5.Травмобезопасный рулевой механизм
При лобовых ударах серьезную опасность для водителя представляет рулевое колесо, которое часто причиняет тяжелые ранения. Поэтому ступицу рулевого колеса глубоко утапливают и обкладывают мягкими материалами. Рулевую колонку часто выполняют из перфорированного металла, так что при ударе она деформируется, поглощая пластическую энергию (рис. 4, а). Предусматриваются и другие меры защиты, снижающие тяжесть последствий столкновения: возможность перемещения рулевого колеса и рулевой колонки (рис.4, б) и поглощения ими энергии удара, равномерного распределения удара рулевого колеса по поверхности груди водителя (рис. 4, в), а также складывающийся рулевой вал (рис. 4, г) 
Рисунок 4-Канструкции травмобезопасных рулевых колонок. где:1- карданные шарниры.
Травмобезопасное рулевое управление
Травмобезопасное рулевое управление является одним из конструктивных мероприятий, обеспечивающих пассивную безопасность легкового автомобиля – свойство уменьшать тяжесть последствий дорожно-транспортных происшествий.
Рулевой механизм рулевого управления может нанести серьезную травму водителю при лобовом столкновении с препятствием и смятии передней части автомобиля, когда весь рулевой механизм перемещается в сторону водителя. Водитель может получить травму также от рулевого колеса или рулевого вала в случае резкого перемещения вперед (до 300…400 мм) вследствие лобового столкновения, при слабом натяжении ремней безопасности.
Для уменьшения тяжести травм, получаемых водителем при лобовых столкновениях, которые составляют более 50 % всех дорожно-траспортных происшествий, применяют различные конструкции травмобезопасных рулевых механизмов. С этой целью кроме рулевого колеса с утопленной ступицей и двумя спицами, что значительно снижает тяжесть наносимых травм при ударе, в рулевом механизме устанавливают специальное энергопоглощающее устройство, а рулевой вал выполняют составным. Все это обеспечивает незначительное перемещение рулевого вала внутрь кузова автомобиля при лобовом столкновении с препятствием.
В рулевом механизме рулевой вал состоит из трех частей, соединенных карданными шарнирами, а роль энергопоглощающего устройства играет специальное крепление рулевого вала к кузову автомобиля. В случае лобового столкновения, когда передняя часть автомобиля деформируется, рулевой вал складывается и незначительно перемещается в салон кузова автомобиля. При этом кронштейн крепления рулевого вала деформируется и поглощает часть энергии удара.
В рулевом механизме с энергопоглощающим устройством сильфонного типа рулевое колесо соединено с рулевым валом металлическим гофрированным цилиндром, который при столкновении деформируется, частично поглощая энергию удара, и обеспечивает небольшое перемещение рулевого вала в сторону водителя.
Для поглощения энергии лобового столкновения верхняя часть рулевого вала может быть выполнена в виде перфорированной трубы. На рисунке показаны последовательный процесс и максимальная деформация верхней части рулевого вала, которая весьма значительна.
В травмобезопасных рулевых управлениях легковых автомобилей применяют и другие энергопоглощающие устройства, которые соединяют составные рулевые валы: резиновые муфты специальной конструкции, устройства типа японского фонарика, в виде нескольких продольных пластин, приваренных к концам соединяемых частей рулевого вала. При столкновениях резиновая муфта разрушается, а соединительные пластины деформируются, уменьшая перемещение рулевого вала внутрь салона кузова.
Данный механизм, как и любые другие механизмы, подвержен износу, что может привести к появлению стуков и люфтов слышимих при проезде неровностей или при покачивании рулевого колеса из стороны в сторону. Часто эти стуки диагностируют как стук рулевой рейки, но это только иллюзия. На самом деле рулевая рейка не имеет к этому стуку никакого отношения. Очень часто единственным способом устранить подобный дефект возможно только заменой рулевой колонки в сборе. Но есть и другие способы устранить стук или свести его к минимуму не прибегая к покупке запасных частей. О них мы расскажем в следующих статьях.
Рулевое управление МАЗ 5440
Разбираемся с МАЗ серии 5440, который называют «Зубренок». Узнаем, как устроено рулевое управление у МАЗа, какие могут возникнуть проблемы и их решение.
Рулевое управление МАЗ 5440. Устройство
Рулевое управление МАЗ 5440 состоит из:
- рулевого механизма;
- распределителя;
- колонки;
- рулевого колеса;
- силового цилиндра;
- насоса;
- масляных баков;
- шлангов.
Гидроусилитель, в свою очередь, в своей конструкции с силовым цилиндром, включает узлы: соединяющий трубопровод, нагнетающий насос, распределитель, отвечающий за поток рабочей жидкости, силовой цилиндр. На левом лонжероне большегруза крепятся силовой цилиндр и распределитель. Один конец штока прикреплён к раме, а другой — с поршнем перемещаются внутри цилиндра. Золотник и шарнир со стаканами — это конструкция распределителя, крепящегося к цилиндру резьбовым соединением. Пазы золотника соединяются с трубопроводами, внутри которых масло подаётся от нагнетающих насосов.
Возможные неисправности рулевого управления и способы их устранения
К возможным неисправностям и способам устранения рулевого управления большегруза МАЗ 5440 можно отнести:
- Увеличение усилия рулевых колёс с неравномерным их вращением. Когда во время движения или при повороте колёс ощущаются рывки, либо данное действие приходится совершать с усилием, это может говорить о слабом натяжении насосных приводящих ремней, или о том, что масло в системе заканчивается. Как способ устранения проблем: долить масло, отрегулировать ремни. Если осмотр не выявил проблемы в обозначенных местах, стоит обратить внимание на клапан плунжера расхода давления, который мог просто загрязниться. Как следствие, стоит тщательно его прочистить.
- Плохая управляемость в целом. В частности, при прямой езде постоянно уносит в сторону. Необходимо подтянуть болты и гайки крепежа, выполнить процедуру схождения колёс, исправить люфт в шарнирах, заменить уплотнители, если они износились, трубы кардана смазать.
К признакам поломки гидроусилителя относятся:
- Самопроизвольный поворот колёс. Достаточно проверить работу механизмов, связанных с функционированием золотника.
- Отдача в руль на неровной поверхности. Как правило, в масляный фильтр, при возникновении таких неисправностей, попадает воздух. В данном случае необходимо прокачать воздух, выполняя процедуру на минимальных оборотах, закрывая и открывая перепускной клапан у рулевого механизма. Дополнительно, не заглушая двигатель, следует поворачивать руль до крайних положений вправо и влево. Останется открыть перепускной клапан и выпустить попавший воздух. Таким образом процедуру следует повторить несколько раз.
Стоит помнить: любая возникшая неисправность может привести к поломке прямо во время движения.
Рулевое управление в целом
Когда автомобиль двигается прямо, золотник находится в нейтральном положении. Из насоса рабочая жидкость поступает к расточке, находящейся посередине, по маслопроводу корпуса золотника и посредством маслопровода на слив через две крайние расточки. Рабочая жидкость заполняет реактивные камеры и полости силового цилиндра через плунжеры и каналы в корпусе.
Когда поворачивается рулевое колесо против часовой стрелки и, как следствие, входного вала, втулка с золотником перемещается по оси вверх по шлицам вала. Пока давление незначительное, торсион, воздействующий на вал, создаёт усилие на рулевом колесе. Золотник перемещается благодаря винтовому соединению, которое в целом не нагружается. Как только золотник перемещается до зазора, рабочая жидкость перестаёт поступать к кольцевой крайней расточке. Она поступает к средней и через трубопровод, минуя канал в корпусе, в силовой цилиндр, его подпоршневую полость. Благодаря этому, сошка с валом сектора поворачивается, воздействуя через продольную тягу на поворот колеса влево. Далее рабочая жидкость по маслопроводу и каналу в корпусе из штоковой полости в силовом цилиндре поступает в крайнюю кольцевую расточку и через маслопровод в масляный бак.
Когда колесо поворачивается по часовой стрелке, втулка и золотник перемещаются вниз, а жидкость к крайней кольцевой расточке прекращает поступать. Она, через среднюю расточку, по каналу и маслопроводу поступает в цилиндровую полость. Шток и поршень перемещаются, поворачивая сошку против часовой стрелки, тем самым посредством силовой тяги поворачивают колёса. После этого жидкость возвращается обратно в масляный бак.
Когда увеличивается момент сопротивления поворота управляемых колёс, в системе и реактивных камерах давление рабочей жидкости также увеличивается, вызывая на рулевом колесе увеличение усилия. Такое положение создаёт у водителя ощущение под названием «чувство дороги».
Когда насос не работает, либо, когда эффективность гидроусилителя недостаточна, в щлицевом соединении двух валов выбирается «п»-зазор. Усилие, в данном случае, передаётся к колёсам как при ручном управлении, но без усилителя. В данном случае рабочая жидкость обратным клапаном перепускается в силовом цилиндре из одной полости в другую.
Рулевой механизм
Рулевой механизм, включает: шариковую гайку-рейку и винт, которые находятся с зубчатым сектором в зацеплении. Канавки на гайке и винте образуют спиралевидный канал, заполняющиеся высокоточными шариками при сборке руля. Зубчатый сектор расположен в подшипниках скольжения, которые запрессованы во втулки. Зубчатое зацепление — регулируемое поворотом втулок, за счёт смещения осей наружной поверхности втулок и отверстий подшипников. Регулируется натяжение подшипников прокладками.
Гидроусилитель, встроенный в рулевое управление МАЗ 5440, золотникового типа. Корпус золотника имеет 3 расточки в виде кольца. Средняя (в её канал ввёрнут обратный клапан) отвечает за подвод от насоса рабочей жидкости, а крайние — с отводом жидкости. 3 реактивных камеры корпуса вмещают плунжеры, строение которых позволяет им перемещаться по оси. Золотник, установленный в отверстии центрального корпуса, закреплён на втулке упорными подшипниками, а она в свою очередь без зазора сбоку соединена шлицами с винтом рулевого механизма. Строение предполагает свободное осевое перемещение. С входным же валом втулка соединяется винтом, а вот соединение винта и вала уже выполнено с зазором, который обеспечивает полный ход золотника. Дополнительно входной вал соединён с винтом рулевого механизма торсионом.
Повышенный угловой люфт входного вала
Проблема повышения углового люфта входного вала распространена, так как появляется после определённого эксплуатационного срока. Вариантов устранения несколько: можно отрегулировать натяжение подшипников и надёжно зафиксировать гайку-рейку на сектор. Другой вариант — заменить винт со всеми деталями.
Течь масла по манжетам входного вала и вала сектора
Через манжеты валов течь масла у большегруза МАЗ 5440 может обнаружиться внезапно. Причин такой поломки может быть четыре:
- попадание песка, грязи, камешков и так далее под кромку. Исправить всё просто, достаточно лишь аккуратно очистить её.
- возможная деформация манжеты, после механического воздействия или удара. Иногда она просто лопается. В любом случае потребуется её замена.
- коррозия одного из валов. Достаточно исправить всё зачисткой.
- правильное натяжение манжета не осуществляется из-за сорванной резьбы.
В целом, необходимо тщательно проверять детали, и производить их замену.
Люфт в соединении входного вала и винта с торсионом
Наличие люфта проверяется поворотом входного вала вправо и влево до того, как торсион начнёт закручиваться, застопорив вал сектора в это же время. Отрегулировать люфт необходимо сняв крышку и повернув все вкладыши на один угол по часовой стрелке, тем самым исключив зазор в зубчатом зацеплении. Установить крышки обратно.
Насос рулевого гидроусилителя с клапаном расхода и давления
Насос рулевого гидроусилителя очень сложный механизм. Он представляет собой нагнетательный компрессор шестерёнчатого типа. Проблемы, которые могут возникнуть с ним, достаточно сложно выявляются. Так, если масло в систему перестало поступать, значит, из строя вышел узел. Исправить можно проверкой и заменой вала и ступицы шкива насоса, естественно, при необходимости. Если при подаче масла уровень давления не дотягивает до нормы, то, возможно, места контакта насоса с шестерёнками износились, или в открытом положении происходит заклинивание плунжера, или предохранительный клапан срабатывает неправильно. Все эти проблемы можно устранить на АТС.
Силовой цилиндр
У силового цилиндра МАЗ 5440, как правило, изнашивается быстрее всего рабочая поверхность. Поэтому, как только будут замечены глубокие царапины или повреждения на золотнике, штоке или цилиндре, необходимо задуматься о приобретении новых запчастей.
Масляный бак
В масляном баке необходимо проверять уровень масла. Если его недостаточно, следует открыть бак, и во время работы двигателя, наполнить его маслом до верхней отметки на щупе. Останется лишь проверить герметичность системы и, в случае нахождения там воздуха, устранить его.
Рулевая колонка
Рулевая колонка состоит из кронштейна, реек, секторов, самой рулевой колонки, педали и пружины. Когда сначала нажимается педаль, из строя выходит рейка, обеспечивающая регулировку положения колеса исключительно по углу наклона. Далее, когда перемещается педаль на полный ход, из зацепления выходит вторая рейка, которая обеспечивает регулировку положения по высоте и углу наклона рулевого колеса. После того, как рулевая колонка будет установлена в удобное положение, педаль отпускают. Сектор и первая рейка выполняют роль травмобезопасного устройства посредством зубчатого сцепления. При воздействии на них рулевого колеса, зубья срезаются.
Рулевое устройство у МАЗ 5440 «зубренок» — достаточно сложный механизм и управление им непростая задача. Однако большинство неисправностей можно ликвидировать самостоятельно, не обращаясь за помощью к квалифицированным специалистам.
В этой статье
- Рулевое управление МАЗ 5440. Устройство
- Возможные неисправности рулевого управления и способы их устранения
- Рулевое управление в целом
- Рулевой механизм
- Повышенный угловой люфт входного вала
- Течь масла по манжетам входного вала и вала сектора
- Люфт в соединении входного вала и винта с торсионом
Травмобезопасный рулевой механизм
Травмобезопасное рулевое управление является одним из конструктивных мероприятий, обеспечивающих пассивную безопасность автомобиля – свойство уменьшать тяжесть последствий дорожно-транспортных происшествий. Рулевой механизм рулевого управления может нанести серьёзную травму водителю при лобовом столкновении с препятствием при смятии передней части автомобиля, когда весь рулевой механизм перемещается в сторону водителя.
Водитель также может получить травму от рулевого колеса или рулевого вала при резком перемещении вперёд вследствие лобового столкновения, когда при слабом натяжении ремней безопасности перемещение составляет 300…400 мм. Для уменьшения тяжести травм, получаемых водителем при лобовых столкновениях, которые составляют около 50% всех дорожно-транспортных происшествий, применяют различные конструкции травмобезопасных рулевых механизмов.
С этой целью кроме рулевого колеса с утопленной ступицей и двумя спицами, позволяющих значительно снизить тяжесть наносимых травм при ударе, в рулевом механизме устанавливают специальное энергопоглащающее устройство, а рулевой вал часто выполняют составным. Все это обеспечивает незначительное перемещение рулевого вала внутрь кузова автомобиля при лобовых столкновениях с препятствиями, автомобилями и другими транспортными средствами.
В травмобезопасных рулевых управлениях легковых автомобилей применяются и другие энергопоглащающие устройства, которые соединяют составные рулевые валы. К ним относятся резиновые муфты специальной конструкции, а также устройства типа «японский фонарик», который выполнен в виде нескольких продольных пластин, приваренных к концам соединяемых частей рулевого вала. При столкновениях резиновая муфта разрушается, а соединительные пластины деформируются и уменьшают перемещение рулевого вала внутри салона кузова.
Основными элементами колеса в сборе являются обод с диском и пневматическая шина, которая может быть бескамерной или состоять из покрышки, камеры и ободной ленты.