Методическая разработка Рулевой механизм и привод

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Методическая разработка

по МДК.01.01 Устройство автомобилей

на тему

 «Рулевой механизм и привод»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2020

ВИД ЗАНЯТИЯ: Урок

МЕТОДЫ: устное изложение, показ-демонстрация.

УЧЕБНЫЕ И ВОСПИТАТЕЛЬНЫЕ ЦЕЛИ:

Изучить назначение и устройство рулевого управления, назначение, устройство и принцип действия рулевого механизма и рулевого привода. Ознакомить обучающихся с усилителями рулевого управления.

Воспитывать у обучающихся чувство ответственности за исправное состояние автомобильной техники. Прививать ответственность за исправное техническое состояние механизмов управления.

Развивать  интерес к изучению автомобильной техни­ки, память, целеустремленность.

 

ВРЕМЯ:  2 часа

 

МЕСТО:  Класс  устройства  автомобиля

УЧЕБНО-МАТЕРИАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ:

 

1.                 Наглядные пособия: плакаты «Рулевое управление» автомобилей ЗиЛ-131, КамАЗ-4310, «Рулевое управление и передняя подвеска» автомобиля ЗиЛ-131, «Схема гидравлического рулевого привода».

2.                 Материальная часть: Червячный рулевой механизм, рулевой механизм автомобиля ЗиЛ-131 и КамАЗ-4310, стенд «Рулевое управление ЗиЛ-131.

 

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ВРЕМЕНИ ЗАНЯТИЯ:

 

I. Вступительная часть………………………………………………. -   10  мин

II. Основная часть……………………………………………………  -   75  мин

III. Заключительная часть…………………………………………...   -   5   мин

 

 

УЧЕБНЫЕ ВОПРОСЫ:  

1. Назначение и общее устройство рулевого управления. Схема рулевого управления…………………………………………………………….- 20 мин

2. Назначение рулевого механизма, его типы, устройство и

принципы действия…………………………………………………...- 20 мин

3. Назначение, устройство и работа рулевого привода…………….- 20 мин

4. Усилители рулевого управления………………………………….- 15 мин

 

ХОД ЗАНЯТИЯ

ВСТУПИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

-      принять рапорт дежурного по группе;

-      проверить наличие обучающихся и их готовность к занятию;

-      ответить на вопросы, которые возникли при подготовке к занятию на самостоятельной работе;

-      провести опрос по ранее изученному материалу:

Опрос рекомендуется провести устно, задавая вопросы и вызывая одного-двух обучающихся для ответа, или с использованием подготовленных программированных карточек.

 

Методические рекомендации:

При подготовке к занятию изучить учебные вопросы, содержание методической разработки, ознакомиться с методическими рекомендациями. По завершению личной теоретической подготовки составить и утвердить план проведения занятия.

Накануне занятия подготовить к показу электронный демонстрационный материал, приобрести навыки его использования с компьютером и проектором или подготовить ассистента, который будет управлять компьютером.

При изложении учебного материала использовать слайды, приводить примеры из практической деятельности и жизни. Для активизации обучающихся задавать вопросы, направленные на воспоминание ранее изученного материала, самостоятельное уяснение устройства рулевого управления.

–             при рассмотрении первого вопроса целесообразно использовать плакаты или слайды, демонстрируя при этом детали рулевого механизма и привода. Особое внимание обратить на место установки деталей. Уделить внимание особенностям компоновки рулевого управления автомобиля ЗИЛ-131,и КАМАЗ-4310 используя макеты деталей находящихся в классе.

–             при рассмотрении второго вопроса необходимо обратить внимание обучающихся на различные типы рулевых механизмов.

–             при рассмотрении третьего вопроса необходимо уделить больше внимания принципу работы рулевого привода.

–             при рассмотрении четвертого вопроса акцентировать внимание обучающихся на то, что усилитель рулевого привода ЗиЛ-131 гидравлический.

Подводя итоги по каждому учебному вопросу необходимо выделить главное, подчеркнув необходимость изучения данного вопроса, напомнив о необходимости своевременного и качественного  технического обслуживания.

В заключении представить перспективные направления развития и конструирования автомобильной техники, подвести итоги занятия, сделать вывод о достижении учебных целей, дать задание на самостоятельную работу.

 

ОСНОВНАЯ ЧАСТЬ

 

1.                 Назначение, общее устройство рулевого управления.

Схема рулевого управления.

 

Рулевое управление служит для обеспечения движения авто­мобиля по заданному водителем направлению. Состоит из рулевого механизма, рулевого привода и усилителя рулевого привода.

Рулевой механизм предназначен для увеличения усилия, прикладываемого водителем к рулевому колесу, и передачи его на ру­левой привод.

Рулевой привод передает усилие от рулевого механизма на уп­равляемые колеса и обеспечивает поворот этих колес на разные углы.

Усилитель рулевого привода облегчает управление автомобилем, повышает безопасность движения, смягчает боковые толчки и уда­ры, передаваемые от управляемых колес на рулевое колесо.

Рулевое управление должно обеспечивать правильную кинематику поворота и безопасность движения, небольшие усилия на рулевом колесе, предотвращать передачу толчков от неровностей дороги на рулевое колесо.

Качение колес на поворотах должно происходить без проскальзывания и бокового скольжения. Для этого передние и задние колеса должны катиться по окружностям, описанным из одного центра поворота, находящегося на продолжении оси задних колес автомобиля. При этом передние управляемые колеса должны поворачиваться на разные углы.

Центр поворота представляет собой точку «О» пересечении продолжения осей всех колес (Рис.1.) При повороте наружное колесо по отношению к центру поворота должно быть повернуто на несколько меньший угол (α), а внутреннее колесо на больший угол (β), в противном случае поворот будет неизбежно сопровождаться боковым проскальзыванием его передних колес. Радиус поворота автомобиля зависит от его базы и углов поворота колес (α и β). Чем меньше его база и больше углы поворота колес, тем меньше радиус поворота.

Рис. 1. Схема поворота автомобиля.

 

Рулевое управление работает следующим образом.

При вращении рулевого колеса, установленного на верхнем конце вала, поворачивается червяк, напрессованный на нижний конец вала. Вал располагается внутри рулевой колонки. Червяк перемещает зубчатый сектор, на валу которого жестко закреплена рулевая сошка. Сошка через продольную рулевую тягу передает усилие на рычаг левого поворотного кулака, и рычаг поворачивает кулак вместе с колесом вокруг шкворня. Усилие на правое колесо передается через рычаг, поперечную рулевую тягу и рычаг правого поворотного кулака.

Для одновременного поворота направляющих колес на разные углы служит рулевая трапеция, состоящая из балки переднего моста, поперечной рулевой тяги и рычагов соединенных с поворотными кулаками.

Левое или правое расположение рулевого колеса зависит от направления движения транспорта на дорогах, предусмотренного правилами движения, принятыми в данной стране. На отечественных автомобилях рулевое колесо расположено слева для удобства управления автомобилем, так как в России принято правостороннее движение.

Рис.   2.  Рулевое управление автомобилей:

а — зависимая подвеска передних колес; б — неза­висимая подвеска

 

Вывод.   Рулевое управление служит для обеспечения движения автомобиля по заданному водителем направлению, поэтому исправная его работа залог не только Вашей безопасности, но и безопасности Ваших пассажиров и других участников движения.

 

Ответить на вопросы, привести примеры.

рис 1

Рис. 1

2.Назначение рулевого механизма, устройство и принципы действия.

 

Рулевой механизм предназначен для увеличения усилия, прикладываемого водителем к рулевому колесу, и передачи его на ру­левой привод.

Рулевой механизм автомобиля ЗИЛ-131 с двумя рабочими па­рами: винт с гайкой на циркулирующих шариках и рейка с зуб­чатым сектором, передаточное число механизма 20.

Рулевой механизм состоит из рулевого вала с рулевой колонкой и рулевым колесом, карданного вала с двумя шарнирами, картера 2 (рис. 3) с крышками, винта 6, гайки 7 с циркулирующими ша­риками 9, поршня-рейки 5, зубчатого сектора 4 с валом, регулиро­вочного устройства.

Рулевая колонка в сборе с рулевым валом крепится фланцем к полу кабины и двумя растяжками к панели кабины. Карданный вал имеет шлицевое соединение, что обеспечивает воз­можность изменения расстояния между шарнирами при колебаниях кабины относительно рамы.

Картер рулевого механизма одновременно является корпу­сом силового цилиндра усилителя. В нижней его части имеется пробка 1 для слива масла, а сверху через промежуточную крышку 10 крепится распределитель усилителя.

Винт имеет левую винтовую канавку под шарики. Гайка устанавливается в расточке поршня-рейки и стопорится двумя винтами. В паз гайки, соединенный двумя отверстиями с концами ее винтовой канавки, вдавлены два штампованных желоба 8, об­разующие трубу. В канавки винта, гайки и желобов закладывается тридцать один шарик. При вращении винта шарики перекаты­ваются через желоб с одного конца гайки на другой. Наличие ша­риков уменьшает потери на трение и увеличивает срок службы механизма.

Поршень-рейка имеет четыре зуба для зацепления с сектором, в центре его выполнено отверстие под винт, закрываемое заглушкой. Поршень уплотняется в картере чугунными кольцами.

Зубчатый сектор сделан заодно с валом, который уста­навливается в картере на бронзовой втулке и непосредственно в боковой крышке, изготовленной из алюминиевого сплава. Выход винта из верхней крышки распределителя и выход вала сектора из картера уплотняются резиновыми сальниками с упорными коль­цами и наружной манжетой.

Зубья рейки и сектора — переменные по толщине, что обеспе­чивает возможность регулировки зазора в зацеплении путем пере­мещения вала сектора в осевом направлении. Делается это при помощи регулировочного устройства, которое расположено в боко­вой крышке. Это устройство состоит из винта 20 с контргайкой и уплотнительным кольцом, стопорного кольца 21, регулировочной и упорной шайб. При вращении винта перемещается вал сектора, и зазор в зацеплении рейка—сектор изменяется.

В автомобиле КамАЗ-4310 применен рулевой механизм с угловым шестеренчатым редуктором и рулевой передачей типа винт—гайка с циркули­рующими шариками и рейка—зубчатый сектор. Передаточное от­ношение рулевого механизма равно 21,7 : 1.

Рис. 3. Рулевой механизм автомобиля ЗИЛ-131

1-пробка сливного отверстия, 2-картер, 3-нижняя крышка, 4-зубчатый сектор, 5-поршень-рейка, 6-винт, 7-гайка, 8-желоб, 9-шарики, 10-промежуточная крышка, 11-золотник,

12-обратный клапан, 13-штуцер слива масла, 14-уплотнительное седло штуцера подачи масла, 15-упорный подшипник, 16-крышка распределителя, 17-корпус распределителя,

18-пружина, 19-реактивный плунжер, 20-регулировочный винт, 21-стопорное кольцо,

22-боковая крышка, 23-упорная шайба.

 

Вывод. Рулевой механизм является составным элементом рулевого управления, от исправности которого зависит безопасность движения на дорогах.

 

Ответить на вопросы, привести примеры.

 

 

 

3.Назначение, устройство и работа рулевого привода.

Рулевой привод передает усилие от рулевого механизма на уп­равляемые колеса и обеспечивает поворот этих колес на разные углы.

Рулевой привод автомобиля ЗиЛ-131 (по устройству аналогичен ГАЗ-66. Рис. 4) состоит из рулевой сошки 14, продольной 26 и поперечной 23 рулевых тяг, поворотных рычагов 24, 25. Поперечная рулевая тяга вместе с двумя поворотными рычагами и балкой моста образуют рулевую трапецию, которая обеспечивает при повороте рулевого колеса поворот передних колес на разные углы.

Продольная рулевая тяга трубчатая, с двумя регулируемыми шарнирами. На переднем конце тяги закреплено распределительное устройство 27 усилителя. Каждый шарнир состоит из шарового пальца 16 , двух сухарей 8, пружины 11 с ограничителем 12, гайки 6 со штифтом (на переднем конце) или пробки со шплинтом (на заднем конце), масленки и защитной муфты 13. Основные детали шарнира помещены в стакане 10, детали заднего шарнира размещаются непосредственно в наконечнике, изготовленном заодно с тягой. Стакан 10 размещается в наконечнике тяги и может перемещаться в осевом направлении на 3 мм. Пружи­на 11 плотно прижимает сухари 8 к шаровому пальцу и предотвра­щает образование зазора в соединении. К шаровому пальцу на переднем конце крепится рулевая сошка 14, на заднем конце — поворотный рычаг.

Поперечная рулевая   тяга (рис.   5) пред­ставляет собой изогнутый стержень, на концах которого навернуты наконечники 4 с нерегулируемыми шарнирами. Основные детали шарнира: шаровой палец 1, два сухаря 3 и 8, пружина 10, масленка 11, резиновая накладка 2. Детали шарнира помещаются в отверстии головки наконечника. Это отверстие закрывается крышкой 9. Навинчиванием или свинчиванием наконечников можно изменять длину тяги и тем самым регулировать схождение колес.

Рулевой привод автомобиля КамАЗ-4310 механический. Шарниры тяг рулевого привода — нерегулируемые.

Колеса переднего моста установлены с развалом 1°, схождение колес по закраинам ободов колес 1...2 мм. Максимальные углы пово­рота управляемых колес, равные 30°, обеспечивают минимальный радиус поворота автомобиля по середине следа внешнего колеса (относительно центра поворота) 10,5м. Ширина коридора, занимаемая автомобилем при повороте с минимальным радиусом, не более 4 м.

В конструкцию деталей и узлов рулевого управления автомобиля КамАЗ-4310 по сравнению с рулевым управлением автомобиля КамАЗ-5320 внесены некоторые изменения и улучшения для обес­печения более надежной работы в плохих дорожных условиях.

 

Рис. 4. Наконечник продольной рулевой тяги и распредели­тель   усилителя автомобиля ГАЗ-66:

1 - опорная   шайба;   2,   5 - манжеты;   3 - болт;   4 - золотник;   6,   20 - гайки;   7- штифт;  

8 — сухарь;   9— наконечник;   10— стакан;   11— пру­жина;   12 — ограничитель    пружины;   13 — защитная   муфта;   14 — сошка; IS — гайка;   16 — шаровой    палец;   

17 — проставка;     18 — корпус;    19 — обратный клапан; 21 — крышка

Рис. 5. Поперечная рулевая тяга автомобили ГАЗ-66:

1— шаровой   палец;   2 — резиновая   накладка;   3,   8 — сухари;   4 — наконечник;   5 — тя­га; 6 — кронштейн; 7 — стяжной болт; 9 — крышка; 10 — пружина; 11 — масленка

 

 

Вывод. Рулевой привод передает усилие от рулевого механизма на управляемые колеса и обеспечивает поворот этих колес на разные углы. Поэтому нарушение правил его эксплуатации ведет к повышенному износу деталей и как итог к увеличению вероятности дорожно–транспортных происшествий.

 

Ответить на вопросы, привести примеры.

 

 

 

 

 

4.Усилители рулевого управления.

Усилитель рулевого привода облегчает управление автомобилем, повышает безопасность движения, смягчает боковые толчки и уда­ры, передаваемые от управляемых колес на рулевое колесо.

Усилитель рулевого привода гидравлический, со встроенным в рулевой механизм силовым цилиндром и распределителем. В си­стеме усилителя имеется трубчатый радиатор, расположенный перед масляным радиатором двигателя.                         

Масляный насос унифицирован с насосом автомобиля ГАЗ-66.

Привод насоса осуществляется одним ремнем. Масляный бачок несколько больший по объему.

Распределительное   устройство золотнико­вого типа, с реактивными плунжерами. Распределитель состоит из корпуса 17 (Рис. 3) с крышкой 16, золотника 11, двенадцати плунжеров 19 с шестью пружинами 18, двух упорных подшипников 15 и обратного шарикового клапана 12. В корпусе распределителя выполнено центральное отверстие под золотник, три кольцевые проточки и каналы для прохода масла, шесть отверстий под плунжеры. Золотник имеет три пояска с проточками между ними. Он надевается на винт, по его торцам устанавливаются упорные подшипники. Оба подшипника и золотник стягиваются на винту гайкой. Торцы золотника выступают из корпуса на 1,1 мм с каждой стороны так, что золотник может перемещаться на эту величину в осевом направ­лении до упора одного из подшипников в торец корпуса. Плунжеры расположены в отверстиях корпуса и поджимаются пружинами таким образом, что каждый из них одновременно упирается в коль­цо подшипника и крышку корпуса. Пространство между плунже­рами соединяется с каналом, в который масло подается от насоса.

Силовой цилиндр встроен в рулевой механизм. Про­странство между поршнем-рейкой и крышками картера образует рабочие полости силового цилиндра. Эти полости каналами в кар­тере и промежуточной крышке 10 связаны с распределителем.

В систему гидроусилителя через крышку в бачке заливается 3,2 л масла марки Р.

Гидравлический усилитель автомобиля КамАЗ-4310 выполнен также по схеме с постоянной циркуляцией жидкости. Максимальное давление жидкости в си­стеме составляет 6500...7000 кПа (65...70 кгс/см²). В качестве ра­бочей жидкости используется всесезонное масло марки «Р» или за­менители: летом — масло Тп-22, зимой — веретенное масло АУ или АУП.

	2

 

Вывод. Усилитель рулевого привода облегчает управление автомобилем и  повышает безопасность движения. Так как усилитель рулевого привода гидравлический, то в качестве ра­бочей используется жидкость, только рекомендованная заводом изготовителем автомобиля.

 

Ответить на вопросы, привести примеры.

 

ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНАЯ ЧАСТЬ

-      подвести итоги занятия;

-      напомнить тему, цели и учебные вопросы;

-      объявить оценки;

-      ответить на вопросы;

-      отметить активность и дисциплину на занятии;

-      дать задание на самоподготовку.

Используемая литература при составлении методической разработки:

В.П.Полосков и др. «Устройство и эксплуатация автомобилей» издательство «ДОСААФ», Москва, 1987 стр. 229, 20-242.

В.И.Медведков и др. «Автомобили КамАЗ» издательство «ДОСААФ», Москва, 1987 год стр.216-228.

В.Л.Роговцев и др. «Устройство и эксплуатация автотранспортных средств». Изд. «Транспорт», Москва, 1998 г. стр. 266-275.