Контрольні запитання

1. Як продіагностувати технічний стан рам?

2. Як продіагностувати технічний стан підвісок?

3. Параметри за якими діагностують амортизатори.

4. Як продіагностувати технічний стан передніх мостів?

5. Що таке ультразвукова діагностика рам і ресор?

6. Які основні несправності автомобільних шин?

7. Для чого виконують балансування коліс?

Тема 4.3 Діагностування органів керування автомобілів

4.3.1 Діагностування рульових керувань автомобілів

4.3.2 Діагностування гальмівних систем автомобілів

Зміст теми

4.3.1 Діагностування рульових керувань автомобілів

Для органів керування характерні такі несправності: спрацьовуються робочі па­ри, опори кермового вала і вала кермової сошки; ослаблюється кріплення картера кермової колонки: згинається поперечна кермова тяга; заїдають деталі; спадає тиск і порушується герметичність гідропідсилювача. Вузли тертя ковзання кермового приводу працюють у важких умовах. На­вантаження в шарнірах кермових тяг має знакозмінний характер, питомі наванта­ження сягають 20 МПа і більше, тоді як мастильний матеріал у шарнірах розподі­ляється нерівномірно по поверхнях тертя. Шарніри погано захищені від пилу, бруду і вологи. Усе це призводить до швидкого спрацьовування шарнірів і ослаблення кріплення деталей кермового приводу. Внаслідок старіння масла в системі гідрав­лічного підсилювача керма клапани і фільтри можуть засмічуватись смолисти­ми відкладами. Внаслідок усіх цих змін ут­руднюється керування автомобілем, збіль­шуються зусилля, потрібні для повороту керованих коліс.

У разі збільшення зазорів у з’єднаннях органів керування порушується правиль­не співвідношення між кутами ведених коліс і збільшується тривалість повертан­ня коліс. Збільшені зазори можуть бути причиною вібрації передньої частини ав­томобіля і втрати ним стійкості.

Основне завдання ТО органів керуван­ня — забезпечити мінімальне спрацьову­вання деталей, підтримати легкість і зруч­ність керування автомобілем, щоб гаран­тувати безпечний його рух.

До контрольно-діагностичних робіт ТО органів керування належать: його огляд, перевірка вільного ходу кермового колеса, зазорів у шарнірах тяг, осьового люфту кермового вала, зазору в зчепленні кер­мової передачі та граничних кутів пово­роту ведених коліс; регулювання шарнірів тяг, підшипників черв’яка кермової пере­дачі і зазору у зчепленні робочої пари кер­мової передачі. Коли в органі керування є підсилювач, до обслуговування додатко­во входить перевірка кріплення агрегатів, рівня масла в бачку системи і робочого тиску насоса.

Огляд органів керування роблять при всіх видах ТО. При цьому перевіряють кріп­лення деталей та шплінтування їх. Усі крі­пильні деталі (пробки і гайки кульових пальців, шарнірів поздовжньої і попереч­ної кермових тяг) мають бути добре затяг­нуті, а кріплення кермових важелів — на­дійно зашплінтовані.

Загальне діагностування технічного ста­ну органів керування можна здійснювати за вільним ходом {люфтом) кермового ко­леса. На вільний хід його впливають зазо­ри в робочій парі передачі, підшипниках кермового вала, у шарнірах кермового приводу та інших елементах органу керу­вання. Вільний хід кермового колеса збіль­шується також з ослабленням кріплень картера кермової передачі, кермової сош­ки, кермових важелів та інших деталей органа керування. Якщо вільний хід кер­мового колеса перевищує встановлені гра­ничні значення, то істотно знижується зруч­ність керування автомобілем. Щоб повер­нути ведені колеса на невеликий кут, во­дій змушений повертати кермове колесо на значний кут. Під час руху з підвище­ною швидкістю внаслідок великого віль­ного ходу кермового колеса запізнюватиметься поворот ведених коліс і погіршу­ватиметься керованість автомобіля. Збіль­шений вільний хід кермового колеса свід­чить про можливість виникнення наван­тажень ударного характеру між деталями органа керування і про ослаблення кріп­лення цих деталей. Внаслідок цього зни­жується безпека руху автомобіля.

Люфт кермового колеса визначається як сумарний кут, на який повертається кер­мове колесо автомобіля під дією по черзі прикладених до нього і протилежно на­прямлених регламентованих зусиль при нерухомих ведених колесах.

Діють диференційовані нормативи гра­ничних значень сумарного люфту в органі керування. У регламентованих умовах випробувань він не повинен перевищува­ти граничних значень (табл. 20.4). Для ав­томобілів, знятих з виробництва, це зна­чення не перевищує 25°. Значення зусиль за шкалою динамометра (табл. 20.4) по­дані для розрахункового значення плеча їх прикладення, що дорівнює половині діа­метра середньої лінії обода кермового ко­леса.

Метод перевірки сумарного люфту ґрун­тується на застосуванні штучного діагнос­тичного параметра. Штучність його поля­гає в тому, що регламентовані зусилля, які спричинюють повертання кермового ко­леса на контрольований кут, підібрані ем­пірично для різних моделей автомобілів.

Таблиця 20.4 Граничні значення люфту

Типи автомобілів	Власна маса автомобіля, що припадає на ведені колеса, т	Зусилля за шкалою динамометра, Н	Граничне значення сумарного люфту, не більше
Легкові	До 1,6 включно	7,35	10°
Автобуси	До 1,6 включно	7,35
	1,6...3,8 включно	10	20°*
	Понад 3,86	12,3
Вантажні	До 1,6 включно	7,35
	1,6...3,86 включно	9,8	25°*
	Понад 3,86	12,3

Для автобусів і вантажних автомобілів, створених на базі агрегатів легкових автомобілів, — не більш як 10° при зусиллі за шкалою динамометра 7,35 Н.

Вони впорядковані на основі запровадже­ної класифікації транспортних засобів за їхнім типом і власною масою, що припадає на ведені колеса.

Природний критерій закінчення вільно­го ходу кермового колеса — момент по­чатку повертання ведених коліс, який важ­ко вловити без застосування спеціалізова­ного обладнання. Оператор-діагност по­винен візуально визначати цей момент і водночас зчитувати показання зі шкали кутомірного пристрою, встановленого на кермовому колесі автомобіля. На шкалу приладу, щоб уникнути помилки, треба дивитися з робочого місця водія, але ве­дених коліс звідти не видно. Тому, як пока­зала перевірка, похибка методу визначен­ня люфту за моментами початку повертан­ня ведених коліс надміру велика в разі масового оперативного контролю техніч­ного стану автомобілів у ВАТ АТП.

Однак передбачається визначення су­марного люфту за моментом початку по­вертання ведених коліс у тому разі, коли в процесі перевірки все-таки спостерігаєть­ся це повертання до досягнення регламен­тованого значення зусилля на кермовому колесі.

Метод перевірки сумарного люфту апро­бований і скорегований тривалим засто­суванням на автотранспорті. Він забезпечує зручність застосування і скорочує тривалість діагностування. Застосовуючи цей метод, можна використовувати прилади моделі НИИАТ-К402, -К187 та ін. (рис. 4.6), яки­ми забезпечені ВАТ АТП і контролювальні органи.

Випробування проводять на нерухомо­му автомобілі без його розбирання, від’єд­нання деталей або вивішування коліс. На­вантаження автомобіля не регламентуєть­ся. Органи керування перевіряють після того, як визначать, що стан ведених коліс відповідає вимогам стандарту. Шини ма­ють бути чистими й сухими. Автомобілі, обладнані підсилювачем кермового приво­ду, випробовують при працюючому дви­гуні. Щоб визначити сумарний люфт, веде­ні колеса встановлюють на сухій асфальто або цементобетонній поверхні.

Деталі органу керування та їхні з’єднан­ня оглядають і випробовують навантажен­ням на оглядовій канаві, естакаді або на підйомнику, якщо їхня конструкція забез­печує збереження навантаження на коле­са автомобіля.

Рис. 4.6 Прилад для діагностування кермового керування:

1 — динамометр; 2 — шкала динамометра; 3 — з’єднувальна вилка; 4 — захоплювач; 5 — кронштейн;6 — стрілка

В автомобілях з гідропідсилювачем кер­мового приводу вільний хід кермового колеса треба перевіряти при працюючо­му двигуні, оскільки при непрацюючому вільний хід буде більшим унаслідок пере­міщень золотника клапанного пристрою, який контролює дію кермового приводу. Після цього перевіряють роботу органу керування під час руху автомобіля. Ведені і кермові колеса мають повертатися з од­ного крайнього положення в друге без за­їдання й великого опору.

Підвищений вільний хід кермового ко­леса можна усунути, регулюючи зазори у шарнірах кермових тяг. Збільшений зазор у шарнірах усувають підкручуванням різь­бових пробок (рис. 4.7). Якщо це регулю­вання не усуває підвищеного вільного ходу кермового колеса, то треба відрегу­лювати підшипники черв яка, а потім зчеплення робочої пари кермового меха­нізму.

Осьовий зазор підшипників черв’яка ре­гулюють в автомобілях ЗІЛ, підтягуючи регулювальну пробку (гайку), а в автомо­білях ГАЗ — змінюючи кількість прокла­док під передньою кришкою. Зчеплення робочої пари регулюють за допомогою ре­гулювального гвинта.

Якщо автомобіль має гідропідсилювач, то додатково звертають увагу на стан шлангів та рівень і чистоту масла, яке за­ливають у систему гідропідсилювача. Пе­ріодично промивають фільтри насоса і пе­ревіряють робочий тиск, що його розви­ває насос гідропідсилювача кермового приводу. У працюючій системі гідропід­силювача температура масла має бути в

Рис. 4.7 Усунення люфту в шарнірах кермових тяг

межах 65...77 °С. Якщо масло нагріваєть­ся понад 100 °С, треба зупинити авто­мобіль і дати змогу маслу охолонути.

Особливості технічного обслуговування органів керування автомобілів КамАЗ. Не­вчасне і не в повній номенклатурі обслу­говування органу керування КамАЗ при­зводить до виникнення несправностей і відмов, найнебезпечніші з яких такі: трі­щини деталей, заїдання запобіжного і пе­репускного клапанів, поломка пружин ре­активних плунжерів, спрацювання статора і ротора насоса гідропідсилювача, а також сколювання і викришування цементного ша­ру кульових пальців шарнірних зчлену­вань. Перелічені несправності погіршують керування автомобілем, знижують стабі­лізацію коліс, спричинюють нагрівання і заїдання механізмів, що може призвести до аварій.

Виявити приховані несправності орга­нів керування автомобілів КамАЗ звичай­ними методами можна не завжди. До точ­ніших та ефективніших методів і засобів діагностування органів керування нале­жить метод діагностування за фазовими портретами. Суть цього методу полягає ось у чому.

Для органу керування з гідропідсилювачем як динамічної системи характерні перехресні зв’язки між структурними па­раметрами (спрацювання і пошкодження деталей) та вихідними параметрами (змінення зусилля на повороті). Сполучені де­талі органу керування залежно від техніч­ного стану мають різну пружність (усадка або поломка пружини), а процес їхньої взаємодії характеризується різними втра­тами на тертя (задирки, сколювання, спра­цювання кульових пальців і вкладишів) і послідовним вибиранням зазорів.

Неправильне регулювання сполучень або поява прихованих пошкоджень зміню­ють зусилля Р повертання (на ободі кермо­вого колеса) або тиску q в гідропідсилювачі (підтікання масла крізь нещільності або зазори) залежно від кута повороту кер­мового колеса. Тому якщо записати за до­помогою самописа і давачів залежність зміни зусиль Р (або тиску) від кута (р на певній фазі (до вибирання всіх зазорів і по­чатку повертання коліс), то можна дістати циклову діагностичну характеристику — фазовий портрет, розмір і форма якого за­лежатимуть від наявності прихованих не­справностей. Наприклад, заїдання кермо­вого механізму призведе до різкого зро­стання зусилля при малому q і навпаки, за­зори у сполученнях механізму гідропідси­лювача і зчленуваннях приводу спричи­нять збільшення кута повороту при не великому зусиллі, що буде діагностичною ознакою дефекту.

Рис. 4.8 Схема установки для діагностування органів керування автомобілів КамАЗ:

1 — орган керування з гідропідсилювачем; 2 — при­стрій повертання кермового колеса; 3,4—давані кута повороту й зусилля на кермовому колесі (або тиск ро­бочої рідини гідропідсилювача); 5 — блок живлення з випрямлячем і стабілізатором; б—підсилювач; 7 — двокоординатний самопис

Схему установки для діагностування ор­ганів керування автомобілів КамАЗ наве­дено на рис. 4.8. Кермове колесо з поло­ження, що відповідає рухові автомобіля по прямій, повертається ліворуч і праворуч (при заблокованому правому колесі) задавальним пристроєм зі швидкістю обертан­ня, яка забезпечує стабільні умови запису характеристик. Як змінюється стан органу керування, видно за станом фазових портретів (рис. 4.9).

Змінення площі, кута нахилу і парамет­рів форми фазових портретів відображає істотні ознаки наближення як найнебезпечніших передвідмовних станів, так і не­значних порушень регулювань (рис. 4.9, б, в).

У разі обривання сошки внутрішня енергія системи прямо пропорційна площі фазового портрета і прямує до нуля (рис.4,9, е). Заїдання зламаної пружини шар­нірного з’єднання поперечної тяги, крім зміни форми разового портрета, спричи­нює додаткове «народження» нового па­ростка (рис. 4.9, б).

Рис. 4.9 Фазові портрети стану органу керування:

а—несправний стан; б—поломка пружини поздовж­ньої тяги; в — збільшений люфт у карданній переда­чі; г — люфти в шарнірах кермових тяг карданної пе­редачі, підвищений зазор у зчленуванні «сектор — рейка»; д — заклинювання в кермовому механізмі. е — обрив сошки

Особливо слід під­креслити, що поєднання пошкоджень і ре­гулювань спричинює повертання фазо­вого портрета за годинниковою стрілкою (рис. 4.9, а, б).

На стенді записують узагальнену харак­теристику «зусилля — переміщення» кер­мового колеса, а також вимірюють спів­відношення кутів повороту ведених коліс. На стенді автомобіль фіксують ручним галь­мом. Спочатку визначають співвідношен­ня кутів повороту ведених коліс, а потім при працюючому гідропідсилювачі швид­кодіючим самописом реєструють узагаль­нену характеристику органу керування. Порівнюючи її з еталонною, ставлять діа­гноз. Загальна тривалість діагностування не перевищує 5 хв.

У процесі експлуатації автомобіля ро­бочі поверхні деталей кермового механіз­му і кермового приводу спрацьовуються, між з’єднаними деталями з’являються за­зори. Тому перед регулюванням кермово­го механізму перевіряють стан шарнірних з’єднань кермової тяги передньої підвіски, усувають наявні в них зазори і підтягують ослаблені кріплення. Загальним показни­ком розміру зазорів є збільшений вільний хід кермового колеса, який заміряють під час визначення технічного стану органу керування.

Якщо не вдається регулювати вільний хід на ободі кермового колеса, то орган ке­рування розбирають, перевіряють стан і розміри робочих поверхонь деталей, щоб визначити ступінь їхнього спрацювання.

Унаслідок спрацьовування деталей, по­рушення регулювань або з інших причин може збільшитися вільний хід кермового колеса, порушитися регулювання бічного зазору у зачепленні черв’яка і ролика та регулювання підшипників черв’яка, збіль­шитися осьове переміщення вала кермо­вої сошки через послаблення затягання гайки її кріплення. Щоб усунути ці не­справності, підтягують шарнірні з’єднан­ня, відрегульовують бічний зазор у зачеп­ленні черв’яка і ролика та осьовий натяг підшипників черв’яка, підтягують кріплен­ня деталей або заміняють спрацьовані де­талі.

Розглянемо основні несправності і спо­соби їх усунення.

Люфт кермового колеса на валу внаслі­док слабкого затягування гайки кріплен­ня кермового колеса усувають затягувальною гайкою.

Радіальне переміщення кермового вала, що відчувається на кермовому колесі і ви­никло через спрацювання підшипника кер­мового вала або ослаблення затягування болтів кріплення кермової колонки, усу­вається заміною підшипників чи підтя­гуванням болтів кріплення кермової ко­лонки.

Заїдання в кермовому механізмі через неправильне регулювання бічного зазору в зачепленні черв’яка і ролика, натягу під­шипників черв’яка, а також велике спра­цювання ролика або черв’яка усувають ре­гулюванням кермового механізму, замі­ною ролика або ролика і черв’яка.

Скрипи і клацання в зачепленні черв'яч­ної пари кермового механізму можуть з’я­витися через те, що немає мастила, зруй­новано робочі поверхні ролика або черв’я­ка, відірвалися втулки кріплення картера кермового механізму від поздовжньої бал­ки рами. Щоб усунути несправність, пере­віряють герметичність сальників вала кер­мової сошки і кермового вала, заливають мастило в картер або заміняють спрацьо­вані деталі. Якщо відірвалися втулки, їх приварюють при закріпленому кермово­му механізмі.

Течія масла із картера може з’явитися внаслідок спрацювання сальника вала кер­мової сошки або ушкодження його робо­чої кромки під час складання, а також че­рез ослаблення регулювальної гайки під­шипників черв’яка і болтів кріплення криш­ки картера. Орган керування повністю роз­бирають, якщо треба замінити картер, чер­в’як, ролик або підшипники. Після розби­рання деталі промивають і обдувають стис­нутим повітрям.

За наявності вибоїн на конусах черв’я­ка, викришування і відшарування металу на робочих поверхнях черв’яка, обломів і тріщин на валу кермової сошки, викришу­вання і відшарування цементного шару ро­бочої поверхні ролика, спрацювання ший­ки вала сошки вище від допустимих роз­мірів, спрацювання шліців під кермову сошку і відчутного люфту ролика органу керування на осі кермової сошки, раковис­того висипання на поверхні кілець і роли­ків підшипників, а також у разі спрацю­вання сепараторів підшипників усі ці дета­лі заміняють.

Якщо спрацювалася бронзова втулка картера кермового механізму під вал сош­ки вище від допустимих розмірів, її замі­няють з наступним збільшенням отвору до ремонтного або номінального розміру.