Привод рулевого управления – виды, устройство и принцип работы

Рулевой привод автомобиля.


Рулевой привод



Приводом (силовым приводом) в механике называют совокупность устройств, предназначенных для приведения в действие механизмов и машин. В общем случае силовой привод служит для дистанционного управления исполнительным органом машины, передавая ему усилие, прикладываемое к органам управления.

Рулевой привод обеспечивает кинематическую связь рулевого механизма и управляемых колес. Он должен преобразовывать вращение вала рулевого механизма или поступательное движение рейки во вращение управляемых колес вокруг вертикальной оси для совершения автомобилем маневра.

В рулевой привод входят все детали, передающие усилие от рулевого механизма к управляемым колесам. Иными словами, все, что находится между рулевым механизмом и управляемыми колесами, относится к рулевому приводу.
Обязательным элементом рулевого привода является рулевая трапеция (рис. 2), обеспечивающая поворот управляемых колес на различные углы.

Элементы рулевого управления автомобиля представлены на рис. 3 здесь (страница откроется в отдельном окне браузера). Воздействие на рулевую трапецию осуществляется механическим приводом, состоящим из сошки

11, продольной рулевой тяги 10 и поворотных рычагов 7.

***

Требования к рулевому приводу

К рулевому приводу предъявляют следующие требования:

  • обеспечение правильного соотношения углов поворота управляемых колес;
  • исключение или уменьшение автоколебаний управляемых колес;
  • исключение самопроизвольного поворота управляемых колес при колебании автомобиля на подвеске.

Самопроизвольный поворот («рыскание») управляемых колес может иметь место из-за несогласованности кинематики перемещения подвески и продольной рулевой тяги. При расположении рулевого механизма, как показано на рис. 1, б, вертикальное перемещение передней оси неизбежно приведет к продольному перемещению тяги и повороту колес. Значительно лучше кинематическое согласование достигается при компоновке рулевого управления перед передней осью (рис. 1, а).

Одно из требований безопасности – отсутствие зазоров в шарнирах привода. По способу устранения зазора шарниры привода могут быть саморегулируемые, с периодической ручной регулировкой и нерегулируемые.
Саморегулируемые шарниры не требуют регулировок в процессе эксплуатации – появляющийся в результате изнашивания деталей зазор устраняется поджиманием сухарей к головке рулевого пальца с помощью пружины.
Периодически регулируемые шарниры имеют в конструкции специальную резьбовую пробку, затяжка которой устраняет зазоры между деталями.
Нерегулируемые шарниры используют на автомобилях, колеса которых поворачиваются только вокруг вертикальной оси. Эти шарниры проще по конструкции и дешевле в изготовлении, но менее долговечны.
Кроме того, в конструкциях рулевых приводов легковых автомобилей широко применяются нерегулируемые шарниры с вкладышами из синтетических материалов, хорошо противостоящих изнашиванию и обладающих низким коэффициентом трения.

***

Основные параметры рулевого привода

Основным оценочным параметром рулевого привода являются общее угловое передаточное число Uрп рулевого привода и КПД рулевого привода.

Общим угловым передаточным числом (кинематическим передаточным числом рулевого привода) называют отношение углового перемещения сошки к среднему угловому перемещению поворотных цапф управляемых колес.

Под силовым передаточным числом привода понимают отношение суммарного момента на поворотных цапфах всех управляемых колес к моменту на рулевой сошке.

КПД рулевого привода оценивает потери мощности в шарнирах рулевых тяг и шкворневых устройств управляемых колес.
Для автомобилей с передним управляемым мостом – потери в шкворнях составляют

40…50 %, в шарнирах рулевых тяг – 10…15 %. КПД рулевого привода (0,92…0,95) определяется как отношение силового передаточного числа к кинематическому.
Общий КПД рулевого управления определяется как произведение КПД рулевого механизма на КПД привода. Для современных автомобилей общий КПД рулевого управления может составлять 0,7…0,85.

***



Классификация рулевых приводов

Рулевые приводы различаются по следующим конструктивным признакам и свойствам:

— по взаимному расположению рулевого колеса и рулевого вала – с раздельным или совмещенным расположением.
При раздельном расположении рулевого вала и рулевого колеса их соединяют карданным валом, резиновой полумуфтой, сильфонным или перфорированным патрубком. При аварии такая конструкция обеспечивает травмобезопасность, так как при прямом ударе вал складывается и не перемещает рулевое колесо.

Кроме того, раздельное расположение вала и руля позволяет решить и некоторые другие технические задачи.

— по расположению рулевой трапеции – с передним или задним расположением относительно оси управляемых колес.
Варианты расположения и устройства рулевой трапеции при проектировании рулевого управления автомобиля определяются компоновочными возможностями. Схемы основных типов рулевых трапеций представлены на рис. 2 .

— по конструкции поперечной тяги – с цельной или разрезной тягой.
При применении зависимой подвески и неразрезной балке моста поперечная тяга для увеличения жесткости рулевого управления выполняется сплошной, при этом она может располагаться как перед балкой моста, так и за ней (рис. 2, а, б).
В случае применения неразрезной поперечной тяги при независимой подвеске вертикальное перемещение одного из колес вызвало бы поворот другого колеса. Чтобы избежать этого, поперечную тягу делают разрезной, из нескольких звеньев (рис. 2, в).

На переднеприводных автомобилях с реечным рулевым механизмом рулевая трапеция состоит из двух тяг, непосредственно связанных с рейкой (рис. 2, г).
Изменение длины поперечной тяги позволяет осуществлять регулировку схождения управляемых колес.

— по наличию усилителя – простой механический привод или с использованием усилителя.

Конструкция элементов рулевого привода должна быть достаточно жесткой для надежной и правильной передачи усилий и в тоже время позволять изменять их взаимное положение. Для обеспечения такой передачи соединение деталей рулевого привода осуществляется с помощью шаровых шарниров.

Сошка связывает выходной вал рулевого механизма с продольной тягой. Ее изготовляют методом ковки с переменным эллиптическим сечением по длине, что является наиболее рациональным для выполнения условий прочности и жесткости.

Сошку соединяют с валом шлицевым соединением треугольного профиля и фиксируют гайкой. Для беззазорной посадки отверстие в сошке и конец вала выполняют коническими, а для правильной установки сошки на валу предусмотрены соответствующие метки или несимметрично расположенные шлицы.

Продольную тягу 11 рулевого привода (рис. 3 ) делают трубчатой с утолщением по краям для монтажа шарниров. Каждый шарнир состоит из пальца 13, вкладышей 12 и 14, охватывающих сферическими поверхностями шаровую головку пальца, пружины 15 и резьбовой крышки 16.
Пружина постоянно прижимает вкладыши к шаровой головке пальца, устраняя зазоры, возникающие в результате изнашивания.

Поперечная рулевая тяга 10 также имеет трубчатое сечение. Шаровые шарниры размещаются в наконечниках

8, навинченных на концы тяги. Положение наконечников фиксируется стяжными болтами.
Наворачивая или свинчивая наконечники, можно изменять длину поперечной тяги при регулировке схождения колес. Так как резьба, нарезанная на концах тяги имеет разное направление, то изменение длины тяги можно осуществлять вращением самой тяги.

В корпусе наконечника установлен шаровой палец 5, к головке которого пружина 3 прижимает вкладыш 4, а своим вторым концом опирается на крышку 1, которая через прокладку 2 крепится болтами к корпусу наконечника.

Выход пальца из корпуса уплотняется защитной накладкой 9. Зазоры в шарнире при изнашивании устраняются путем постоянного прижатия вкладышей к шаровой головке пальца пружиной.
Такие наконечники не требуют регулировки.

Все шаровые соединения имеют пресс-масленки для периодического смазывания.

Шарнирные соединения механических рулевых приводов являются наиболее ответственными деталями с точки зрения безопасности движения. Они могут иметь пальцы сферической, полусферической или цилиндрической формы и вкладыши, изготовленные из различных материалов.
Наряду с шарнирным соединением, представленным на рис. 3, где постоянная плотность сопряжения головки шарового пальца с вкладышами поддерживается упругим воздействием пружины, действующим вдоль оси пальца, существуют шарниры с усилием вдоль оси тяги (рис. 4,а,б,в). Такие шарниры просты в изготовлении и получили распространение на грузовых автомобилях средней и большой грузоподъемности.
Однако такая конструкция имеет существенный недостаток: усилие пружины 3 должно быть значительно больше максимального усилия, которое может действовать вдоль оси тяги при движении автомобиля. Поэтому рабочие поверхности шаровых пальцев

1 и вкладышей 2 постоянно нагружены усилиями со стороны пружин. Это отрицательно сказывается на долговечности деталей.

Унифицированные шарниры неразборной конструкции (рис. 4,г,д,е) снабжены вкладышами, изготовленными из полиуретана или нейлона, пропитанного специальным составом. Наличие прорези во вкладыше обеспечивает сборку и беззазорное соединение сопряженных поверхностей с помощью пружин. Для исключения выхода пальцев из тяги при значительных деформациях или поломках пружин в шарнирах устанавливают ограничители.
Эти шарниры не требуют регулировок и смазочного материала.

Детали рулевого привода изготавливают из сталей 20, 30, 35; пальцы шарниров – из сталей 12ХН3А, 18ХГТ и 15ХН; наконечники рулевых тяг, рычаги и сошку выковывают из сталей

35, 40, 45, 30Х, 35Х, 40Х, 38ХГМ, 40ХНМА.

Диаметр рулевого колес нормирован. Он составляет для легковых и грузовых автомобилей малой грузоподъемности 380…425 мм, а для грузовых автомобилей и автобусов большой вместимости- 440…550 мм.
Максимальный угол поворота рулевого колеса зависит от типа автомобиля и находится в пределах ±540…1080˚ (1,5…3 оборота).

***

Усилители рулевого управления



k-a-t.ru

Глава 2. Рулевые электроприводы.

  1. Назначение и классификация рулевых приводов.

Под рулевым приводом принято понимать механизм для передачи движения к рулю. Рулевые приводы можно разделить по ряду признаков.

По назначению привод может быть основным, запасным и аварийным.

В зависимости от рода используемой энергии различают ручной и электрифицированный привод.

По принципу управления электрифицированные приводы разделяют на три типа :

— простого дистанционного действия, осуществляемого посредством кнопок, педалей или рычагов, положение которых не соответствует положению пера руля;

— следящего действия, осуществляемого с помощью рычагов и штурвала, положение которых строго соответствует положению пера руля;

— автоматического действия, выполняющие автоматическую стабилизацию судна на курсе, автоматический переход на новый курс и программное управление курсом по наперед заданному закону. Автоматические системы имеют резервное управление простого и следящего типов.

По типу передаточного механизма привод можно разделить на две группы:

— с механической передачей – РЭМ приводы;

— с гидравлической передачей – РЭГ приводы.

Рулевые приводы с механической передачей бывают штуртросовые, валиковые, винтовые и секторные.

Штуртросовые Валиковые Винтовые

Рассмотрим принцип действия и устройство секторной рулевой машины.

  1. перо руля;

  2. баллер;

  3. румпель;

  4. пружина;

  5. сектор с зубчатой насечкой;

  6. цилиндрическая шестерня;

  7. вал;

  8. червячная пара;

  9. муфта;

10-  электродвигатель

Баллер – вертикальный вал, закрепленный в подшипниках. Снизу к нему крепится перо руля, сверху свободно надевается сектор и жестко, шпонками, крепится румпель. Усилия от сектора к румпелю передается при помощи демпферных пружин, предназначенных для компенсации ударной нагрузки. Между ЭД и сектором стоит редуктор, представленный на чертеже червячной парой и цилиндрической шестерней, находящейся в зацеплении с сектором. Червячная пара – обязательный элемент редуктора, так как с его помощью легче и проще всего сделать передачу самотормозящейся, что требует Регистр. Передача становится самотормозящейся при КПД  < 0,5 (обратный момент не передается), поэтому общий КПД секторных машин мех = 0,36 ÷ 0,4.

Секторные рулевые машины подразделяются на пять типов:

1 тип – машины одинарные «морские» с одним электродвигателем и червячным редуктором основного привода. Запасный привод автономный, действует на баллер руля независимо от основного, выполнен отдельно.

2 тип – машины одинарные «речные» с одним электродвигателем основного привода, одним ЭД запасного привода и дифференциальным редуктором Федорицкого, состоящего из двух червячных передач и конических шестеренок. Основной ЭД подсоединен к одному червяку, запасный, через дополнительный редуктор, ко второму червяку. Червячные колеса выполнены заодно с коническими шестернями, которые передают усилие на баллер через сателлиты. При работе одного двигателя, второй заторможен.

3 тип – машины одинарный «морские» с двумя электродвигателями и червячным редуктором основного привода. Запасный привод не предусматривается.

4 тип – тоже «речные».

Машины 1-4 типов предназначены для обслуживания одного и двух рулей.

5 тип – машины сдвоенные «речные», состоящие из двух одинарных машин 2 типа, у которых ЭД основного привода имеют два выходных конца вала: один подсоединен к хвостовику червяка редуктора, а другие концы, обращенные к диаметральной плоскости, соединены между собой при помощи электромагнитной муфты, допускающей раздельную работу одинарных рулевых машин.

Рулевые электрические приводы с гидравлической передачей (РЭГ — приводы) классифицируются по целому ряду признаков:

По типу гидропривода бывают: плунжерные, лопастные, с качающимися цилиндрами, реечно-плунжерные и т.д.

По типу насосов – с насосами переменной подачи и с насосами постоянной подачи;

По типу сервоприводов – постоянного, переменного тока, электромагнитный привод;

По типу дифференциалов кинематики сервопривода – рычажные, кулачковые, электрические и т.д.

Рассмотрим принципиальную схему, состав и работу плунжерного гидропривода, где:

1 – цилиндр

2 – плунжер

3 – баллер

4 – румпель

5 – поворотная муфта с цапфами

6 – ползуны

7 – направляющие

8 – предохранительный клапан

9 – клапанная коробка

10 – дроссельный клапан

11 – главная клапанная коробка

12 – насос переменной подачи

13 – насос постоянной подачи

14 – электродвигатель

15 – цистерна

17 – рычажный дифференциал

18 – пружина.

Плунжерные гидроприводы могут быть в зависимости от момента на баллере с одной или двумя парами цилиндров. При четырех цилиндрах вторая пара располагается с другой стороны баллера, симметрично. Цилиндры могут располагаться параллельно и перпендикулярно диаметральной плоскости судна. Плунжерные гидравлические машины выполняются одно- и двухрулевые.

У рассматриваемой двухцилиндровой плунжерной рулевой машины цилиндры 1 установлены на фундаменте в направляющей 7. Выходы цилиндров 1 имеют уплотнения (кожаные или из маслостойкой резины). В месте утолщения плунжерной пары установлена поворотная муфта 5 свободно вращающаяся вокруг вертикальной оси на цапфах. В муфту входит цилиндрический хвостовик румпеля 4. При перемещении плунжеров происходит поворот баллера руля, сопровождающийся скольжением хвостовика румпеля в муфте, а также поворотом муфты. Боковые усилия, возникающие в плунжерной паре, через ползуны 6 воспринимаются направляющей 7.

Перекладка пера руля (поворот румпеля) происходит за счет избыточного давления в одном из цилиндров, которое создается насосом переменной подачи 12, перекачивающим масло из одного цилиндра в другой. Величина давления в цилиндрах определяется моментом сопротивления на баллере. При динамических нагрузках и возникновении давления выше допустимого срабатывает предохранительный клапан 8 и перепускает масло во всасывающую полость. Главная клапанная коробка 11 автоматически подключает работающий насос (их может быть два – основной и резервный, или основной и запасный, может быть три – два основных и один запасный). У четырехцилиндровых машин она позволяет отсечь неисправные два любых цилиндра и осуществлять работу на оставшихся цилиндрах. Насос постоянной подачи 13, дроссельный клапан 10 и клапанная коробка 9 создают подпор p = 0,3 ÷ 0,5 МПа для исключения подсасывания воздуха, при провале давления во всасывающем трубопроводе. В некоторых установках вместо них устанавливается подпорный бак.

В приводе используется главным образом управление следящего действия. Рассмотрим его работу на примере ручного управления с рычажным дифференциалом. Так при повороте рычага управления 16 влево нижний конец рычага 17 переместится в точку b, конец манипулятора насоса 12 переместится в точку d. Возникает эксцентриситет, и масло из правого цилиндра будет перекачиваться в левый, плунжер будет перемещаться вправо до тех пор, пока конец манипулятора не вернется в точку c и насос будет работать с нулевой подачей. Полный эксцентриситет возникает обычно при задании 50; больший угол перекладки пера руля воспринимается пружиной ef.

Отечественной промышленностью выпускаются плунжерные гидравлические машины типов Р11 – Р20 с одним или двумя маслеными насосами регулируемой подачи с электроприводом. Указанные машины способны развивать момент на баллере 63 – 1000 кН•м.

studfile.net

Техническое обслуживание рулевого управления автомобиля

Требования, предъявляемые к рулевому управлению:

  • обеспечение высокой маневренности автомобиля;
  • минимальные затраты энергии на управление;
  • минимальные обратные удары на рулевое колесо при движении на неровной дороге;
  • отсутствие люфтов в приводе;
  • стабилизация управляемых колес в направлении прямолинейного движения;
  • правильная кинематика поворота управляемых колес, обеспечивающая чистое качение управляемых колес без бокового проскальзывания.

Требования Технического регламента о безопасности колесных транспортных средств (№ 720 от 9.2009 г.):

  1. Изменение усилия при повороте рулевого колеса должно быть плавным во всем диапазоне угла его поворота. Неработоспособность усилителя рулевого управления транспортного средства (при его наличии на транспортном средстве) не допускается.
  2. Самопроизвольный поворот рулевого колеса с усилителем рулевого управления от нейтрального положения при работающем двигателе не допускается.
  3. Суммарный люфт в рулевом управлении не должен превышать предельных значений, установленных изготовителем в эксплуатационной документации, или при отсутствии данных, установленных изготовителем, следующих предельных значений:
    • транспортные средства категории M1 и созданные на базе их агрегатов транспортные средства категорий М2, N1 и N2 -10°;
    • транспортные средства категорий М2 и М3 – 20°;
    • транспортные средства категорий N – 25°.
  4. 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 транспортного средства (в эксплуатационной документации), не допускаются. Резьбовые соединения должны быть затянуты и зафиксированы способом, предусмотренным изготовителем транспортного средства. 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.
  5. Применение в рулевом механизме и рулевом приводе деталей со следами остаточной деформации, с трещинами и другими дефектами не допускается.
  6. Уровень рабочей жидкости в резервуаре усилителя рулевого управления должен соответствовать требованиям, установленным изготовителем транспортного средства в эксплуатационной документации. Подтекание рабочей жидкости в гидросистеме усилителя не допускается.

Основные работы по техническому обслуживанию рулевого управления Техническое обслуживание механизмов рулевого управления носит плановый характер. Объем выполняемых работ определяется видом технического обслуживания.

Ежедневное техническое обслуживание (ЕО).

Необходимо проверять свободный ход рулевого колеса, состояние креплений сошки, а также ограничителей максимальных углов поворота управляемых колес. Кроме этого необходимо ежедневно проверять зазор в шарнирах гидроусилителя и в рулевых тягах, а также работу гидроусилителя и рулевого управления. Эти проверки выполняют при работающем двигателе.

Первое техническое обслуживание (ТО-1).

Провести контрольный осмотр и крепёжные работы. Проверить, не деформированы ли элементы рулевой колонки. Все крепёжные работы следует проводить обязательно по всем резьбовым соединениям, с усилением, соответствующим ТУ (корончатые гайки рулевых шарниров следует попытаться подтянуть гаечным ключом не расшплинтовывая их – если они стронутся с места, тогда их следует расшплинтовать и затянуть с соответствующим усилием).

После крепёжных работ следует проверить свободный ход рулевого колеса (люфт) с помощью люфтомеров-динамометров (рисунок 1).

Измеритель суммарного люфта рулевого управления автомобилей

Измеритель суммарного люфта рулевого управления Измеритель люфта рулевого управления

Рисунок 1 – Измеритель суммарного люфта рулевого управления автомобилей (грузовых, легковых, автобусов и троллейбусов) ИСЛ-М по ГОСТ Р 51709-2001

Прибор предназначен для измерения суммарного угла поворота рулевого колеса до начала движения управляемых колес, а также суммарного угла поворота рулевого колеса при нормированном усилии на рулевом колесе. Принцип действия приборов основан на измерении угла поворота рулевого колеса АТС посредством преобразования импульсного сигнала оптико-механического датчика угла поворота в интервале срабатываний датчика движения управляемых колес при выборе люфта рулевого управления в обоих направлениях вращения руля, а также при превышении установленного порога сигнала от тензометрического датчика усилия. Конструктивно прибор выполнен в виде электронного блока, который крепится на руле АТС и выносного датчика движения управляемых колес. В электронном блоке прибора размещаются датчик усилия для поворота руля, оптико-мехаический преобразователь угла поворота, буквенно-цифровой индикатор и микропроцессорный преобразователь сигналов. Приборный блок крепится на рулевое колесо при помощи захвата.

Люфт в рулевых шарнирах у автомобилей категории М1 проверяются резким покачиванием в противоположные стороны смежных тяг. Люфт в маятниковом рычаге определяется покачиванием конца рычага в вертикальной плоскости.

При ТО-1 проверяют крепление и шплинтовку гаек рычагов поворотных цапф, гаек и шаровых пальцев продольной и поперечной рулевых тяг, состояние уплотнителей шаровых пальцев, устраняют обнаруженные неисправности. Проверяют крепление и при необходимости закрепляют сошку механизма рулевого управления на валу, картер рулевого механизма на раме и контргайку регулировочного винта вала рулевой сошки. Проверяют зазор и величину усилия поворота рулевого колеса с помощью динамометра, зазор в шарнирах привода рулевого механизма.

Зазоры в шарнирных соединениях рулевых тяг проверяют резким покачиванием рулевого колеса в обе стороны. Значительное перемещение при этом продольной рулевой тяги относительно пальцев указывает на необходимость устранения зазора в шарнирных соединениях тяг. Для этого следует расшплинтовать регулировочную пробку в торце тяги, завернуть пробку специальной лопаткой до отказа и отвернуть так, чтобы прорезь в пробке совпала с отверстием для шплинта, после чего зашплинтовать. Таким же образом устраняют зазор и в другом шарнирном соединении тяги.

Второе техническое обслуживание (ТО-2).

В процессе ТО-2 выполняют те же работы, что и при ТО-1, а также проверяют углы установки передних колес и при необходимости выполняют их регулировку; проверяют и при необходимости подтягивают крепление клиньев шкворней, картера рулевого механизма, рулевой колонки рулевого колеса; зазоры рулевого управления, шарниров рулевых тяг и шкворневых соединений; состояние и крепление карданного вала рулевого управления; крепление и герметичность узлов и деталей гидроусилителя рулевого управления.

Регулировка механизма рулевого управления с усилителем зависит от конструкции автомобиля. Все подвижные сопрягаемые детали должны работать без заедания и заклинивания при повороте вала рулевой сошки от одного крайнего положения до другого. Работу усилителя проверяют на специальном стенде или непосредственно на автомобиле при нахождении сошки в крайнем положении [20].

При ТО-2, в порядке сопутствующего ремонта, можно заменять отдельные неисправные легкодоступные детали и целиком узлы рулевого механизма. При необходимости разъединения рулевых тяг путём выпрессовки шаровых пальцев из конических отверстий смежных тяг следует пользоваться специальными съёмниками.

Сезонное техническое обслуживание (СО).

При сезонном техническом обслуживании выполняют работы ТО-2, а также осуществляют сезонную замену смазочного материала. Визуальный контроль технического состояния деталей, агрегатов и механизмов рулевого управления выполняют путем осмотра и опробования. Если доступ к деталям рулевого управления невозможен сверху, то осмотр следует проводить на подъемнике, в осмотровой канаве или на эстакаде. Контроль крепления колонки и рулевого механизма осуществляется путем приложения усилий во всех направлениях. В процессе такой проверки не допускается осевое перемещение или качение рулевого колеса, колодки, а также присутствие стука в узлах рулевого управления.

При проверке креплений картера рулевого механизма, а также рычагов поворотных цапф необходимо поворачивать рулевое колесо около нейтрального положения на 40-50° в каждую сторону. Состояние рулевого привода, а также надежность крепления соединений проверяют при помощи приложения знакопеременной нагрузки непосредственно к деталям привода. Работа ограничителей поворота проверяется визуально при повороте управляемых колес в разные стороны до упора. Для того чтобы проверить герметичность соединений системы гидроусилителя рулевого привода, необходимо удерживать рулевое колесо в крайних положениях при работающем двигателе. Кроме этого, проверку герметичности соединений системы гидроусилителя осуществляют в свободном положении рулевого колеса.

Соединения считаются герметичными, если отсутствует протекание смазочного материала. Кроме этого, при проверке не допускается самопроизвольный поворот рулевого колеса с гидроусилителем рулевого привода от нейтрального положения к крайним или наоборот. Силу трения, а также свободный ход рулевого колеса проверяют при помощи специального прибора, который состоит из динамометра и люфтомера (рисунок 1).

Перед проверкой механизма рулевого управления доводят до нормы давление воздуха в шинах, проверяют и регулируют по необходимости углы установки и подшипники ступиц управляемых колес. Подтягивают все узлы крепления, автомобиль устанавливают на ровную площадку, а управляемые колеса – в положение для движения прямо.

Люфт в шарнирах проявляется во взаимном относительном перемещении соединяемых деталей. Проверку усилителя рулевого управления осуществляют путем измерения давления в системе гидроусилителя. Для проверки необходимо вставить в нагнетательную магистраль манометр с краном. Замеры давления производят при работающем двигателе на малых оборотах, поворачивая колеса в крайние положения. Давление, которое развивает насос гидравлического усилителя, должно быть не менее 6 МПа. Если давление меньше 6 МПа, то необходимо закрыть кран, после этого давление должно подняться до 6,5 МПа. Если после закрытия крана давление не поднимается, значит, произошла поломка насоса, который необходимо отремонтировать или заменить на новый.

Регулировочные работы по рулевому механизму включают в себя работы по регулировке осевого зазора в зацеплении, а также в подшипниках вала винта. Рулевой механизм считается исправным и пригодным для дальнейшего применения, если люфт рулевого колеса при движении по прямой не превышает 10°. Если люфт превышает допустимые значения, то необходимо проверить зазор в подшипниках вала винта. Если в подшипниках имеется достаточно большой зазор, то осевой люфт будет легко ощущаться. Для того чтобы устранить люфт в подшипниках вала, необходимо отвернуть болты, снять крышку картера рулевого механизма и затем удалить одну регулировочную прокладку. После удаления прокладки необходимо снова выполнить проверку осевого люфта. Операцию необходимо повторять до тех пор, пока усилие на поворот руля не будет составлять 3-6 Н. Регулировку зацепления винта (червяка) с роликом регулируют без снятия рулевого механизма. Для этого необходимо отвернуть гайку со штифта вала винта, затем снять шайбу со штифта, после этого при помощи специального ключа поворачивают регулировочный винт на несколько вырезов в стопорной шайбе. В результате этого происходит изменение величины бокового зазора в зацеплении, что, в свою очередь, изменяет свободный ход рулевого колеса. Для того чтобы определить величину люфта в сочленениях рулевого привода, необходимо резко покачивать сошку руля при повороте рулевого колеса. После проверки при необходимости подтягивают резьбовую пробку. Кроме этого при проверке осевого люфта в сочленения добавляют смазку, а при большом износе производят замену шарового пальца или всей тяги в сборе. К основным неисправностям системы управления относятся: обломы и трещины на фланце крепления картера, износ отверстия в картере под втулку вала рулевой сошки и деталей шаровых соединений рулевых тяг; износ червяка и ролика вала сошки втулок, подшипников и мест их посадки; изгиб тяг и ослабление крепления рулевого колеса на валу. При значительном износе рабочей поверхности или при отслоении закаленного слоя червяк рулевого колеса заменяют на новый. При наличии трещин на поверхности ролика вала его меняют на новый. Червяк и ролик необходимо заменять одновременно.

Изношенные шаровые пальцы, которые имеют сколы или задиры, необходимо заменить на новые. Одновременно с заменой шаровых пальцев осуществляется замена их вкладышей. Сломанные или ослабленные пружины не подлежат восстановлению и заменяются на новые. Нарушение изгиба тяг устраняется правкой тяги в холодном состоянии. Основными неисправностями гидравлического усилителя являются отсутствие усиления при любых частотах вращения коленчатого вала двигателя, а также неравномерное или недостаточное усиление при повороте рулевого колеса в обе стороны. Для того чтобы устранить неисправности системы гидравлического усиления, необходимо слить из системы масло, тщательно промыть составляющие ее детали, а также разобрать насос. Последовательность разборки насоса гидравлического усиления следующая:

  1. снять крышку бачка и фильтра;
  2. удерживая предохранительный клапан от выпадения, необходимо снять бачок с корпуса насоса;
  3. снять распределительный диск;
  4. снять статор, предварительно отметив его положение относительно распределительного диска и корпуса насоса;
  5. снять ротор в сборе с лопастями.

Кроме этого при ремонте насоса гидравлического усиления необходимо снять шкив, стопорное кольцо и вал насоса с передним подшипником. Детали насоса необходимо промыть раствором, обмыть водой и затем обдуть сжатым воздухом. При техническом обслуживании необходимо проверять свободное перемещение перепускного клапана в крышке насоса, а также отсутствие задиров или износа на торцевых поверхностях ротора, корпуса и распределительного вала. После проверки, устранения неполадок и сборки насос необходимо проверить на стенде. Рулевой механизм после проверки, ремонта и контроля деталей собирают, регулируют и испытывают с гидравлическим усилителем в сборе. Кроме этого из-за неполадок в системе рулевого управления может возникать стук в процессе движения, неустойчивое движение автомобиля, а также тяжелый поворот рулевого колеса. В том случае, если рулевое колесо туго вращается, необходимо проверить давление в шинах передних колес. Другой причиной туго вращающегося рулевого колеса может быть деформация деталей рулевого привода. В этом случае следует проверить, не согнуты ли рулевые тяги и поворотные рычаги, и заменить деформированные детали. При тугом повороте рулевого колеса также следует проверить уровень масла в картере рулевого механизма и при необходимости долить его до нормы. Если при проверке обнаруживается неисправный сальник, его необходимо заменить на новый. Кроме этого в некоторых случаях причиной тугого вращения рулевого колеса на морозе является загустевание трансмиссионного масла.

При проверке давления в магистрали рулевого управления с гидроусилителем между насосом 2 (рисунок 2) и шлангом 6 высокого давления устанавливают тройник с манометром 4 и вентилем 5. При работающем двигателе на частоте вращения холостого хода передние колеса поворачивают до упора и открывают вентиль 5, наблюдая за давлением масла, которое должно быть не менее 6,5 МПа. Меньшее давление свидетельствует о неисправностях в насосе или распределителе гидроусилителя. Если при закрытом вентиле давление будет повышаться, это укажет на неисправности в распределителе, если будет снижаться – на неисправности в насосе. Если при закрытом вентиле давление хотя и повышается, но остается меньше 6,0 МПа, то это указывает на неисправности обоих узлов.

Для регулирования затяжки шарнирных соединений рулевых тяг, за исключением саморегулирующихся конструкций, предварительно расшплинтовывают резьбовые пробки в наконечниках тяг и поворачивают их до отказа, а затем отворачивают на 0,5 оборота до совпадения прорезей для шплинта. При этом устанавливается нужный зазор между сухарем и ограничителем пружины шарнира.

Прибор для проверки гидроусилителей

1 – гидроусилитель; 2,3 – насос и его бачок; 4, 5 – манометр и вентиль тройника; 6 – шланг высокого давления

Рисунок 2 – Прибор для проверки гидроусилителей

Необходимо проверить шаровые шарниры рулевых тяг, перемещая наконечники тяг вдоль оси пальцев. Для проверки при помощи рычага и опоры перемещают наконечник параллельно оси пальцев. Если вкладыш пальца не заклинило в гнезде наконечника тяги, от осевое перемещение наконечника относительно пальца составляет 1…1,5 мм, если вкладыш заклинило, то его необходимо заменить вместе с вкладышем. Кроме того, рулевое колесо может туго вращаться после ремонта маятникового рычага. Это может возникнуть из-за перетянутой регулировочной гайки при замене втулок или оси маятникового рычага. Если гайка затянута неправильно, то маятниковый рычаг будет вращаться в горизонтальном положении под действием собственной массы. Если гайка затянута правильно, то рычаг будет поворачиваться только под действием силы, приложенной к его концу. В том случае, если гайка перетянута, то необходимо ее отвернуть, затем приподнять шайбу и снова затянуть гайку.

После того как натяжение гайки исправлено, нужно соединить шаровые пальцы тяг с рычагом. Если в рулевом механизме нет неполадок, то проблема заключается в установке углов передних колес. Установку передних колес необходимо проверять после ремонта или замены деталей передней подвески, а также после поездки по неровной дороге. Однако необходимо учитывать, что точную регулировку углов передних колес могут произвести только на специальных стендах (см. раздел ТО шин). Стуки передней подвески во время движения, колебания передних колес, затрудненное управление автомобилем могут появиться в результате увеличения зазоров в соединении деталей рулевого управления из-за износа деталей, ослабления затяжки гаек крепления Наконечников или шаровых пальцев. Для того чтобы устранить зазоры, необходимо подтянуть гайки шаровых пальцев рулевых тяг, регулировочную гайку оси маятникового рычага, гайки шаровых пальцев поворотных рычагов, а также болты крепления рулевого механизма, кронштейна маятникового рычага. Кроме этого для устранения шума нужно отрегулировать зацепление ролика с червяком или подшипников червяка. При резком ухудшении устойчивости автомобиля необходимо остановиться и проверить крепления картера рулевого управления, кронштейна маятникового рычага, кронштейна вала рулевой колонки к кузову, а также затяжку гаек крепления шаровых пальцев.

Если в процессе движения руль автомобиля «тянет» в сторону, то проблема, скорее всего, в падении давления в одном из передних колес, поэтому автомобиль отклоняется в его сторону. При падении давления в одном из задних колес автомобиль даже на небольшой скорости начинает водить то в одну сторону, то в другую. Если автомобиль постоянно отклоняется в одну сторону, то причиной этого может быть деформация поворотной цапфы или поворотного рычага из-за быстрого движения по неровной дороге. При этом происходит постоянный занос автомобиля. Если эти детали деформированы настолько, что их невозможно восстановить, то эти детали необходимо заменить на новые.

При наличие люфтов в рулевых шарнирах запрещена эксплуатация автомобилей. Исключение составляют шарниры продольных рулевых тяг (грузовых автомобилей). При обнаружении в них повышенного люфта (зазора), его следует устранить наворачиванием (до упора, а затем отпустить на ¼ оборота) регулировочных пробок Г-образным ключом, с последующей шплинтовкой (рисунок 3).

Проверка и регулировка люфта в сочленениях рулевого привода

1-пробка; 2-вкладыш; 3-шаровой палец; 4-пружина; 5-упорная втулка; 6- продольная тяга; 7-гайка

Рисунок 3 – Проверка (а) и регулировка (б) люфта в сочленениях рулевого привода, (в)-шарнир продольной рулевой тяги

Просмотров: 2 910

extxe.com

8. Виды рулевых приводов. Переход на аварийное управление рулём.

Рулевые приводы бывают механические и гидравлические.

Современные морские суда оборудованы гидравлическими рулевыми приводами. По конструкции гидравлические рулевые приводы бывают плунжерные и лопастные.

Секторный привод со штуртросовой передачей применяется на небольших судах с ручной или рулевой машиной. При таком приводе на баллер жестко насажен сектор (секторный румпель) с закреплённым на нём штуртросом. С сектора обе ветви штуртроса проходят через направляющие блоки к барабану, на который штуртроса наматывается несколькими шлангами. Барабан приводится во вращение непосредственно штурвалом. При вращении барабана штуртрос одного борта наматывается на барабан, а другого – потравливается, что и обеспечивает поворот сектора и руля.

Штуртросовой привод прост, но имеет много недостатков: громоздкость, большой свободный ход большое трение в передаче, необходимость частого ремонта. Проложенный по открытой палубе штуртрос создаёт неудобства, особенно в штормовых условиях или при перевозке палубных грузов. Поэтому его применение ограничено.

Более распространён секторный привод с зубчатой передачей или электрической рулевой машиной. В этом приводе на баллер поверх жёсткого закреплённого румпеля свободно посажен зубчатый сектор. Зубъями сектор входит в зацепление с шестернёй редуктора рулевой машины, а с помощью пружинных амортизаторов упруго соединяются с румпелем. При работе рулевой машины шестерня поворачивает сектор, и его движение через пружины передаётся на румпель и баллер. Пружинные амортизаторы, как и штуртросовом приводе, служат для сглаживания толчков от ударов волн и перо руля. Червячный редуктор, включенный в привод, повышает усилие на румпеле за счет снижения числа оборотов рулевой машины, а также обеспечивает самоторможение привода. Поворот сектора ограничивается палубными кницами, а если рулевая машина электрическая, то предусматривается, кроме того, концевые выключатели, которые приподходесектора к крайнему положению автоматически останавливают рулевую машину.

Гидравлические рулевые приводы выполняется в виде одного блока с насосом специальной конструкции, служащим в данном случае рулевой машиной. Наибольшее применение имеет гидравлический плунжерный привод, в котором на баллер насажен румпель, связанный шарнирно с плунжером.

Приводы большой мощности выполняются обычно с четырьмя прессами и двумя насосами. На малых судах рулевые насосы могут применяться с ручным приводом непосредственно от штурвала. Подобные насосы в качестве запасных предусматриваются и на крупных судах.

Высокое давление масла в гидравлических приводах до 150-200атм позволяет выполнять их значительно меньшими по размерам, чем секторные приводы той же мощности. Привод отличается плавной и бесшумной работой, высокой чувствительностью управления. Благодаря этим достоинствам гидравлические плунжерные приводы устанавливаются на большинстве современных судов.

Гидравлический лопастной привод. В таком приводе на баллере насажен румпель, выполненный в виде крылатки с лопастями. Румпель помещён закрытый цилиндрический корпус, который разделён неподвижными переборками на несколько рабочих камер, заполняемых. При перекачке масла из одних полостей камер в другие создаётся разность давлений, что вызывает поворот румпеля и баллера

Запасные рулевые приводы. Независимо от конструкции основного рулевого привода, каждое морское судно оборудуется запасным (аварийным) рулевым приводом с ручным управлением. Запасные приводы чаще всего бывают валиковые, винтовые или гидравлические.

Перекладка руля с помощью всякого ручного привода требует значительных усилий, поэтому штурвалы запасных приводов делаются большого диаметра, чтобы их можно вращать. Пост запасного рулевого устройства оборудуется указателем положения руля (аксиометром) репитером гирокомпаса и имеет надёжную связь с ходовым мостиком.

Порядок перехода на аварийное управление рулём зависит от конструкции запасного привода. Во всех случаях необходимо застопорить руль, чтобы исключить его произвольную перекладку от удара волн. Для этого используют тормоз, который состоит из тормозной дуги на рулевом секторе, насаженного на баллер, зажимаемый тормозными колодками с помощью винтового устройства.

Руль можно застопорить при помощи штырей, закладываемых в специальные отверстия на неподвижной станине и румпеле, совпадающих при среднем положении руля.

Для приобретения необходимого практического опыта администрация судна должна проводить тренировочные учения.

studfile.net

Рулевой привод — это… Что такое Рулевой привод?


Рулевой привод
Рулевой привод
гидравлическое, пневматическое, электрическое энергосиловое устройство, приводящее в движение органы управления летательного аппарата, в соответствии с маломощными управляющими сигналами от рычагов управления пилота или бортовых автоматических систем управления. В структурном отношении Р. п. представляет собой следящую систему с положительной обратной связью.
Р. п. выполняют следующие функции: преобразование сигналов (с усилением по мощности) системы рычагов управления в соответствующее отклонение рулевой поверхности, увеличение демпфирования выходной части системы управления рулями, обеспечение безопасности от форм флаттера, возникновение которых в основном зависит от рулевых поверхностей, обеспечение необходимого уровня надёжности управления.
Наибольшее применение в авиации получили гидравлические Р. п., обладающие большей удельной мощностью (при мощностях свыше 0,3 кВт) и лучшей возможностью стыковки с взаимодействующими механическими и электрическими системами, плавностью и широким диапазоном регулирования скорости выходного звена. Они могут включать источник гидравлического питания (автономные Р. п.) или получать энергию от централизованной одной или нескольких бортовых систем гидравлического питания летательного аппарата (см. Гидравлическое оборудование). В зависимости от способа управления скоростью движения выходного звена гидравлического Р. п. могут быть с объёмным регулированием — скорость выходного звена регулируется изменением рабочего объёма насоса или (и) двигателя, и с дроссельным регулированием — скорость выходного звена регулируется изменением проводимостей дросселей во входных и (или) выходных трубопроводах гидродвигателя, при этом в случае применения нерегулируемого насоса часть подаваемой рабочей жидкости отводится через дроссель или клапан на слив, минуя гидродвигатель. В качестве исполнит, гидродвигателей в Р. п. используются гидравлические цилиндры, поворотные гидродвигатели. В последнем случае в состав выходной части системы управления должны дополнительно включаться винтовые преобразователи вращательного движения в поступательное.
Для обеспечения высокой отказобезопасности системы управления полётом Р. п., как правило, выполняются многоканальными, питающимися от нескольких гидросистем, то есть применяется резервирование. При этом резервирование может быть как общим, так и разделённым.
С целью улучшения рабочих характеристик и габаритно-весовых показателей автоматических и электродистанционных систем управления, а также обеспечения управления от электрических сигналов электродистанционных или автоматических систем совмещённого управления с управлением через механическую проводку получили применение комбинированные Р. п. Такие Р. п. включают гидромеханический исполнительный механизм, электрогидравлический сервопривод, устройства, обеспечивающие совмещение (взаимоисключение) указанных режимов управления, устройства механических и электрических обратных связей и другие необходимые элементы.
Появление промышленных электродвигателей с постоянными магнитами, обладающих высокой удельной мощностью и малыми моментами инерции, открывает путь к практическому созданию чисто электрических Р. п. (с бесколлекторными электродвигателями и электронной коммутацией силовых цепей), по своим характеристикам приближающихся к электрогидравлическим приводам. Таким образом, наметилась возможность создания летательных аппаратов с единой (электрической) энергетической системой, что в целом обеспечивает повышение надёжности системы управления, снижение её массы и сокращение эксплуатационных расходов.

Авиация: Энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия. Главный редактор Г.П. Свищев. 1994.

.

  • Рулевая машинка
  • Рулежная дорожка

Смотреть что такое «Рулевой привод» в других словарях:

  • рулевой привод — Принципиальная схема рулевого привода с дроссельным регулированием. рулевой привод — гидравлическое, пневматическое, электрическое энергосиловое устройство, приводящее в движение органы управления летательного аппарата, в соответствии с… …   Энциклопедия «Авиация»

  • рулевой привод — Принципиальная схема рулевого привода с дроссельным регулированием. рулевой привод — гидравлическое, пневматическое, электрическое энергосиловое устройство, приводящее в движение органы управления летательного аппарата, в соответствии с… …   Энциклопедия «Авиация»

  • рулевой привод — Принципиальная схема рулевого привода с дроссельным регулированием. рулевой привод — гидравлическое, пневматическое, электрическое энергосиловое устройство, приводящее в движение органы управления летательного аппарата, в соответствии с… …   Энциклопедия «Авиация»

  • рулевой привод — Принципиальная схема рулевого привода с дроссельным регулированием. рулевой привод — гидравлическое, пневматическое, электрическое энергосиловое устройство, приводящее в движение органы управления летательного аппарата, в соответствии с… …   Энциклопедия «Авиация»

  • РУЛЕВОЙ ПРИВОД ДЭВИСА — привод, в котором основным передаточным органом является стальной шпиндель с двумя винтовыми нарезками разного направления. По этим нарезкам двигаются в противоположных направлениях два ползуна гайки, вращению которых препятствуют особые… …   Морской словарь

  • рулевой привод ЖРД — рулевой привод Привод ЖРД, управляющий положением устройств, создающих управляющие усилия. [ГОСТ 17655 89] Тематики двигатели ракетные жидкостные Синонимы рулевой привод …   Справочник технического переводчика

  • комбинированный механический рулевой привод — 2.6.4.1 комбинированный механический рулевой привод: Рулевой привод, в котором одна часть рулевого усилия передается полностью механическими средствами, а остальные части следующими средствами: 2.6.4.1.1 гидравлическими механическими… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • комбинированный рулевой привод — 2.6.4 комбинированный рулевой привод: Рулевой привод, в котором одна часть рулевого усилия передается одним из выше упомянутых средств, а другая часть другим из выше упомянутых средств. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • полностью гидравлический рулевой привод — 2.6.2 полностью гидравлический рулевой привод: Рулевой привод, в той или иной части которого рулевое усилие передается только гидравлическими средствами. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • полностью механический рулевой привод — 2.6.1 полностью механический рулевой привод: Рулевой привод, в котором рулевое усилие целиком передается механическими средствами. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации


dic.academic.ru

Вам может понравится

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о