|
Рульове
|
Призначення рульового керування
|
|
|
|
Рульове керування призначене для зміни напрямку руху автомобіля.
Система рульового керування це сукупність
деталей в одному механізмі, мета яких – змінювати кут положення передніх
коліс автомобіля для повороту транспортного засобу в процесі руху. Цей
механізм дозволяє змінювати напрямок авто в залежності від бажання водія.
|
|
|
|
У класичному виконанні рульовий механізм
повертає передні колеса автомобіля. Однак останнім часом популярність знову
набирають системи з підрулення задніми колесами,
як наприклад, у останньої генерації Volkswagen Touareg. У таких системах на швидкості до 40 км/год
задні і передні колеса повертаються в протилежні сторони. Коли автомобіль
рухається зі швидкістю вище 40 км/год, на віражі
задні і передні колеса повертаються в одну і ту ж сторону. Ця модифікація
значно скорочує радіус розвороту, а також підвищує керованість машини на
поворотах.
|
|
Будова рульового керування
|
|
|
|
|
|
Мал. 6.1 Будова рульового механізму:
1 - рульове колесо; 2 - гайка кріплення рульового колеса; 3
- верхній кожух рульової колонки; 4 - шестерня рульового
редуктора; 5 - фланець рульового вала; 6 - рульовий
вал; 7 - труба рульового вала; 8 - нижній
кожух; 9 - кульовий шарнір; 10 - наконечник рульової
тяги; 11 - пильовик; 12 - рейка рульового редуктора; 13
- болт кріплення рульової тяги;14 - стопорна пластина; 15
- рульова тяга; 16 - поворотний важіль передньої стійки.
|
|
|
Сідаючи в автомобіль на місце водія, перше, що
ви бачите, — це рульове колесо.
Обертаючи його в ту чи іншу сторону, ви спрямовуєте автомобіль і вибираєте
його траєкторію руху. Нічого складного в рульовому колесі (або кермі)
немає... якщо це, звичайно, кермо автомобіля найпростішої комплектації. У
сучасних автомобілях кермо — це і місце для встановлення подушки безпеки, і
пульт керування аудіосистемою разом із телефоном, також це контролер для
керування бортовим комп’ютером.
|
|
Рульова колонка — це один з різновидів карданної передачі. В
даному механізмі кілька валів з'єднані між собою шарнірами. Завдяки такій
конструкції виробники можуть застосувати опцію зміни кута нахилу колонки
(для забезпечення більшого комфорту, якщо машину водить не одна людина,
наприклад, і чоловік, і дружина). Рульова колонка передає крутний момент
від керма до рульового механізму. Наявність декількох шарнірів також
служить в цілях підвищення безпеки при лобовому зіткненні. Багатосекційна
колонка легше деформується, що заподіює менше шкоди для водія. На корпусі
цього механізму встановлюються підрульові
перемикачі (основ-ними є перемикачі світла і режимів склоомивача).
|
|
|
|
Рульовий вал із елементами,
що зминаються при ударі:
1 — вал до удару;
2 — вал в процесі зминання;
3 — повністю «складений» вал;
4 — максимальний хід рульового валу.
|
|
Рульова колонка з одного боку з'єднана з
кермом, а з іншого – з рульовим
механізмом. Цей вузол представлений набором шарнірів і рульових
тяг, які приймають на себе зусилля від керма і передають його на колеса.
Водій для повороту машини використовує обертальну енергію, яка в рульовому
механізмі перетворюється в лінійну.
|
|
|
Черв’ячний рульовий механізм
|
|
|
|
|
|
Мал. 6.2 Черв’ячний рульовий механізм:
|
|
|
Черв’ячна передача — це такий тип передачі, в якій є черв’як, тобто
різьбова частина болта, але з багаторазово збільшеними витками, і шестерня,
що входить у зачеплення з цим черв’яком.
|
|
а
|
б
|
|
Мал. 6.3 Принцип роботи
черв’ячної передачі (а) і зовнішній вигляд
глобоїдного черв’яка (б)
|
|
|
|
Мал. 6.4 Конструкція рульового
приводу із застосуванням
черв’ячного рульового механізму:
1 – поворотний важіль; 2 – маятниковий важіль; 3 – рульове колесо; 4
– рульовий вал;
5 – черв’ячний редуктор; 6 – сошка рульового механізму; 7 – кульовий
шарнір; 8 – тяга
рульової трапеції; 9 – середня тяга рульової трапеції; 10 – муфта
регулювальна
|
|
Гвинтовий рульовий механізм
|
|
|
|
Найбільш поширеним рульовим механізмом для
важких вантажних автомобілів
і автобусів є механізм типу «гвинт–кулькова
гайка–рейка–зубчастий сектор».
|
|
|
|
|
Передача гвинт–кулькова гайка
|
|
Іноді рульові механізми такого типу можна
зустріти на великих і дорогих легкових автомобілях (Mercedes,
Range Rover та ін). При повороті рульового колеса обертається вал
механізму із гвинтом і переміщується надіта на нього гайка. При цьому
гайка, що має на зовнішній стороні зубчасту рейку, повертає зубчастий
сектор вала сошки. Для зменшення тертя в парі гвинт–гайка передача зусиль в
ній відбувається за допомогою кульок, циркулюючих в гвинтовій канавці.
|
|
|
|
Даний рульовий механізм у порівнянні
із черв’ячним має вищий ККД, що дозволяє ефективно передавати великі
зусилля і добре компонується із гідравлічним підсилювачем рульового
керування.
|
|
|
|
Мал. 6.5 (а) Рульовий механізм
типу «гвинт-кулькова
гайка–рейка–зубчастий сектор» без гідропідсилювача:
1 — картер; 2 — гвинт з кульковою гайкою; 3 — вал-сектор; 4 — пробка
заливного отвору; 5 — регулювальні прокладки; 6 — вал; 7 — ущільнювач
рульового вала; 8 — сошка; 9 — кришка; 10 — ущільнювач валу-сектора; 11 —
зовнішнє кільце підшипника вала сектора; 12 — стопорне кільце; 13 —
ущільнювальне кільце; 14 — бічна кришка; 15 — пробка
|
|
|
|
Мал. 6.5 (б) Рульовий механізм
типу «гвинт-кулькова
гайка–рейка–зубчастий сектор» із
вбудованим гідропідсилювачем:
1 — регулювальна гайка; 2 — підшипник; 3 — ущільнювальне кільце; 4 —
гвинт; 5 — картер; 6 — поршень-рейка; 7 — гідравлічний розподільник; 8 —
манжета; 9 — ущільнювач; 10 — вхідний вал; 11 — вал-сектор; 12 — захисна
кришка; 13 — стопорне кільце; 14 — ущільнювальне кільце; 15 — зовнішнє
кільце підшипника вала сектора; 16 — бічна кришка; 17 — гайка; 18 — болт
|
|
Рейковий рульовий механізм
|
|
|
|
|
|
Мал. 6.6 Рейковий рульовий
механізм
|
|
Іноді зуби на рейці наносять зі змінним кроком
(мал. 6.7). Роблять це для того, щоб отримати
подобу активного рульового керування для поєднання таких суперечливих показників,
як керованість і комфорт. Так, аби під час паркування водій не обертав
рульового колеса 5—10 разів, на догоду легкості, бажано, аби число обертів
від упору до упору становило якомога менше — один, а то й півоберта.
Одначе, якщо від правого крайнього положення керма до лівого буде
всього-на-всього один оберт, то рульове керування буде досить чутливим до
кожного руху, що небезпечно при русі на високих швидкостях, оскільки плавно
виконати всі маневри не вдасться, а це загрожує наслідками. Вирішили проблему
за допомогою досить простого компромісного рішення: крок центральних зубів
рульової рейки невеликий, а передавальне відношення трохи вище, а отже, і
чутливість до відхилення рульового колеса незначна. Проте з віддаленням від
центру крок зубів збільшується, а передавальне відношення зменшується, так
само як і загальна кількість обертів рульового колеса.
|
|
|
|
Мал. 6.7. Приклад зубчастої
рейки рульового механізму зі змінним кроком зубів
|
|
|
Щоб запобігти потраплянню бруду і пилу в корпус рейкового рульового
механізму, з обох його боків встановлено так звані пильовики (гофровані
гумові чохли).
|
|
Рульовий привод — це набір тяг і шарнірів, що зв’язують і
передають рух від рульового механізму до поворотних кулаків керованих
коліс. Якщо повернутися до черв’ячного рульового механізму, то в класичній
схемі є три тяги — одна центральна і дві бічні, вони з’єднуються через
шарніри. Тяги рульового привода в цьому випадку називають рульовою трапецією. Конструкція рульової трапеції в
геометричному плані така, що забезпечує поворот керованих коліс на різні
кути.
|
|
|
|
|
Мал. 6.8. Схема рульового
приводу:
1 – рульовий механізм; 2 – рульовий вал; 3 – рульове колесо; 4 –
поворотна цапфа;
5 – нижні важелі лівої та правої поворотних цапф; 6 – поперечна
тяга; 7 – верхній
важіль лівої поворотної цапфи; 8 – поздовжня тяга; 9 – сошка
рульового приводу
|
|
|
За умови встановлення рейкового рульового механізму все трохи
простіше. До рульової рейки кріпляться кермові тяги з обох боків, які
передають рух на поворотні кулаки коліс. Переваги очевидні, адже що менше
різних проміжних ланок, то надійніший і точніший увесь механізм.
|
|
Кути повороту керованих коліс
|
|
|
|
При повороті керовані колеса автомобіля
проходять різні відстані. І якщо обидва колеса будуть повертатися на
однаковий кут, автомобіль буде зсуватися із заданої траєкторії, при цьому
шини коліс значно швидше зношуватимуться.
|
|
|
|
Мал. 6.9. Поворот керованих
коліс на різні кути
|
|
|
|
Мал. 6.10. Поворот керованих
коліс на різні кути
|
|
Призначення і типи підсилювачів рульового керування
|
|
|
|
Гідравлічний підсилювач рульового керування
|
|
|
|
Підсилювач керма представляє з себе
гідравлічну систему,
що складається з наступних елементів:
|
|
ü Насос
|
– забезпечує тиск і циркуляцію робочої
рідини в системі. Найбільшого поширення набули пластинчасті насоси завдяки
їхньому високому к.к.д. і низькій чутливості до
зносу робочих поверхонь. Насос кріпиться на двигуні, а його привід
здійснюється ремінною передачею від колінчастого валу.
|
|
ü Розподільник
|
– направляє (розподіляє) потік рідини
в необхідну порожнину гідроциліндра або назад у бачок. Якщо його золотник
(рухливий елемент) переміщається при цьому поступально - розподільник
називають осьовим, якщо обертається - роторним. Він може перебувати на
елементах рульового приводу або на одному валу з рульовим механізмом.
Розподільник - це високоточний вузол, дуже чутливий до забруднення масла.
|
|
ü Гідроциліндр
|
– перетворює тиск рідини в переміщення
поршня і штока, який через систему важелів повертає колеса. Може бути
вбудований в рульовий механізм або розташовуватися між кузовом і елементами
рульового приводу.
|
|
ü Робоча рідина
|
– передає зусилля від насоса до
гідроциліндра і змащує всі пари тертя. Резервуаром для рідини служить
бачок. У ньому розташований фільтруючий елемент, а в пробці - щуп для
визначення рівня.
|
|
ü З'єднувальні шланги
|
– забезпечують циркуляцію рідини по
системі підсилювача. Шланги високого тиску з'єднують насос, розподільник і
гідроциліндр, а по шлангах низького тиску рідина надходить у насос з бачка
і повертається в нього з розподільника.
|
|
|
|
Мал. 6.11. Гідропідсилювач з
гідроциліндром в рульовому механізмі:
1 – насос, 2 - корпус розподільника, 3 - рульовий механізм,
4 - рульова сошка, 5 - з'єднувальні шланги, 6 – бачок
|
|
Насос створює надлишковий тиск робочої рідини в
системі. При обертанні рульового колеса контрольний клапан зміщується і
відкриває канал у виконавчий механізм для робочої рідини під тиском. У
виконавчому механізмі знаходиться поршень, пов’язаний через шток (тягу) з
рульовою трапецією. Під тиском робочої рідини поршень переміщується, створюючи
додаткове зусилля на рульовому приводі, зменшуючи тим самим зусилля водія
для обертання рульового колеса.
Залежно від того, в який бік обертається кермо,
робоча рідина під тиском подається в порожнину над поршнем або під ним.
Коли рульове колесо стоїть по центру, насос
перекачує робочу рідину без навантаження фактично вхолосту. Тільки-но кермо
починає повертатися, тиск рідини в системі зростає і досягає максимуму при
крайньому (правому або лівому) положенні рульового колеса.
|
|
|
|
Мал. 6.12. Принципова схема
системи гідравлічного підсилювача рульового керування
|
|
|
|
Мал. 6.13. Рульовий механізм з
гідравлічним підсилювачем
|
|
|
В автомобілі з гідравлічним підсилювачем рульового керування
забороняється тривалий час утримувати кермо в одному з крайніх положень, оскільки
це може призвести до пошкодження нагнітального насоса.
|
|
|
|
Мал. 6.14. Рульове керування з
гідравлічним підсилювачем:
1 – рульова сошка; 2 – повздовжня рульова тяга; 3 – рульовий
механізм; 4 – шланг; 5 – зливний шланг; 6 – бачок; 7 – права бічна рульова
тяга; 8 – правий маятниковий важіль; 9 – поперечна рульова тяга; 10 –
вхідний вал рульового механізму; 11 – нижній карданний шарнір; 12 –
карданний вал; 13 – верхній карданний шарнір; 14 – вал рульової колонки; 15
– рульове колесо; 16 – лівий маятниковий важіль; 17, 21 – наконечники лівої
бокової тяги; 19 – лівий важіль рульової трапеції; 20 – чохол шарніра; 22 –
шарнір; 23 – нагнітальний шланг; 24 – насос гідропідсилювача.
|
|
Електричний підсилювач рульового керування
|
|
|
|
Гідравлічний привод підсилювача рульового
керування «вибагливий»: необхідно регулярно стежити за всіма з’єднаннями,
щоб вчасно виявити й усунути витік робочої рідини. Крім того, є імовірність
засмічення робочої рідини. У разі необхідності зняття рульового механізму
виникає потреба в зливі робочої рідини. А при заправці гідроприводу свіжою
робочою рідиною необхідно виконувати операції з видалення повітря із
системи. Зовсім інша річ — електричний підсилювач: немає робочої рідини,
патрубків, прокачування та є електродвигун і блок керування, який контролює
частоту обертання рульового колеса. Блок керування також відстежує
швидкість автомобіля і кути повороту керма.
|
|
1) Вбудований в рульовий
вал (колонку). Якщо розглядати саму рейку, то це звичайна
рульова рейка, без будь-яких змін. Сам двигун знаходиться в салоні і
розташовується на валу вбудованим в рульову колонку, це сама дешева
конструкція з усіх електричних типів.
|
Мал. 6.15. Приклад рульового керування з
електричним підсилювачем на рульовій колонці
|
|
2) Черв’ячне
з’єднання, вбудоване в саму рульову рейку. Це другий тип по
простоті і ціною конструкції. Тут використовується черв’ячне з’єднання (а
це значить знову втрати на тертя) і електродвигун, який встановлений в
корпус самої рейки, тобто знаходиться в підкапотному
просторі.
|
Мал. 6.16. Приклад рульового керування з
електричним підсилювачем в рульовій рейці
|
|
3) Електричний
підсилювач з гвинт-кульковою гайкою. Електромотор вбудований
безпосередньо в саму рейку, про що свідчить циліндричний корпус. Принцип
дії трохи інший – тут немає звичного черв’ячного з’єднання, електродвигун
«крутить» кулькову гайку, яка проходить через сам вал, відповідно
переміщаючи його в ту або іншу сторону. Тут практично немає втрат на тертя,
а також інерції, завдяки іншій конструкції ротора. Зараз це самий
затребуваний вид підсилювача.
|
Мал. 6.17. Електричний підсилювач з
гвинт-кульковою гайкою
|
|
Електрогідравлічний підсилювач рульового керування
|
|
|
|
Різновидом гідропідсилювача
є електрогідравлічний підсилювач, в якому гідравлічний насос з'єднаний з
електродвигуном, що живиться від бортової електромережі автомобіля.
Конструктивно електродвигун і гідронасос об'єднані в силовий блок (Powerpack). Переваги такої схеми:
компактність, можливість функціонування при непрацюючому двигуні (джерело
енергії – АКБ автомобіля); включення
гідронасосу тільки в необхідні моменти (економія енергії), можливість
застосування електронних схем регулювання в ланцюгах електродвигуна.
|
|
|
|
Мал. 6.18. Рульове керування з
електрогідравлічним підсилювачем
|
|
Технічне обслуговування рульового керування
|
|
Від стану механізмів рульового
керування залежать безпека руху на шляхах і легкість керування автомобілем.
Несвоєчасне обслуговування механізму приводу може стати причиною аварії.
Щозміни потрібно очищати всі вузли механізмів, особливо кулькові шарніри та
інші місця кріплення деталей, ретельно перевіряти стан кожного шарніра,
підтягувати ослаблені кріплення. Періодично слід перевіряти стан різьових
з'єднань рульового керування, своєчасно змащувати шарніри карданних передач
і подавати мастило в кулькові шарніри, які мають маслянки. Розлагодження рульового керування виявляється
насамперед у збільшенні вільного ходу рульового колеса. Якщо цей хід
перевищує величину, зазначену в заводській інструкції, після перевірки і відрегулювання підшипників коліс потрібно перевірити і
відрегулювати зачеплення у рульовому механізмі. Під час технічного
обслуговування гідропідсилювача перевіряють
герметичність ущільнення і стан оливопроводів. У
разі потреби підтягують зовнішні різьові з'єднання, перевіряють рівень
оливи і, якщо потрібно, доливають її в бак гідравлічної системи рульового
керування, промивають фільтр оливи. У терміни, зазначені в заводській
інструкції, замінюють робочу рідину в баку гідросистеми.
|
Гальмівна
|
Загальна будова гальмівної системи з гідравлічним приводом
|
|
|
|
У загальному вигляді гальмівна система
складається з гальмівних механізмів та їх привода Гальмівні механізми при
роботі системи не дають обертатись колесам, в результаті чого між колесами
і дорогою виникає гальмівна сила, яка зупиняє автомобіль. Гальмівні
механізми розміщуються безпосе-редньо на передніх
і задніх колесах автомобіля.
|
|
|
|
|
Мал. 6.20. Загальна схема
гальмівної системи:
1 – гальмівна колодка заднього гальмового механізму (барабанного); 2
– гальмівний циліндр заднього колеса; 3 – педаль гальма; 4 – шток з
поршнем; 5 – гальмівний бачок; 6 – головний гальмовий циліндр; 7 –
гальмівна колодка переднього гальмівного механізму (дискового); 8 –
колісний гальмівний циліндр; 9 – трубопровід передніх коліс; 10 –
трубопровід задніх коліс
|
|
Основним вузлом є головний гальмівний циліндр,
що створює тиск рідини в системі. Гальмівна рідина заливається в бачок, що
з’єднаний з головним гальмівним циліндром. При натисканні на педаль гальма
шток рухає поршень, що стискає всю рідину, яка перебуває в системі. Рідина
при стиску шукає вихід. Але гальмівна система герметична. Тому рідина тисне
на поршні колісних циліндрів, які й переміщують колодки. У колісних
гальмівних механізмах є тверді пружини, які повертають колодки назад, як
тільки водій зняв ногу з педалі гальма, і загальний тиск рідини в системі
впав.
|
|
|
|
Мал. 6.21. Головний гальмівний
циліндр разом із розширювальним бачком
|
|
За допомогою головного гальмівного циліндра зусилля
передається від педалі до гальмівних механізмів, також головний циліндр
забезпечує розділення контурів. Над головним гальмівним циліндром
встановлено розширювальний бачок, необхідний для компенсації розширення
гальмівної рідини при її нагріві та для запобігання потраплянню повітря в
систему гідроприводу гальм (для цього необхідно завжди стежити за рівнем
гальмівної рідини в бачку і не допускати його падіння нижче позначки
«MIN»).
|
|
|
|
Гальмівна рідина украй гігроскопічна. Це означає, що вона має
властивість поглинати вологу, що міститься в повітрі. Попадання вологи в
гальмівну рідину призведе до зниження температури її кипіння і появи
кристалів льоду при замерзанні, внаслідок чого миттєво знизиться
ефективність гальмівної системи в цілому.
|
|
Барабанні гальмівні механізми
|
|
|
|
Будова барабанного гальмівного механізму:
гальмівний щиток, що не обертається і жорстко закріплений на поворотному
кулаку (якщо це керовані передні колеса) або на цапфі (якщо це задня вісь),
на гальмівний щиток встановлено робочий гальмівний циліндр, також гальмівні
колодки, які одним кінцем спираються на опори, а іншим — упираються в
поршні робочого гальмівного циліндра. На гальмівні колодки наклеєні або
приклепані фрикційні накладки, зверху усі ці деталі накриваються гальмівним
барабаном, який обертається разом із колесом.
|
|
|
|
|
|
|
|
Мал. 6.22. Барабанний гальмівний механізм:
1 – гальмівний щит, 2 – робочий гальмівний циліндр, 3 – пружина
повернення, 4 – гальмівні колодки, 5 – гальмівні накладки, 6 – барабан, 7 –
болт, 8- пружина фіксує, 9 – пружина повернення
|
|
У барабанному гальмівному механізмі дві колодки
встановлені послідовно одна за одною. Одна колодка — передня, інша — задня
(по ходу руху). Причому обидві колодки знизу встановлені на осях, а зверху
впираються в поршні робочого циліндра. При гальмуванні сили діятимуть так,
що передня колодка буде нібито підклинювати, а задню колодку створювані
зусилля намагатимуться відсунути від барабана. Цим може бути викликаний
нерівномірний знос фрикційних накладок. Так само цей ефект призводить до
того, що робочі поверхні фрикційних накладок використовуються не повною
мірою. Для того щоб після гальмування гальмівні колодки повернулися у
вихідне положення, встановлено відвідні пружини.
|
|
Дискові гальмівні механізми
|
|
|
|
|
Мал. 6.23. Будова дискових гальм:
1 – гальмівний диск;
2 – напрямна колодок;
3 – супорт;
4 – гальмівні колодки;
5 – циліндр;
6 – поршень;
7 – датчик зносу гальмівних колодок;
8 – кільце ущільнювача;
9 - пильовик напрямного пальця;
10 - напрямний палець;
11 – кожух гальмівного диска.
|
|
Існує два типи гальмівних супортів: фіксований
і плаваючий. У першому випадку в гальмівному супорті є два поршні,
розташовані по обидва боки від гальмівного диска. Сам супорт жорстко
закріплений на поворотному кулаку. Поршні впливають на внутрішню і зовнішню
гальмівні колодки. До кожного з них підводиться гальмівна рідина. У другому
випадку гальмівний супорт має поршень або поршні тільки з одного боку, при
цьому він має змогу переміщатися уздовж осі обертання диска. Так, при
гальмуванні поршень переміщується і тисне на внутрішню колодку, після того
як колодка упреться в диск, а тиск в гідроприводі продовжить зростати, вже
супорт почне переміщатися і притискати зовнішню колодку до диска. Перший
варіант міцніший, але дорожчий. Другий варіант дешевший, але не такий
надійний.
|
|
|
|
Ефективність дискових гальм набагато вища за ефективність
барабанних. Вони простіші в обслуговуванні та ліпше відводять тепло, що
виділяється при гальмуванні.
|
|
|
Оскільки перегрів гальмівних механізмів вважається
одним із найнебезпечніших моментів, вирішили збільшити ефективність
відведення тепла від гальмівного механізму. Шлях вирішення проблеми простий
з точки зору ідеї та не такий простий з точки зору технологічності. У диску
зробили багато отворів і каналів, через які повітря може проходити з метою
охолодження диска зсередини.
|
|
Вакуумний підсилювач гальм
|
|
|
|
Що більшою ставала маса автомобіля, то більше
зусилля потрібно було прикладати до педалі гальма, щоб досить ефективно
знизити швидкість або зупинити автомобіль. Для цього у гальмівній системі
встановили вакуумний
підсилювач. Чому вакуумний? Він використовує розрідження,
створюване у впускному колекторі двигуна. Будова такого підсилювача
нескладна (мал. 6.24): корпус, розділений
діафрагмою на дві камери — вакуумну й атмосферну. На штоку педалі гальма,
всередині підсилювача, встановлено стежачий
клапан, що відкриває або перекриває доступ атмосферного тиску в атмосферну
камеру. Крім того, встановлено поворотну пружину діафрагми підсилювача.
Після підсилювача послідовно встановлено головний гальмівний циліндр.
|
|
|
|
Мал. 6.24. Вакуумний
підсилювач гальм у зборі з педаллю і головним гальмівним циліндром
|
|
З огляду на різні конструктивні особливості
двигунів, розрідження може підводитися не тільки від впускного колектора, а й від спеціального вакуумного насоса.
Наприклад, для всіх дизельних двигунів використовується вакуумний насос,
оскільки у них розрідження у впускному колекторі незначне. Як це працює?
Досить просто: в початковому положенні (коли гальмо не задіяне) тиск в обох
камерах однаковий і дорівнює тиску, створюваному у впускному колекторі.
Тільки-но виникне необхідність загальмувати, необхідно буде натиснути на
педаль гальма — переміщення педалі передасться
через штовхач до стежачого клапана. Клапан перекриє канал, який з’єднує атмосферну камеру з
вакуумною. Подальше переміщення з’єднає атмосферну камеру з атмосферою.
Виникне перепад тиску, який почне впливати на дічти
і переміщати її, долаючи зусилля поворотної пружини, а діафрагма і собі
переміщатиме шток поршня головного гальмівного циліндра. Така конструкція
вакуумного підсилювача забезпечує значне доповнення зусилля (воно може
досягати п’ятикратного збільшення) на штоку поршня головного гальмівного
циліндра, яке пропорційне зусиллю на педалі гальма. Якщо простіше: що дужче
ви тиснутимете на педаль, то потужніше й ефективніше працюватиме вакуумний
підсилювач. Тільки-но водій відпустить педаль гальма, атмосферний клапан
перекриється, тиск в обох камерах підсилювача вирівняється, а діафрагма
повернеться в початкове положення під дією поворотної пружини.
|
|
|
|
Мал. 6.25. Вакуумний підсилювач автомобіля ВАЗ-2107:
1 - фланець кріплення наконечника; 2
- корпус підсилювача; 3 -шток; 4 - кришка; 5 - поршень; 6 - болт кріплення
підсилювача; 7 - дистанційне кільце; 8 - опорна чашка пружини клапана; 9 -
клапан; 10 - опорна чашка клапана; 11 - опорна чашка поворотної пружини; 12
- захисний ковпачок; 13 - обойма захисного ковпачка; 14 - штовхач; 15 -
повітряний фільтр; 16 - поворотна пружина клапана; 17 - пружина клапана; 18
- ущільнювач кришки корпусу; 19 - стопорне кільце ущільнювача; 20 -
наполеглива пластина; 21 - буфер; 22 - корпус клапана; 23 - діафрагма; 24 -
поворотна пружина корпусу клапана; 25 - ущільнювач штока; 26 - болт
кріплення головного циліндра; 27 - обойма ущільнювача штока; 28 -
регулювальний болт; 29 - наконечник шланга; 30 -
клапан; А - вакуумна порожнина; В - канал, який з'єднує вакуумну порожнину
з внутрішньою порожниною клапана; З - канал, який з'єднує внутрішню
порожнину клапана з атмосферною порожниною; Е - атмосферна порожнина
|
|
Гальмівна система з пневматичним приводом
|
|
|
|
Як робоче тіло в пневматичних гальмівних системах застосовується
стиснене повітря. Ця система активно застосовується на автобусах, вантажній
техніці, причепах до них та інших важких транспортних засобах. Вперше
пневматична гальмівна система була запатентована американським інженером Джорджем Вестингаузом у 1972
році для залізничного транспорту.
|
|
|
|
|
Пневматичний гальмівний привід використовують окремо або в комплексі
з іншими системами (наприклад – комбіновані гальмівні системи
електропневматичного чи пневмогідравлічного типу)
|
|
Пневматичні гальмівні системи за
кількістю робочих контурів-магістралей:
|
|
ü Одноконтурні системи
|
Особливість – магістралі на передні
та задні колеса об'єднані в одну гілку, а інтенсивність потоку холодного
повітря контролює один гальмівний кран. Одноконтурна
модель пневматичної гальмівної системи – застарілий тип конструкції, який в
більшості випадків зустрічається тільки на старих моделях вантажних
автомобілів і автобусів.
|
|
ü Двоконтурні системи
|
Відмінності зрозумілі з назви –
магістралі гальмівної системи автомобіля розділені на дві гілки. Одна гілка
передає стисле повітря на передні колеса, друга – на задні. Потік
енергоносія контролюють два гальмівних крани – по одному на кожен контур
магістралей. Двоконтурна конструкція більш надійна, ніж одноконтурна.
Якщо вийшла з ладу гілка задньої вісі, передні
гальмівні вузли продовжують функціонувати і навпаки.
|
|
ü Багатоконтурні системи
|
Особливість – складна, але ефективна
і надійна конструкція. Багатоконтурні пневматичні системи зустрічаються у
великих вантажних автомобілях і складаються з трьох і більше контурів.
Багатоконтурна гальмівна пневмосистема збільшує стійкість, полегшує
управління і зупинку вантажівки.
|
|
|
|
Мал. 6.26. Будова пневматичної
гальмівної системи автомобіля:
I - компресор; II – манометр; III - гальмівний механізм; IV -
повітряний балон; V - сполучна головка; VI - роз'єднувальний кран; VII -
гальмівна камера; VIII - гальмівний кран; 1 - гальмівна колодка; 2 - стяжна
пружина; 3 - розтискний кулак; 4 - регулювальний механізм; 5 і 6 - клапани нагнітання
та впуску відповідно; 7 - патрубок подачі повітря; 8 - плунжер; 9 -
регулятор тиску; 10 і 11 - покажчики тиску в гальмівних камерах та
повітряних балонах відповідно; 12 - клапан-запобіжник; 13 - випускний кран
для стисненого повітря; 14 - кран спуску конденсату з повітряного балона;
15 - тяга ножного приводу гальм; 16 - важіль ручного приводу гальм; 17 і 20
- діафрагми секції приводу гальм причепа та автомобіля; 18 - 19 - випускний
(ліворуч) і впускний клапани (справа) секцій гальм і автомобіля; 26 -
важіль ручного (стоянкового) гальма; 27 - регулювальна вилка; 28 -
поворотна пружина педалі гальма; 29 — регулювальний черв’як
|
 
|
У механічній
гальмівній системі відсутній енергоносій, привід здійснюється
механічним шляхом за допомогою системи тяг, тросів, важелів, шарнірів,
втулок. Система має найпростішу конструкцію і здатна довго зберігати задане
гальмівне зусилля в активному стані, але має ряд недоліків, через що зараз
застосовується тільки в стоянковій гальмівній системі.
|
|
|
|
Мал. 6.27. Схема стоянкової
механічної гальмівної системи:
1 – корпус ручного гальмівного важеля; 2 – передній трос; 3 – важіль
стоянкового гальма;
4 – кнопка зняття блокування; 5 – пружина тяги; 6 – тяга засувки; 7
– втулка; 8 – ролик;
9 – напрямна задніх тросів; 10 - розпірна втулка; 11 – відтяжна
пружина; 12 - розпірна планка гальмівних башмаків; 13 - розтискний важіль
гальмівних башмаків;
14 – задній трос; 15 – кронштейн заднього тросу
|
|
Стоянкова гальмівна
система з гідравлічним приводом часто використовується на
спортивних автомобілях, коли стоянкове гальмо застосовується короткочасно і
потрібне воно для того, щоб домогтися від автомобіля необхідної траєкторії
при проходженні повороту. По суті, використовується такий самий важіль у
салоні, ті самі задні гальмівні механізми, що і в механічному приводі, але
замість тросів — шланги і патрубки, заповнені гальмівною рідиною. До важеля
в салоні приєднано один або два головні гальмівні циліндри. Принцип роботи
той самий, що і в звичайній робочій гальмівній системі.
|
|
|
|
Мал. 6.28. Стоянкове гальмо з
гідроприводом
|
|
Принцип роботи електромеханічної гальмівної системи полягає
у тому, що при натисканні водієм спеціальної кнопки вмикання стоянкового
гальма (або автоматично за командою блоку управління) активуються встановлені
в корпусах на супортах електродвигуни стоянкової гальмівної системи, які за
допомогою редуктора, пасової передачі і гвинтового приводу штовхають поршні
в гальмівних циліндрах, тим самим дублюють функціонал гідравлічної
гальмівної системи – притискають гальмівні колодки до диска. Вимкнення
електромеханічного гальма відбувається автоматично, це залежить від
заводських налаштувань конкретного автомобіля. Як правило, електромеханічне
стоянкове гальмо відключається при рушанні з місця, причому бортовий комп'ютер
зчитує параметри з датчиків (положення педалі зчеплення, положення педалі
газу, положення кузова), що дозволяє забезпечити плавний старт автомобіля
без відкочування назад, навіть якщо авто знаходиться на ухилі. Також
електромеханічне стоянкове гальмо може відключатися при натисканні на
педаль гальма.
|
|
|
|
Мал. 6.29. Будова
електромеханічної гальмівної системи:
1 – гальмівний циліндр; 2 – шпиндель; 3 – циліндр; 4 – гальмівний
диск; 5 – гальмівна
колодка; 6 – гальмівний супорт; 7 – корпус електромеханічного гальма
стоянки
|
|
Робота антиблокувальної системи гальм
|
|
|
|
Антиблокувальна система гальм ABS працює
таким чином: у модуль керування постійно надходять сигнали від датчиків
частоти обертання кожного колеса; тільки-но виникне екстрена ситуація і
водій різко натисне на педаль гальма, колесо або колеса почнуть блокуватися
і від відповідного датчика або датчиків надійде сигнал в
електрогідравлічний модуль, в якому відкриється необхідний клапан або
клапани, що знизить тиск у конкретній магістралі або магістралях — і колесо
або колеса розблокуються. При цьому зчеплення коліс із дорогою, а отже, і
керованість при гальмуванні зберігаються. Але нескінченно утримувати колесо
розгальмованим не можна, тому в гідравлічному модулі клапани знову
закриваються, тиск зростає до моменту початку блокування колеса і процес
повторюється знову.
|
|
|
|
Якщо на вашому автомобілі встановлена антиблокувальна
гальмівна система, то при різкому натисканні на педаль гальма в екстреній
ситуації ви відчуєте легке (а іноді й не дуже) тремтіння. У жодному разі не
можна відпускати педаль гальма в такій ситуації, навпаки, необхідно
намагатися продавити її ще глибше або, щонайменше, залишити в цьому положенні.
|
|
Технічне обслуговування гальмівних систем
|
|
У процесі експлуатації машин
через зношування фрикційних накладок гальм можливе збільшення часу їх
спрацювання. Тому потрібно періодично перевіряти повний хід педалей керування
гальмами, і якщо він відрізняється від зазначених у заводській інструкції,
його слід відрегулювати. Однією з головних умов нормальної роботи
пневматичної системи є підтримання відповідного тиску повітря, який перед
початком руху машини має становити не менше 0,45, а під час роботи - 0,60 –
0,76 МПа. Тому періодично перевіряють герметичність системи. Її визначають
після зупинки двигуна або відключення компресора за швидкістю зниження
тиску повітря у пневматичній системі. Якщо швидкість зниження тиску
перевищує допустиме значення, за шипінням повітря, яке виходить, або
послідовним нанесенням на з'єднувальні місця пневмосистеми мильної емульсії
потрібно виявити витікання й усунути пошкодження. Наприкінці кожної зміни
за достатньо високого тиску повітря в системі потрібно перевірити роботу
запобіжного клапана, а потім відкрити зливні крани ресиверів, щоб видалити
з них конденсат. Особливо важливо робити це в холодний період року, щоб не
допустити його замерзання в повітропроводах. Один раз на рік (найкраще під
час переходу до осінньо-зимового періоду експлуатації) ресивери потрібно
зняти, очистити струменем пари і промити гарячою водою. Ресивери зі слідами
іржі, а також ті, що не витримали випробування нагнітанням води під тиском
1,4 МПа, вибраковують.
|
|
|
Питання для самоконтролю
1. Яке призначення рульового керування і основні вимоги до нього?
2. Як здійснюється поворот автомобілів різних конструкцій?
3. З яких основних частин складається рульове керування і їх
призначення?
4. Що називають рульовим приводом?
5. Яку функцію виконує рульовий механізм?
6. Які типи рульових механізмів застосовують на автомобілях?
7. З яких деталей складається рульовий механізм?
8. Яке призначення підсилювача рульового керування?
9. Для чого призначені гальмівні системи?
10. Які вимоги ставлять до гальмівних систем та
як їх класифікують?
11. Перелічіть типи гальмівних механізмів
та поясніть принцип їх роботи.
12. З яких основних деталей складається
барабанний гальмівний механізм автомобіля?
13. Яку будову мають дискові гальмівні
механізми і як працюють?
14. Які переваги мають дискові гальмівні
механізми порівняно із барабанними?
15. Яку будову має гідравлічний привід
гальм?
16. Як передається зусилля від педалі до
гальмівного механізму за наявності в системі гідровакуумного
підсилювача?
17. З яких основних агрегатів складається
пневматичний привід гальм?
18. Як забезпечується пропорційність тиску
повітря в гальмівних камерах від зусилля на педалі?
|
|
