Материал: Рабочие процессы рулевого привода автомобиля ГАЗ–3308

Рабочие процессы рулевого привода автомобиля ГАЗ–3308

РЯЗАНСКОЕ ВЫСШЕЕ ВОЗДУШНО-ДЕСАНТНОЕ КОМАНДНОЕ УЧИЛИЩЕ (ВОЕННЫЙ ИНСТИТУТ)

ИМЕНИ ГЕНЕРАЛА АРМИИ В.Ф.МАРГЕЛОВА

Факультет коммуникаций и автомобильного транспорта

Кафедра автомобили и автомобильное хозяйство

Курсовой проект

по дисциплине «АВТОМОБИЛИ»

Тема: "Рабочие процессы рулевого привода автомобиля ГАЗ-3308»

2013 г.

Содержание

Введение

1. Требования, предъявляемые к конструкции агрегата

.1 Назначение и условия работы

.2 Предъявляемые требования

. Анализ соответствия механизма предъявляемым требованиям

.1 Характеристика и описание конструкции

.2 Анализ соответствия предъявляемым требованиям

. Расчёт деталей, определяющих работоспособность механизма

.1 Определение сил и моментов

.2 Определение наиболее нагруженного узла

. Техобслуживание рулевого привода

. Неисправности рулевого привода и их причины

Заключение

Список используемой литературы

Введение

ГАЗ- 3308 «Садко» (рисунок 1) - российский грузовой бортовой полноприводный автомобиль 2,5-тонного класса капотной компоновки. В конце 80-х годов, ввиду замены ГАЗ-66, были попытки очередной унификации производства уже имеющейся машины. Первый прототип нового полноприводного грузовика был создан Горьковским автомобильным заводом в 1995 году под индексом ГАЗ-3309П. Серийное производство модели, получившей отраслевой индекс ГАЗ-3308 и собственное название «Садко» началось с декабря 1997 года. В Российской Армии 2,3-тонный грузовик ГАЗ-3308 пришёл на смену модели ГАЗ-66-40 с кабиной над двигателем. На ГАЗ-3308 применяется модифицированная кабина от ГАЗ-3309 и ведущие мосты и трансмиссия аналогичные использовавшимся на ГАЗ-66-40.

С 2003 года «Садко» преимущественно оснащается турбодизелем ММЗ Д-245.7 (с 2005 года экологического класса Евро-2, с 2013-го - Д-245.7Е4 экологического класса Евро-4).

С полной нагрузкой «Садко» преодолевает подъем крутизной 31 градус, брод метровой глубины, стена высотой до 40 см и ров шириной до 50 см. При этом ГАЗ-3308 обладает хорошими динамическими характеристиками и развивает максимальную скорость до 100 км/ч. Для повышения проходимости, автомобили оборудованы системой регулирования давления воздуха в шинах, а для повышения плавности хода изменена подвеска автомобиля - применены рессоры большей длины и с меньшим количеством листов. "Садко" можно эксплуатировать на всех видах дорог и бездорожье.

Автомобили "Садко" оборудуются бензиновыми и дизельными двигателями, 5-ступенчатой синхронизированной коробкой передач, 2-ступенчатой раздаточной коробкой, коробкой отбора мощности. Рулевое управление с гидроусилителем и двухконтурная тормозная система с гидровакуумным усилителем и регулятором тормозных сил значительно упрощают работу водителя, и тем самым снижают его утомляемость в пути.

"Армейский" вариант ГАЗ-3308 отличается от стандартной комплектации системой регулирования давления в шинах, пневмовыводом на тормозную систему прицепа и лебедки. Кроме того, на автомобиле "армейской" модификации устанавливаются шины большей размерности - 12R20 (на "коммерческом" варианте - 12,00R18). Проходимость машины при этом еще более возрастает за счет того, что увеличиваются клиренс, радиус продольной проходимости, а также углы съезда и въезда. Возросшая допустимая нагрузка на шину позволяет повысить и грузоподъемность автомобиля.

Армейский" вариант ГАЗ-3308 "Садко" может служить не только как автомобиль для перевозки грузов и людей, но и как мощный тягач для транспортировки армейского снаряжения и вооружения.

Полноприводный автомобиль на базе ГАЗ 33081 (рисунок 2) с двигателем Д-245.7 предназначен для использования в сельском хозяйстве и, в отличие от базового полноприводного варианта, имеет двускатную ошиновку на задней оси в сочетании с обычными колесными дисками на обоих ведущих мостах. При этом системой регулирования давления воздуха в шинах автомобиль не комплектуется. Грузоподъемность машины - 4000 кг.

Автомобиль повышенной проходимости на шасси ГАЗ 3308 "Садко" предназначен для лесного патрулирования, предотвращения и тушения низовых лесных пожаров, а также для защиты сельских поселений. Машина укомплектована надстройкой американской компании American LaFrance. Отличительные особенности надстройки - малый вес (за счет использования легкосплавных материалов) и повышенная эргономичность. Емкость для воды выполнена из армированного пластика и имеет пожизненную гарантию от коррозии. Помимо обычного насоса имеется насос высокого давления, обеспечивающий экономный расход воды и длительное время работы без дозаправки цистерны. Боевой расчет машины - 5 человек, объем емкости для воды - 1000 л.

Подъемник АПТ-14 с электроизолированной люлькой смонтирован на шасси ГАЗ 3308 "Садко" или ГАЗ 3308 "Егерь" и предназначен для проведения строительно-монтажных и эксплуатационных работ в различных сферах производства, требующих подъема людей с материалами и инструментами на высоту до 14 м. Наличие изолированной люльки позволяет выполнять обслуживание электрических установок напряжением до 1000 В без его отключения. Подъемник снабжен двумя пультами управления навесным оборудованием: выносным и расположенным в люльке. Автогидроподъемник работает при температуре окружающей среды от -40 °С до +40 °С.

Цель выполняемой работы - оценка работоспособности и надёжности рулевого привода автомобиля ГАЗ-3308 «Садко», определение наиболее нагруженных деталей и выполнение расчёта на безопасность.

агрегат деталь механизм рулевой

1. Требования, предъявляемые к конструкции рулевого привода

.1 Назначение и условия работы

Рулевой привод совместно с рулевым механизмом передает управляющее усилие от водителя непосредственно к колесам и обеспечивает этим поворот управляемых колес на задаваемый угол. Рулевой привод обеспечивает не только возможность поворота управляемых колес, но и допускает колебания колес при наезде ими на неровности дороги. При этом детали привода получают относительные перемещения в вертикальной и горизонтальной плоскостях, и на повороте передают усилия, поворачивающие колеса.

На автомобилях обычно применяется механический рулевой привод, состоящий из системы рычагов и тяг с шарнирами, осуществляющих с механизмом рулевого управления поворот управляемых колес. Рулевой привод имеет рулевую трапецию, которая позволяет поворачивать управляемые колеса на разные углы, чем достигается их качение без бокового проскальзывания.

Водитель изменяет направление движения автомобиля, поворачивая колеса, которые принято называть управляемыми. Управляемыми могут быть передние и задние колеса, или те и другие вместе. Если все колеса управляемые, то радиус поворота получается минимальным, что особенно важно при ограниченных углах поворота колес.

Тяжелые условия эксплуатации, агрессивный стиль вождения, некачественное обслуживание и ремонт значительно сокращают срок службы рулевого привода.

1.2 Предъявляемые требования

Конструкция рулевого привода (совместно с рулевым механизмом) должна обеспечивать:

.        легкость управления;

.        качение управляемых колес с минимальным боковым уводом и скольжением при повороте автомобиля;

.        стабилизацию повернутых управляемых колес, обеспечивающую их возвращение в положение, соответствующее прямолинейному движению, при отпущенном рулевом колесе;

.        предотвращение передачи ударов на рулевое колесо при наезде управляемых колес на препятствия;

.        минимальные зазоры в соединениях;

.        отсутствие автоколебаний управляемых колес при работе автомобиля при любых условиях и на любых режимах движения.

К рулевому приводу предъявляют следующие требования:

•        правильное соотношение углов поворота управляемых колес, исключающее боковое скольжение колес автомобиля;

•        отсутствие автоколебаний (самовозбуждающихся) управляемых колес вокруг шкворней (осей поворота);

•        отсутствие самопроизвольного поворота управляемых колес при колебаниях автомобиля на упругих устройствах подвески.

Кроме того, к рулевому приводу, как и ко всем механизмам автомобиля, предъявляют такие общие требования: обеспечение минимальных размеров и массы, простота установки и обслуживания, технологичность, ремонтопригодность, надежность.

1.     

2. Анализ соответствия механизма предъявляемым требованиям

.1 Характеристика и описание конструкции

ГАЗ-3308 - полноприводный автомобиль с зависимой подвеской колес и задней рулевой трапецией.

Рулевой привод включает в себя (рисунок 5): рулевую трапецию, рычаги и тяги, связывающие рулевой механизм с рулевой трапецией, рулевой усилитель.

Рисунок 1. Рулевой привод: 2 - поворотные рычаги; 3 - поперечная тяга; 5 - рычаг поворотной цапфы - 4; 6 - продольная тяга; 7 - сошка

Рулевая трапеция обеспечивает требуемую зависимость между углами поворота управляемых колес. Она состоит из поперечной тяги-3, рычагов-2 поворотных цапф и оси управляемых колес (рисунок 5). Основанием трапеции является ось колес, вершиной - поперечные тяги, а боковыми сторонами - рычаги поворотных цапф. Рулевая трапеция служит для поворота управляемых колес на разные углы. Поперечная тяга выполнена цельной.

Поперечная рулевая тяга (рисунок 6). Для ее изготовления обычно применяют бесшовную трубу, на резьбовые концы которой навертывают наконечники с шаровыми пальцами. Длина поперечной тяги должна быть регулируемой, так как она определяет схождение колес. При зависимой подвеске, когда применяется неразрезная трапеция, регулирование выполняют поворотом поперечной тяги относительно наконечников (при освобождении стопорных гаек). Так как резьба, нарезанная на концах тяги, имеет разное направление, то поворот тяги вызывает изменение расстояния между шарнирами поперечной тяги. Часто шаг резьбы на разных концах тяги делают неодинаковым для более точной регулировки.

Рисунок 2. Поперечная рулевая тяга: 1 - тяга; 2 - наконечник тяги; 3 - вкладыш головки; 4 - защитная накладка; 5 - рычаг поворотного кулака; 6 - шаровый палец; 7 - крышка накладки; 8 - болт; 9 - буфер нижнего вкладыша; 10 - крышка головки; 11 - вкладыш головки нижний.

Продольная рулевая тяга связывает сошку с поворотным рычагом. Кинематически перемещения продольной тяги и подвески должны быть согласованы, чтобы исключить самопроизвольный поворот управляемых колес при деформации упругого элемента подвески.

Рисунок 3. Продольная рулевая тяг: 1 и 8 - защитные муфты; 2 - сошка; 3 и 13 - болты; 4 - клапан гидроусилителя руля; 5 - наконечник тяги; 6, 11 и 14 - гайки; 7 - тяга; 9 - палец; 10 - пробка; 12 - поворотный рычаг; 15 - гайка; 16 - болт; 17 - гайка стакана; 18 - штифт; 19 - ограничитель; 20 - пружина; 21 - сухарь; 22 - стакан наконечника; 23 - наконечник шарнира.

Продольная рулевая тяга регулируется по длине и преднатягу в шарнирах. В передней части тяги крепится клапан управления гидроусилителя рулевого привода.

Регулировкой длины тяги обеспечивается установка рулевого механизма в среднее положение при прямолинейном положении управляемых колёс. При движении автомобиля по неровной дороге на детали рулевого привода (сошку, продольную и поперечную рулевые тяги, рулевые рычаги) действуют большие нагрузки. Поэтому в рулевой привод вводят пружины для смягчения толчков и для автоматического устранения зазоров, возникающих при изнашивании деталей.

Рулевые тяги снабжены шаровыми шарнирами, размещенными по концам тяги и поджимаемыми жесткими пружинами.

Шарниры рулевого привода (рисунок 4). Шаровые шарниры обеспечивают возможность относительного перемещения деталей рулевого привода в горизонтальной и вертикальной плоскостях при одновременной надежной передаче усилий между ними. Шарниры размещаются в наконечниках рулевых тяг. Основные требования, предъявляемые к шарнирам рулевого привода, заключаются в беззазорности и износостойкости. Они могут быть классифицированы по трём признакам: по форме шарового пальца (полносферный); по кинематике его элементов (простой - палец поворачивается в наконечнике за счет скольжения сферы пальца относительно поверхностей сухарей); по способу устранения зазоров (с периодической регулировкой).

Рисунок 4. Шарнир рулевого привода

В шарнирном соединении шарового пальца с продольной рулевой тягой один из сухарей (вкладыш) представляет собой жесткую опору, а другой опирается на пружину. Внешний сухарь прижат к шаровому шарниру резьбовой пробкой. Во всех соединениях сухари постоянно прижимаются к головке шарового пальца под действием пружин. Использование высококачественных конструкционных материалов для сухарей, современных смазочных материалов и надежных уплотнений позволяет в настоящее время применять шарниры, не требующие замены смазочного материала в течение всего их срока службы.

2.2 Анализ соответствия предъявляемым требованиям

Конкретные конструкционные мероприятия, направленные на выполнение предъявляемых требований:

•        правильное соотношение углов поворота колес достигается параметрами рулевой трапеции (рисунок 9).

Рисунок 5. Схема рулевой трапеции

Внутреннее колесо (по отношению к центру поворота автомобиля) поворачивается на больший угол, чем наружное колесо. Это необходимо, чтобы при повороте автомобиля колеса катились без бокового скольжения и с наименьшим сопротивлением. В противном случае ухудшается управляемость автомобиля, возрастает расход топлива и изнашивание шин.

•        Автоколебания управляемых колес (рисунок 10) являются самовозбуждающимися. Причиной их возникновения является гироскопическая связь управляемых колес. При наездах одного из колес на дорожные неровности происходит перекос переднего моста. Управляемые колеса наклоняются и изменяется положение оси их вращения. Это приводит к возникновению гироскопического момента М_гх, который действует в горизонтальной плоскости и поворачивает управляемые колеса вокруг шкворней. Поворот колес вокруг шкворней вызывает возникновение другого гироскопического момента M_TV который действует в вертикальной плоскости и стремится увеличить перекос моста и наклон колес. Таким образом, перекос моста вызывает колебания управляемых колес вокруг шкворней, а они в свою очередь увеличивают перекос моста, т.е. обе колебательные системы связаны между собой и влияют друг на друга. Возникающие в этом случае колебания управляемых колес вокруг шкворней непрерывно повторяются, являются устойчивыми и наиболее опасными. Полностью устранить колебания управляемых колес вокруг шкворней невозможно - их только можно уменьшить. Это достигается применением балансировки колес, чем устраняется их неуравновешенность.

Рисунок 6. Схема возникновения автоколебаний

Уменьшение автоколебаний достигается наибольшей жёсткостью рулевого привода. При недостаточной жёсткости рычажная система рулевого привода будет обращаться в колебательный контур, отрицательно влияя на устойчивость движения автомобиля. Кроме того, будет нарушаться сходимость колёс, что приведёт к форсированному износу шин и повышенному расходу топлива.