Вимоги безпеки до рульового управління

Однією з основних систем керування автомобілем є його рульове управління. У багатьох конкретних реальних дорожньо-транспортних ситуаціях, коли гальмування вже не може дати очікуваного ефекту (наприклад, занесення), тільки застосуванням своєчасного і умілого маневру за допомогою рульового управління можна уникнути ДТП. Від того, на якому рівні знаходиться технічний стан рульового управління автомобіля, наскільки воно надійне, а також від умілого і правильного користування ним водієм залежать ефективність маневру, керованість автомобіля, і нарешті, безпека маневруючого автомобіля й інших учасників дорожнього руху.

Нагадаємо, що рульове управління призначене для зміни напряму руху автомобіля і складається з рульового механізму і рульового приводу. Рульовий механізм приводиться в дію обертанням рульового колеса і збільшує зусилля, що передається від рульового колеса до рульової сошки. Рульові механізми бувають черв'ячні, гвинтові, рейкові та комбіновані. Черв'ячні механізми бувають із передачею: черв'як і сектор, черв'як і ролик, гвинт і гайка, комбіновані. Комбіновані можуть бути в наступних поєднаннях: гвинт, гайка і сектор; гвинт, гайка і кривошип; гвинт, гайка і важіль. Найбільш поширеною є передача, що складається з глобоїдального черв'яка і ролика на підшипнику кочення.

Рульовий привід призначений для передачі зусилля від рульового механізму до коліс і для забезпечення правильного взаємного розташування коліс при повороті. Рульові приводи конструктивно бувають виконані із суцільною трапецією (при залежній підвісці коліс) і з розчленованою трапецією (при незалежній підвісці), з переднім або заднім розташуванням рульової трапеції. За типом приводу рульове управління буває механічним і гідравлічним.

Для зменшення зусилля, що витрачається на поворот рульового колеса, пом'якшення ударів, що передаються на рульове колесо при наїзді керованих коліс на нерівності дорогі, збереження керованості при розриві шин у конструкції як вантажних, так і легкових автомобілів і автобусів передбачені гідропідсилювачі рульового управління, які встановлюються або окремо від рульового механізму, або в одному з ним картері. Натягнення ременя приводу насоса підсилювача і рівень робочої рідини в резервуарі гідросистеми повинні відповідати вимогам інструкції з експлуатації автомобіля.

У процесі експлуатації автомобіля переміщення вузлів рульового управління відносно кузова (шасі, кабіни) дозволяються тільки в межах допуску, передбаченого конструкцією. Міцність і надійність з'єднань вузлів і деталей рульового управління повинні бути жорстко гарантовані, тобто виключена можливість самовільно роз'єднання або поломки цих елементів упродовж усього терміну експлуатації та у будь-яких умовах руху. Унаслідок від'єднання рульової сошки, ослаблення кріплення картера рульового механізму або стопорної та регулювальної гайок втрачається чутливість до управління, тобто керованість, і автомобіль стає загрозою для безпечного руху. Пов'язано це звичайно із самочинною установкою не відповідних за своїми призначенням чи характеристиками елементів або деталей кріплення, неправильною їх компоновкою. Тому застосування в рульовому управлінні не передбачених для даної моделі автотранспортного засобу деталей і робочої рідини, а також самостійно виготовлених (відновлених) деталей, що не відповідають вимогам підприємства-виробника автотранспортного засобу, не допускаються. Усі різьбові з'єднання елементів рульового управління повинні бути затягнуті та надійно зафіксовані. З'єднання елементів гідросистеми підсилювача повинні бути обов'язково герметичні. Не допускається застосування в рульовому управлінні деталей зі слідами залишкової деформації, тріщинами тощо – наслідками як технічного браку, так і експлуатації.

Контроль вищенаведених вимог до технічного стану деталей рульового управління та їх з'єднань здійснюється методами візуального огляду як у статичному стані рульового управління, так і в його динаміці (дією на рульове колесо). Для комплексного огляду автомобіль встановлюється на оглядову яму, естакаду або підйомник так, щоб колеса його при цьому знаходилися під навантаженням. До рульового колеса прикладаються знакозмінні зусилля в двох напрямах: у напрямі осі рульового валу (вгору-вниз) і в площині рульового колеса перпендикулярно колонці (вправо-вліво), а також знакозмінні моменти сил в подовжній і поперечній площинах, що проходять через вісь рульової колонки (методом спроби похитування площини рульового колеса). При цьому не повинно бути осьових переміщень і гойдання площини рульового колеса, зміщення верхньої частини рульової колонки і стукотів. Контроль кріплення картера рульового механізму і важелів поворотних цапф здійснюється похитуванням самого рульового колеса біля нейтрального положення на 40...60° в кожну сторону. Застосуванням знакоперемінного навантаження безпосередньо до деталей приводу можна перевірити (у разі потреби) технічний стан або справність цих деталей. Одночасно при огляді цих деталей може виявитися наявність пошкоджених, відновлених або чужорідних деталей. Надійність фіксації з'єднань перевіряється вибірково випробуванням затягування окремих елементів кріплення.

Перевірку автомобілів, обладнаних підсилювачем рульового приводу, необхідно проводити тільки при працюючому двигуні. Герметичність з'єднань гідросистеми підсилювача встановлюється при роботі двигуна з підвищеною частотою обертання колінчастого валу. При цьому фіксуються витікання протягом 3...5 с із моменту повороту рульового колеса в одне з крайніх положень, потім 3...5 с рульове колесо утримується в протилежному крайньому положенні і, нарешті, встановлюється герметичність при вільному рулі. Вибраковочною ознакою в результаті такої перевірки є теча мастила або краплеутворення. Допустимим є наявність на з'єднаннях приводу слідів мастила типу "запітніння".

Контроль натягнення ременя приводу насоса гідропідсилювача і рівня робочої рідини в резервуарі гідросистеми здійснюється відповідно до вказівок інструкцій з експлуатації, розроблених підприємствами-виробниками автотранспортних засобів.

Широко поширено (особливо серед водіїв-аматорів) надягання або навивання на рульове колесо для зручності водіння і поліпшення загальних ергономічних характеристик обода рульового колеса спеціального пристосування (обплетення рульового колеса). Проте користування обплетенням у разі його неправильних величин чи установки або надмірного зносу стає небезпечним. Необхідно, щоб найбільша товщина обода з надітим на нього обплетенням з урахуванням товщини елементів його кріплення не перевищувала 400 мм, а спосіб його кріплення виключав би можливість прослизання обплетення уздовж обода, а також його самовільне від'єднання від рульового колеса. Інакше ті зусилля, які водій прикладає до рульового колеса через обплетення, можуть просто не сприйматися рульовим колесом або бути сприйняті із запізненням. Перевірка розмірів поперечного перетину обода рульового колеса разом із надітим на нього обплетенням здійснюється вимірюванням перетину в декількох місцях найбільшого потовщення обплетення. Крім того, при виключеному двигуні необхідно проконтролювати відсутність прослизання обплетення уздовж обода рульового колеса. Робити це рекомендується при хитанні рульового колеса однією рукою, перевіряючи прослизання обплетення в декількох місцях обода.

Водіям автомобілів слід пам'ятати і про замки протиугінного пристрою, які повинні блокувати рульовий вал тільки після витягання ключа запалення з положення "Рульове управління блоковано". Перевірити це можна, похитуючи рульове колесо біля положення ключа, в якому воно блокується. Якщо до витягання ключа запалення з положення "Рульове колесо блоковано" блокування рульового управління не відбувається, то замок протиугінного пристрою справний.

Всіма розглянутими вище основними вимогами і способами їх перевірки регламентована надійність рульового управління, його механізмів, вузлів і деталей. Разом із тим, найважливішими експлуатаційними вимогами безпеки до рульового управління є його легкість управління і ефективність дії.

На сучасному етапі діючою нормативно-технічною документацією регламентований тільки один параметр, що допускає можливість інструментальної перевірки вказаних вище основних властивостей рульового управління. Цим параметром є сумарний люфт рульового управління – сумарний кут, на який повертається рульове колесо автомобіля під дією по черзі прикладених до нього протилежно направлених регламентованих зусиль при нерухомих керованих колесах. Таке визначення параметра обумовлено встановленим для служб експлуатації методом його визначення і контролю, заснованим на введенні умовної величини діагностичного параметра, яка вимірюється як сума кутів повороту рульового колеса від нейтрального до крайніх правого і лівого положень, відповідних умовно регламентованим для різних автомобілів зусиллям, що прикладаються до рульового колеса. Керовані колеса при цьому повинні залишатися нерухомими. Така постановка питання пов'язана з тим, що реальний люфт або вільний хід рульового колеса, що має місце до моменту початку повороту керованих коліс, без спеціального устаткування заміряти практично неможливо, тим більше в умовах масових експлуатаційних перевірок. Специфіка такого устаткування (апаратури) полягає в тому, що одночасно необхідно фіксувати момент початку повороту керованих коліс і показання за шкалою кутомірного пристрою, який встановлюється на рульовому колесі.

Введення параметра "сумарний люфт" як критерію ефективності дії рульового управління обумовлено вимогою "відчувати" автомобіль при керуванні ним. При значній динаміці руху автомобіля перевищений люфт може сприяти збільшенню часу запізнювання спрацьовування рульового управління, що знижує керованість і може привести до ДТП або ускладнити безаварійний вихід із критичної ситуації. В окремих випадках даний метод дозволяє визначити величину сумарного люфту за моментом початку повороту керованих коліс тоді, коли цей поворот відбувається до досягнення регламентованого зусилля на рульовому колесі. Даний метод забезпечує зручність застосування і скорочує час перевірки. Метод передбачає використання стандартних люфтомірів, приладів моделей НДІАТ К-402 або К-187, які мають в своєму розпорядженні АТП, СТО.

Вимоги, яким повинен відповідати прилад, що використовується для контролю, такі:

а) універсальність – прилад повинен забезпечувати можливість випробування автотранспортних засобів усіх типів і моделей, що перебувають у експлуатації;

б) цільове призначення – прилад повинен забезпечувати вимірювання кутів повороту рульового колеса при прикладенні до ободу нормованого зусилля в обох напрямах обертання;

в) похибка показань динамометра не повинна бути більша за ±0,49 H; похибка установки розрахункового плеча прикладання навантаження при монтажі приладу не повинна бути більше ±3 %; похибка вимірювання кута повороту не повинна бути більше ±1°.

При випробуваннях рульового управління шини керованих коліс автомобіля повинні бути чистими, сухими і відповідати нормативним вимогам.

Параметри маси автомобіля в межах дозволеного повного навантаження на керований міст контрольованих автомобілів (табл. 13.2) при визначенні люфту рульового управління не лімітуються.

Таблиця 13.2. Нормативи граничних значень сумарного люфту в рульовому управлінні

Тип транспортного засобу	Власна маса, що припадає на керовані колеса, т	Зусилля за шкалою динамометра, Н (кгс)	Граничне значення сумарного люфту, не більше
Легкові автомобілі	До 1,60 включно	7,35 (0,75)
Автобуси	До 1,60 включно Від 1,60 до 3,86 включно Понад 3,86	7,35 (0,75) 9,80 (1,00) 12,30 (1,25)
Вантажні автомобілі	До 1,60 включно Від 1,60 до 3,86 включно Понад 3,86	7,35 (0,75) 9,80 (1,00) 12,30 (1,25)

Випробування автомобілів, обладнаних підсилювачем рульового приводу, проводяться при прогрітому двигуні, що працює з частотою обертання колінчастого валу, відповідною холостому ходу. Якщо в процесі випробувань порушується стабільність роботи двигуна унаслідок відбору потужності підсилювачем, допускається підвищення частоти обертання колінчастого валу до мінімально усталеної.

Процедура визначення сумарного люфту наступна:

- керовані колеса автомобіля встановлюють у нейтральне положення на суху рівну асфальто- або цементно-бетонну поверхню. На рульове колесо наноситься позначка, що визначає його нейтральне положення, тобто положення, відповідне прямолінійному напряму руху автомобіля за відсутності збурюючих дій;

- вимірювальний прилад встановлюється на рульове колесо і приводиться в початковий стан. При цьому пристрій навантаження динамометра повинен бути встановлений так, щоб плече прикладеного до нього зусилля (табл. 13.2) відповідало розрахунковому, тобто від центру колеса на відстані, рівному половині діаметру кола, проведеного через середню лінію обода колеса;

- плавним прикладанням зусилля до пристрою навантаження динамометра здійснюється поворот рульового колеса до моменту досягнення регламентованого зусилля. Положення рульового колеса фіксується при цьому за шкалою кутомірного пристрою. Потім операція повторюється з прикладанням зусилля тієї ж величини, але в протилежному напрямі;

- величина сумарного люфту в рульовому управлінні визначається за кутом повороту рульового колеса між двома зафіксованими положеннями. Зазвичай проводяться 2—3 вимірювання залежно від стабільності отримуваних результатів;

- заміряне значення люфту порівнюється з граничним нормативним значенням, наведеним у табл. 13.2, і у випадку, якщо воно не перевищує це граничне значення, автомобіль вважається таким, що витримав випробування і може бути допущений до експлуатації як такий, що відповідає вимогам ефективності рульового управління.

Значення зусиль за шкалою динамометра, вказані у табл. 13.2 для розрахункового значення плеча їх прикладання, рівного половині діаметра кола, що умовно проводиться по середній лінії обода рульового колеса. Для всіх автомобілів, знятих з виробництва, незалежно від їхньої власної маси, допустима величина люфту не повинна перевищувати 25°. Для автобусів і вантажних автомобілів, сконструйованих на базі легкових автомобілів, норматив сумарного люфту встановлений також єдиний – не більше 10° при зусиллі на шкалі динамометра 7,35 H.

Дані нормативи засновані на класифікації автотранспортних засобів за їхніми типом і масою в спорядженому стані, що припадає на керовані колеса, яка при випробуваннях або визначається експериментальним шляхом, або приймається з довідкових даних. За основну класифікаційну ознаку виступають умовні значення зусиль за шкалою динамометра, які підібрані емпірично для автотранспортних засобів різних типів з урахуванням їхньої різної маси, що припадає на передні та задні осі.

Практика стандартизації експлуатаційних параметрів рульового управління за кордоном показала (наприклад, стандарт США Д.7-1—1963), що існуючі вимоги до надійності з'єднань, кріплень, зносостійкості тощо вузлів і деталей рульового управління і нормативні значення люфту класифіковані за внутрішнім діаметром шини або розміром обода колеса на три категорії. Такі ознаки, як тип автомобіля, навантаження на керовані колеса, контрольні зусилля на рульовому колесі, в даному стандарті не представлені.

Як вже наголошувалося, найважливішою властивістю рульового управління, що впливає на безпеку автомобіля, є легкість рульового управління, яка визначається величиною і характером зміни зусиль на рульовому колесі.

Прийнятий регламент контролю технічного стану автомобілів в умовах АТП, а також стан матеріально-технічної бази, призначеної для контролю, дозволили стандартизувати загальні вимоги до рульового управління в частині регламентації його "легкості".

По-перше, зміна зусиль на ободі рульового колеса при повороті керованих коліс у будь-якому напрямі повинна відбуватися без ривків і заїдань. По-друге, не допускається самочинний поворот рульового колеса (характерний для автомобілів із підсилювачем рульового приводу) в напрямі від нейтрального положення до крайніх. І, по-третє, максимальний поворот рульового колеса повинен обмежуватися тільки пристроями, передбаченими конструкцією автомобіля, тобто обмежувачами повороту. Виконання всіх цих вимог контролюється суб'єктивно оператором при поворотах керованих коліс до упору в кожну сторону.

Метод інструментального контролю величин і характеру змін зусиль на ободі рульового колеса автомобіля заснований на побудові діаграми легкості рульового управління за допомогою спеціального діагностичного пристрою (моделі К-479 або його аналога), що фіксує залежність зусилля на рульовому колесі від кута його повороту. За відсутності цього приладу метод допускає фіксацію тільки максимального значення зусиль із додатковою суб'єктивною оцінкою характеру їх зміни оператором. Отримувані діаграми або величини зусиль порівнюються з розробленими відповідно до прийнятої класифікації діаграмами або таблицями гранично допустимих значень, і за результатами порівняння робиться висновок про можливість експлуатація автомобіля за параметром "легкість рульового управління".

Особливе значення для підтримки безпечного рівня технічного стану рульового управління автомобіля має своєчасне виявлення типових його несправностей та усунення причин, що їх спричиняють.

Дата добавления: 2014-01-07