Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
До систем керування автомобілем належать рульовий механізм із приводом, призначені для зміни напряму його руху, й гальмівна система, що дозволяє знижувати швидкість, зупиняти й утримувати транспортний засіб на місці. Більшість сучасних автомобілів має підсилювач керма, який полегшує керування, зменшує зусилля на повертання рульового колеса, підвищує безпеку експлуатації.
Рульовий механізм слугує для повертання керованих коліс шляхом перетворення обертання рульового колеса на поступальний рух деталей їхнього привода. Розрізняють рульові механізми таких типів: "черв’як-ролик" або "черв’як-сектор", "гвинт-кулькова гайка-рейка-сектор", "шестерня-рейка" або рейкового.
Рульовий механізм "гвинт-кулькова гайка-рейка-сектор" (рис. 5.1) складається з гвинта 7, який кріпиться до рульового валу, і через кульки 3, що переміщуються уздовж різьби, штовхає уздовж своєї осі поршень-рейку 4. Рейка повертає зубчастий сектор 1 кермової сошки 6. Складність конструкції такого механізму зумовила його використання у вантажних автомобілях, подвійного призначення й позашляховиках.
|
Рис. 5.1. Будова рульового механізму ZF типу гвинт-кулькова гайка-рейка-сектор з гідропідсилювачем: 1 – зубчастий сектор, 2 – обмежувальний клапан, 3 – кульки із трубкою рециркуляції, 4 – поршень-рейка, 5 – розподільник; 6 – вал сошки, 7 – гвинт |
Рис. 5.2. Схема рульового приводу механізму рейкового типу: 1 – рульове колесо; 2 – вал із приводною шестірнею; 3 – рейка; 4 – праві й ліва рульові тяги; 5 – поворотні важелі; 6 – керовані колеса |
Рульовий механізм рейкового типу (рис. 5.2) більш поширений через відсутність люфтів і, на відміну від інших механізмів, практично не вимагає технічного обслуговування крім перевірки стану гумових ущільнювачів. Цей тип механізму встановлювали на автомобілі починаючи з кінця 19 ст., а нині – в автомобілях з переднім розташуванням двигуна і підвіскою McPherson.
Рульовий механізм рейкового типу складається із приводної шестірні 2, обертання якої примушує рейку 3 переміщуватися вправо або вліво. Рейка передає зусилля, прикладене до рульового колеса 1, на рульовий привод. Для зменшення зусилля на рульовому колесі в рульовий механізм або привод умонтовують підсилювач.
Рульовий привод (рис. 5.3) призначений для передачі зусилля від рульового механізму на керовані колеса й забезпечення їхнього повороту на неоднакові кути. Він зазвичай складається з рульового колеса, рульової колонки, рейкової передачі, тяг, що передають зусилля на поворотні важелі телескопічних стійок підвіски коліс і відповідно повертають їх вправо або вліво, підсилювача (сервокерування). Тяги 14, 19 на кінцях мають наконечники 17, шарніри яких передають зусилля при зміні кутів між тягами й важелями під час роботи підвіски й рульового керування.
Рис. 5.3. Будова рейкового приводу рульового механізму: 1 – кільце кріплення, 2 – захисний кожух, 3 – хомут, 4 – кришка, 5, 8 – кільця, 6 – регулювальний гвинт, 7 – болт, 9, 10, 11 – відповідно натискні пружина, тарілка, деталь, 12 – картер, 13 – планка, 14, 19 – тяги, 15 – контргайки, 16 – гайка, 17 – наконечник тяги, 18 – затискне кільце, 20 – поводок, 21 – гайки, 22 – різьбовий регулювальний елемент
Підсилювач руля або рульового механізму вперше почали встановлювати в середині 50-х років минулого століття. На легкових автомобілях встановлюють гідравлічні й електричні підсилювачі керма.
Гідравлічний підсилювач руля (ГПР) складається із масляного насоса, бачка й напірних трубопроводів. Гідравлічне масло з насоса через трубопроводи потрапляє під тиском до клапанів, розташованих на редукторі рульового керування, які розподіляють масло у робочому циліндрі залежно від відхилення рульового колеса. Підведене до одного боку робочого циліндра масло тисне на його поршень, що з’єднаний з рейкою, який витискує масло з іншого боку циліндра через трубопровід у бачок.
ГПР легкових автомобілів зазвичай інтегрований, тобто об’єднаний з рульовим механізмом в один агрегат (рис. 5.4), і може бути розташований в його центрі або збоку. Він має гідропривод від насоса 8 (роторного або аксіально-поршневого), що приводиться в дію клиноремінним пасом від шківа колінчатого вала. За керуючий елемент править золотник, а виконавчим механізмом ГПР слугує поршень-рейка, який ущільнений у циліндрі картера за допомогою сальників 3.
Рис. 5.4. Будова рейкового рульового механізму з ГПР: 1 – рейка; 2 – поршень; 3 – сальники; 4 – шарніри рульових тяг; 5 – розподільник; 6 – шестерня; 7 – торсіон; 8 – гідронасос
Масло під тиском поступає до розподільника 5, золотник якого, залежно від кута повороту торсіону 7, відкриває доступ масла у канали розподільника, з яких воно поступає до циліндра по той чи інший бік поршнем, сполученого з рульовою рейкою.
Гідропідсилювачам руля властиві недоліки, до яких належать нестача або відсутність реактивного зусилля на рульовому колесі. Способів уникнення цих недоліків існує кілька, одним із яких є застосування електрогідравлічного модулятора тиску, який зі збільшенням швидкості руху автомобіля зменшує тиск масла у робочому контурі, тобто практично вимикає насос гідропідсилювача при збільшенні швидкості руху автомобіля (рис. 5.5). Крім цього способу існують інші, наприклад, за рахунок зміни жорсткості торсіону залежно від швидкості автомобіля; застосування окремого електродвигуна, від частоти обертання якого залежить робота насоса гідропідсилювача (рис.5.6).
Рис. 5.5. Схема рейкового механізму з ГПК типу ZF Servotronic:
1 – спідометр; 2 – блок керування; 3 – електрогідравлічний модулятор;
4 – рейковий кермовий механізм; 5 – гідронасос; 6 – бачок; 7 – карданний шарнір
а) б)
Рис. 5.6. Схема механізму (а) типу Magnasteer (жорсткість торсіону розподільника залежить від швидкості автомобіля): 1 – гідронасос із бачком,
2 – блок керування, 3 – електронний спідометр, 4 – рейковий рульовий механізм із гідропідсилювачем, 5 – розподільник з електромагнітним пристроєм зміни твердості торсіону; розподільник (б). Рознімання з'єднує блок керування з електромагнітним пристроєм, що змінює жорсткість торсіону
В електричному підсилювачі руля (ЕПР) жорсткість торсіона змінюється залежно від сигналу датчика, встановленого на ньому, який надсилає електричний імпульс до блоку керування, що керує роботою електродвигуна, сполученого з рульовим колесом через черв’ячну передачу (рис. 5.7).
Рис. 5.7. Зовнішній вигляд ЕПК фірми Delphi E-Steer
Електричний підсилювач руля, порівняно з ГПК, не залежить від частоти обертання ДВЗ й температури оточуючого середовища, забезпечують інформативність й симетричність руля; він більш економічний, надійний, не вимагає періодичного обслуговування.
Залежно від класу автомобіля ЕПК встановлюють у рульову колонку (інтегровані підсилювачі) або інші місця (рис. 5.8).
а) б) в)
Рис. 5.8. Схеми розташування ЕПР ZF Servolectric в автомобілях малого класу (а), середнього (б), великого й мікроавтобусів (в): 1 – рульова колонка; 2 – електропідсилювач із черв'ячною передачею й електронним блоком керування; 3 – проміжний вал; 4 – рейковий рульовий механізм; 5 – контрольний датчик з торсіоном; 6 – блок керування; 7 – електропривод з механізмом "гвинт-кулькова гайка-рейка".
У рейкових рульових механізмів зі змінним передаточним відношенням (Variable Gear Ratio, VGR) рейка може мати різну форму зубів – трикутну посередині, трапецеїдальну на краях (фірма ZF), або зі змінними кроком, профілем й кривизною (рис. 5.9).
Рис. 5.9. Рульовий механізм
Honda VGR (Variable Gear Ratio)
з електропідсилювачем з двома зубчастими рейками
Компанія Honda розробила нове рішення рейкового рульового механізму, який складається з двох коаксиально розташованих рейок, з’єднаних з електродвигуном черв’ячним приводом. Одна з них (ведуча) з’єднується із шестернею рульового вала, а інша (ведена) – з рульовими тягами. Під час повороту автомобіля електродвигун переміщує ведену рейку стосовно ведучої. У такий спосіб кут повороту передніх керованих коліс значно більший, ніж інших.
§ 5.2. Гальмові системи
Аналіз сучасних тенденцій розвитку гальмових систем свідчить про перевагу дискових гальм над барабанними, діаметр яких поступово збільшується. Це зумовлено зростанням вимог до безпеки експлуатації автомобіля, зменшення часу охолодження гальм для відновлення ефективності роботи.
Під час гальмування температура дисків і колодок внаслідок тертя зростає і, якщо їх не охолоджувати, виникає цілий ряд негативних факторів. Зокрема, надмірне нагрівання колодок призводить до їхньої деформації, утворення тонкої плівки між гальмовим диском і колодками. Поява цієї плівки приводить до значного зменшення тертя, а отже, зниженню ефективності роботи гальм. По-друге, підвищення температуру негативно впливає на гальмову рідину, що скипає, зумовлюючи тим самим відмову всієї системи. По-третє, через перегрівання диск деформується. Крім того, при великій температурі фрикційний шар гальмових колодок інтенсивно зношується.
Звичайні гальмові диски робляться цільними, без яких-небудь отворів. Вентильовані мають усередині уздовж робочих стінок (поверхонь тертя) канали, спеціально призначені для циркуляції повітря, які сприяють інтенсивному відведенню тепла. Однак такий диск у 2-3 рази товстіше і важчий за звичайний. Щоб уникнути цього роблять перфорацію диска – свердлять наскрізні отвори перпендикулярно площини диска. Ще один спосіб – нарізання канавок, які зменшують витрати металу на цю операцію, а теплоємність майже не зменшується.
Вентильовані диски звичайно встановлюються на передні колеса, оскільки вони нагріваються сильніше внаслідок нерівномірного розподілу зусиль і навантаження при гальмуванні.
Питання для самоконтролю:
120