Оглавление
Введение
Классификация
Ремонт
Техническая информация
Рабочее место
Инструмент и оборудование
Виды дефектов и методы контроля деталей автомобилей
Основные неисправности рулевого управления
Техническое обслуживание подвесок, ступиц, колес и шин
Неисправности рулевого управления, при которых Правила дорожного движения запрещают эксплуатацию транспортных средств
Список литературы
Введение
Во время движения автомобиля по дороге естественно возникает необходимость в изменении направления его движения, уменьшении скорости, остановке и стоянке. Все это обеспечивают механизмы управления, которые включают в себя рулевое управление и тормозную систему. В данной курсовой работе, описывается устройство и ремонт деталей рулевого механизма на примере устройства рулевого управление автомобиля ВАЗ-2106.
Самыми лучшими источниками информации по ремонту автомобилей являются фирменные книги, причем не те, которые прилагаются к новой машине и содержат в основном развернутую инструкцию по эксплуатации, что само по себе весьма ценно, а более толстые публикации разработчиков, посвященные именно ремонту. В частности, по отечественным автомобилям такую библиотеку можно сравнительно просто собрать.
Много полезного можно почерпнуть в журналах, например в "За рулем", но тут имеет смысл отправиться в библиотеку, где есть подшивка лет за 15 и ксерокс, поскольку в журналах полезные сведения сильно распылены. Более плотно всякая премудрость сосредоточена в специальных книгах типа "Советы бывалых", мимо которых тоже не стоит проходить.
Ну и конечно же, мудрый дядя-сосед по гаражу может научить многому. Но вот тут надо доверять, но проверять. Все знают о шоферских байках, но не все знают о чрезвычайно стойких гаражных легендах. Вспомните, что говорит умудренный дядя, который вот уже лет десять потихоньку чинит двигатель Москвича 408 в гараже напротив и выглядит в глазах новичка этаким машинным бесом, заслышав детонационные стуки в моторе BMW-пятисотки, которую юный соседский рэкетер спьяну заправил нашенским 92м? "Клапана стучат!.." Возможны варианты: стучат поршневые пальцы, сами поршни... Дядя может произносить любое заклинание на выбор. Можно добавить: стучат тормозные колодки по крышке капота, кардан об бампер бьется - балансировать надо... Короче - чушь. Когда с дальнего полигона или из ближайшего парка слышна автоматная очередь, даже кухарка не скажет, что этот звук вызывает затворная рама. Это - маленький взрыв в патроне, он же и в двигателе при несоответствии регулировки и качества топлива. Но сколько такой ерунды наслушаешься по гаражам от вроде бы солидных и опытных людей!
Классификация
Рулевое управление служит для обеспечения движения автомобиля в заданном водителем направлении.
Рулевое управление состоит из:
рулевого механизма,
рулевого привода.
Рулевой механизм служит для увеличения и передачи на рулевой привод усилия, прилагаемого водителем к рулевому колесу. В отечественных легковых автомобилях распространение получили рулевые механизмы червячного и реечного типа.
Рулевой механизм червячного типа состоит из (рис. 1):
рулевого колеса с валом,
картера червячной пары,
пары «червяк-ролик»,
рулевой сошки.
В картере рулевого механизма в постоянном зацеплении находится пара «червяк-ролик». Червяк есть ни что иное, как нижний конец рулевого вала, а ролик, в свою очередь, находится на валу рулевой сошки. При вращении рулевого колеса ролик начинает скользить по зубьям червяка, что приводит к повороту вала рулевой сошки. Червячная пара, как и любое другое зубчатое соединение, требует смазки, и поэтому в картер рулевого механизма заливается масло, марка которого указана в инструкции к автомобилю.
Результатом взаимодействия пары «червяк-ролик» является преобразование вращения рулевого колеса в поворот рулевой сошки в ту или другую сторону. А далее усилие передается на рулевой привод и от него уже на управляемые (передние) колеса.
В современных автомобилях применяется безопасный рулевой вал, который может складываться или ломаться при ударе водителя о рулевое колесо во время аварии во избежание серьезного повреждения грудной клетки.
Рулевой привод предназначен для передачи усилия от рулевого механизма на управляемые колеса, обеспечивая при этом их поворот на неодинаковые углы.
Углы должны быть различными, для того чтобы колеса могли двигаться по дороге без проскальзывания. Ведь при движении на повороте каждое из колес описывает свою окружность отличную от другой, причем внешнее (дальнее от центра поворота) колесо движется по большему радиусу, чем внутреннее. А, так как центр поворота у них общий, то соответственно внешнее колесо необходимо повернуть на больший угол, чем внутреннее. Это и обеспечивается конструкцией, так называемой, «рулевой трапеции», которая включает в себя рулевые тяги с шарнирами и поворотные рычаги.
Каждая рулевая тяга на своих концах имеет шарниры, для того чтобы подвижные детали рулевого привода могли свободно поворачиваться относительно друг друга и кузова в разных плоскостях.
Рулевой привод можно сравнить с вашими руками. Руки очень подвижны и тоже имеют множество шарниров - суставов, что позволяет изменять положение предметов в пространстве или перемещать их относительно друг друга и вашего тела.
Рулевой привод, применяемый с механизмом червячного типа (рис. 2) включает в себя:
правую и левую боковые тяги,
среднюю тягу,
маятниковый рычаг,
правый и левый поворотные рычаги колес.
Рулевой механизм реечного типа (рис. 2) отличается от червячного тем, что вместо пары «червяк–ролик» применяется пара – «шестерня–рейка». Иными словами, поворачивая рулевое колесо, водитель на самом деле вращает шестерню, которая заставляет рейку перемещаться вправо или влево. А дальше рейка передает усилие, прилагаемое к рулевому колесу, на рулевой привод.
Рулевой привод, применяемый с механизмом реечного типа (рис. 2), также отличается от своего предшественника. Он упрощен и имеет всего две рулевые тяги. Тяги передают усилие на поворотные рычаги телескопических стоек подвески колес и соответственно поворачивают их вправо или влево.
Эксплуатация рулевого управления
Если вы загляните в Правила дорожного движения и найдете перечень неисправностей, при которых запрещается дальнейшее движение автомобиля (п.2.3.1.), то на первом месте стоит неработоспособная тормозная система, а рулевое управление только на втором. Объективно это неправильно, так как из собственной практики могу сказать (да и в кино показывают), что при определенных навыках вождения автомобиля в экстренной ситуации, можно остановиться и без тормозов. А вот когда отказывает рулевое управление, то лучше если вам это только приснится в кошмарном сне, да и то, следует побыстрее проснуться.
Дабы этот кошмар не произошел с вами наяву, необходимо просто помнить о серьезности последствий неисправностей рулевого управления и прислушиваться к своим ощущениям во время движения автомобиля. Звуки и вибрации обычно подсказывают месторасположение «заболевшего» органа автомобиля. И если у вас появилось подозрение на неисправность в рулевом управлении, то следует немедленно, самостоятельно или с помощью специалиста, найти эту неисправность и устранить ее.
А вообще, всем известно выражение: «Лучшее лечение это – профилактика». Поэтому каждый раз, общаясь со своим автомобилем снизу (на смотровой яме или эстакаде), одним из первых дел следует проверить элементы рулевого привода и механизма. Все защитные резинки должны быть целы, гайки зашплинтованы, рычаги в шарнирах не должны болтаться и так далее. Люфты в шарнирах привода легко определяются, когда помощник покачивает рулевое колесо, а вы на ощупь, по взаимному перемещению сочлененных деталей, находите неисправный узел.
К счастью времена всеобщего дефицита прошли, и есть возможность приобрести качественные детали, а не те многочисленные подделки, которые выходят из строя через неделю эксплуатации, как это было в недавнем прошлом.
Как уже неоднократно говорилось, решающую роль в долговечности деталей и узлов автомобиля играют стиль вождения, состояние дорог и своевременное обслуживание. Все это влияет и на срок службы деталей рулевого управления. Когда водитель постоянно дергает руль, крутит его на месте, прыгает по ямам и устраивает гонки по бездорожью - происходит интенсивный износ всех шарнирных соединений привода и деталей рулевого механизма. Если после «жесткой» поездки ваш автомобиль при движении стало уводить в сторону, то в лучшем случае вы обойдетесь регулировкой углов установки передних колес, ну а в худшем - затраты будут более ощутимы, так как придется заменить поврежденные детали.
После замены любой из деталей рулевого привода или при уводе автомобиля от прямолинейного движения необходимо отрегулировать «сход-развал» передних колес (рис. 44). Работы по этим регулировкам следует проводить на стенде автосервиса с использованием специального оборудования.
Гидроусилитель (рис. 3) предназначен для облегчения работы водителя при повороте рулевого колеса. Он состоит из насоса, распределительного устройства и гидроцилиндра.
При повороте рулевого колеса распределительное устройство направляет жидкость под давлением в одну из полостей гидроцилиндра, тем самым, помогая водителю на поворотах. При повороте налево, жидкость под давлением поступает в полость «А» (рис. 3), а при повороте направо в полость «Б». Когда двигатель не работает, поворот руля будет осуществляться с заметным усилием, так как гидроусилитель не действует.
При неисправности усилителя, также значительно возрастает усилие поворота рулевого колеса автомобиля. Естественно, что при этом невозможно сразу же отреагировать на изменившуюся дорожную обстановку, что может вызвать опасные последствия. Кроме того, при неработающем усилителе руля, возрастает физическая и эмоциональная усталость водителя. После непродолжительной поездки он уже не в состоянии принимать правильные решения и может явиться виновником дорожно-транспортного происшествия.
Хочется предупредить владельцев «Жигулей» и прочих наших «легковушек» - не ищите у себя под капотом усилитель, так как на отечественных малолитражных автомобилях его установка не предусмотрена.
Ремонт
Ремонт ремонту рознь. Это может быть и замена проколотого колеса, и регулировка зажигания, и разборка двигателя, и кузовной ремонт - о чем-то, вроде бы, и говорить не стоит, а о чем-то и думать всуе страшно. Но, во-первых, с необходимостью элементарного ремонта и обслуживания сталкиваются все водители, а во-вторых, для многих возня с машиной превращается в основное занятие в свободное время - иногда, правда, вынужденное.
В нашей беседе мы будем основываться прежде всего на личном опыте автора, а также на информации, полученной из серьезной литературы или от опытных людей.
Самое важное в любом ремонте это:
техническая информация;
подходящее рабочее место;
инструмент и оборудование;
запасные части и материалы;
рабочая одежда и средства безопасности.
Техническая информация
Рулевое управление состоит из червячного редуктора, рулевого колеса 27, вала 25 рулевого управления и рулевого привода.
Червячный редуктор расположен в алюминиевом картере 36, который крепится к левому лонжерону кузова тремя болтами с самоконтрящимися гайками. Между картером рулевого механизма и лонжероном установлены регулировочные прокладки, которыми достигается соосность вала червяка и вала рулевого управления. Для этой же цели два отверстия в картере под болты крепления выполнены овальными. В картере на двух радиально-упорных подшипниках 33 установлен червяк 32. Подшипники не имеют внутренних колец. Их роль выполняют беговые дорожки, выполненные на торцах червяка. Зазор в подшипниках червяка регулируется прокладками 41, установленными под нижней крышкой 40. На выходе из картера вал 34 червяка уплотнен сальником 35. На шлицевой части вала червяка выполнена кольцевая канавка для стяжного болта при соединении вала червяка с наконечником вала руля. В зацеплении с червяком находится двухгребневой ролик 44, который вращается на оси 42 в двухрядном игольчатом подшипнике.
Концы оси после ее запрессовки в отверстия проушин вала 39 расклепаны с применением электроподогрева, т. е. это соединение неразъемное. Между торцами ролика и пазом вала сошки установлены упорные шайбы 43, ограничивающие осевое перемещение ролика на оси. Вал сошки цилиндрической шлифованной частью установлен в двух бронзовых втулках 37 и на выходе из картера уплотнен сальником 38. На конические шлицы вала сошки насажена в одном определенном положении сошка 4, благодаря сдвоенному шлицу на валу и сдвоенной впадине в отверстии сошки. Зацепление червячной пары выполнено со смещением осей ролика и червяка на 5,5 мм, что позволяет регулировать беззазорное зацепление ролика с червяком по мере их износа. Это обеспечивается осевым смещением вала сошки при помощи регулировочного винта 31. Головка винта заходит в Т-образный вырез вала сошки вместе с пластиной 46, которая обеспечивает нужную посадку головки винта. Регулировочный винт 31 ввернут в верхнюю крышку 45, зафиксирован от проворачивания шайбой и затянут контргайкой. При заворачивании регулировочного винта в крышку вал сошки опускается, и выбирается зазор в зацеплении ролика с червяком.
Детали червячного редуктора смазываются маслом ТАД-17и, которое заливается через отверстие, закрываемое пробкой 23. заправочная вместимость - 0,215 л.
Рулевое колесо изготовлено из пластмассы, армированной стальным каркасом. В ступице рулевого колеса нарезаны шлицы со сдвоенной впадиной, а на валу 25 шлицы сдвоенные, чтообеспечивает соединение колеса с валом только в одном положении.
Рулевое колесо крепится на валу гайкой, которая после затяжки раскернена в одной точке. Вал рулевого управления верхней частью опирается на втулку, запрессованную в трубу верхней опоры. Нижний конец трубы крепится стяжным болтом к кронштейну 49. На верхнем конце трубы стяжным хомутом крепится переключатель фар, указателей поворота, стеклоочистителя и смывателя ветрового стекла. В гнезде кронштейна 49 крепится двумя винтами выключатель 50 зажигания. Кронштейн 49 крепится к кронштейну панели кузова четырьмя болтами. Отверстия под болты крепления в кронштейне имеют овальную форму, за счет чего обеспечивается более точное соединение (центрирование) валов рулевого управления и червяка. Нижняя часть вала 25 шлицевым наконечником соединена с валом 34 червяка и закреплена стяжным болтом. В зоне крепления выключателя зажигания на валу рулевого управления приварено кольцо, в паз которого заходит запорный стержень противоугонного устройства выключателя зажигания. Вал рулевого управления закрыт облицовочным кожухом 24, состоящим из верхней и нижней частей, соединенных между собой винтами. Рулевой привод включает в себя: сошку 4, среднюю 10 и боковые тяги 3, маятниковый рычаг И, поворотные рычаги 17. Указанные детали связаны между собой шаровыми шарнирами.
Сошка соединена со средней и боковой тягами. Упор сошки ограничивает угол поворота передних колес. Средняя тяга 10 цельная, на концах имеет гнезда для размещения деталей шаровых шарниров. Боковые тяги 3 составные. Каждая из них состоит из двух наконечников, соединенных между собой резьбовой регулировочной муфтой 12. Муфта фиксируется на наконечниках двумя стяжными хомутами 1. При такой конструкции боковых тяг возможно изменение их длины, что необходимо для регулирования схождения управляемых колес.
Наружные наконечники боковых тяг шарнирно соединены с поворотными рычагами 17. которые крепятся болтами к поворотным кулакам. Внутренний наконечник правой боковой тяги соединен шарнирно с маятниковым рычагом, а наконечник левой тяги с сошкой. Все шаровые шарниры однотипны. Шаровой шарнир тяги состоим из стального пальца 7, сферическая головка которого опирается на разрезной конусный вкладыш 8, изготовленный из пластмассы с высокими противозадирными свойствами. Коническая пружина 6, поджимая вкладыш к сферической головке пальца 7, автоматически поддерживает беззазорное соединение между ними. Снизу в гнезде наконечника за- вальцована шайба 5, являющаяся опорой для пружины. Конусная часть пальца заходит в коническое отверстие поворотного рычага (сошки или маятникового рычага) и крепится корончатой гайкой, афиксированной шплинтом.
Шарниры при сборке заполняются смазкой ШРБ-4 и герметизируются: снизу опорной шайбой 5, сверху армированным колпачком 9. Пополнение или замена смазки производится только при ремонте автомобиля.
Кронштейн маятникового рычага крепится с внутренней стороны правого лонжерона двумя болтами с самоконтрящимися гайками. Кронштейн отлит из алюминиевого сплава. В его сквозной проточке расположены две пластмассовые втулки 19, на которых поворачивается ось 21 маятникового рычага. К торцам втулок поджаты шайбы. Верхняя шайба насажена на лыски оси и поджата корончатой гайкой моментом, который обеспечивает поворот рычага с усилием 10-20 Н (1-2 кгс), приложенным на его конце. Нижняя шайба поджата к втулке самоконтрящейся гайкой моментом 106 Н-м (10 кгс-м). Этой же гайкой на оси неподвижно закреплен маятниковый рычаг И. Между торцевыми поверхностями шайб и корпуса кронштейна маятникового рычага установлены резиновые уплотнительные кольца 20.
При сборке полость между втулками заполняется смазкой Литол-24. Этой же смазкой смазываются сами втулки.
Рабочее место
Этот вопрос не совсем тривиален. Стандартным ответом является хорошо оборудованный гараж. Это действительно неплохо, но не для всех видов работ. Основными недостатками гаража-бокса являются теснота по всем координатам, обычно удаленность от дома, проблемы с обогревом зимой. Все это, конечно же спорно, субъективно и должно рассматриваться в соответсвии с задуманными работами. Это, возможно, прозвучит странно, но часть работ даже в зимнее время удобней выполнять просто на ровной, светлой, защищенной от ветра площадке. Прежде всего, работы, которые можно выполнить за один световой день, когда нет необходимости что-то решать с ночевкой полуразобранной машины. В холодное время необходимо рассчитывать силы - а ремонт машины является очень тяжелым физическим трудом - и экономия на отсутствии необходимости бороться с темной мерзлой теснотой гаража-склепа оказывается очень существенной. Опыт показывает следующие примерные продолжительности ремонта на открытом воздухе: 0...-5 до 8 часов, -5...-10 до 6 часов, -10...-15 до 4 часов.
Гораздо более удобным местом ремонта является теплый и светлый ангар или гараж для грузовиков. Особенно хорошо, если в нем есть "яма", солидный верстак, электротельфер и заветный угол со всяким хламом, из которого иногда выходят такие славные прилады! Вот этому углу стоит уделить внимание. Часто бывает необходимо быстренько изготовить какое-либо приспособление и в этом случае очень к месту оказываются разные железки, трубки, резинки, деревяшки и прочие отслужившие по основному назначению предметы - не стоит все это преждевременно выбрасывать, а лучше тащить подальше с глаз жены в гараж. Потом ведь всегда можно выбросить или предложить соседу.
Инструмент и оборудование
О, это отдельная большая тема! Инструмент собирается годами и составляет предмет гордости мастера. Инструмент испытывается в работе и если при выполнении своих функций инструмент вышел из строя - он был низкого качества.
Инструмент для резьбовых соединений. Это, прежде всего, различные гаечные ключи. Ключи делятся на рожковые (обычные плоские, с двумя рабочими поверхностями), накидные (плоские замкнутые), торцовые (головки), разводные и специальные. Обычные рожковые ключи предназначены для работы с малыми моментами, удобны для регулировочных работ и часто абсолютно необходимы при ремонте иностранных машин. Накидные ключи позволяют развить существенно больший момент, однако для перехвата их приходится полностью снимать с болта или гайки через верх, затем вновь надевать. Очень удобны комбинированные ключи - с одной стороны рожок, с другой - накидка. Торцовые ключи существуют в виде комплектов головок и различных воротков. Это - последняя степень устрашения для капризных болтов и гаек. Кроме того, хорошие комплекты содержат удлинители, карданные шарниры, коловороты и воротки с трещоткой, существенно повышающие производительность труда. В комплекте с торцовыми ключами работают и динамометры - устройства, обеспечивающие точную величину затяга соединения, что очень важно при ремонте многих ответственных узлов. К специальным относятся в первую очередь "обратные" ключи, рабочая часть которых представляет собой многогранник, а головка болта имеет впадину соответствующей формы. Это что-то вроде дальнего родственника крестообразной отвертки. Такие ключи необходимы для отворачивания маслосливных пробок двигателя, коробки передач и иных маслонаполненных агрегатов. Разводные ключи в профессиональном ремонте применяются редко за исключением шведок - обычных водопроводных ключей-щипцов, которые используются, когда надо подержать что-то круглое (рулевую тягу, полуось) или осадить поршни дисковых тормозов. Все перечисленные инструменты должны быть наивысшего доступного качества, хотя в противном случае очень быстро сработает принцип, на который мы ссылались.
Итак:
рожковые и накидные ключи (6, 7,) 8, (9,) 10, (11,) 12, 13, 14, 17, 19, (22, 24)
торцовые головки 12 - 32 и комплект воротков
масляные и иные спецключи (часто самодельные)
пара шведок разного размера
несколько отверток (плоских и крестовых)
Электромеханический инструмент. Эти устройства заменяют ножовки, напильники и прочий ручной режущий инструмент. Самым универсальным электроинструментом в гараже является электродрель, конечно же как минимум двухскоростная и с мощностью не менее 500 Вт. Ей можно не только сверлить, но и размешивать краску в банке - это не шутка, хотя и не самое важное приложение. Самое интересное - электрокарчетка: круговая стальная щетка при частоте вращения более 3000 об/мин мгновенно снимает любую сухую грязь и не очень мгновенно - краску до металла. Собираясь сварить воедино две ржавые железки, пройдитесь такой щеткой; обнаружив нагар на свечах, используйте ее же; готовите днище под краску - где щетка? В патрон дрели можно зажать и абразивный круг (армированный, без армирования опасно) и работать как напильником. А можно использовать эластичный круг со "шкуркой" и шлифовать поверхности. Опыт показывает: чистить, шлифовать и пилить лучше отечественной двухскоростной мощной и оборотистой дрелью, а вот для сверления, нарезания резьбы, заворачивания винтов и шурупов больше подходит Black&Decker в комплекте с отечественной стойкой. Следующий по важности электроинструмент - хорошее двухдисковое точило. Им действительно иногда точат ножики, чаще сверла, но еще чаще обрабатывают сложные поверхности при изготовлении чего-либо самодельного.
Итак:
пара дрелей с приспособлениями и насадками
электроточило
защитные очки
Сварочное оборудование. Его действительно желательно иметь, причем чаще не для ремонта как такового, а для изготовления приспособлений. Наиболее распространены четыре вида сварки:
Ручная дуговая электросварка. Весьма универсальная технология, применяемая в основном для соединения достаточно массивных стальных деталей, в частности при изготовлении приспособлений. Несмотря на то, что тонкий лист легко прожигается дугой, при наличии навыка дуговой сваркой можно временно подлечить даже видавший виды глушитель, не говоря уже о нелицевых кузовных работах. Считается, что дуговой сваркой варить труднее, чем газовой - но это вопрос практики и исходной предрасположенности.
Газовая ацетилен-кислородная сварка. Применяется для резки стали и сварки тонких и мелких деталей. Основное средство при кузовном ремонте. Применяется газосварочный аппарат для нужд интенсивного местного нагрева -- для гибки, ковки, термообработки и отворачивания особо упорных резьбовых соединений.
Итак:
дуговая электросварка постоянного тока и электроды 2, 3 мм соответствующих работам марок (не брать россыпью у дяди -- только с маркировкой)
ацетилен-кислородный комплект и сварочная проволока
маски, очки, брезентовый костюм или фартук, перчатки
Виды дефектов и методы контроля деталей автомобилей.
Характерные дефекты деталей. Структурные параметры автомобиля и его агрегатов зависят от состояния сопряжений, деталей, которое характеризуется посадкой. Всякое нарушение посадки вызывается: изменением размеров и геометрической формы рабочих поверхностей; нарушением взаимного расположения рабочих поверхностей; механическими повреждениями, химикотепловыми повреждениями; изменением физико-химических свойств материала детали.
Изменение размеров и геометрической формы рабочих поверхностей деталей происходит в результате их изнашивания. Неравномерное изнашивание вызывает возникновение таких дефектов формы рабочих поверхностей, как овалость, конусность, бочкообразность, корсетность. Интенсивность изнашивания зависит от нагрузок на сопряженные детали, скорости перемещения трущихся поверхностей, температурного режима работы деталей, режима смазывания, степени агрессивности окружающей среды.
Нарушение взаимного расположения рабочих поверхностей проявляется в виде изменения расстояния между осями цилиндрических поверхностей, отклонений от параллельности или перпендикулярности осей и плоскостей, отклонений от соосности цилиндрических поверхностей. Причинами этих нарушений являются неравномерный износ рабочих поверхностей, внутренние напряжения, возникающие в деталях при их изготовлении и ремонте, остаточные деформации деталей вследствие воздействия нагрузок.
Взаимное расположение рабочих поверхностей наиболее часто нарушается у корпусных деталей. Это вызывает перекосы других деталей агрегата, ускоряющие процесс изнашивания.
Механические повреждения деталей - трещины, обломы, выкрашивание, риски и деформации (изгибы, скручивание, вмятины) возникают в результате перегрузок, ударов и усталости материала.
Трещины являются характерными для деталей, работающих в условиях циклических знакопеременных нагрузок. Наиболее часто они появляются на поверхности деталей в местах концентрации напряжений (например, у отверстий, в галтелях).
Обломы, характерные для литых деталей, и выкрашивание на поверхностях стальных цементованных деталей возникают в результате воздействия динамических ударных нагрузок и вследствие усталости металла.
Риски на рабочих поверхностях деталей появляются под действием абразивных частиц, загрязняющих смазку.
Деформациям подвержены детали из профильного проката и листового металла, валы и стержни, работающие в условиях динамических нагрузок.
Химико-тепловые повреждения - коробление, коррозия, нагар и накипь появляются при эксплуатации автомобиля в тяжелых условиях.
Коробление поверхностей деталей значительной длины обычно возникает при воздействии высоких температур.
Коррозия - результат химического и электрохимического воздействия окружающей окислительной и химически активной среды. Коррозия проявляется на поверхностях деталей в виде сплошных оксидных пленок или местных повреждений (пятен, раковин).
Нагар является результатом использования в системе охлаждения двигателя воды.
Накипь является результатом использования в системе охлаждения двигателя воды.
Изменение физико-механических свойств материалов выражается в снижении твердости и упругости деталей. Твердость деталей может снизится вследствие применения структуры материала при нагреве в процессе работы до высоких температур. Упругие свойства пружин и рессор снижаются вследствие усталости материала.
Предельные и допустимые размеры и износы деталей. Различают размеры рабочего чертежа, допустимые и предельные размеры и износы деталей.
Размерами рабочего чертежа называются размеры детали, указанные заводом-изготовителем в рабочих чертежах.
Допустимыми называются размеры и износы детали, при которых она может быть использована повторно без ремонта и будет безотказно работать до очередного планового ремонта автомобиля (агрегата).
Предельными называются размеры и износы детали, при которых ее дальнейшее использование технически недопустимо или экономически нецелесообразно.
Изнашивание детали в различные периоды ее работы происходит не равномерно, а по определенным кривым.
Первый участок продолжительностью t1 характеризует изнашивание детали в период приработки. В этот период шероховатость поверхностей детали, полученная при ее обработке, уменьшается, а интенсивность изнашивания снижается.
Второй участок продолжительностью t2 соответствует периоду нормальной работы сопряжения, когда изнашивание происходит сравнительно медленно и равномерно.
Третий участок характеризует период резкого повышения интенсивности изнашивания поверхностей, когда мероприятия технического обслуживания препятствовать этому уже не могут. За время Т, прошедшее с начала эксплуатации, сопряжение достигает предельного состояния и требует ремонта. Зазор в сопряжении, соответствующий началу третьего участка кривой изнашивания, определяет значения предельных износов деталей.
Последовательность контроля деталей при дефектации. В первую очередь выполняют визуальный контроль деталей с целью обнаружения повреждений, видимых невооруженным глазом: крупных трещин, обломов, рисок, выкрашивания, коррозии, нагара и накипи. Затем детали проверяют на приспособлениях для обнаружения нарушений взаимного расположения рабочих поверхностей и физико-механических свойств материала, а также на отсутствие скрытых дефектов (невидимых трещин). В заключение контролируют размеры и геометрическую форму рабочих поверхностей деталей.
Контроль взаимного расположения рабочих поверхностей. Отклонение от соосности (смещение осей) отверстий проверяют с помощью оптических, пневматических и индикаторных приспособлений. Наибольшее применение при ремонте автомобилей нашли индикаторные приспособления. При проверке отклонения от соосности вращают оправку, а индикатор указывает значение радиального биения. Отклонение от соосности равно половине радиального биения.
Несоосность шеек валов контролируют замером их радиального биения с помощью индикаторов с установкой в центрах. Радиальное биение шеек определяется как разность наибольшего и наименьшего показаний индикатора за один оборот вала.
Отклонение от параллельности осей отверстий определяют разность |а1 – a2| расстояний а1 и а2 между внутренними образующими контрольных оправок на длине L с помощью штихмасса или индикаторного нутромера.
Отклонение от перпендикулярности осей отверстий проверяют с помощью оправки с индикатором или калибра, измеряя зазоры Д1 и Д2 на длине L. В первом случае отклонение осей от перпендикулярности определяют как разность показаний индикатора в двух противоположных положениях, во втором - как разность зазоров |Д1- Д2|.
Отклонение от параллельности оси отверстия относительно плоскости проверяют на плите путем изменения индикатором отклонения размеров h1 и h2 на длине L. Разность этих отклонений соответствует отклонению от параллельности оси отверстия и плоскости.
Отклонение от перпендикулярности оси отверстия к плоскости определяют на диаметре D как разность показаний индикатора при вращении на оправке относительно оси отверстия или путем измерения зазоров в двух диаметрально противоположных точках по периферии калибра. Отклонение от перпендикулярности в этом случае равно разности результатов измерений |Д1-Д2| на диаметре D.
Контроль скрытых дефектов особенно необходим для ответственных деталей, от которых зависит безопасность движения автомобиля. Для контроля применяют методы опрессовки, красок, магнитный, люминесцентный и ультразвуковой.
Метод опрессовки применяют для выявления трещин в корпусных деталях (гидравлическое испытание) и проверки герметичности трубопроводов, топливных баков, шин (пневматическое испытание). Корпусную деталь устанавливаю для испытания на стенд, герметизируют крышками и заглушками наружные отверстия, после чего во внутренние полости детали насосом нагнетают воду до давления 0,3... 0,4 МПа. Подтекание воды показывает местонахождение трещины. При пневматическом испытании внутрь детали подают воздух давлением 0,05... 0,1 МПа и погружают ее в ванну с водой. Пузырьки выходящего воздуха указывают местонахождение трещины.
Методом красок пользуются для обнаружения трещин шириной не менее 20...30 мкм. Поверхность контролируемой детали обезжиривают и наносят на нее красную краску, разведенную керосином. Смыв красную краску растворителем, покрывают поверхность детали белой краской. Через несколько минут на белом фоне проявится красная краска, проникшая в трещину.
Магнитный метод применяют для контроля скрытых трещин в деталях из ферромагнитных материалов (стали, чугуна). Если деталь намагнитить и посыпать сухим ферромагнитным порошком или полить суспензией, то их частицы притягиваются к краям трещин, как к полюсам магнита. Ширина слоя порошка может в 100 раз превысить ширину трещины, что позволяет выявить ее.
Намагничивают детали на магнитных дефектоскопах. После контроля детали размагничивают, пропуская через соленоид, питаемый переменным током.
Люминесцентный метод применяют для обнаружения трещин шириной более 10 мкм в деталях, изготовленных из немагнитных материалов. Контролируемую деталь погружают на 10... 15 мин в ванн с флюоресцирующей жидкостью, способной светиться при воздействии на нее ультрафиолетового излучения. Затем деталь протирают и наносят на контролируемые поверхности тонкий слой порошка углекислого магния, талька или силикагеля. Порошок вытягивает флюоресцирующую жидкость из трещины на поверхность детали.
После этого, пользуясь люминесцентным дефектоскопом, деталь подвергают воздействию ультрафиолетового излучения. Порошок, пропитанный флюоресцирующей жидкостью, выявляет трещины детали в виде светящихся линий и пятен.
Ультразвуковой метод, отличающийся очень высокой чувствительностью, применяют для обнаружения в деталях внутренних трещин. Различают два способа ультразвуковой дефектоскопии - звуковой тени и импульсный.
Для способа звуковой тени характерно расположение генератора с излучателем ультразвуковых колебаний с одной стороны детали, а приемника - с другой. Если при перемещении дефектоскопа вдоль детали дефекта не оказывается, ультразвуковые волны достигают приемника, преобразуются в электрические импульсы и через усилитель попадают на индикатор, стрелка которого отклоняется. Если же на пути звуковых волн встречается дефект, то они отражаются. За дефектным участком детали образуется звуковая тень, и стрелка индикатора не отклоняется. Этот способ применим для контроля деталей небольшой толщины при возможности двустороннего доступа к ним.
Импульсный способ не имеет ограничений области применения и более распространен. Он состоит в том, что посланные излучателем импульсы, достигнув противоположной стороны детали, отражаются от нее и возвращаются к приемнику, в котором возникает слабый электрический ток. Сигналы проходят через усилитель и подаются в электронно-лучевую трубку. При пуске генератора импульсов одновременно с помощью блока развертки включается горизонтальная развертка электронно-лучевой трубки, представляющая собой ось времени.
Моменты срабатывания генератора сопровождаются начальными импульсами А. При наличии дефекта на экране появится импульс В. Характер и величину всплесков на экране расшифровывают по эталонным схемам импульсов. Расстояние, между импульсами А и В соответствует глубине залегания дефекта, а расстояние, между импульсами А и С - толщине детали.
Контроль размеров и формы рабочих поверхностей деталей позволяет оценивать их износ и решать вопрос о возможности их дальнейшего использования. При контроле размеров и формы детали используются как универсальные инструменты (штангенциркули, микрометры, индикаторные нутромеры, микрометрические штихмассы и др.), так и специальные инструменты и приспособления (калибры, скалки, пневматические приспособ-ления и др.).
Основные неисправности рулевого управления
Увеличенный люфт рулевого колеса, а также стуки могут явиться следствием ослабления крепления картера рулевого механизма, рулевой сошки или кронштейна маятникового рычага, чрезмерного износа шарниров рулевых тяг или втулок маятникового рычага, износа передающей пары («червяк-ролик» или «шестерня-рейка») или нарушения регулировки ее зацепления.
Для устранения неисправности следует подтянуть все крепления, отрегулировать зацепление в передающей паре, заменить изношенные детали.
Тугое вращение рулевого колеса может быть из-за неправильной регулировки зацепления в передающей паре, отсутствия смазки в картере рулевого механизма, нарушения углов установки передних колес.
Для устранения неисправности необходимо отрегулировать зацепление в передающей паре рулевого механизма, проверить уровень и при необходимости долить смазку в картер, отрегулировать углы установки передних колес в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя.
Техническое обслуживание подвесок, ступиц, колес и шин.
Ежедневно перед выездом необходимо проверять осмотром состояние колес и шин (наличие повреждений, застрявших посторонних предметов в протекторе шины, наличие колпачков на вентилях) и давление воздуха в них (по смятию шин), а примерно через каждую 1000 км пробега проверять давление воздуха шинным манометром и при необходимости доводить его до нормы, а также проверять крепление колес их подтяжкой.
После первых 2 000 км, а затем через каждые 10 000... 15 000 км пробега, а также после сильных ударов о препятствия на дороге (попадание в ямы, удары о случайные предметы или камни и т. п.) проверяют состояние деталей передней подвески осмотром снизу автомобиля после установки его на подъемнике, эстакаде или осмотровой канаве.
Осмотром проверяют, нет ли на деталях подвески трещин или следов задевания о дорожные препятствия или кузов, деформаций рычагов, растяжек, штанги стабилизатора, ее стоек и элементов передка кузова в местах крепления узлов и деталей подвески. Деформация деталей подвески и прежде всего растяжек, реактивных штанг и деталей передка кузова нарушает углы установки колес и может привести к невозможности их регулировки. При обнаружении таких деформаций необходимо проверить углы установки колес.
Через каждые 10 000 км пробега в целях повышения равномерности износа шин и срока их службы следует производить перестановку колес по схеме, приведенной на при установке на автомобиле шин с диагональным кордом. При установке на автомобиле шин с радиальным кордом перестановку следует производить только при обнаружении повышенного и неравномерного износа шин передних колес в результате нарушения углов установки колес. В этом случае производят проверку углов установки колес и меняют местами задние и передние шины, сохраняя направление их вращения (передняя шина меняется местами с задней шиной с этой же стороны автомобиля). При изменении направления вращения радиальной шины в случае перекрестной замены, как показано на рис. 274, она быстрее выходит из строя.
Через каждые 10 000... 15 000 км пробега следует проверять балансировку колес, состояние шаровых шарниров подвески и контролировать зазоры в ступицах передних (у автомобилей с классической схемой компоновки) и задних (у автомобиля ЗАЗ-1102) колес и при необходимости добавлять в них смазку (Литол-24).
Через каждые 20 000... 30 000 км пробега, а при обнаружении повышенного и неравномерного износа шин передних колес раньше, следует проверять углы установки колес и заменять смазку в ступицах колес автомобилей с классической схемой компоновки, а также в ступицах задних колес автомобиля ЗАЗ-1102 с разборкой ступиц и промывкой деталей.
Ремонт маятникового рычага производится при обнаружении его люфта в корпусе. Небольшой люфт может быть устранен подтяжкой гайки крепления рычага в кронштейне непосредственно на автомобиле. При невозможности устранить люфт подтяжкой гайки рычаг снимается с автомобиля в сборе с кронштейном и ремонтируется путем замены втулок, которые могут быть изготовлены из резины (на автомобиле ИЖ-21251) или пластмассы (на автомобиле ВАЗ-2105). При повышенном износе оси рычага или кронштейна заменяют отдельно маятниковый рычаг в сборе с осью или весь узел маятникового рычага в сборе с кронштейном.
Техническое обслуживание рулевого управления заключается в основном в проверке его состояния, подтяжке креплений, регулировке зазора в рабочей паре редуктора рулевого механизма и затяжке подшипников. Основным показателем состояния рулевого управления является свободный ход (люфт) рулевого колеса. Большой свободный ход значительно затрудняет управление автомобилем, так как при этом увеличивается время, необходимое для поворота управляемых колес, что особенно опасно при большой скорости движения.
Ежедневно перед выездом необходимо проверять наличие шумов и стуков при вращении рулевого колеса в одну и другую сторону, а также хотя бы приблизительно оценивать свободный ход рулевого колеса по величине расстояния на его ободе.
После первых 2000...3000 км, а затем через каждые 10000...15000 км пробега проверяют состояние рулевого управления в целом. Это делают вдвоем на эстакаде или осмотровой канаве. Поворачивая рулевое колесо от упора до упора, надо проверить: крепление картера редуктора рулевого механизма и рулевого колеса; отсутствие зазоров в резинометаллических и шаровых шарнирах рулевых тяг; затяжку креплений рулевых тяг и рейке; отсутствие заеданий, шумов и стуков; состояние защитных чехлов рулевого механизма и шаровых шарниров рулевых тяг.
Ослабленные соединения надо подтянуть, определить и устранить причины шумов и стуков. Особое внимание следует обратить на состояние защитных чехлов картера рулевого механизма и шаровых шарниров, так как при их повреждении резко увеличивается износ и снижается работоспособность рулевого механизма и шарниров. Если защитный чехол шарового шарнира имеет трещины или при нажатии на него наружу выходит смазка, он подлежит замене. При необходимости производят регулировку зацепления рабочей пары редуктора и регулировку его подшипников. На автомобилях ВАЗ-2105 и ИЖ-21251 при наличие люфта в маятниковом рычаге производится подтяжка гайки его крепления.
На автомобилях с классической схемой компоновки через каждые 30 000 км пробега (а при подтекают масла раньше) проверяют уровень масла в картере редуктора рулевого механизма и при необходимости производят его доливку через специальное отверстие, закрываемое пробкой. На автомобиле ИЖ-21251 пробка заливного отверстия имеет левую резьбу и отворачивается по часовой стрелке, а уровень масла контролируется маслоизмерительным стержнем двигателя. При введении стержня в картер редуктора по центру наливного отверстия до упора уровень масла на нем должен быть не ниже отметки MIN.
Через 4... 5 лет эксплуатации, а также при каждом ремонте редуктора рулевого механизма следует заменить в нем смазку. Для слива старого масла из редуктора рулевого механизма на автомобиле ВАЗ-2105 необходимо ослабить крепление нижней крышки редуктора, а на автомобиле ИЖ-21251 - ослабить стопорную гайку и отвернуть регулировочную гайку подшипников червяка. После слива старого масла производится затяжка вышеперечисленных деталей и заливка в картер трансмиссионного масла ТМ-5-18 (ТАД-17и) в необходимом количестве.
Неисправности рулевого управления, при которых Правила дорожного движения запрещают эксплуатацию транспортных средств.
2.1. Суммарный люфт в рулевом управлении превышает следующие значения:
- легковые автомобили и созданные на из базе грузовые автомобили и автобусы – не более 10 градусов.
«А что это за нерусское слово такое - люфт?» - часто приходится слышать этот вопрос от будущих водителей. Вот сейчас мы с этим и разберемся.
Если вы встанете около одного из передних колес вашего автомобиля и попросите кого-нибудь покрутить рулевое колесо туда-сюда на небольшой угол, то «с ужасом» увидите, что колесо-то стоит на месте! Не пугайтесь, это нормальное явление. Прежде чем колеса начнут поворачиваться, выбираются все зазоры в рулевом механизме и в сочленениях рулевых тяг. Вот это и есть «люфт», то есть свободный ход рулевого колеса без поворота передних колес. Однако любой люфт должен быть в пределах нормы.
Если суммарный люфт рулевого управления превышает 10О, то эксплуатация вашего автомобиля запрещена, так как движение по заданной траектории становится весьма проблематичным, а в условиях интенсивного движения просто невозможным. Автомобиль «рыскает» по дороге с большими перемещениями в поперечном направлении, что может повлечь за собой неприятные контакты с другими участниками движения. При движении за городом на большой скорости этот эффект может усилиться и, в конце концов, водитель просто потеряет контроль над поведением машины на дороге. Кроме того, повышенный люфт руля, требует постоянной коррекции направления движения автомобиля, вследствие чего водитель сильно утомляется, что не может не сказаться на общей безопасности дорожного движения.
2.2. Имеются не предусмотренные конструкцией перемещения деталей и узлов; резьбовые соединения не затянуты или не зафиксированы установленным способом.
Эксплуатация автомобиля очень опасна, если имеются проблемы в креплениях многочисленных шарниров рулевых тяг, рулевого механизма, когда сорваны или не затянуты резьбовые соединения, а также, если они ненадежно зафиксированы. При движении машины, из-за постоянных вибраций возможно разъединение элементов рулевого управления. А это уже ведет к полной или частичной потере управляемости автомобиля, что приводит к непредсказуемости траектории его движения. Причем водитель, независимо от его опыта, будет бессилен в этой ситуации.
Вот почему в рулевом управлении все резьбовые соединения затянуты специальными гайками, которые еще и фиксируются шплинтами от самопроизвольного отворачивания. А в некоторых конструкциях применяются разовые самофиксирующиеся гайки. И не стоит экономить на «копеечных» деталях, повторно используя разовую гайку или погнутый шплинт, ведь эта экономия может весьма плачевно аукнуться.