевом управлении
Максимальный поворот рулевого колеса должен ограничиваться только устройствами, предусмотренными конструкцией АТС.
Повреждения и отсутствие деталей крепления рулевой колонки и картера рулевого механизма, а также повышение подвижности деталей рулевого привода относительно друг друга или кузова (рамы), не предусмотренное изготовителем АТС (в эксплуатационной документации), не допускаются. Резьбовые соединения должны быть затянуты и зафиксированы способом, предусмотренным изготовителем АТС. Люфт в соединениях рычагов поворотных цапф и шарнирах рулевых тяг не допускается. Устройство фиксации положения рулевой колонки с регулируемым положением рулевого колеса должно быть работоспособно.
Применение в рулевом механизме и рулевом приводе деталей со следами остаточной деформации, с трещинами и другими дефектами не допускается.
Уровень рабочей жидкости в резервуаре усилителя рулевого управления должен соответствовать требованиям, установленным изготовителем АТС в эксплуатационной документации. Подтекание рабочей жидкости в гидросистеме усилителя не допускается.
1.5 Методы проверки рулевого управления
Требованиепо работоспособности усилителя рулевого управления проверяют на неподвижном АТС сопоставлением усилий, необходимых для вращения рулевого колеса при работающем и выключенном двигателе. Требования по плавности изменения усилия при повороте рулевого колеса и по ограничителям угла поворота рулевого колеса проверяют на неподвижном АТС при работающем двигателе посредством поочередного поворота рулевого колеса на максимальный угол в каждую сторону.
Требование об отсутствии самопроизвольного поворота рулевого колеса с усилителем рулевого управления от нейтрального положения при неподвижном состоянии АТС и работающем двигателе проверяют наблюдением за положением рулевого колесана неподвижном АТС с усилителем рулевого управления после установки рулевого колеса с положение, примерно соответствующее прямолинейному движению, и пуска двигателя.
Значение суммарного люфта в рулевом управлении проверяют на неподвижном АТС без вывешивания колес с использованием приборов для определения суммарного люфта в рулевом управлении, фиксирующих угол поворота рулевого колеса и начало поворота управляемых колес.
Детали крепления рулевой колонки и картера рулевого механизма, а так же резьбовые соединения проверяют на наличие повреждений органолептически на неподвижном АТС при неработающем двигателе путем приложения нагрузок к узлам рулевого управления и простукивания резьбовых соединений.
Взаимные перемещения деталей рулевого привода, крепление картера рулевого механизма и рычагов поворотных цапф проверяют посредством поворота рулевого колеса относительно нейтрального положения на 40 - 60° в каждую сторону и приложением непосредственно к деталям рулевого привода знакопеременной силы. Для визуальной оценки состояния шарнирных соединений используют стенды для проверки рулевого привода.
Работоспособность устройства фиксации положения рулевой колонки проверяют посредством приведения его в действие и последующего качания рулевой колонки при ее зафиксированном положении путем приложения знакопеременных усилий к рулевому колесу в плоскости рулевого колеса перпендикулярно к колонке во взаимно перпендикулярных плоскостях, проходящих через ось рулевой колонки.
Устойчивость автомобиля при движении, легкость управления, нормальное сопротивление качению шин передних колес и их износ, а также расход топлива на единицу пути во многом зависят от установки управляемых (передних) колес автомобиля.
Устойчивостью автомобиля называется его свойство двигаться без опасности опрокидывания набок и скольжения вбок под воздействием поперечной силы. В зависимости от направления опрокидывания и скольжения различают продольную и поперечную устойчивость. Более вероятна и более опасна потеря поперечной устойчивости, которая происходит под действием центробежной силы, поперечной составляющей силы тяжести автомобиля, силы бокового вера, а также в результате ударов колес о неровности дороги.
Показателями поперечной устойчивости автомобиля являются максимально возможная скорость движения по кривой и угол поперечного уклона дороги (косогора). Каждый показатель может быть определен из условий поперечного скольжения колес (заноса) и опрокидывания автомобиля. Таким образом, получаются четыре фактора поперечной устойчивости:
Максимальная (критическая) скорость движения автомобиля по кривой, соответствующая началу его заноса, м/с;
Максимальная (критическая) скорость движения автомобиля по кривой, соответствующая началу его опрокидывания, м/с;
Максимальный (критический) угол косогора, соответствующий началу поперечного скольжения колес (заноса), град;
Максимальный (критический) угол косогора, соответствующий началу опрокидывания автомобиля, град .
Передние колеса с учетом нагрузок, которые испытывает автомобиль, устанавливаются с некоторыми отклонениями от плоскости движения автомобиля. Первоначальная установка передних колес в ходе эксплуатации нарушается, и требуется систематическая проверка и регулировка углов установки колес: угла схождения, угла развала, углов продольного и поперечного наклона шкворней.
Для грузовых автомобилей и автобусов регулируемым является только параметр угла схождения передних колёс. Углы схождения нужны для того, чтобы колёса при движении занимали прямолинейное положение. Повышенный угол схождения ведёт к износу передних шин по наружным дорожкам. Пониженный - по внешним дорожкам. Идеальным положением для эксплуатации колеса является вертикальное и прямолинейное положение, в этом случае у шины наилучшее сцепление с дорогой и наименьший износ. В теории параметры схождения должны подбираться оптимально для каждого автомобиля.
В соответствии с технической документацией контроль и регулировка углов схождения должна проводиться при каждом ТО-2. На практике из-за неудовлетворительных дорожных условий регулировку углов установки управляемых колёс требуется проводить чаще, чем при каждом ТО-2.
В этой связи для диагностики рулевого управления и регулировки углов установки управляемых колёс в условиях АТП необходимо оснастить посты в зоне ТО соответствующими диагностическими стендами.
2 Характеристика МУП «ВПАТП-7»
2.1 Парк подвижного состава
Муниципальное унитарное предприятие «Волгоградское пассажирское автотранспортное предприятие №7» располагается в Кировском районе города Волгограда по адресу ул. Генерала Шумилова, 7а. МУП «ВПАТП-7» осуществляет перевозку пассажиров на городских и дачных маршрутах.
Предприятие имеет в составе своего парка 124 автобуса. Средний возраст автобусов составляет 8,6 лет, что свидетельствует о достаточно изношенном состоянии подвижного состава. Качественный состав парка приведён в таблице 2.1. Часть подвижного состава хранится в закрытом отапливаемом помещении, рассчитанном на 15 автобусов. Остальные автобусы хранятся на открытых площадках. Площадки для открытого хранения оборудованы линиями пароподогрева, рассчитанными на 74 автобуса, для облегчения пуска холодного двигателя в зимнее время.
Таблица 2.1 - Качественный состав парка МУП «ВПАТП-7»
В результате реализации Мероприятий по обновлению подвижного состава муниципальных унитарных предприятий пассажирского транспорта Волгограда с применением лизинга на период 2007 - 2010 г.г. утвержденных решением Волгоградской городской Думы от 18.07.2007 г. № 48/1164 «О Мероприятиях по обновлению подвижного состава муниципальных предприятий пассажирского транспорта Волгограда с применением лизинга на период 2007 – 2010 годов» в 2008 году муниципальное образование – городской округ Волгоград получил 92 автобуса с целью использования на общегородских маршрутах.
В 2008 году в результате реализации Мероприятий по обновлению подвижного состава на маршрутах пассажирского транспорта общего пользования с применением лизинга, утвержденных решением Волгоградской городской Думы от 18.07.2007 г.№ 48/1164, МУП «ВПАТП № 7»:
Приняты к обслуживанию 8 дачных маршрутов с дополнительным привлечением 27 автобусов;
Восстановлена работа на пяти автобусных маршрутах: № 2 с 20.06.2008 г. (6 автобусов); № 21э с 18.07.2008 г. (4 автобуса); № 23 с 01.09.2008 г. (2 автобуса); № 55 с 13.10.2008 г. (2 автобуса); № 59 с 01.12.2008 г. (4 автобуса);
Увеличено количество автобусов на ранее обслуживаемых маршрутах на 14 автобусов;
С 01.07.2008 г. принят на обслуживание автобусный маршрут № 88 (железнодорожный вокзал – посёлок Максима Горького) с привлечением 10 автобусов .
На рисунке 2.1 приведена динамика изменения парка подвижного состава за период с 2000 по 2009 г.г.
Рис. 2.1 – Изменение состава парка «МУП ВПАТП-7»
2.2 Технологический процесс ТО-1 и ТО-2, применяемое оборудование
Основным назначением ТО-1 и ТО-2 является снижение интенсивности изнашивания деталей, выявление и предупреждение отказов и неисправностей путем своевременного выполнения контрольно-диагностических, смазочных, крепежных, регулировочных и других работ.
ТО-1 заключается в наружном осмотре автомобиля и выполнении в установленном объеме контрольных, крепежных, электротехнических и заправочных работ в объёме, установленном технической документацией. ТО-2 включает более углубленную проверку состояния всех механизмов и приборов. При ТО-2 отдельные агрегаты снимают с автомобиля для проверки на стендах.
Периодичность ТО устанавливается нормативами, технической документацией к подвижному составу, а также корректируется в зависимости от пробега автомобиля. Так для автобуса ЛиАЗ-525625 ТО-1 обязательно через каждые 5000 км. пробега. Если среднемесячный пробег автомобиля меньше периодичности ТО-1, то оно проводится не реже 1 раза в месяц.
ТО-2 необходимо проводить через каждые 20000 км. Если среднемесячный пробег меньше периодичности ТО-1, то ТО-2 проводится не реже двух раз в год.
В таблице 2.2 приведен перечень операций и оборудование, используемое при проведении ТО-2 автобуса ЛиАЗ-525625 .
Таблица 2.2 – Технологическая карта ТО-2 автобуса ЛиАЗ-525625
| Наименование операции | Место выполнения | Число мест обслуживания | Трудоемкость чел-мин | Оборудование, приспособления, инструмент | ||||||||||
| 1. Вымыть автобус | Сверху, снизу, в салоне, сзади в моторном отсеке | - | 220 | Установка для мойки автобуса щеткоструйная, струйная мойка, установка для мойки, щетка для мойки | ||||||||||
| 2. проверить герметичность впускного воздушного тракта |
моторном отсеке, в салоне через люк |
- | 25 | Приспособление специальное, ключи гаечные открытые 10, 13, 14, 17, 22 и 24 мм, отвертка 8 мм | ||||||||||
| 3. Проверить состояние муфты вентилятора |
моторном |
1 | 8,4 | Ключи гаечные открытые 12, 13, 14, 19, 22 и 24 мм. | ||||||||||
| 4. Проверить состояние опор силового агрегата |
моторном отсеке, в салоне через люк |
5 | 12 | Ключи гаечные открытые 17, 19, 22, 24, 27 мм | ||||||||||
| 5. проверить состояние трубопроводов и коллекторов системы выпуска отработавших газов | Снизу и сзади в моторном отсеке | - | 15,6 | Ключи гаечные открытые 10, 12, 13, 14 и 17 мм, ключ гаечный накидной 17 мм. | ||||||||||
| 6. Закрепить картер сцепления к двигателю | Снизу и в салоне через люк | 1 | 12 | Ключ гаечный открытый 19 мм | ||||||||||
| 7. Проверить люфт в шарнирах и шлицах карданной передачи | Снизу | 2 | 0,8 | |||||||||||
| 8. Закрепить фланцы карданного вала | Снизу | 2 | 8,6 | Ключи гаечные открытые 14, 17 мм | ||||||||||
| 9. Отрегулировать люфт в подшипниках ступиц задних колес | Справа и слева | 2 | 104 | Емкость для слива масла, ключ шестигранный 12 мм, ключ гаечный накидной 14 мм, бородок, молоток, ключ специальный гайки подшипников, зубило, вороток, воронка, шприц заправочный | ||||||||||
| 10. Проверить герметичность заднего моста | Снизу, справа и слева | - | 1,2 | Ключ шестигранный 12 мм, ключ гаечный накидной 14 и 19 мм, ключ гаечный открытый 12, 14 и 17 мм, оправка, лоток, бородок, емкость для слива масла, ключ специальный гайки подшипников с опорой, вороток, шприц заправочный, воронка | ||||||||||
| 11. проверить состояние реактивных штанг задней и передней подвесок | Снизу | 5 | 28,6 | Ключи гаечные открытые 19, 32, 41, 46, 50 и 55 мм, ключ гаечный накидной 19мм, молоток, бородок, отвертка 8 мм, плоскогубцы, рулетка | ||||||||||
| 12. Проверить правильность расположения заднего моста | Справа и снизу, слева | - | 19,4 | Ключи гаечные открытые 19 и 50 мм, ключ гаечный накидной 19 мм, отвертка 8 мм, рулетка, плоскогубцы | ||||||||||
| 13. Проверить состояние переднего шарнира А-образной рамы | Снизу | 1 | 4,8 | Ключи гаечные открытые 24, 65 мм, молоток, бородок, плоскогубцы, отвертка 8 мм. | ||||||||||
| 14. Проверить состояние А-образной рамы | Снизу | 1 | 14,6 | Агрегат сварочный ТС-500, молоток | ||||||||||
| 15. Проверить состояние колес | - | 6 | 31 | Ключи гаечные открытые 12 и 15 мм, отвертка 8 мм, плоскогубцы, воздухораздаточная коробка, манометр, приспособление для накачки шин, стенд шиномонтажный, лопатки монтажные | ||||||||||
| 16. Выполнить перестановку колес (при необходимости) | Сверху, справа и слева | 6 | 6 | Ключ гаек колес 32 мм, ключ гаечный открытый 12 мм, тележка откатная | ||||||||||
| 17. проверить состояние амортизаторов и деталей их крепления | Снизу и в салоне через люки пола | 6 | 18,6 | Ключи гаечные открытые 12, 22, 24 и 80 мм, ключ гаечный накидной 22 мм, молоток, отвертка 8 мм, приспособление | ||||||||||
| 18. Отрегулировать высоту уровня кузова | Снизу | 3 | 28 | Ключи гаечные открытые 10, 14, 17, 19 и 24 мм | ||||||||||
| 19. Проверить состояние шкворневых соединений | Справа и слева | 2 | 37,6 | Ключи гаечные открытые 12, 19, 24, 32 мм, головка сменная 27 мм, ключ с присоединительными квадратами, ключ гаечный накидной 19 мм, ключ для гаек подшипников ступиц передних колес 75 мм, молоток, бородок, отвертка 8мм, плоскогубцы, монтажка, емкость для мойки, домкрат гидравлический, подъемник, приспособление для выпресовки шкворней | ||||||||||
| 20. Проверить состояние подшипников ступиц передних колес | Справа и слева | 4 | 82,8 | Подъемник, ключ гаечный открытый 12 мм, молоток, бородок, отвертка 8 мм, плоскогубцы, ключ гаечный накидной 19 мм, головка сменная 19 мм, ключ для гаек подшипников ступиц передних колес 75 мм, монтажная лопатка, съемник подшипников, ключ для головки, щетка | ||||||||||
| 21. Проверить состояние манжет ступиц передних колес | Справа и слева | 2 | 1,6 | Молоток, бородок, оправка | ||||||||||
| 22. Отрегулировать схождение передних колес | Снизу | 1 | 34,4 | Линейка для проверки схождения колес, ключи гаечные открытые 17 и 19 мм, ключ трубный |
||||||||||
| 23. проверить люфт в шлицах и шарнирах карданного вала | 1 | 0,6 | Ключи гаечные открытые 12 и 13 мм, плоскогубцы, люфтомер | |||||||||||
| 24. Закрепить картер рулевого механизма и стяжные болты переходника, соединяющего вал рулевого механизма с удлинительным валом | 1 | 7,6 | Ключ гаечный открытый 22 мм, ключ гаечный накидной 24 мм | |||||||||||
| 25. Проверить состояние тормозных барабанов | Справа и слева при снятых тормозных барабанах | 4 | 102 | Ключ гаечный открытый 12 мм, ключ гаек колес 32 мм, болты-съемники, отвертка 10 мм, молоток, приспособление для крепления гаек колес, монтажные лопатки, бородок | ||||||||||
| 26. Проверить состояние колодок и фрикционных накладок | Справа и слева | 8 | 36,6 | Монтажка специальная, отвертка 8 мм, емкость для мойки | ||||||||||
| 27. проверить крепление корпусов разжимных механизмов к суппорту | 8 | 30,4 | Ключ специальный 10 мм, бородок, молоток, ключи гаечные открытые 22 и 24 мм | |||||||||||
| 28. Проверить состояние клина, роликов, толкателей и чехлов разжимных механизмов | Справа и слева | 8 | 31,6 | Отвертка 8 мм, ключ гаечный накидной 19 мм, молоток | ||||||||||
| 29. Проверить состояние стяжных и фиксирующих пружин колодок | Справа и слева | 8 | 3 | Монтажка специальная, ключ гаечный открытый 14 мм, отвертка 8 мм | ||||||||||
| 30. Проверить состояние зубчатых колец АБС на ступицах колес | Справа и слева | 4 | 2,4 | Отвертка 8 мм | ||||||||||
| 31. Отрегулировать зазоры датчика частоты вращения колес АБС | Справа и слева | 4 | 4,1 | Ключ гаечный открытый 13 мм | ||||||||||
| 32. Проверить исправность работы АБС после проведения технического обслуживания | В кабине | - | 8,3 | - | ||||||||||
| 33. Проверить состояние электропроводки | - | - | 14,8 | Нож, отвертка 6,5 мм, ключ квадрат, контрольная лампа | ||||||||||
| 34. Довести до нормы плотность электролита в аккумуляторных батареях | 2 | 3,8 | Ареометр, пробник, ключи гаечные открытые 12,13,14 и 19 мм | |||||||||||
| 35. Очистить от нагара спираль свечи накаливания | Слева в отсеке подогревателя | 1 | 3,2 | Ключи гаечные открытые 27 и 41 мм, щетка | ||||||||||
| 36. Проверить состояние уплотнителей дверей | Снаружи и в салоне | 3 | 11,8 | Отвертка 8 мм, отвертка крестообразная | ||||||||||
| 37. Проверить состояние и действие аварийно-вентиляционных люков | В салоне | 3 | 4,2 | Отвертка 8 мм, плоскогубцы | ||||||||||
| 38. Проверить состояние резиновых петель крышек | Справа и слева | 8 | 12,8 | Ключ гаечный открытый 10 мм, отвертка 8 мм | ||||||||||
| 39. Проверить состояние пола и крышек люков | В салоне и снизу | - | 26,6 | Отвертка 8 мм, молоток, дрель, набор сверл, отвертка крестообразная | ||||||||||
| 40. Проверить расположение створок дверей по высоте | В салоне и снизу | 6 | 4,2 | Ключи гаечные открытые 12. 13 и 19 мм, ключ шестигранный 12 мм, плоскогубцы, отвертка 8 мм, молоток, зубило | ||||||||||
| 41. Проверить состояние упоров осей нижних фиксаторов створок дверей | В салоне и снизу | 6 | 4,2 | Ключи гаечные открытые 10, 19 мм. Отвертка 8 мм | ||||||||||
| 42. Закрепить кронштейны направляющих роликов дверей | В салоне и кабине | 6 | 8,6 | Ключ специальный 12 мм | ||||||||||
| 43. Закрепить направляющие желоба роликов дверей | В салоне и кабине сверху | 6 | 5,4 | Ключ гаечный открытый 10 мм, ключ торцовый 10 мм | ||||||||||
| 44. Закрепить оси направляющих роликов дверей | В салоне и кабине | 6 | 3,6 | Ключи гаечные открытые 10 и 19 мм, ключ накидной 19 мм, ключ торцовый 10 мм | ||||||||||
| 45. Проверить состояние обивки сидений и травмобезопасных валиков | В салоне и кабине | - | 9,2 | Отвертка 8 мм | ||||||||||
| 46. Закрепить каркасы и спинки сидений | В салоне | - | 8,6 | Ключи гаечные открытые 12 и 17 мм, отвертка 8 мм | ||||||||||
| 47. проверить состояние подвижного основания аккумуляторных батарей | Справа в отсеке аккумуляторных батарей | 1 | 4,4 | Ключ гаечный открытый 19 мм, шприц рычажно-плунжерный, отвертка 6,5 мм | ||||||||||
| 48. Закрепить стойки, поручни и перегородки дверей | В салоне | - | 4,2 | Ключ гаечный открытый 12 мм, ключ шестигранный 6 мм, отвертка 10 мм, дрель, набор сверл, отвертка крестообразная | ||||||||||
| 49. Закрепить кронштейны ограждения стекол на створках дверей | В салоне | 10 | 2,8 | Ключ специальный 17 мм | ||||||||||
| 50. Заменить масло в картере ГМП (при достижении пробега 60 тыс. км, но не реже одного раза в год) | В салоне через люк и снизу | - | 29,4 | Ключ шестигранный 12 мм, емкость для слива масла, маслораздаточная колонка, воронка | ||||||||||
| 51. Заменить сменный фильтрующий элемент масляного фильтра ГМП (при замене масла ГМП) | В салоне или снизу | 1 | 6,1 | Ключи гаечные открытые 14, 36 мм, головка 36 мм, вороток, емкость для отработавших фильтрующих элементов | ||||||||||
| 52. Промыть фильтр грубой очистки топлива | Снизу | 1 | 27,4 | Ключи гаечные 13 и 22 мм, ключ гаечный накидной 14 мм, емкость для воды | ||||||||||
| 53. Смазать контактные поверхности ребер тормозных колодок и толкателей | Справа и слева | 16 | 2,4 | Емкость для смазки, лопатка | ||||||||||
| 54. Смазать рабочие поверхности деталей разжимных механизмов | Справа и слева | 8 | 12 | Емкость для смазки, ванна для мойки деталей, воздухораздаточная колонка | ||||||||||
| 55. Смазать подшипники ступиц передней оси | Справа и слева | 2 | 12 | Емкость для смазки, ванна для мойки деталей, лопатка деревянная | ||||||||||
Общая трудоёмкость составляет 23,5 чел-ч. Операции ТО-2 достаточно трудоёмки, однако не дают в полной мере информацию об эффективности работы систем тормозного и рулевого управления, в отличие от проверок данных систем на диагностических стендах. Проверки на стендах требуют гораздо меньших затрат времени, и при этом дают развернутую информацию о состоянии диагностируемой системы.
2.3 Зона ТО-2. расположение и имеющееся оборудование
Зона ТО-2 «МУП ВПАТП-7» расположена в отдельном строении, имеет два въезда и два выезда для сквозного движения автомобилей. Размеры зоны ТО-2 позволяют разместить в ней одновременно четыре автобуса. Схема зоны ТО-2 и расположения оборудования приведена на рис.1
Рис. 1 – Схема зоны ТО-2
1 – станок заклёпочный пневматический; 2 – станок вертикально-сверлильный; 3 – верстак слесарный; 4 – станок для проточки тормозных колодок и барабанов; 5 – подъёмник передвижной; 6 – подъёмник стационарный.
Проанализировав схему зоны ТО-2, можно заметить, что данное производственное помещение располагает достаточными площадями для размещения оборудования для диагностирования систем тормозного и рулевого управления.
В таблице 2.3 приведен перечень имеющегося в зоне ТО-2 оборудования и его современные аналоги.
Таблица 2.3 – Оборудование зоны ТО-2 МУП «ВПАТП-7»
| Наименование оборудования | г/в | Соответствие современным требованиям | Современные аналоги |
Подъемник передвижной ПП-24. грузоподъемность 24 т. 4 стойки с редукторным приводом, подхват за колёса. |
2008 | соответствует | Подъемник передвижной ПП-20. грузоподъемность 20 т. 4 стойки с редукторным приводом, подхват заколеса |
Подъёмник стационарный ПС-16. грузоподъемность 16 т. 4 стойки с редукторным приводом, подхват за поддомкратные площадки |
2006 | соответствует | Подъемник стационарный ПС-15. грузоподъемность 15 т. 4 стойки, подхват за поддомкратные площадки |
| Станок универсальный вертикально-сверлильный ЗИЛ 2А135 | 1987 | устарел | Редукторный вертикально-сверлильный станок JETGHD-27 |
| Станок заклепочный пневматический | 1985 | устарел | Гидро-пневматический заклёпочный станок Comec СС-30 |
| Станок для проточки тормозных колодок и барабанов пр-ва Гомельского станкостроительного завода им. С.М. Кирова | 1983 | устарел | Станок для проточки тормозных дисков, барабанов и маховиков ComecTR 1500. Станок для проточки тормозных колодок ComecTCE 560 |
Из анализа имеющегося в зоне ТО-2 МУП «ВПАТП-7» оборудования можно сделать вывод о том, что большая часть используемого оборудования сильно устарела и не соответствует современным требованиям, предъявляемым к качеству и точности обработки деталей. Так, например, современные станки для проточки тормозных барабанов и колодок обеспечивают большую точность обработки и лучшее совпадение рабочих поверхностей, чем имеющийся. Кроме того, в зоне ТО-2 отсутствует оборудование для диагностирования систем тормозного и рулевого управления, отвечающих за активную безопасность автомобиля. В связи с важностью обеспечения надежного и безотказного функционирования систем рулевого и тормозного управления, целесообразно оснастить зону ТО-2 соответствующим диагностическим оборудование
3 Оборудование, применяемое для диагностирования систем активной безопасности
В настоящее время определены два направления в диагностировании тормозных систем автомобилей:
Комплексное диагностирование, позволяющее оценить техническое состояние тормозов автомобиля в целом по величине оценочных (выходных) параметров (тормозной путь, замедление, тормозная сила, время срабатывания);
Причинное диагностирование, в процессе которого устанавливается снижение эффективности тормозов путем определения технического состояния отдельных агрегатов и элементов тормозной системы.
Комплексное диагностирование является первичным этапом, его выполняют на специальных стендах в плановом порядке с определенной периодичностью. При этом измеряют:
Тормозной путь автомобиля (путь, проходимый автомобилем с момента нажатия на тормозную педаль до полной остановки);
Замедление автомобиля при торможении;
Тормозное усилие на каждом колесе.
Сопутствующими параметрами могут быть время срабатывания тормоза каждого колеса (оси), разность величин основных параметров по отдельным колесам.
Кроме указанных выше параметров технического состояния тормозов, на стендах можно определять усилие свободного вращения колес, силу торможения, развиваемую каждым колесом, наличие блокировки, т. е. схватывания колес, усилие давления на тормозную педаль, неравномерность износа (эллипсность) тормозных барабанов.
Усилие свободного вращения колес характеризует регулировку тормозных колодок и состояние механической передачи автомобиля (трансмиссии). При оптимальной регулировке колодок и отсутствии дефектов в механической передаче усилие свободного вращения колес грузовых автомобилей находится в пределах 300-400 Н (30-40 кгс) .
Тормозная сила - реакция опорной поверхности на колеса автомобиля, вызывающая торможение. Торможение - процесс создания и изменения искусственного сопротивления движению автомобиля.
Тормозная сила, развиваемая каждым колесом, при одном и том же усилии давления на педаль является важным параметром, определяющим занос автомобиля при резком торможении. Нормальное разложение тормозной силы между передними и задними колесами определяется заводами-изготовителями автомобилей. Разница между силами торможения, развиваемыми правыми и левыми колесами, допускается не более 15-20 %.
Оценочным параметром эффективности тормозов в целом служит соотношение тормозной силы и веса автомобиля. Тормозная сила должна быть не менее 65 % веса автомобиля.
Усилие давления на педаль характеризует состояние гидравлического привода тормозов; оно не должно превышать при блокировке колес 500 Н (50 кгс).
Неравномерный износ тормозных барабанов по окружности характеризуется нестабильностью показаний силы торможения, проявляющейся в колебаниях стрелки прибора синхронно скорости вращения колеса (измерение лучше проводить при малых скоростях). Допустимая эллипсность тормозного барабана вызывает колебания стрелки прибора в пределах, определяемых конструкцией стенда .
Например, на стенде КИ-4998 для грузового автомобиля допустимое колебание стрелки прибора 10 делений, т. е. 700 Н (70 кгс).
В настоящее время разработано несколько типов стендов для диагностирования тормозов легковых и грузовых автомобилей:
Стенды для статических испытаний, на которых измерение тормозных сил осуществляют при неподвижном автомобиле и близких к нулю скоростях вращения колес;
Стенды для кинематических испытаний, где автомобиль неподвижен, вращение колес происходит с помощью роликов стенда (подвижной лентой);
Стенды для динамических испытаний, где автомобиль въезжает с определенной скоростью на динамометрические площадки и затормаживается (автомобиль и стенд воздействуют друг на друга так же, как автомобиль и дорога во время торможения).
Диагностическое оборудование предназначено для проверки технического состояния как автомобиля в целом, так и основных его узлов и систем. Техническое состояние в целом оценивается уровнем безопасности движения, воздействием на окружающую среду, тягово-экономическими характеристиками.
3.1 Оборудование для диагностирования тормозных систем
Согласно ГОСТ 25478 - 82, проверка эффективности тормозов осуществляется методами ходовых и стендовых испытаний. Методика ходовых испытаний заключается в том, что снаряженный автомобиль разгоняется на ровной площадке с сухим асфальтобетонным покрытием (коэффициент сцепления не ниже 0,6) до скорости 40 км/ч и водитель производит экстренное торможение. При этом оцениваются тормозной путь автомобиля и замедление, нормативные значения которых установлены стандартом в зависимости от типа автомобиля. Стояночная тормозная система оценивается по обеспечению неподвижного состояния при заезде автомобиля (автопоезда) на наклонную эстакаду с различными значениями уклона: для автомобиля полной массы 16 %, для легковых автомобилей и автобусов в снаряженном состоянии 23 % и для грузовых автомобилей и автопоездов в снаряженном состоянии 31 %.
При ходовых испытаниях тормозов могут применяться деселерометры (приборы для определения ускорения), но в основном используются методы визуальных наблюдений, что делает оценку технического состояния тормозов субъективной и, как следствие, недостаточно достоверной. В связи с этим в последнее время все больший акцент в организации диагностирования тормозов переносится на стендовые методы, обеспечивающие объективную оценку тормозных свойств автомобиля. Тормозные стенды подразделяются на площадочные и роликовые, а последние на стенды инерционного и силового типа. Схема площадочного тормозного стенда представлена на рис. 3.1.
Рис. 3.1 - Схема площадного тормозного стенда.
1 – площадка; 2 – датчик; 3 – ролик; 4 – колесо; 5 – пружина;
Методика диагностирования тормозов с его использованием заключается в разгоне автомобиля до скорости 6 - 12 км/ч и резком торможении при наезде колесами 4 на площадки 1 стенда. Если тормоза неэффективны, то колеса автомобиля прокатываются по площадкам стенда и последние не перемещаются. Если же тормоза эффективны, колеса затормаживаются и блокируются, а под влиянием сил инерции и сил трения между колесами и поверхностью площадок автомобиль перемещается вперед и захватывает с собой площадки. Значение не ограниченного пружинами 5 перемещения каждой площадки на роликах 3 воспринимается датчиками 2 и фиксируется измерительными приборами, расположенными на пульте. Основными преимуществами площадочных стендов являются их быстродействие, малая металло- и энергоемкость. Наиболее удобны стенды для проведения инспекторского контроля с выдачей заключения «годен - не годен». К недостаткам этих стендов следует прежде всего отнести низкую стабильность показаний из-за изменения коэффициента сцепления колес автомобиля с площадками (колеса мокрые, грязные и т. д.) и, заезда автомобиля с перекосом. Именно вследствие этих причин до сих пор не реализовано серийное производство этих стендов.
Указанные недостатки отсутствуют у стендов с беговыми роликами (барабанами), получивших широкое распространение во всем мире. На рис. 3.2 приведена принципиальная схема тормозного стенда инерционного типа.
Конструктивно он выполнен из двух пар барабанов, соединенных во избежание проскальзывания колес цепными передачами. Привод осуществляется от электродвигателя мощностью 55 - 90 кВт через редуктор и электромагнитные муфты, при отключении которых блоки барабанов становятся самостоятельными динамическими системами. Беговые барабаны соединены с маховыми массами.
Физический смысл проверки эффективности тормозов на инерционном стенде заключается в следующем. Если в реальных условиях на дороге с помощью тормозных механизмов гасится кинетическая энергия поступательно движущегося автомобиля, то на стенде, где автомобиль неподвижен, за счет действия тормозов гасится энергия вращения барабанов и маховых масс, с которой «движущаяся дорога подкатывается под автомобиль». Для обеспечения имитации реальных условий маховые массы подбираются таким образом, чтобы момент инерции их и беговых барабанов при заданной скорости вращения обеспечивал кинетическую энергию, соответствующую кинетической энергии поступательно движущейся массы автомобиля, приходящейся на одну ось.
Рис. 3.2 - Схема тормозного стенда инерционного типа с беговыми барабанами:
1 - маховик; 2 - барабаны стенда: .3 - цепная передача; 4 - электромагнитная муфта, 5 - редуктор; 6 - электродвигатель
Преимуществами тормозных стендов инерционного типа являются высокая степень точности и достоверности определения показателей (за счет обеспечения высокой стабильности коэффициента сцепления между колесами автомобиля и барабанами стенда), возможность испытаний тормозов в режимах, приближающихся к реальным, чем обеспечивается высокая информативность проверки. Однако стенды инерционного типа металлоемки (с инерционными массами до 5 т) и энергоемки. Наиболее целесообразно применение стендов данного типа при проведении приемочного контроля автомобилей с целью комплексной оценки их тормозных свойств .
Наибольшее распространение получили в настоящее время тормозные стенды силового типа, принципиальная схема которых показана на рис. 3.3.
Рис. 3.3 - Схема роликового тормозного стенда силового типа:
1 – рама; 2 - ролик; 3 - цепная передача; 4 - вал; 5 - мотор-редуктор; 6 - блокировочный ролик; 7 - автомобильное колесо; 8 - датчик давления.
Так же, как и инерционные, они выполнены в виде двух пар роликов, соединенных цепными передачами. Каждая пара роликов имеет автономный привод от соединенного с ним жестким валом электродвигателя мощностью 4 - 13 кВт с встроенным редуктором (мотор-редуктором). Вследствие использования редукторов планетарного типа, имеющих высокие передаточные отношения (32 - 34), обеспечивается невысокая скорость вращения роликов при испытаниях тормозов, соответствующая 2 - 4 км/ч скорости автомобиля. На роликах стенда нанесены насечка или специальное асфальтобетонное покрытие, обеспечивающее стабильность сцепления колес с роликами. Для обеспечения компактности конструкции и удобства монтажа блоки роликов установлены в общей раме. Стенд должен быть укомплектован датчиком усилия на тормозной педали и обеспечивать возможность определения максимальной тормозной силы и времени срабатывания тормозного привода. Преимуществами тормозных стендов силового типа являются их достаточно высокая точность, а низкая скорость вращения роликов при испытании тормозов определяет их высокую технологичность. К недостаткам стендов относится их металло- и энергоемкость. Наиболее удобны эти стенды при проведении операционного контроля, когда с их использованием определяется эффективность тормозов, проводятся при необходимости регулировочные работы и повторной проверкой оценивается качество выполненных регулировок. Для стендов силового типа имеются разработки по применению автоматизации процесса диагностирования, что в значительной мере повышает информативность и достоверность результатов диагностирования.
3.2 Оборудование для диагностирования рулевого управления
3.2.1 Оборудование для измерения люфта в рулевом управлении
Рулевое управление в целом проверяют прибором модели К-187. Прибор К-187 переносного типа, включает в себя динамометр со шкалой и люфтомер, который крепится на рулевом колесе; стрелка люфтомера крепится на рулевой колонке.Он позволяет определить суммарный люфт (по углу поворота рулевого колеса), а также общую силу трения, для чего передние колеса вывешивают, чтобы устранить трение шин в пятне контакта, и специальным динамометром измеряют усилие поворота рулевого колеса.
При обслуживании рулевых систем, снабженных гидроусилителем, дополнительно применяют установку модели К465М, которая позволяет определить утечку масла, давление гидравлического, насоса, производительность насоса. Износ шкворневого узла переднего моста грузового автомобиля проверяют прибором модели Т-1 .
Так же существуют более точные и удобные в эксплуатации приборы для измерения суммарного люфта в рулевом управлении, разработанные отечественными учеными. Например, динамометр с гидравлическим люфтомером на диске для диагностирования рулевого управления .
Измерительный элемент этого прибора - герметичная прозрачная ампула с жидкостью и оставленным в ней пузырьком воздуха. Опытный образец представлен на рис. 3.4.
Прибор выполнен из трех соединенных в один блок конструктивных частей: динамометра, люфтомера и присоединительного устройства.
Динамометр двухстороннего действия оснащен двумя динамометрическими рукоятками 1 со шкалами 2 и фиксаторными кольцами 7. Его пружины размещены в цилиндрическом корпусе, закрытом крышками 12.
Люфтомер скомпонован на диске 6 и представляет собой герметичную прозрачную ампулу 5, заполненную низкозамерзающей жидкостью (спиртом) с оставленным пузырьком воздуха 4. Указанная ампула проградуирована и совмещена со шкалой 3 люфтомера, состоящей из двух частей – соответственно с началом отсчета слева направо и справа налево. Диск 6 установлен во втулке 8 с возможностью вращения как влево, так и вправо. Осевое перемещение диска 6 ограничено двумя установочными винтами 11.
Рис. 3.4 - Прибор для проверки рулевого управления ДЛ-Г (динамометр-люфтомер гидромеханический):
1 – динамометрическая рукоятка; 2 – шкала динамометра; 3 – шкала люфтомера; 4 – пузырек воздуха; 5 – ампула; 6 – диск люфтомера; 7 – фиксаторное кольцо; 8 – втулка диска; 9 – кронштейн; 10 – нажимной винт; 11 – установочный винт; 12 – крышка динамометра.
Присоединительное устройство состоит из Г-образного кронштейна 9 с запрессованной в него гайкой, в которую ввинчен нажимной винт 10. Для компоновки прибора в один узел втулка 8 жестко присоединена к цилиндру динамометра сверху, а кронштейн 9 также присоединен к этому корпусу, но снизу.
Принцип работы динамометра-люфтомера. Прибор закрепляют винтом 10 к нижней или верхней точке обода рулевого колеса. При этом желательно, чтобы плоскость диска 6 была параллельна плоскости вращения указанного обода. Фиксаторные кольца 7 прижимают к крышкам 12. Прибор готов к работе.
Усилие на ободе рулевого колеса (силу трения) проверяют повертыванием обода за динамометрические рукоятки 1 из одного крайнего положения в другое. Происходит деформация пружин и вследствие этого – перемещение рукояток, а также – смещение фиксаторных колец по указанным рукояткам. Когда рукоятки отпускают, они возвращаются в исходное положение, а кольца удерживаются на них благодаря силе трения. По положению визирной линии на кольце 7 относительно штрихов шкалы 2 на рукоятке 1 находят результат измерения – максимальное усилие на ободе рулевого колеса.
Для измерения суммарного люфта повертывают рулевое колесо сначала, например, по часовой стрелке, прикладывая к рукоятке 1 заданное (нормированное) усилие и в этом положении устанавливают нуль на люфтомере, вращая диск 6. При этом левый край пузырька 4 воздуха совмещают с нулевой отметкой шкалы люфтомера – крайней риской на ампуле 5. После чего повертывают рулевое колесо в противоположном направлении, прикладывая к другой рукоятке такое же усилие. При вращении рулевого колеса ампула совершает переносное движение, а пузырек воздуха перемещается в ее полости под действием подъемной силы. Поэтому результаты измерений не зависят как от угла наклона обода рулевого колеса к горизонтальной плоскости, так и от диаметра указанного обода. По перемещению пузырька 4 относительно соответствующей шкалы люфтомера – рисок на ампуле 5 определяют люфт рулевого колеса.
При необходимости повторяют измерение с началом поворота обода рулевого колеса в противоположном направлении. Диагностирование завершено. Ослабляют винт 10 и снимают прибор с обода.
3.2.2 Оборудование для измерения углов установки колес
Проездные платформенные или реечные стенды для проверки углов установки колес, схема которых приведена на рисунке 3.5, предназначены для экспресс-диагностирования геометрического положения автомобильного колеса по наличию или отсутствию в пятне контакта боковой силы.
Рис. 3.5 - Средства контроля углов установки колес в динамическом режиме: а - проездной платформенный стенд; б - схема проездного реечного стенда;
в - схема стенда с беговыми барабанами; 1 - платформа поперечного перемещения; 2 - рейка поперечного перемещения; 3 - ведущий барабан; 4 - ведомый барабан осевого перемещения.
Когда углы установки колес не соответствуют требованиям, в пятне контакта возникает боковая сила, которая воздействует на платформу (рейку) и смещает её в поперечном направлении. Смещение регистрируется на измерительном устройстве. Какой угол установки колес надо регулировать, данные стенды не указывают. При необходимости дальнейшее обслуживание автомобиля выполняют на стендах, работающих в статическом режиме.
Платформенные стенды устанавливают под одну колею автомобиля, реечные - под две. Автомобиль проезжает через стенд со скоростью примерно 5 км/ч.
Стенды с беговыми барабанами предназначены для измерения боковых сил в местах контакта управляемых колес автомобиля с опорной поверхностью барабана. Для измерения боковых сил автомобиль устанавливают на стенде и включают электродвигатели бaрабанов. При помощи рулевого колеса, наблюдая за приборами, добиваются равенства боковых сил на обоих колесах. Если показания не соответствуют норме, регулируют схождение. В случае, если требуемого результата достичь не удалось, дальнейшее обслуживание автомобиля выполняют на стендах, работающих в статическом режиме.
Стенды с беговыми барабанами в основном предназначены для автомобилей, у которых предусмотрена регулировка только схождения. Эти стенды металлоемкие и дорогостоящие, поэтому использовать их целесообразно только на крупных АТП .
Стенды, (приборы) для контроля углов установки колес в статическом режиме позволяют измерять углы: продольного и поперечного наклона оси шкворня, развала, соотношения углов поворота, схождения. Эти стенды получили наибольшее распространение из-за простоты конструкции и невысокой стоимости. Функциональные возможности стендов примерно одинаковые, основные различия - в принципе измерения.
Измерение по уровню. На колесо автомобиля крепят прибор и по жидкостным уровням выставляют его «горизонт» (рис. 3.6, а). Поворачивая колеса вправо и влево, определяют, какой наклон получили уровни. Величина этих наклонов зависит от фактических значений углов установки колес. Отечественный прибор данного типа - М2142. Принцип уровня (или отвеса) заложен в измерительные системы большинства современных конструкций. Отклонение колеса от этих базовых положений считывается визуально, а в некоторых конструкциях автоматически и выдается на перфокарту или дисплей.
Рис. 3.6 - Средства контроля углов установки колес в статическом режиме:
1 - прибор с уровнями; 2 - измерительная головка с направляющими; 3 - измерительные стержни; 4 - контактный диск для крепления на колесе; .5 - проектор; 6 - источник светового луча с измерительной шкалой; 7 - зеркальный отражатель.
Измерение контактным способом. На автомобильное колесо строго параллельно его плоскости вращения крепят металлический диск. К нему по направляющим подводят прибор с подвижными измерительными стержнями. По величине утапливания стержней определяют значения углов установки колес (рис. 3.6, б). Выпускаемый в настоящее время стенд такого типа К622 предназначен для легковых автомобилей, но легко может быть модернизирован для грузовых и технологически удобен для измерения углов схождения и развала на поточных линиях технического обслуживания.
Измерение по проецируемому лучу. На автомобильное колесо крепят проектор, посылающий на экран узкий световой или лазерный луч (рис. 3.6, в). Изменяя положение колеса по соответствующим шкалам, поочередно измеряют углы установки колеса, а также геометрию базы автомобиля. Представителем стендов этого типа является модель K111 для легковых автомобилей и K62I – для грузовых.
Измерение по отраженному лучу. На автомобильное колесо крепят трехгранный зеркальный отражатель, центральное зеркало которого должно быть параллельно плоскости качения колеса. На зеркало посылают луч с визирным символом (рис. 3.6, г). Изменяя положение колеса, по положению визира на соответствующих шкалах поочередно определяют углы установки колеса. Стенды данного типа получили наибольшее распространение на АТП (модель 1119М), так как надежны, имеют высокую точность измерения, просты в работе и обслуживании. Для измерения только угла схождения применяют специальную линейку (модель 2182), которая универсальна и пригодна для всех автомобилей. Использование линейки оправдано только при отсутствии другого оборудования, так как обеспечиваемая ею точность примерно в 2 – 4 раза ниже, чем стационарных стендов, что недостаточно для современных автомобилей .
3.3 Диагностическое оборудование, предлагаемое на рынке
3.3.1 Тормозные стенды
В настоящее время на рынке предлагается достаточно широкая номенклатура тормозных диагностических стендов. Наибольшее распространение получили стенды силового типа. Присутствуют как стационарные, так и подкатные модели стендов. В условиях МУП «ВПАТП-7» при достаточно большой производственной программе ТО, а так же для удобства диагностирования тормозного управления перед выездом на линию, следует установить стационарный тормозной стенд.
Стенд СТС-10У-СП-11
Стенд СТС-10У-СП-11 - стационарный универсальный стенд контроля тормозных систем легковых и грузовых автомобилей, автобусов и автопоездов с нагрузкой на ось до 10 т. Результаты измерений обрабатываются на персональном компьютере и выводятся на экран. Измеряет нагрузку на ось, тормозную силу на каждом колесе, усилие на органах управления, выводит тормозные диаграммы.Определяет расчетные параметры по ГОСТ Р 51709-2001: удельную тормозную силу, относительную разность тормозных сил колес оси, асинхронность времени срабатывания тормозного привода звеньев автопоезда.Дополнительно может измерять время срабатывания тормозной системы. В таблице 3.1 приведены основные технические параметры стенда.
Таблица 3.1 – Технические параметры стенда Стенд СТС-10У-СП-11
| Диаметр колес автомобиля, мм | 520 - 1300 |
| Ширина колеи по роликам, мм | 880 - 2300 |
| Начальная скорость торможения, имитируемая на стенде, км/ч, не менее | 4,4 / 2,2 |
| 1 – 6 / 3 - 30 | |
| 100 - 1000 | |
| Предел допускаемой приведенной погрешности, % | 10000 |
| 0 – 1,5 | |
| 15 | |
| 8 | |
| Площадь под оборудование | 6,5*15 |
Рис. 1 – Размещение оборудования в рабочем положении
1 - устройство опорное правое; 2 - устройство опорное левое; 3 - шкаф силовой; 4 - шкаф приборный; 5 – фотоприёмник; 6 - стойка управления; 7 - розетка для подключения стойки управления
Стенд СТМ-8000
Стенд предназначен для контроля эффективности тормозных систем легковых, грузовых автомобилей, автобусов, а так же многоосных полноприводных автомобилей с осевой нагрузкой до 8000 кг, шириной колеи 960-2800 мм.
Стенд может применяться на станциях технического обслуживания АТС, автопредприятиях, станциях государственного технического осмотра для контроля тормозных систем в эксплуатации, при выпуске на линии, а так же при ежегодном техническом осмотре с применением средств диагностирования. Основные технические параметры стенда приведены в таблице 3.2.
Стенд обеспечивает определение следующих параметров:
Масса оси;
Удельная тормозная сила;
Овальность колес диагностируемой оси.
Таблица 3.2 – технические характеристики стенда СТМ-8000
| Диаметр колес автомобиля, мм | 520 - 1300 |
| Ширина колеи по роликам, мм | 800 - 2300 |
| 3,0 / 2,3 | |
| Диапазон измерения тормозной силы на каждом колесе проверяемой оси, кН | 0 - 25 |
| Предел допускаемой приведенной погрешности, % | |
| Диапазон измерения усилия на органе управления, Н | 0 - 1000 |
| Предел допускаемой приведенной погрешности, % | 8000 |
| Диапазон измерения времени срабатывания тормозной системы, с | 0 – 1,5 |
| Время установления рабочего режима, мин, не более | 15 |
| Время непрерывной работы, ч, не меннее | 8 |
| Площадь под оборудование | 6*15 |
Стенд Cartec BDE 3504-10t (spec CeSi)
Стенд CartecBDE 3504-10t (specCeSi) - компьютерный роликовый тормозной стенд для грузовых автомобилей, автобусов и автопоездов с нагрузкой на ось до 10 т. Ролики стенда имеют керамо-кремниевое покрытие, имитирующее дорожное полотно. Стенд имеет два следящих ролика. Стенд включается только тогда, когда оба следящих ролика опущены вниз (т.е. автомобиль находится на тормозном стенде), это предотвращает случайный запуск и обеспечивает дополнительную безопасность. В комплекте со стендом поставляется фундаментальная рама, значительно облегчающая подготовку фундамента диагностической линии и снижающая вероятность ошибок при установке оборудования.
Для воссоздания на стенде условий испытаний, наиболее близких к реальным дорожным условиям, автомобили необходимо диагностировать в груженном состоянии. Для этих целей в комплекте оборудования стенда имеется устройство для имитации нагрузки на автомобиль. Оно состоит из двух гидроцилиндров, устанавливаемых в смотровой канаве и прикрепляемых посредством цепей к раме или оси автомобиля. Усилие, создаваемое гидроцилиндрами, прижимает колеса автомобиля к роликам и таким образом имитирует загрузку автомобиля. В таблице 3.3 приведены технические характеристики стенда.
Стенд измеряет следующие параметры:
Масса оси;
Усилие на органе управления;
Относительная разность тормозных сил одной оси;
Удельная тормозная сила;
Время срабатывания тормозной системы;
Овальность колес диагностируемой оси;
Усилие свободного вращения колес.
Таблица 3.3 – Технические характеристики стенда CartecBDE 3504-10t
| Диаметр колес автомобиля, мм | 520 - 1300 |
| Ширина колеи по роликам, мм | 850 - 2300 |
| Скорость торможения, имитируемая на стенде, км/ч | 2,8 / 2,2 |
| Диапазон измерения тормозной силы на каждом колесе проверяемой оси, кН | 0 – 6 / 0 - 30 |
| Предел допускаемой приведенной погрешности, % | |
| Диапазон измерения усилия на органе управления, Н | 0 - 1000 |
| Предел допускаемой приведенной погрешности, % | 10000 |
| Диапазон измерения времени срабатывания тормозной системы, с | 0 – 1,5 |
| Время установления рабочего режима, мин, не более | 15 |
| Время непрерывной работы, ч, не меннее | 10 |
| Площадь под оборудование | 5*15 |
Результаты сравнительного анализа рассмотренных стендов приведены в таблице 3.4.
Таблица 3.4 – Сравнительные характеристики тормозных стендов
Проведя сравнение трех выбранных тормозных стендов, можно заключить, что стенд фирмы Cartec, в отличие от других рассмотренных, помимо требуемых по ГОСТ Р 51709-2001 параметров тормозных систем дополнительно определяет овальность тормозных барабанов диагностируемой оси и усилие свободного вращения колес. Так же важна возможность имитации загрузки автомобиля, что позволяет оценить работу тормозной системы автобуса при движении его с пассажирами. Поэтому данный стенд является наиболее предпочтительным для установки в МУП «ВПАТП-7».
3.3.2 Стенды регулировки углов установки колес
Рассмотрим диагностические стенды для регулировки углов установки колес, пользующиеся наибольшим спросом на рынке диагностического оборудования.
Стенд КДС-5К Т
Компьютерный диагностический стенд КДС-5К Т предназначендля регулировки углов установки управляемых колёсгрузовых автомобилей и автобусов. Параметры, измеряемые стендом, пределы и погрешности измерений приведены в таблице 3.5.
Таблица 3.5 – Характеристики стенда КДС-5К Т
Цена стенда КДС-5К Т составляет 270 тысяч рублей.
Стенд Техно Вектор 4108
Компьютерный стенд регулировки углов установки колес, предназначенный для любых автомобилей с диаметром обода от 12 до 24 дюймов. Характеристики параметров, измеряемых стендом, приведены в таблице 3.6.
Таблица 3.6 - Характеристики стенда Техно Вектор 4108
Результаты измерений до и после регулировки выводятся на дисплей и печатающее устройство.
Цена стенда составляет 250 тысяч рублей.
Стенд HunterPA100 – компьютерный стенд с инфракрасными датчиками для регулировки углов установки колес. В комплекте со стендом поставляются самоцентрирующиеся захваты на колеса, рассчитанные на диаметр обода от 10 до 24 дюймов. Инфракрасные датчики позволяют измерять углы схождения с точностью до 1’. Особенность данного стенда – отсутствие жесткого диска. Программное обеспечение построено на платформе операционной системы Linux, в качестве носителя используется флеш-карта, в следствие чего стенд практически невозможно вывести из строя программным путем. Наименование и точность измеряемых стендом параметров приведены в таблице 3.7.
Таблица 3.7 – Характеристики стенда HunterPA100
Цена стенда составляет 295 тысяч рублей.
Из трех рассмотренных диагностических стендов наиболее предпочтительным вариантом является стенд фирмы Hunter, так как он обеспечивает достаточно высокую точность измерения всех необходимых параметров в сочетании с более высокой надежностью, что обеспечивается инфракрасной связью датчиков, устанавливаемых на колеса, в отличие от лазерных или кордовых, а так же наличием стойкой к сбоям операционной системы.
Заключение
Актуальность темы данной работы обусловлена сложившейся неблагоприятной обстановкой на дорогах города, большим количеством ДТП. В сорока процентах случаев одной из причин ДТП является неудовлетворительное техническое состояние систем автомобиля, отвечающих за активную безопасность. В ДТП с участием автобусов опасности подвергается здоровье гораздо большего числа людей, чем с участием легковых автомобилей. Поэтому в условиях ПАТП особенно важно уделять повышенное внимание техническому состоянию систем активной безопасности подвижного состава.
В первом разделе работы были рассмотрены требования ГОСТ Р 51709-2001 к техническому состоянию систем тормозного и рулевого управления и методы их проверки. Методы проверки тормозных систем на диагностических стендах являются предпочтительными по отношению к проверкам в дорожных условиях, так как дорожные испытания сложно организовать в условиях ограниченной территории ПАТП, и их результаты не дают полной информации о состоянии системы в целом и отдельных ее узлов.
Во втором разделе проведен анализ оснащенности МУП «ВПАТП-7» оборудованием для диагностирования тормозного и рулевого управления. Необходимое диагностическое оборудование отсутствует, а имеющее сильно устарело. Свободные производственные площади зоны ТО-2 позволяют разместить стенды для диагностирования систем тормозного и рулевого управления.
В третьем разделе проведен анализ рынка диагностического оборудования, выбраны некоторые из подходящих диагностических стендов. Произведен сравнительный анализ стендов, выбраны оптимальные для установки в МУП «ПАТП-7» модели.
Применение данных стендов как для ТО, так и для диагностики перед выездом на линию, повысит производительность работ по техническому обслуживанию и снизит риск возникновения ДТП из-за неисправности систем тормозного и рулевого управления.
Данная тема является объемной, в рамках бакалаврской работы не может быть раскрыта в полной мере. Изучение данной темы может быть продолжено далее для более полного освещения затронутых вопросов.
Список использованной литературы
1. ГОСТ Р 51709 – 2001. Автотранспортные средства: требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки. – М.: Изд-во стандартов, 2001. – 73 с.
2. Контрольно-счетная палата Волгограда [Электронный ресурс], 2009.
3. Осипов, А.Г. Новые устройства, повышающие достоверность диагностирования тормозных систем АТС / А.Г. Осипов // Автомобильная промышленность – М., 2009. – № 9. – С. 27 – 30.
4. Пат. 2161787 Российская Федерация. Динамометр с гидравлическим люфтомером на диске для диагностирования рулевого управления / В.Н.Хабардин, С.В.Хабардин, А.В.Хабардин; опубл. 17.06.01, Бюл. № 1. – 6с.: ил.
5. Спичкин, Г.В. Практикум по диагностированию автомобилей [Электронный ресурс] / Г.В. Спичкин, А.М. Третьяков. – М.: Высш. шк., 1986.
6. Теория авто: все об устройстве автомобиля [Электронный ресурс], 2010. –
7. Техническая эксплуатация автомобилей: конспект лекций [Электронный ресурс], 2009.
8. Технология технического обслуживания автобусов ЛиАЗ-525625 с двигателем Caterpillar-3116. – ООО «Ликинский автобус», 2004. – 276 с.
9. Устройство автомобиля [Электронный ресурс], 2007
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ
УНИВЕРСИТЕТ
Кафедра эксплуатации автомобилей
ДИАГНОСТИРОВАНИЕ И РЕГУЛИРОВКА
РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
Методические указания к лабораторной работе по курсам
«Техническая эксплуатация транспортных средств»
и «Техническая диагностика на транспорте» для студентов
специальностей 150200 «Автомобили и автомобильное хозяйство»
и 240400 «Организация и безопасность дорожного движения»
дневной формы обучения
Составители А.И.ПОДГОРНЫЙ
Д.В.ЦЫГАНКОВ
Утверждены на заседании кафедры
Протокол № 1 от 3.09.02
Рекомендованы к печати учебно-методической комиссией специальности 150200
Протокол №6 от 16.10.02
Электронная копия находится в библиотеке главного корпуса
ГУ КузГТУ
КЕМЕРОВО 2002
1
Цель работы: получить практические навыки по диагностированию и регулировке рулевого управления согласно ГОСТ Р 51709-2001.
Перед выполнением работы следует изучить:
1) назначение, принцип действия и особенности конструкций рулевых управлений, применяемых на отечественных и импортных автомобилях;
2) методы диагностирования и требования, предъявляемые к рулевым управлениям;
3) устройство и принцип действия оборудования, применяемого в ла- бораторной работе;
4) порядок выполнения работы.
импортных автомобилях
Рулевое управление обеспечивает необходимое направление движения автомобиля путем раздельного или согласованного поворота его управляе- мых колес. Совокупность механизмов, служащих для поворота управляе- мых колес, называется рулевым управлением. Рулевое управление включает рулевой механизм, который осуществляет передачу усилия от водителя к рулевому приводу, рулевой привод, который осуществляет передачу усилия от рулевого механизма к управляемым колесам, а у некоторых автомобилей рулевой усилитель, облегчающий поворот управляемых колес. Схема руле- вого управления показана на рис. 1.1.
Каждое управляемое колесо установлено на поворотной цапфе 13, со- единенной с балкой моста 11 шкворнем 8. Шкворень неподвижно закреплен в балке, и его верхний и нижний концы входят в проушины поворотной цапфы. При повороте цапфы за рычаг 7 она вместе с установленным на ней управляемым колесом поворачивается вокруг шкворня. Поворотные цапфы соединены между собой рычагами 9 и 12 и поперечной тягой 10. Поэтому управляемые колеса поворачиваются одновременно.
Поворот управляемых колес осуществляется при вращении водителем рулевого колеса 1. От него вращение передается через вал 2 на червяк 3, на- ходящийся в зацеплении с сектором 4. На валу сектора закреплена сошка 5, поворачивающая через продольную тягу 6 и рычаг 7 поворотные цапфы с управляемыми колесами.
2
Рис. 1.1. Схема рулевого управления:
1 – рулевое колесо; 2 – рулевой вал; 3 – червяк; 4 – сектор; 5 – рулевая сошка; 6 – продольная тяга; 7, 9 и 12 – рычаги поворотных цапф;
8 – шкворень; 10 – поперечная тяга; 11 – балка моста; 13 – поворотная цап- фа
Рулевое колесо 1, вал 2, червяк 3 и сектор 4 образуют рулевой меха- низм, увеличивающий момент, прикладываемый водителем к рулевому ко- лесу для поворота управляемых колес. Сошка 5, продольная тяга 6, рычаги
7, 9 и 12 поворотных цапф и поперечная тяга 10 составляют рулевой при- вод, передающий усилие от сошки к поворотным цапфам обоих управляе- мых колес. Поперечная тяга 10, рычаги 9 и 12 образуют рулевую трапецию, обеспечивающую необходимое соотношение между углами поворота управляемых колес.
Увеличение момента рулевым механизмом оценивается передаточным числом рулевого механизма, представляющим собой отношение угла пово- рота рулевого колеса к углу поворота сошки. В зависимости от типа рулево- го механизма (его рабочей пары) передаточное число может быть постоян- ным или переменным, т.е. менять свое значение в процессе поворота колеса.
У легковых автомобилей передаточное число рулевого механизма составля- ет 12-20, а у грузовых автомобилей 15-25. Передаточное число рулевого привода зависит от отношения плеч рычага поворотной цапфы и рулевой
3
сошки. При повороте управляемых колес вследствие изменения наклона этих рычагов передаточное число рулевого привода изменяется в среднем от 0,85 до 1,1.
Рис. 1.2. Схема рулевого управления при независимой подвеске:
1 – стойка; 2 – поворотная цапфа; 3 – рычаг поворотной цапфы; 4 и 9 – боковые тяги; 5 – маятниковый рычаг; 6 – сошка; 7 – рулевой механизм; 8 – средняя тяга
Поперечная тяга состоит из трех частей: средней тяги 8 и шарнирно соединенных с ней двух боковых тяг 4 и 9. Средняя тяга одним концом со- единена с сошкой 6, а другим – с маятниковым рычагом 5, поворачиваю- щимся вокруг опоры на кузове автомобиля. Шарнир, соединяющий каждую боковую тягу со средней тягой, близко расположен к оси качания колеса.
Поэтому тяга не вызывает произвольного поворота колеса при деформации упругого элемента подвески .
4
1.1. Рулевые механизмы
Рулевой механизм включает в себя рулевую пару (иногда называют рулевой передачей), размещенную в картере, рулевой вал, рулевую колонку и рулевое колесо.
Из условий компоновки рулевого механизма рулевой вал может со- стоять из двух или трех частей, соединяемых карданными шарнирами.
К конструкции рулевых механизмов предъявляется ряд специальных требований: высокий КПД в прямом направлении (при передаче усилия от рулево- го колеса) для облегчения управления автомобилем и несколько понижен- ный КПД в обратном направлении для снижения силы толчков , передавае- мых на рулевое колесо от управляемых колес при наезде на неровности; обратимость рулевой пары, чтобы рулевой механизм не препятствовал стабилизации управляемых колес; минимальный зазор в зацеплении элементов рулевой пары в нейтраль- ном положении управляемых колес и в некотором диапазоне углов поворота
(беззазорное зацепление) при обязательной возможности регулирования за- зора в процессе эксплуатации; заданный характер изменения передаточного числа рулевого механиз- ма; травмобезопасность рулевого механизма, чтобы при лобовом столкно- вении он не был причиной травмы водителя.
Классификация рулевых механизмов представлена на рис. 1.3.
Рис. 1.3. Классификация рулевых механизмов
5
1.1.1. Зазоры в зацеплении рулевой пары
Оптимальная характеристика зазора в зацеплении рулевой пары пока- зана на рис. 1.4. С ростом угла поворота рулевого колеса зазор должен уве- личиваться, что необходимо для предотвращения заедания рулевой пары после регулирования зацепления при износе, который в основном имеет ме- сто в зоне, соответствующей малым углам поворота рулевого колеса. Зазор в зацеплении рулевой пары должен определяться при отсутствии осевого за- зора рулевого вала.
Рис. 1.4. Зазоры в зацеплении рулевой пары
Суммарный зазор в рулевом управлении составляют зазоры в рулевом механизме и рулевом приводе, он определяется по углу свободного поворо- та рулевого колеса при нейтральном положении управляемых колес. Повы- шенный суммарный зазор недопустим, так как он может привести к виля- нию управляемых колес и ухудшению устойчивости.
В эксплуатации повышенный зазор в рулевом управлении может поя- виться при увеличении зазоров: в подшипниках управляемых колес; в шкворнях или шаровых опорах бесшкворневой подвески; в сочленениях ру- левого привода; в результате слабой затяжки рулевой сошки на валу сошки или слабого крепления картера рулевого механизма; рулевого вала; в зацеп- лении рулевой пары. При установлении причин повышенного зазора в руле- вом управлении и устранении их должна быть соблюдена последователь- ность, соответствующая приведенному выше перечислению этих причин.
6
1.1.2. Шестеренные рулевые механизмы
Шестеренные рулевые механизмы выполняют в виде редуктора из зубчатых колес (применяется редко) или в виде пары из шестерни 2 и рейки
3 (рис. 1.5). Реечные рулевые механизмы получают все более широкое при- менение на легковых автомобилях малого (ВАЗ-2108, ЗАЗ-1102 и
ВАЗ-1111), среднего и даже большого классов.
Достоинствами реечных рулевых механизмов являются простота и компактность конструкции, обеспечивающие им наименьшую стоимость по сравнению с рулевыми механизмами других типов, высокий КПД
(η↓РМ = ηРМ = 0,90…0,95). С реечным рулевым механизмом можно при- менять четырехшарнирный рулевой привод при независимой подвеске ко- лес. Из-за высокого значения обратного КПД такой механизм без усилителя целесообразно устанавливать только на легковых автомобилях малого клас- са, так как в этом случае толчки со стороны дороги, которые передаются на рулевое колесо, в некоторой степени могут поглощаться в результате тре- ния рейки и металлокерамического упора. На легковых автомобилях более высокого класса необходим рулевой усилитель, который поглощает толчки.
Рис. 1.5. Реечный рулевой механизм:
1 – рулевой вал; 2 – шестерня; 3 – рейка; 4 – упор
7
1.1.3. Червячные рулевые механизмы
Червячные рулевые механизмы применяют как на легковых, так и на грузовых автомобилях и автобусах. Наибольшее распространение получили червячно-роликовые рулевые механизмы (ВАЗ моделей 2105, 2106, 2107
«Москвич-2140», ГАЗ-3102, ГАЗ-53А, УАЗ и др.). Рулевые пары состоят из глобоидного червяка и двух- или трехгребневого ролика. В редких случаях для автомобилей особо малого класса применяют одногребневый ролик.
Упрощенная схема червячно-роликовой рулевой пары показана на рис. 1.6, а.
Рис. 1.6. Червячно-роликовый рулевой механизм: а – схема; б – конструкция; 1 – вал сошки; 2 – трехгребневый ролик;
3 – глобоидный червяк; 4 – сошка
Глобоидный червяк предназначен для увеличения рабочего угла (угла, определяемого зацеплением рулевой пары) поворота вала сошки. Червяк ус- танавливают на радиально-упорных шариковых или конических роликовых подшипниках, а ролик – на шариковых или игольчатых подшипниках в пазу
a)
б)
8
вала сошки. Иногда и в опорах вала сошки используют подшипники ка- чения. Все это обеспечивает таким механизмам сравнительно высокий
КПД:
η↓
РМ
= 0,85, η
РМ
= 0,70.
Передаточное число рулевых механизмов с двух- и трехгребневым роликом, определяемое отношением числа зубьев червячного колеса (ролик рассматривается как сектор червячного колеса) к числу заходов червяка , практически постоянное. Червяк, как правило, однозаходный. Зазор в заце- плении ролика с червяком переменный, что может быть обеспечено при разных значениях радиусов дуги образующей червяка и траектории роли- ка. Разница этих радиусов позволяет регулировать зазор в зацеплении, т. е. сближать элементы пары, не опасаясь их заклинивания в крайних положе- ниях. Для расширения зоны беззазорного зацепления в ряде конструкций червячно-роликовых пар червяк посажен эксцентрично относительно оси рулевого вала.
Пример конструкции рулевого механизма с червячно-роликовой парой показан на рис. 1.6, б. Этот механизм, устанавливаемый на автомобиле ГАЗ-
3102, имеет, как все механизмы такого типа, две регулировки: осевого зазо- ра при помощи прокладок под передней крышкой и зацепления при помощи регулировочного винта, перемещающего вал сошки вместе с роликом, на- чальное смещение оси которого относительно оси червяка составляет 6...6,5 мм. Для обеспечения хорошего контакта ролика с червяком ось ролика рас- положена не перпендикулярно оси вала сошки, а имеет наклон, угол кото- рого близок среднему углу наклона витков червяка.
Рис.1.7. Червячно-секторный рулевой механизм:
1 – червяк; 2 – боковой сектор; 3 – рулевой вал; 4 – распределитель усилителя
9
На некоторых грузовых автомобилях «Урал-4320» (рис. 1.7) устанав- ливают червячно-секторные рулевые механизмы с боковым сектором.
В рулевой паре этого типа обеспечивается достаточно малое давление на зубья при передаче больших усилий. Передаточное число механизма практически постоянное.
Наличие трения скольжения в паре обусловливает сравнительно низ- кий КПД этого рулевого механизма (η↓
РМ
= 0,65 – 0,75;
η
РМ
= 0,55 – 0,60). Здесь рулевой вал с червяком установлен на цилиндри- ческих роликовых подшипниках, допускающих некоторое осевое переме- щение в пределах перемещения закрепленного на нем золотника гидроуси- лителя. Вал сошки, выполненный как одно целое с боковым сектором, уста- новлен на игольчатых подшипниках. Зазор в зацеплении червяка с зубчатом сектором переменный, наименьший в среднем положении сектора, что дос- тигается нарезкой зубьев сектора специальной формы.
Зацепление регулируют, изменяя толщину прокладок под крышкой, имеющей выступ, упирающийся в торец сектора.
1.1.4. Винтовые рулевые механизмы
Винтовые рулевые механизмы могут иметь различное конструктивное исполнение: винторычажные («винт – гайка – рычаг», «качающийся винт и гайка», «винт и качающаяся гайка») и винтореечные.
Винторычажные рулевые механизмы в настоящее время применяются редко, так как имеют низкий КПД и компенсировать износ регулировкой невозможно. Широко применяются на автомобилях всех типов (ЗИЛ, Ка- мАЗ, МАЗ, БелАЗ, КАЗ, «Магирус» и др.) винтореечные рулевые механиз- мы, включающие в себя винт 1, шариковую гайку-рейку 2 и сектор 3, вы- полненный за одно целое с валом сошки (рис. 1.8, а).
КПД винтореечного механизма высокий в обоих направлениях
(η↓
РМ
= η
РМ
= 0,80 – 0,85), поэтому без усилителя, воспринимающего толч- ки со стороны дороги, его целесообразно устанавливать только на легковые автомобили малого класса.
Беззазорное зацепление в среднем положении этого механизма осуще- ствляется при помощи следующих мероприятий: профиль канавок винта и гайки эллиптический, образованный двумя дугами несколько большего радиуса, чем радиус шарика, что дает возмож- ность шарику соприкасаться с профилем канавки в двух точках канавки винта и в двух точках канавки гайки. Винты, гайки и шарики рассортировы- вают на несколько групп с последующей селективной сборкой; зубья сектора (рис. 1.8, б) нарезают из центра смещенного относи- тельно оси вала сошки, это позволяет устранять зазор после износа, не опа-
10
саясь заклинивания в крайних положениях, где зуб сектора имеет меньшую толщину, чем в середине сектора.
Рис.1.8. Винтореечный рулевой механизм:
1 – винт; 2 – шариковая рейка – гайка; 3 – сектор
Зазор в зацеплении сектора и рейки переменный. Регулируют зацепле- ние винтом, перемещающим вал сошки вместе с сектором, зубья которого нарезаны под углом к валу сошки.
a)
б)
11
На ряде автомобилей (КАЗ, МАЗ, КрАЗ) в настоящее время применя- ют винтореечные рулевые механизмы, в которых зубья нарезаны парал- лельно оси вала сошки, т. е. не имеют клиновидной формы (рис. 1.9).
Рис.1.9. Винтореечный рулевой механизм автомобиля КАЗ-4540
12
Зацепление в этих механизмах регулируют поворотом двух вклады- шей 1 и 2 (рис. 1.9.), в которые запрессованы подшипники скольжения, внутренняя поверхность которых эксцентрична.
1.1.5. Кривошипные рулевые механизмы
Их применяют сравнительно редко: одношиповые рулевые механизмы
(рис. 1.10, а) до середины сороковых годов устанавливали на грузовых ав- томобилях ЗИС.
Рис. 1.10. Кривошипные рулевые механизмы
Двухшиповые рулевые механизмы (рис. 1.10, б) позволяют увеличить угол поворота вала сошки на угол γ и снизить давление на шип в среднем положении, когда оба шипа находятся в зацеплении с червяком (в крайних положениях один шип выходит из зацепления). При установке шипов на подшипниках (рис. 1.10, в) КПД кривошипного рулевого механизма такой же, как КПД червячно-роликового рулевого механизма. Передаточное число кривошипного рулевого механизма может быть постоянным или перемен-
а)
б)
в)
13
ным – это зависит от способа нарезки червяка. Рулевые механизмы этого типа могут быть регулируемыми. Для этой цели шипы выполняют конус- ными соответственно профилю нарезки червяка. Глубина нарезки различна в средней части и по краям, благодаря чему может быть обеспечен доста- точный диапазон беззазорного зацепления.
1.1.6. Травмобезопасные рулевые механизмы
Рулевой механизм может быть причиной серьезной травмы водителя при лобовом столкновении автомобиля с препятствием. Травма может быть нанесена при смятии передней части автомобиля, когда весь рулевой меха- низм перемещается в сторону водителя. Поэтому картер рулевого механиз- ма необходимо располагать в таком месте, где деформация при лобовом столкновении будет наименьшей.
Водитель может получить травму также при резком перемещении впе- ред в результате лобового столкновения. Ремни безопасности при слабом их натяжении не предохраняют от столкновения с рулевым колесом или руле- вым валом, когда перемещение вперед составляет 300…400 мм. Для пасса- жиров такое перемещение обычно не приводит к опасным последствиям.
По статистике лобовые столкновения автомобилей составляют свыше
50% всех дорожно-транспортных происшествий. Вследствие этого как меж- дународные, так и национальные правила предписывают установку на ав- томобилях травмобезопасных рулевых механизмов.
Существуют некоторые нормативы для испытания травмобезопасных рулевых механизмов. Так, при лобовом ударе (удар о бетонный куб при движении со скоростью 14 м/с (50 км/ч) верхний конец рулевого вала не должен перемещаться внутрь салона (кабины) в горизонтальном направле- нии более чем на 127 мм). На специальном манекене регистрируется вели- чина усилия в горизонтальном направлении на уровне груди манекена при скорости 5,5 м/с (24 км/ч). Это усилие не должно превосходить 11,34 кН.
Существуют травмобезопасные рулевые механизмы различных конст- рукций. Основное требование к ним – поглощение энергии удара, а следо- вательно, снижение усилия, наносящего травму водителю.
Первоначально для придания рулевым механизмам травмобезопасных свойств устанавливали рулевое колесо с утопленной ступицей и с двумя спицами, что позволило значительно снизить тяжесть наносимых повреж- дений при ударе. В дальнейшем, кроме этого, стали устанавливать специ- альный энергопоглощающий элемент.
На рис. 1.11 приведен рулевой механизм автомобиля ВАЗ-2121. Здесь рулевой вал состоит из трех частей, связанных карданными шарнирами.
При лобовом столкновении, когда передняя часть автомобиля деформиру-
14
ется, рулевой вал складывается, при этом перемещение верхней части руле- вого механизма внутрь салона незначительно. Перемещение рулевого меха- низма сопровождается некоторым поглощением энергии удара при деформации кронштейна крепления рулевого вала. Особенность крепления кронштейна заключается в том, что два из четырех болтов (передние) крепят кронштейн через пла- стинчатые шайбы, которые при ударе деформируются и проваливаются че- рез прямоугольные отверстия кронштейна, а сам кронштейн деформирует- ся, поворачиваясь относительно фиксированных точек крепления.
Рис. 1.11. Травмобезопасный рулевой механизм автомобиля ВАЗ-2121
На автомобиле ГАЗ-3102 энергопоглощающий элемент травмобезо- пасного рулевого механизма представляет собой резиновую муфту, уста- новленную между верхней и нижней частями рулевого вала (рис. 1.12).
В ряде зарубежных конструкций энергопоглощающим элементом ру- левого механизма служит сильфон, соединяющий рулевое колесо с рулевым валом (рис. 1.13, а) или сам рулевой вал, в верхней части представляющий собой перфорированную трубу (рис. 1.13, б). На рисунке показаны последо- вательно фазы деформации перфорированной трубы и максимальная де- формация, которая для этой конструкции значительна.
15
Рис. 1.12. Травмобезопасный рулевой механизм автомобиля ГАЗ-3102:
1 – фланец; 2 – предохранительная пластина; 3 – резиновая муфта
Некоторое применение нашли энергопоглощающие элементы рулевых механизмов, в которых две части рулевого вала соединяются при помощи нескольких продольных пластин, привариваемых к концам соединяемых валов и деформирующихся при ударе. Такое энергопоглощающее устройст- во носит название «японский фонарик».
16
Рис. 1.13. Травмобезопасные рулевые механизмы: а – с энергопоглощающим сильфоном; б – с перфорированным труб- чатым рулевым валом
1.2. Рулевые приводы
К рулевому приводу предъявляют следующие требования: правильное соотношение углов поворота колес, отсутствие автоколебаний управляемых колес, а также самопроизвольного поворота колес при колебаниях автомо- биля на подвеске.
Рулевой привод включает рулевую трапецию, рычаги и тяги, связы- вающие рулевой механизм с рулевой трапецией, а также рулевой усилитель, устанавливаемый на ряде автомобилей.
1.2.1. Рулевая трапеция
В зависимости от компоновочных возможностей рулевую трапецию располагают перед передней осью (передняя рулевая трапеция) или за ней
(задняя рулевая трапеция). При зависимой подвеске колес применяют тра- пеции с цельной поперечной тягой; при независимой подвеске – только тра- пеции с расчлененной поперечной тягой, что необходимо для предотвраще- ния самопроизвольного поворота управляемых колес при колебаниях авто- мобиля на подвеске.
17
1.2.2. Поперечная тяга
Для ее изготовления обычно применяют бесшовную трубу, на резьбо- вые концы которой навертывают наконечники с шаровыми пальцами. Дли- на поперечной тяги должна быть регулируемой , так как она определяет схождение колес. При зависимой подвеске, когда применяется неразрезная трапеция, регулирование выполняют поворотом поперечной тяги относи- тельно наконечников (при освобождении стопорных гаек). Так как резьба, нарезанная на концах тяги, имеет разное направление, то поворот тяги вы- зывает изменение расстояния между шарнирами поперечной тяги. Часто шаг резьбы на разных концах тяги делают неодинаковым для более точной регулировки.
Наличие зазора в шарнирах поперечной тяги недопустимо, поэтому предпочтительно применение шарниров с автоматическим регулированием зазора в процессе изнашивания, что возможно, когда усилие пружины на- правлено по оси шарового пальца 2 (рис. 1.14, а).
На рис. 1.14, б показан шарнир поперечной тяги (автомобили МАЗ), где зазор, образовавшийся в результате изнашивания, выбирают, вращая гайку 3, сжимающую пружину, для чего необходимо снять наконечник тяги.
1.2.3. Продольная тяга
Связывающая сошку с поворотным рычагом тяга применяется глав- ным образом при зависимой подвеске. Кинематические перемещения про- дольной тяги и подвески должны быть согласованы, чтобы исключить са- мопроизвольный поворот управляемых колес при деформации упругого элемента подвески. Компоновка, показанная на рис. 1.15, а, не обеспечивает необходимого согласования траекторий переднего конца продольной тяги 2 и центра колеса. Поэтому при вертикальных и угловых колебаниях автомо- биля возникает «рыскание» управляемых колес.
Сравнительно хорошее согласование может быть получено при распо- ложении рулевого механизма перед передней осью (рис. 1.15, б) или при расположении рулевого механизма за передней осью и передним располо- жением серьги листовой рессоры 3. Однако при переднем расположении серьги продольные силы, возникающие при наезде передних колес на пре- пятствие, в большей степени передаются на раму автомобиля. Шаровые шарниры (рис. 1.14, в), размещенные по концам тяги, поджимаются жест- кими пружинами 4, при-
18
Рис. 1.14. Конструкции шарниров рулевых тяг чем расположение шарниров и пружин дает возможность несколько амор- тизировать удары, воспринимаемые как левым, так и правым управляемыми колесами .
Рис. 1.15. Продольные рулевые тяги: а и б – схемы расположения
19
Требования и методы проверки рулевого управления регламентируют- ся ГОСТ Р 51709-2001 «Автотранспортные средства. Требования безопас- ности к техническому состоянию и методы проверки». Этот ГОСТ вступил в действие с 1 января 2002 г., сменив известный ГОСТ 25478-91 с тем же названием. В ГОСТ Р 51709-2001 произошли очень серьезные изменения, касающиеся рулевого управления.
Основным оборудованием, необходимым для проверки рулевого управления, является прибор для определения суммарного люфта в рулевом управлении – люфтомер. Согласно ГОСТ 25478-91 суммарным люфтом в рулевом управлении назывался суммарный угол, на который поворачивает- ся рулевое колесо автомобиля под действием поочередно приложенных к нему противоположно направленных регламентированных усилий при не- подвижных управляемых колесах. Таким образом, все люфтомеры имели угломерное устройство, позволяющее измерять угол поворота рулевого ко- леса, и динамометрическое устройство, позволяющее прикладывать к руле- вому колесу необходимое регламентное усилие при измерении.
По ряду причин требование к люфтомерам в
ГОСТ
Р 51709-2001 было изменено. В настоящее время необходимо для измерения пользоваться такими люфтомерами, которые позволяют фиксировать одно- временно угол поворота рулевого колеса и начало поворота управляемых колес. Естественно, необходимость применения в настоящее время динамо- метрических устройств в люфтомерах отпадает за счет применения уст- ройств, позволяющих фиксировать начало поворота управляемых колес. В связи с этим изменилось и само значение термина «суммарный люфт в ру- левом управлении».
Согласно ГОСТ Р 51709-2001,
суммарным люфтом в рулевом
управлении называется угол поворота рулевого колеса от положе-
ния, соответствующего началу поворота управляемых колес АТС в
одну сторону, до положения, соответствующего началу их поворота
в противоположную сторону.
Ниже в табл. 2.1 представлены основные требования к рулевому управлению и методы его проверки.
20
Таблица 2.1
Требования
Методы проверки
1.Изменение усилия при повороте ру- левого колеса должно быть плавным во всем диапазоне угла его поворота
2.Максимальный поворот рулевого колеса должен ограничиваться только устройствами, предусмотренными конструкцией АТС
Проверяют на неподвижном АТС при работающем двигателе посред- ством поочередного поворота руле- вого колеса на максимальный угол в каждую сторону
3.Самопроизвольный поворот рулево- го колеса с усилителем рулевого управления от нейтрального положе- ния при неподвижном состоянии АТС и работающем двигателе не допуска- ется
Проверяют наблюдением за поло- жением рулевого колеса на непод- вижном АТС с усилителем рулево- го управления после установки ру- левого колеса в положение, при- мерно соответствующее прямоли- нейному движению и пуска двига- теля
4
.Суммарный люфт в рулевом управ- лении не должен превышать предель- ных значений, указанных изготовите- лем АТС в эксплуатационной доку- ментации , или, если такие значения изготовителем не указаны, следующих предельных допустимых значений: легковые автомобили и создан- ные на базе их агрегатов грузовые и автобусы – 10 0
автобусы – 20 0
грузовые – 25 0
Проверяют на неподвижном АТС с использованием приборов для оп- ределения суммарного люфта в ру- левом управлении, фиксирующих угол поворота рулевого колеса и начало поворота управляемых ко- лес.
Управляемые колеса должны быть предварительно приведены в положение, примерно соответст- вующее прямолинейному движе- нию, а двигатель АТС, оборудован- ного усилителем, должен работать.
Рулевое колесо поворачивают до положения, соответствующего началу поворота управляемых ко- лес АТС в одну сторону, а затем – в другую сторону до положения, со- ответствующего началу поворота
21
Продолжение табл. 2.1 управляемых колес. При этом из- меряют угол между указанными крайними положениями рулевого колеса, который является суммар- ным люфтом в рулевом управле- нии
5. Не допускается подвижность рулевой колонки в плоскостях, проходящих че- рез ее ось, рулевого колеса в осевом на- правлении, картера рулевого механиз- ма, деталей рулевого привода относи- тельно друг друга или опорной поверх- ности. Резьбовые соединения должны быть затянуты и зафиксированы. Люфт в соединениях рычагов поворотных цапф и шарниров рулевых тяг не до- пускается. Устройство фиксации поло- жения рулевой колонки с регулируе- мым положением рулевого колеса должно быть работоспособно
Проверяют органолептически на неподвижном АТС при нерабо- тающем двигателе путем прило- жения нагрузок к узлам рулевого управления и простукивания резьбовых соединений. Допуска- ется визуальная проверка состоя- ния шарнирных соединений на специальных стендах для провер- ки рулевого привода
6. Применение в рулевом механизме и рулевом приводе деталей со следами остаточной деформации, с трещинами и другими дефектами не допускается
Проверяют визуально на непод- вижном АТС
7. Натяжение ремня привода насоса усилителя рулевого управления и уро- вень рабочей жидкости в его резервуаре должны соответствовать требованиям, установленным изготовителем АТС в эксплуатационной документации. Под- текание рабочей жидкости в гидросис- теме усилителя не допускается
Проверяют измерением натяже- ния ремня привода насоса усили- теля рулевого управления на не- подвижном АТС с помощью спе- циальных приборов для одновре- менного контроля усилия и пере- мещения или с использованием линейки и динамометра с макси- мальной погрешностью не более
7%
22
3. Устройство и принцип действия оборудования,
применяемого в лабораторной работе
Студенты должны научиться измерять суммарный люфт в рулевом управлении, используя люфтомеры, фиксирующие начало поворота управ- ляемых колес, и люфтомеры-динамометры.
Люфтомер, фиксирующий поворот управляемых колес, состоит из двух основных элементов: угломерного устройства и датчика поворота управляемых колес. Пользоваться им необходимо согласно заводской инст- рукции и указаниям преподавателя.
Для измерения суммарного люфта рулевого управления в лаборатории имеется механический универсальный люфтомер-динамометр. На рис. 3.1 представлен общий вид прибора.
Люфтомер состоит из верхнего 1 и нижнего 2 раздвижных кронштей- нов, приставляемых к ободу рулевого колеса упорами 3; разрезной каретки
4, стягивающих направляющие стержни 5 кронштейнов 1 и 2 с помощью зажима; угломерной шкалы 7, устанавливаемой на оси зажима 6 с помощью поворота и самоторможения при снятии усилия за счет фрикционной, рези- новой шайбы 8; резиновой нити 9, натягиваемой, с помощью присоса 10, от зажима 6 к лобовому стеклу автомобиля и играющей роль указательной
«стрелки» угломерной шкалы, и нагрузочного устройства, представляющего собой пружинный динамометр 11 двухстороннего действия.
Каретка 4 с осью поворота угломерной шкалы 7 выставляется в центр поворота рулевого колеса путем обеспечения одинаковых вылетов («а» и
«в») стержней 5 относительно каретки. Этим обеспечивается неподвиж- ность «стрелки» при повороте рулевого колеса и правильность измерения люфта.
Динамометр 11 устанавливается на нижнем кронштейне 2 люфтомера с помощью кронштейна 13, который с помощью винтов 16 закрепляется на пальце 17 после регулировки в положение , при котором при установке люфтомера на ободе рулевого колеса приложенное к нагрузочному устрой- ству усилие пришлось бы на середину сечения обода.
Метод измерения суммарного люфта заключается в выявлении угла поворота рулевого колеса по угловой шкале люфтомера, между двумя фик- сированными положениями, определяемыми приложением к нагрузочному устройству, поочередно в обоих направлениях, одинаковых, регламенти- руемых в зависимости от собственной массы автомобиля, приходящейся на управляемые колеса, усилий. Зависимость усилий от собственной массы ав- томобиля, приходящейся на управляемые колеса, приведена в табл. 3.1
23
Рис. 3.1. Общий вид люфтомера:
1, 2 – верхний и нижний кронштейны; 3 – упор кронштейна; 4 – ка- ретка; 5 – стержень направляющий; 6 – зажим; 7 – шкала угломерная; 8 – шайба фрикционная; 9 – нить резиновая; 10 – присос; 11 – динамометр; 12 –
«безмен»; 13 и 14 – кронштейны динамометра или «безмена»; 15 – цапфа;
16 – винт стопорный; 17 – палец установочный; 18– кольцо прижимное; 19
– вороток; 20 – упор шкалы
Таблица 3.1
Масса автомобиля приходя- щаяся на управляемые колеса; т
Усилие нагрузочного устрой- ства, Н (кгс) до1,6 7,35
(0,75) свыше 1,6 до 3,86 9,8 (1,00) свыше 3,86 12,30 (1,25)
При возникновении в отдельных случаях поворота управляемых колес при приложении регламентируемого усилия на рулевом колесе фиксиро- ванные положения рулевого колеса должны соответствовать моментам на- чала поворота управляемых колес, определяемых визуально.
24
4. Порядок выполнения работы
1) Установить управляемые колеса рулем в нейтральное положение.
2) Ослабив зажимы 6 люфтомера, раздвинуть кронштейны 1 и 2 до размера, визуально соответствующего диаметру рулевого колеса.
3) Установить люфтомер на рулевом колесе, приставив кронштейны к ободу рулевого колеса до плотного соприкосновения с ним, в том числе и упорами 3, и поджав кольцами 18 и воротками 19.
4) Проверить и при необходимости отрегулировать положение дина- мометра 11 или цапфы 15, так чтобы они располагались визуально посере- дине сечения обода рулевого колеса.
5) Выставить каретку 4 с угломерной шкалой 7 в центр рулевого коле- са, обеспечив равенство вылетов (а=в) стержней 5 относительно каретки 4.
6) Протянуть «стрелку» 9 к лобовому стеклу автомобиля и закрепить присосом 10. «Стрелка» при этом должна быть расположена примерно в центре угломерной шкалы, параллельно и как можно ближе к ней.
7) Нажимая на головку динамометра 11 справа, медленно повернуть рулевое колесо по часовой стрелке до момента достижения соответствую- щего регламентированного усилия (см. табл. 2.1), т.е. до совпадения соот- ветствующей риски (1, 2 или 3 см. рис. 4.1) указателя 4 динамометра с кромкой 5 крышки 6 корпуса. В этом положении, не трогая рулевого колеса, повернуть шкалу 7 до совпадения нулевого деления с нитью.
Рис. 4.1. Вид динамометра (правая часть):
1, 2 и 3 – риски регламентируемых усилий, соответственно: 0, 75,
1,0 и 1,25 кг; 4 – указатель; 5 – кромка крышки; 6 – крышка; 7 – шпилька;
8 – чашка пружины; 9 – пружина; 10 – головка; 11 – корпус
25 8) Нажимая на головку динамометра 11 слева, медленно повернуть ру- левое колесо против часовой стрелки до достижения регламентируемого усилия, так же как и в первом случае.
9) По положению нити относительно угломерной шкалы 7 определить значение суммарного люфта рулевого управления. Окончательный резуль- тат уточнить по результатам двух или более измерений и уточненное значе- ние сравнить с допустимым (см. раздел 2). Результаты занести в протокол.
10) Дальнейшую проверку рулевого управления произвести визуально и органолептически согласно методике, приведенной во втором разделе на- стоящих методических указаний.
11) При обнаружении неисправностей в рулевом управлении, которые могут быть устранены регулировками, следует выполнить необходимые ре- гулировочные работы. Порядок регулировок большинства рулевых меха- низмов разбирается в разделе 1 данных методических указаний.
5.
Требования к отчету
Отчет должен содержать протокол испытаний с результатами измере- ний суммарного люфта в рулевом управлении , данные по органолептиче- ским и визуальным проверкам элементов рулевого управления. При напи- сании отчета необходимо придерживаться такой же последовательности из- ложения, как в табл. 2.1, при этом результаты работы лучше представить в табличной форме. Если в процессе выполнения работы выполнялись какие- то регулировки, то необходимо подробно описать это. По результатам про- ведения работы в конце отчета необходимо сделать выводы. Отчет выпол- няется на стандартных листах бумаги формата А-4 согласно общим требо- ваниям к оформлению текстовой технической документации.
6.
Контрольные вопросы
1. Что такое суммарный люфт в рулевом управлении согласно ГОСТ Р
51709–2001?
2. Порядок измерения суммарного люфта в рулевом управлении со- гласно ГОСТ Р 51709–2001 и ГОСТ 25478–91.
3. Принцип действия люфтомеров, фиксирующих поворот управляе- мых колес, и люфтомеров-динамометров.
4. Современные требования, предъявляемые к рулевым управлениям и методы их проверки.
5. Особенности регулировки реечных рулевых механизмов.
26 6. Особенности регулировки червячных рулевых механизмов.
7. Особенности регулировки винтовых рулевых механизмов.
Список рекомендуемой литературы
1. Автомобиль: Основы конструкции: Учеб. для вузов по специ- альности «Автомобили и автомобильное хозяйство» / Н.Н. Вишняков,
В.К. Вахламов, А.Н. Нарбут, И.С. Шлиппе, А.Н. Островцев. – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1986. – 304с.
2. Осепчугов В.В. Автомобиль: Анализ конструкций, элементы расчета: Учеб. для студентов вузов по специальности «Автомобили и автомобильное хозяйство»/В.В. Осепчугов, А.К. Фрумкин. – М.: Ма- шиностроение, 1989. – 304 с.
3. Михайловский Е.В. Устройство автомобиля: Учеб. для вузов /
Е.В. Михайловский, К.Б. Серебряков, Е.Я. Тур. – 5-е изд., перераб. и доп. – М.: Машиностроение, 1985. – 352с.
4. Техническая эксплуатация автомобилей: Учеб. для вузов. –
4-е изд., перераб. и доп./Под ред. Е.С. Кузнецова. – М.: Наука, 2001. –
535с.
5. ГОСТ Р 51709–2001. Автотранспортные средства. Требования безопасности к техническому состоянию и методы проверки. – М.: Гос- стандарт России, 2001. – 26с.
27
СОДЕРЖАНИЕ:
1. Назначение, принцип действия и особенности конструкций
рулевых управлений, применяемых на отечественных и
импортных автомобилях
1
1.1. Рулевые механизмы
................................................................................... 4 1.1.1. Зазоры в зацеплении рулевой пары.......................................................... 5 1.1.2. Шестеренные рулевые механизмы......................................................... 6 1.1.3. Червячные рулевые механизмы................................................................ 7 1.1.4. Винтовые рулевые механизмы................................................................. 9 1.1.5. Кривошипные рулевые механизмы........................................................ 12 1.1.6. Травмобезопасные рулевые механизмы................................................ 13
1.2. Рулевые приводы
...................................................................................... 16 1.2.1. Рулевая трапеция..................................................................................... 16 1.2.2. Поперечная тяга....................................................................................... 17 1.2.3. Продольная тяга....................................................................................... 17
2. Требования и методы проверки рулевого управления
........................ 19
3. Устройство и принцип действия оборудования, применяемого в
лабораторной работе
............................................................................... 22
4. Порядок выполнения работы
..................................................................... 24
5. Требования к отчету
.................................................................................... 25
6. Контрольные вопросы
................................................................................. 26
7. Список рекомендуемой литературы
..............................................27
28
Составители
Александр Иванович Подгорный
Дмитрий Владимирович Цыганков
ДИАГНОСТИРОВАНИЕ И РЕГУЛИРОВКА РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ
АВТОТРАНСПОРТНЫХ СРЕДСТВ
Методические указания к лабораторной работе по курсам
«Техническая эксплуатация транспортных средств» и «Техническая диагностика на транспорте» для студентов специальностей
150200 «Автомобили и автомобильное хозяйство» и 240400 «Организация и безопасность дорожного движения» дневной формы обучения
Редактор З.М. Савина
ИД № 06536 от 16.01.02
Подписано в печать 01.11.02. Формат 60х84/16.
Бумага офсетная. Отпечатано на ризографе. Уч.-изд. л. 2,00.
Тираж 280 экз. Заказ
ГУ Кузбасский государственный технический университет.
650026, Кемерово, ул. Весенняя, 28.
Типография ГУ Кузбасский государственный технический университет.
650099, Кемерово, ул. Д. Бедного, 4А.
Интернет-журнал «Науковедение» ISSN 2223-5167 http://naukovedenie.ru/
Том 9, №2 (2017) http://naukovedenie.ru/vol9-2.php
URL статьи: http://naukovedenie.ru/PDF/39TVN217.pdf
Лянденбурский В.В. Бортовая система диагностирования рулевого управления автомобилей // Интернет-журнал «НАУКОВЕДЕНИЕ» Том 9, №2 (2017) http://naukovedenie.ru/PDF/39TVN217.pdf (доступ свободный). Загл. с экрана. Яз. рус., англ.
УДК 629.113.003.67
Лянденбурский Владимир Владимирович
ФГБОУ «Пензенский государственный университет архитектуры и строительства», Россия, Пенза
Кандидат технических наук, доцент E-mail: [email protected]
Бортовая система диагностирования рулевого управления
Аннотация. Сложность диагностирования рулевого управления определяется многими причинами. Во-первых, показатели эффективности функционирования рулевого управления в эксплуатации зависят как от технических и режимных характеристик, так и самого рулевого управления. Во-вторых, до сих пор фактически отсутствуют надежные инструментальные средства контроля технического состояния рулевого управления в эксплуатации. Люфт в рулевом управлении зачастую указывает на наличие неисправностей. Фактором люфта в рулевом управлении в эксплуатации служат нарушения в его соединениях, и приводит к наличию дополнительных механических потерь вследствие трения вращающихся частей подвижных о неподвижные детали рулевого управления.
Приводится система встроенного диагностирования рулевого управления и предлагается установить датчик положения рулевого управления на соединение вала и корпуса, при наблюдаемом перемещении с помощью опросной части выявляется неисправность. Применение встроенного диагностирования, а также вероятностного и логического метода поиска неисправностей позволит снизить количество отказов рулевого управления автомобилей на линии и использовать такие средства для группы автомобилей.
Введенная бортовая система диагностирования рулевого управления автомобилей на предприятии существенно улучшает показатели по сокращению времени простоя по сравнению с действующей на предприятии системой диагностирования автомобилей.
Ключевые слова: бортовая система диагностирования; автомобиль; рулевое управление; датчик; перемещение
автомобилей
Введение
Современные автомобили представляют собой динамическую систему с большим количеством деталей, узлов, систем и агрегатов . Одним из агрегатов, отвечающих за безопасность движения автомобиля, является рулевое управление, которое отвечает за правильное направление движения транспортного средства. Отказ одного из элементов, которого может привести к потере управления и возможному дорожно-транспортному происшествию. В настоящее время машиностроение при выпуске новых моделей мобильной
техники и совершенствовании существующих транспортных средств, одним из основных направлений модернизации современных рулевых механизмов (РМ) и систем является такие, как значительное уменьшение силового воздействия, водителем на орган управления с сохранением информативности при изменении направления движения автомобилей и увеличении надежности агрегатов рулевого управления (РУ) в процессе эксплуатации автомобилей. Соблюдение этих условий возможно при применении систем гидро-элетропривода.
В процессе эксплуатации элементы РУ изменяют параметрические показатели в результате изнашивания составных, особенно перемещающихся частей: нарушается прочность крепления корпуса РМ к раме автомобиля, возрастает люфт в зацеплениях червяка и ролика, повышаются зазоры в элементах подшипников (сепаратор, корпус, ролики) и соединении подшипников с корпусом, в сочленениях тяг РУ.
Неисправности РУ
Неисправностями РУ служат: увеличение выше допустимых пределов свободного хода рулевого колеса в основном из-за износа элементов в соединениях шарниров рычагов и тяг РУ; снижение натяга в крепежных соединениях корпуса РМ и поворотных рычагов; износ в соединениях рабочей пары или конических подшипников РМ; приводящий к необходимости применения значительных усилий поворот рулевого колеса в результате износа и заеданий в РМ или шкворневых соединениях; значительные вибрации и шум при подаче масла насосом гидроусилителя руля (ГУ), в результате снижения уровня масла вызванное утечками в соединениях ГУ, из-за слабого натяжения ремня масляного насоса рулевого управления, возможным присутствием воздуха в системе ГУ; снижение усилия на различных частотах вращения коленчатого вала двигателя в результате заклинивания золотника насоса при повороте руля, снижения натяжения пружины предохранительного клапана насоса ГУ, в результате попадания посторонних предметов в различные магистрали нагнетательной или сливной гидроусилителя.
Для создания безопасных условий при передвижении транспортного средства возникает необходимость выполнять периодические проверки технического состояния элементов РУ при всех видах технических обслуживаний. При этом с помощью контрольно-осмотровых работ проверяют крепления элементов шарнирных соединений рычагов и тяг РУ, а именно корпуса РМ, сошки РМ, карданного вала РУ, стремянки кронштейна рулевой колонки. От состояния этих элементов зависят продольный люфт и свободный ход вала РУ.
Для предотвращения неисправностей составных элементов РУ необходимо выполнять смазочные работы шарнирных соединений карданного вала РУ, тяг, рычагов, а также РМ соответствующими смазочными материалами и выполнять возникающие в процессе эксплуатации необходимые регулировочные работы. Перед выполнением регулировочных работ для РУ производят проверку сочленений (люфтов) в соединениях шарниров поперечной и продольной тяг рулевого механизма, а также в независимой подвеске, и осевое перемещение рулевого колеса, и кроме того соединения в ведущей и ведомой пары рулевого механизма.
Соединения в шарнирных механизмах рулевых тяг, их работоспособность, проверяют при перемещении рулевого колеса в право или в лево. При этом достаточно большое перемещение рулевой тяги относительно опор укажет на потребность в уменьшении зазоров в сочленениях шарнирных тяг. Для этого следует освободить от шплинта регулировочную пробку, которая располагается в торцевой части тяги, и выполнить регулировку специальным приспособлением (лопаткой) до упора и затем вывернуть пробку таким образом, чтобы отверстие в пробке совпала с отверстием для шплинта в шарнирном соединении, и в
заключении устанавливают шплинт в эти отверстия. Аналогично выполняют работы по устранению зазоров в другом шарнирном соединении.
Люфт в результате продольного перемещения рулевого колеса относительно оси вала РУ и может быть причиной износа подшипников и червяка рулевого механизма. Проверку продольного перемещения рулевого колеса вдоль оси вала рулевой колонки выполняют вывешиванием передних колес, которые устанавливают, в положение движения автомобиля прямолинейно, и поворотом рулевого колеса в левую и правую стороны, на один оборот, предварительно фиксируют его в крайних положениях, затем с помощью тактильных ощущений устанавливают, есть ли перемещение между кожухом рулевой колонки и нижней частью ступицы рулевого колеса; осевой люфт вала рулевой колонки проверяют на ощупь, раскачивая передние колеса в право и влево; тактильной ощущение осевого люфта покажет необходимость регулировочных воздействий на РМ, в частности на элементы подшипников.
При профилактике технического состояния для увеличения продолжительности работы РУ выполняют смазочные работы шарнирных соединений карданного вала РУ, тяг, рычагов, а также РМ необходимыми топливо-смазочными материалами и производят регулировочные работы. Перед началом регулировочных воздействий на РУ выполняют проверку в соединениях поперечной и продольной рулевых тяг, контролируют продольное перемещение вдоль оси валарулевого колеса, перемещения в зацеплении РМ.
Анализ методов поиска неисправностей
Средства для диагностирования РУ, применяется в виде люфтомеров на автотранспортном предприятии и при техническом осмотре. Диагностирование автомобилей является одним из важнейших элементов повышающим возможности функционирования транспорта при эксплуатации, ТО и ремонте (поз. 18 и 19). Однако диагностирование не гарантирует возможность эксплуатации автомобилей с состоянием, не требующим профилактических и ремонтных воздействий. Это приводит к неполному использованию ресурса или неисправностям отдельных агрегатов, систем и деталей автомобилей, к значительным материальным затратам . В то же время все больше заявляют о себе системы ускоренного и бортового диагностирования, в которых вся информация выносится на диагностический разъем или на монитор автомобильного компьютера.
Перспективным является применение систем бортового диагностирования. Преимуществом бортового контроля является возможность в момент возникновения устранить неисправность, до возможного отказа системы .
Для контроля технического состояния автомобилей в настоящее время используют различные методы и средства определения неисправности и диагностирования.
Анализ известных методов поиска неисправностей (исключения, временного, вероятностного, логического, стоимостного) показывает, что при сочетании некоторых методов выявление неисправности достигается с меньшими затратами, чем при использовании каждого из методов в отдельности .
Установлено, что наиболее эффективным является сочетание вероятностного и логического методов определения неисправностей. Предлагаемый вероятностно-логический метод предполагает установку на автомобиль бортовой системы контроля и датчиков для параметра, отвечающего за его техническое состояние. Если значения параметров этих элементов находятся вне пределов допустимых значений, то логическим поиском и операциями контроля возможно выявление практически любой возможной неисправности.
Наибольшее количество неисправностей автомобилей, возможно фиксировать с помощью органолиптических методов. Но часто внешние признаки различных выходов из строя носят одинаковый характер. Узнать наиболее распространенные отказы и симптомы, можно, не выполняя ненужных контрольных операций. Часто используют метод последовательного исключения. Например, отказавший цилиндр проверяют, поочередно отключая цилиндры.
Для того, чтобы правильно и быстро диагностировать сложный объект, такой, как двигатель, необходимо иметь большое количество данных о взаимосвязях между возможными отказами, имеющими различные симптомы, а также достаточный опыт водительского состава автотранспортного предприятия.
Логический метод менее требователен к дополнительному оборудованию для диагностики автомобилей, водителю необходимо ответить на вопросы, задаваемые программой, это не требует высокой квалификации и опыта, но в значительной степени зависит от человеческого фактора.
Для уменьшения влияния человеческого фактора, мы предлагаем объединить вероятностный и логический методы, в результате чего получаем вероятностно-логическую модель или метод выявления неисправностей, который использует положительные стороны методов вероятностного и логического.
Бортовое диагностирование рулевого управления
Система бортового диагностирования позволяет выполнять контроль технического состояния РУ автомобиля. Имеется возможность определить свободный ход и продольный люфт вала рулевой колонки в РУ с помощью датчика положения.
Разработанный макетный образец системы технического контроля РУ состоит из датчика положения корпуса бортовой системы контроля и интерфейса.
Внедрение датчика рулевого управления позволит следить за его состоянием. Если свободный ход превышает допустимые значения в процессе работы РУ или наблюдается продольный люфт рулевого колеса, то с помощью опросной части, выявляют неисправности элементов РУ (рис. 1-6). Предлагаемая система диагностирования обеспечивает практически непрерывный контроль наиболее ответственного агрегата.
ГЛАВНОЕ МЕНЮ Выберите, к какому элементу автомобиля относится неисправность:
Двигатель
Трансмиссия
Ходовая часть
Рулевое управление
Тормозная система
Электрооборудование
Рулевое управление Выберите неисправность:
свободный ход продольный люфт
Рисунок 2. Выбор системы автомобиля (разработано авторами)
Рулевое управление Выберите, к какому элементу рулевого управления относится
неисправность:
Рулевой привод
Рулевой механизм
Рисунок 3. Выбор элемента пулевого управления (разработано авторами)
Рулевое управление Выберите, признаки неисправности
Осевой люфт
Рисунок 4. Выбор системы узла автомобиля (разработано авторами)
Рулевое управление
Наиболее вероятные причины неисправностей:
Износ конических подшипников червяка рулевого механизма
Рисунок 5. Выбор характерного признака неисправности автомобиля
На рис. 2-6 представлен выбор вариантов вопросов в виде «Выбор системы автомобиля», «Выбор элемента пулевого управления», «Выбора системы узла автомобиля», «Выбора характерного признака неисправности», которые системой опросной части выводятся на монитор при опросе водителя и затем определяется неисправность и приводятся рекомендации по устранению неисправностей РУ, а также выбора характерных признаков неисправного состояния транспортного средства.
На основании ответов на вопросы опросной чисти бортовой системы контроля, водитель определяет вариант наиболее подходящего ответа в предложенном окне бортовой системы
контроля. По результатам представленным бортовой системой контроля предлагаются рекомендации по устранению возможных отказов и предотвратить выход из строя элементов РУ.
После того, как неисправность установлена бортовая система контроля возвращает оператора (водителя) в главное меню предлагаемой программы.
Рулевое управление Проверить состояние подшипников
Выполнить регулировочные работы для подшипников РМ
Рисунок 6. Определение неисправности (разработано авторами)
Заключение
Внедрение системы бортового диагностирования РУ, позволит снизить количество выходов из строя и повысить надежность этого агрегата, что приведет к увеличению безопасности транспортного средства1.
Результаты предложенного исследования внедрены в ООО «ПланетТрансСтрой» г. Пензы, широко используются в учебном процессе Пензенского ГУАС при подготовке бакалавров и магистров автомобильных специальностей.
ЛИТЕРАТУРА
1. Агеев, Е.В. Проблемы и перспективы развития технической эксплуатации автомобилей: монография / Агеев Е.В., Севостьянов А. Л., Родионов Ю.В. - Пенза: ПГУАС., 2014. - 200 с.
2. Лянденбурский, В.В. Эффективность применения систем диагностирования и саморегулирования при эксплуатации автомобилей / Лянденбурский В.В., Тарасов А.И., Федосков А.В. // Мир транспорта и технологических машин. - 2011. - №1. - С. 51-56.
3. Лянденбурский В.В. Морфологический анализ методов поиска неисправностей транспортных средств / В.В. Лянденбурский, Ю.В. Родионов, С.А. Кривобок, П.А. Мнекин // Интернет-журнал Науковедение. - 2012. - №4 (13). - С. 84.
4. Лянденбурский, В.В. Программа поиска неисправностей дизельных двигателей. / В.В. Лянденбурский, А.И. Тарасов, С.А. Кривобок // Контроль. Диагностика. -2012. - №8. - С. 28-33.
1 ГОСТ 20760-75. Техническая диагностика. Общие положения о порядке разработки систем диагностирования. - М.: Изд-во стандартов, 1975. - 4 с.
ГОСТ 20911-89. Техническая диагностика. Термины и определения. - М.: Изд-во стандартов, 1990. - 13 с.
5. Лянденбурский, В.В. Основы научных исследований: учебное пособие / В.В. Лянденбурский, А.В. Баженов, В.В. Коновалов. - Пенза: ПГУАС. - 2011. - 248 с.
6. Лянденбурский, В.В. Анализ удельных затрат и эффективности применения вероятностно-логического метода поиска неисправностей для автомобилей КАМАЗ / В.В. Лянденбурский, Л.А. Долганов // Мир транспорта и технологических машин. - 2013. - №3. - С. 3-8.
7. Лянденбурский, В.В. Анализ первичных неисправностей топливной аппаратуры дизелей / В.В. Лянденбурский, С.А. Кривобок, И.В. Кучин // Мир транспорта и технологических машин. - 2013. - №4. - С. 21-27.
8. Лянденбурский, В.В. Встроенная система диагностирования турбокомпрессоров дизелей / В.В. Лянденбурский, А.П. Иншаков, И.И. Курбаков, А.Н. Кувшинов, В.В. Судьев // Науковедение. - 2015 - Том. 7. - №4. - С. 16.
9. Лянденбурский, В.В. Сигнализатор технического состояния автомобилей на автотранспортном предприятии / В.В. Лянденбурский, Ю.В. Родионов, А.С. Иванов, Д.А. Симанчев // Мир транспорта и технологических машин. - 2010. - №4.
10. Лянденбурский, В.В. Виртуальное диагностирование топливной системы дизельного двигателя / В.В. Лянденбурский, А.С. Иванов, Ю.В. Родионов, Е.В. Кравченко // Мир транспорта и технологических машин. - 2012. - №4 (39). - С. 38.
11. Лянденбурский, В.В. Коэффициент издержек вероятностно-логического метода поиска неисправностей / В.В. Лянденбурский, А.И. Проскурин, Л.А. Рыбакова // Науковедение. - 2013. - №3. - С. 1-7.
12. Лянденбурский, В.В. Анализ удельных затрат и эффективности применения вероятностно-логического метода поиска неисправностей для автомобилей КАМАЗ / В.В. Лянденбурский, Л.А. Долганов // Мир транспорта и технологических машин. - 2013. - №3. - С. 3-8.
13. Лянденбурский, В.В. Анализ первичных неисправностей топливной аппаратуры дизелей. / В.В. Лянденбурский, С.А. Кривобок, И.В. Кучин // Мир транспорта и технологических машин. -2013. - №4. - С. 21-27.
14. Лянденбурский, В.В. Сигнализатор технического состояния автомобилей на автотранспортном предприятии / В.В. Лянденбурский, Ю.В. Родионов, А.С. Иванов, Д.А. Симанчев // Мир транспорта и технологических машин. - 2010. - №4.
15. Лянденбурский, В.В. Виртуальное диагностирование топливной системы дизельного двигателя / В.В. Лянденбурский, А.С. Иванов, Ю.В. Родионов, Е.В. Кравченко // Мир транспорта и технологических машин. - 2012. - №4 (39). - С. 38.
16. Обшивалкин, М.Ю. Исследование влияния затрат грузовых автомобилей с наработкой / Обшивалкин М.Ю., Паули Н.В. Родионов Ю.В. // Мир транспорта и технологических машин. - 2011. - №3. - С. 14-20.
17. Борщенко, Я.А. Разработка метода диагностирования автомобильных дизелей по неравномерности вращения коленчатого вала: дис. ... канд. техн. наук: 05.22.10 / Я.А. Борщенко. - Тюмень, 2003. - 175 с.
Ljandenbursky Vladimir Vladimirovich
Penza state university of architecture and construction, Russia, Penza
E-mail: [email protected]
Onboard system for diagnosing turbochargers of diesel engines
Abstract. The complexity of diagnosis of steering is determined by many factors. First, the performance indicators of the steering in operation depend on both the technical and performance characteristics, and the steering itself. Secondly, there are still virtually no reliable tools for monitoring the technical state of the steering in operation. Loft in the steering often indicates a malfunction. As a factor of backlash in the steering, in operation are disruptions in its connections, and leads to the presence of additional mechanical losses due to the friction of the rotating parts of the moving parts of the fixed steering parts.
The system of integrated steering diagnosis is presented and it is proposed to install the steering position sensor on the shaft and housing connection, with the observed movement with the help of the interrogation part, a fault is detected. The use of built-in diagnostics, as well as the probabilistic and logical method of troubleshooting, will reduce the number of failures of steering vehicles on the line and use such means for a group of cars.
The introduced on-board diagnostics system of steering control of cars at the enterprise significantly improves the indices for reducing idle time in comparison with the car diagnosis system in operation at the enterprise.
Keywords: on-board diagnostic system; car; steering; sensor; movement
Статья обращена к владельцам автомобилей, привыкшим относиться бережно к своей технике, и в случае возникновения каких-либо неисправностей не надеяться в дороге на авось. В данном случае речь идёт о рулевой системе управления, её самостоятельной диагностике и методах устранения выявленных дефектов. Одним из следствий диагностики становится вопрос о необходимости ремонта, его срочности и объёмах. Возможные временные и материальные затраты здесь не рассматриваются.
Диагностика неисправностей системы рулевого управления
Отлаженность рулевой системы - показатель не только комфорта в управлении, но в большей степени - безопасности.
Худший вариант - авария. Она может произойти в любой момент, и привести к самым неприятным результатам. Причём и с другими людьми, может, самыми дорогими и близкими. Не только с вами.
Как этого избежать?
Очень просто. Нужно следить за техническим состоянием своего автомобиля. Прислушиваться ко всем сбоям и делать соответствующие выводы. То есть проводить регулярную диагностику .
Диагностика рулевой рейки
Внешние симптомы неисправностей
При движении:
-утяжелённое, по сравнению с нормой, вращение рулевого колеса;
-гул в моторном отсеке, в районе гидроусилителя руля;
-масляные пятна на стоянке под рулевой рейкой (это особенно тревожный симптом).
По сути– это первый «звонок». Нужна более детальная диагностика!
На смотровой яме:
-стуки и люфт в шлицах кардана, стыкующего валы руля и рулевой рейки - определяются в момент поступательного вращения руля вправо-влево;
-стуки в крестовине кардана - выявляются специальным рычагом, зажимающим крестовину в месте локализации и одновременным вращением руля (с помощью напарника); отсутствие стука при зажатии крестовины и возобновление при ослаблении давления рычага свидетельствует об износе крестовины;
-стуки и люфт в шарнирах рулевых тяг - определяются рукой при одновременном вращении рулевого колеса напарником (кисть обхватывает рулевую тягу, большой палец упирается в шарнир).
Все люфты и стуки в указанных узлах рулевой системы говорят о значительном износе шлицов.
Возможно также несоответствие числа зубцов и шлицов в каком-либо из соединений.
Вывод - без ремонта не обойтись.
Риск в данном случае - дело не благородное, а глупое и опасное.
Инструментальная диагностика
Основной прибор - динамометр-люфтомер
:
-металлический (или пластиковый) корпус с монтажным узлом для крепления на руле;
-вертикальная рукоятка для вращения динамометра;
-пружина, соединённая с рукояткой или резиновый жгут (в зависимости от модели);
-шкала измерения параметров люфта и трения;
-стрелка в плоском корпусе с креплениями для рулевой колонки.
Порядок операций:
1. Ведущий мост автомобиля приподнимается на двухстоечном подъёмнике.
2. Колёса устанавливаются в направлении «прямо».
3. Прибор со шкалой винтом фиксируется на рулевой колонке.
4. Исследуются:
-сила трения во всех узлах рулевого управления.
Руль поворачивается по часовой стрелке и против, за специальную ручку динамометра.
Стрелка на шкале прибора показывает уровень прилагаемого усилия.
Примечание:
если имеется гидроусилитель руля, трение проверяется без подъёмника, на заведённом двигателе при средних оборотах коленвала.
-люфт руля. Руль также поворачивается вправо и влево, но уже быстрей и резче, с усилием 1 кГ по шкале динамометра.
Особенности
Это касается автомашин с гидроусилителем рулевого управления. Уровень масла в системе при диагностике должен быть постоянно на максимальной отметке. Важно при доливке не допускать возникновения воздушных пузырей!
Неисправности рулевой рейки
1. Механический дефект (износ, поломка зубцов и шлицов в системе рулевого управления). Стук - первый симптом поломки.
Основные причины:
— неаккуратная езда по плохим дорогам;
— резкие повороты, увеличивающие нагрузку на рулевой редуктор, гидроусилитель и другие детали.
2. Протекание масла (износ сальников, штока гидроусилителя, разрыв защитного резинового кожуха). Внешнее проявление - масляные пятна под авто, в районе рулевой рейки. Причины те же, что указаны выше. А также выработанный ресурс элементов рулевой системы.
Дифференциальная диагностика неисправностей.
Внешние признаки тех или иных дефектов рулевой рейки иногда очень схожи с неисправностями других узлов автомобиля. Так, масляные пятна под днищем могут быть следствием протекания сальников коленчатого вала, а стук исходить, например, от передних стоек-амортизаторов или изношенных тормозных колодок о ступицу колеса.
Самый очевидный показатель проблемы в рулевой рейке - стук при езде по кочкам, который усиливается при резком повороте руля.
Если точно определить источник неисправности не удаётся, лучше обратиться к специалисту.
Другой вариант - разобрать рулевую рейку полностью самостоятельно. Это сложный, долгий, но при должном усердии вполне преодолимый процесс.
Диагностика систем рулевого управления
Вся процедура, в сущности, сводится к выявлению основных неисправностей
. К ним относятся:
-износ контактной пары «рейка-шестерня»;
-износ подшипника вала руля или его разрушение;
-износ шарниров в наконечниках рулевых тяг;
-разгерметизация рулевого механизма.
Кроме того, нарушение управляемости автомобилем может быть вызвано
:
-недостаточным или неравномерным распределением давления в шинах;
-дисбалансом колёс (особенно передних);
-дефектами отдельных элементов рулевой коробки;
-изношенностью или повреждением подвески машины ;
-недостатком или отсутствием масла в гидроусилителе руля или рулевом редукторе.
Отсюда исходят основные задачи диагностики
:
1. Определение источника люфта в рулевом механизме.
2. Установление причины затруднённой управляемости автомобиля.
3. Выявление дефектов, влекущих за собой утечку масла из системы гидроусилителя руля и рулевого редуктора.
Методы диагностики
-визуальный (внешний осмотр);
-тактильный («на ощупь» - вращение руля, проверка люфтов в наконечниках с помощью покачивания в разных плоскостях, подвешенных на домкрате колёс и т.п.);
-инструментальный (с использованием динамометра-люфтомера).
Особенности
Главное - гидроусилитель руля. Измерение люфтов в машинах с этой системой рулевого управления производится только на оборотах, на включенном двигателе.
Важна и величина зазоров в подшипниках, и в шарнирах рулевых тяг. Если они чрезмерны и вызывают слишком большой люфт, ремонт этих узлов невозможен и требуется полная замена.
Ремонт
Возможность и качество восстановления эффективной управляемости автомобилем зависят, прежде всего, от двух факторов:
1. Характера неисправности.
2. Мастерства человека, взявшегося эту неисправность устранить.
Если неисправность не так велика и не требует вмешательства профессионалов из специализированного автоцентра, то каждый, кто чувствует в себе решимость и имеющий знания, может попробовать выполнить ремонт своей машины своими руками.
Вывод
Он только один - всё нам по силам. Машину свою надо беречь! Для этого и предназначены бережное вождение и диагностика.
Андрей Гончаров, Эксперт рубрики «Ремонт двигателей»
