3.2.4. Состояние нижних шаровых шарниров проверяется в следующем порядке:

— установить автомобиль на ровной горизонталь­ной площадке с твердым покрытием и, подняв пра­вую переднюю часть автомобиля, снять колесо;

. — поставить под ступицу 1 (рис.3.3.) деревянную колодку 5 высотой 280 мм и опустить на нее автомо­биль, очистить нижнюю часть шарнира от пыли и грязи и вывернуть коническую пробку;

— замерить глубиномером штангенциркуля 4 рас­стояние h, как показано на схеме;

— повторить операции для подвески левого пере­днего колеса.

Если h>11,3 мм, то шарнир снять с автомобиля и тщательно осмотрите. На корпусе шарнира не должно быть трещин, а в смазке — грязи. При наличии грязи в смазке, трещин на корпусе шарни­ра, а также при h>11,8мм — шарнир заменить.

Рис.3.3. Схема проверки нижних шаровых шарниров: 1 -ступица колеса; 2 - нижний рычаг; 3 - нижний шаровой шарнир; 4 - штангенциркуль; 5 - деревянная колодка

3.3. Проверка и регулировка зазора в подшипниках ступицы переднего колеса

Для проверки зазора поднять переднюю часть автомобиля, опереть ее на подставку и снять передние колеса. Под болт крепления колеса устано­вить приспособление 02.7834.9505 (рис.3.4.).Упереть ножку индикатора в торец оси поворотно­го кулака при нулевом положении

­

Рис. 3.4. Проверка осевого зазора подшипников ступицы переднего колеса приспособлением 02.7834.9505: 1 -индикатор; 2 - болт; 3 - кронштейн; 4 - ступица колеса

стрелки и, перемещая ступицу вдоль оси поворотного кулака, за­мерить величину перемещения (зазора) по индикатору.

Если зазор больше 0,15 мм, отрегулировать его в следующем порядке:

— отвернуть регулировочную гайку с цапфы пово­ротного кулака;

— установить новую или бывшую в употреблении, но на другом автомобиле, гайку и затянуть ее момен­том 19,6 Н. м (2 кгс. м), одновременно поворачивая ступицу обоих направлениях два-три раза для само­установки роликов подшипников;

— ослабить регулировочную гайку и снова затянуть ее моментом 6,8 Н • м (0,7 кгс • м);

— на шайбе сделать метку В (рис. 3.5.), затем отпустить на 20-25° гайку так, чтобы кромка А немного не дошла до метки В;

Рис. 3.5. Схема регулировки подшипников ступицы перед­него колеса: А - кромка гайки; В - метка на шайбе

— застопорить гайку в этом положении, вдавливая лунки на шейке гайки в пазы на конце цапфы поворотного кулака.

После регулировки зазор в подшипниках должен быть в пределах 0,02 — 0,08 мм. При регулировке зазора следует учитывать, что направление резьбы на левой цапфе поворотного кулака правое, на правой цапфе—левое.

3.4. Расчет сил, действующих в деталях подвески.

Подвеска колеса автомобиля представляет собой колебательную систему, собственная частота колебаний которой определяется жесткостью шины С₁, жесткостью подвески кузова С₂ и массой оси m_1.

На неровной дороге амортизатор не может полностью погасить постоянно появляющиеся колебания нагрузки  N. Применив индекс V для переднего колеса, получим следующее верхнее значение нормальной силы в пятне контакта колеса с дорогой с учетом жесткости шины С₁:

N_V2=N_V*К_2,

где К₂ – коэффициент динамической нагрузки на колесо.

N_V2=N_F+N_E+Uv/2,

где N_F – нагрузка на пружину;

N_E – нагрузка на ограничитель хода;

U_V – вес оси.

Рис. 3.6. Схема подвески.

На оба шаровых шарнира А и В (рис.7) действует сила, направленная перпендикулярно плоскости дороги и равная сумме сил, передаваемых через пружину и ограничитель хода:

N_A=N_B=N_F+N_E=N_V2-U_V/2.

С учетом увеличения силы упругости подвески за счет сжатия пружины, имеем:

N_V=f_1V*C_2V,

где N_V – амплитуда изменения нагрузки на передние колеса;

f_1V – ход подвески;

C_2V – жесткость подвески.

Приведенная к колесу нагрузка на пружину будет равна

N_F=N_V-U_V/2+N_V.

В связи с изменением углов наклона рычагов при сжатии пружины подвеска становится более жесткой, то есть величину N_F надо увеличить на 5%.

Исходя из этого, нагрузка на ограничитель хода, приведенная к колесу, равна

N_E=N_V2- (N_V+N_V)

Для проведения расчета сил, действующих на подвеску, выдаются следующие исходные данные:

- допускаемая нагрузка на ось G_V;

- вес оси U_V;

- жесткость подвески C_2V;

- ход подвески f_1V;

- коэффициент динамичности К_2;

- нагрузка на колесо N_V= G_V/2.

Лабораторная работа № 2:

«Определение технического состояния зависимой передней подвески автомобилей типа ВАЗ (переднеприводной вариант) и расчет сил, действующих в деталях подвески»

1. Цель работы: Оценка технического состояния передней подвески легкового автомобиля по основным диагностическим параметрам и расчет усилий, действующих на подвеску.

2. Задачи работы:

- ознакомиться с конструкцией передней подвески;

- определить состояние деталей передней подвески, по основным диагностическим параметрам;

- сделать вывод по результатам диагностики передней подвески;

- по исходным данным рассчитать усилия, действующие в деталях подвески.

3. Содержание и порядок выполнения работы.

3.1. Оборудование рабочего места.

Передняя подвеска автомобиля ВАЗ 2109, набор ключей, штангенциркуль, приспособления 02.7834.9503, 67.7851.9508, 02.8701.9502, 67.7851.9509, динамометрический стенд.

3.2. Определение состояния деталей передней подвески.

Рис. 2.1 Передняя подвеска в сборе: 1–телескопическая стойка; 2-гайка; 3- эксцентриковый болт; 4-гайка; 5-поворотный кулак; 6-вал привода переднего колеса; 7-защитный чехол шарнира; 8-наружный шарнир вала; 9-нижний рычаг; 10-шаровая опора; 11-декоративный диск (колпак) колеса; 12-ступица; 13-тормозной диск; 14-защитный кожух; 15-поворотный рычаг; 16-нижняя опорная чашка; 17-пружина подвески; 18-защитный чехол телескопической стойки; 19-буфер хода сжатия; 20-верхняя опорная чашка; 21-подшипник верхней опоры; 22-верхняя опора стойки; А-контрольный размер

Рис. 2.2 Телескопическая стойка: 1-корпус клапана сжатия; 2-диски клапана сжатия; 3- дроссельный диск клапана сжатия; 4-тарелка клапана сжатия; 5-пружина клапана сжатия; 6-обойма клапана сжатия; 7-гайка клапана отдачи; 8-пружина клапана отдачи; 9-тарелка клапана отдачи; 10-диск клапана отдачи; 11-дроссельный диск клапана отдачи; 12- поршень; 13-тарелка перепускного клапана; 14-пружина перепускного клапана; 15- плунжер; 16-пружина плунжера; 17-направляющая втулка штока с фторопластовым слоем; 18-обойма направляющей втулки; 19-уплотнительное кольцо корпуса стойки; 20- сальник штока; 21-обойма сальника; 22-прокладка защитного кольца штока; 23- защитное кольцо штока; 24-гайка корпуса стойки; 25-опора буфера сжатия; 26-шток; 27-чашка пружины; 28-поворотный рычаг; 29-ограничительная втулка штока; 30-корпус стойки; 31 - цилиндр; 32-сливная трубка

При каждом техническом обслуживании, а также при ремонте следует обязательно проверять состоя­ние защитных чехлов шаровых шарниров подвески, обращая особое внимание на отсутствие механичес­ких повреждений чехлов.

Выясните, нет ли на деталях подвески трещин или следов задевания о дорожные препятствия или ку­зов, деформаций рычагов, растяжек, штанги стаби­лизатора и ее стоек и деталей передка кузова в местах крепления узлов и деталей подвески. Деформация деталей подвески и, прежде всего, растяжек и деталей передка кузова нарушает углы установки колес и приводит к невозможности их регулировки.

Проверьте состояние резинометаллических шар­ниров, резиновых подушек, шаровых шарниров под­вески, а также состояние (осадку) верхних опор телескопических стоек подвески.

Резинометаллические шарниры и резиновые по­душки подлежат замене при разрывах и односторон­нем «выпучивании» резины и при подрезании их торцевых поверхностей.

Для проверки состояния шарового шарнира под­вески снимите колесо и замерьте расстояние «А» между нижним рычагом 9 (см. рис. 4-1) и тормозным диском 13. Если при покачивании подвески это расстояние меняется более чем на 0,8 мм, шаровой шарнир замените. Более точная проверка шарового шарнира описана в пункте «Проверка технического состояния».

Для замера зазора в шаровом шарнире на автомо­биле пользуйтесь приспособлением 02.7834.9503.

Телескопическая стойка. Промойте керосином все детали и просушите. Внимательно проверьте соот­ветствие деталей следующим требованиям:

— диски клапанов сжатия и отдачи, а также тарелка перепускного клапана не должны быть де­формированы; неплоскостность тарелки перепус­кного клапана допускается не более 0,05 мм;

— рабочие поверхности поршня, поршневого коль­ца, направляющей втулки, штока, цилиндра, плун­жера буфера отдачи и деталей клапанов должны быть без задиров, вмятин и следов износа, могущих пов­лиять на нормальную работу стойки;

— рабочие кромки сальника должны быть без повреждений или износа;

—не допускаются риски, задиры и отслоения фторопластового слоя у направляющей втулки штока;

— пружины клапанов отдачи и сжатия, а также плунжера буфера отдачи должны быть целы и доста­точно упруги;

— внутренняя поверхность корпуса стойки должна быть чистой, без рисок и повреждений, резьба долж­на быть в хорошем состоянии; проверьте герметич­ность корпуса стойки воздухом под давлением 0,3 МПа (3 кгс/см²); утечка воздуха не допустима;

— корпус стойки, кронштейн, чашка пружины и поворотный рычаг не должны иметь деформаций и разрушений;

— буфер хода сжатия и защитный кожух не должны иметь повреждений и разрушений.

Сварочные работы на стойке не допускаются, так как это может повлиять на изменение углов установ­ки колес и на работоспособность стойки.

Рычаги подвески. Деформация рычагов подвески определяется приспособлением 67.7851.9508. Рычаг подвески в сборе с шаровым шарниром устанавлива­ется так, чтобы оправка для центрирования сочленя­лась с конусом пальца шарового шарнира рычага, а установочные пальцы приспособления заходили в среднее и крайнее отверстия рычага.

Признаком деформации является невозможность введения без усилия установочных пальцев рычага или плохое сочленение оправки по конусу пальца шарнира.

Шаровые шарниры. Убедитесь в сохранности за­щитных чехлов шарниров. Разрывы, отслоения рези­ны от металлической арматуры, следы утечки смазки через чехол недопустимы. Допускается незначитель­ное выдавливание смазки через литниковое отверс­тие в корпусе шарового шарнира, расположенное в верхней части корпуса.

Проверьте, нет ли износа рабочих поверхностей шаровых шарниров, поворачивая вручную шаровой палец. Значительный (свыше 0,7 мм) свободный ход пальца или его заедание недопустимы.

Точная проверка состояния шарового шарнира по величине радиального и осевого зазора проводится на приспособлении 02.8701.9502. Для этого устано­вите шаровой шарнир 1 (рис. 2.3) в гнездо приспо­собления и зажмите его винтом. Установите в крон­штейн приспособления индикатор 2 так, чтобы его ножка упиралась в боковую поверхность корпуса шарнира, а стрелка индикатора стояла на нуле.

Установите динамометрический ключ 3 в верхнее гнездо приспособления и, приложив к нему момент 196 Н-м (20 кгс-м) попеременно в обе стороны, определите по индикатору суммарный радиальный зазор в шаровом шарнире. Если он превышает 0,7 мм шарнир замените новым.

Аналогично проверяйте осевой зазор в шаровом шарнире, предварительно изменив его крепление в приспособлении, как указано на рис. 2.3. Осевой зазор в шарнире допускается не более 0,7 мм.

Рис. 2.3 Проверка шарового шарнира на приспособлении 02.8701.9502: А - схема проверки радиального зазора; В -схема проверки осевого зазора: 1 - шаровой шарнир; 2 -индикатор; 3 - динамометрический ключ; 4 - приспособле­ние 02.8701.9502

Стабилизатор поперечной устойчивости. Проверь­те, не деформирована ли штанга и находятся ли ее концы в одной плоскости; если деформация незна­чительна, то выправьте штангу, при значительной деформации штангу замените.

Проверьте состояние и сохранность подушек в кронштейнах штанги. При износе или повреждении подушек замените их.

Проверьте калибром деформацию стоек стабили­затора; если пальцы калибра не заходят в отверстия стойки, замените ее.

Пружины подвески. Тщательно осмотрите пружи­ны. Если будут обнаружены трещины или деформа­ция витков, замените пружину новой.

Для проверки осадки пружины, трехкратно про­жмите ее до соприкосновения витков. Затем прило­жите к пружине нагрузку 3187 Н (325 кгс). Длина пружины Н (рис. 2.5) под указанной нагрузкой должна быть не менее 201 (182 — для автомобилей, поставляемых на экспорт) мм. Сжатие пружины проводите по оси пружины; опорные поверхности должны соответствовать поверхностям опорных ча­шек на телескопической стойке. Если пружина с желтой (белой — для автомобилей, поставляемых на экспорт) маркировкой (класс А) имеет длину менее 207 (188 — для автомобилей, поставляемых на эк­спорт) мм смените ее маркировку на зеленую (голу­бую — для автомобилей, поставляемых на экспорт) (класс В).

Рис. 2.4 Параметры для проверки усадки пружины

Растяжки. Деформация растяжек определяется приспособлением 67.7851.9509. При незначитель­ной деформации растяжку выправьте на прессе, при невозможности правки, замените растяжку новой.

Верхняя опора телескопической стойки. Проверь­те упругую характеристику (осадку) верхней опоры, приложив нагрузку в 7120 Н (726,5 кгс) на шайбу подшипника (рис. 2.5) опоры и замерив расстояние А от торца шайбы подшипника до торца наружного корпуса опоры. Это расстояние должно быть не менее 15,5 мм. В противном случае замените резино­вый элемент опоры новым.

Убедитесь, что подшипник не имеет осевого пере­мещения в корпусе опоры. Не допускается корро­зия, повреждение или заедание подшипника вслед­ствие износа. В этих случаях замените подшипник новым.

Убедитесь, также, что прокладка шайбы подшип­ника не имеет повреждений, в противном случае замените ее.

Проверьте состояние корпуса опоры. Не допуска­ются трещины корпуса опоры.

Рис. 2.5 Проверка упругой деформации (осадки) верхней опоры

3.3. Проверка телескопической стойки на стенде

Для определения работоспособности телескопи­ческой стойки проверьте на динамо­метрическом стенде их рабочие диаграммы. Рабочие диаграммы снимайте согласно инструкции, прилага­емой к стенду, после выполнения не менее 5 рабочих циклов, при температуре рабочей жидкости (20±5)°С, частоте 60 циклов в мин и длине хода штока (100±1) мм.

Кривая диаграммы (рис. 2.6) должна быть плав­ной, а в точке перехода (от хода сжатия к ходу отдачи) без участков, параллельных нулевой линии.

Рис. 2.6 Рабочая диаграмма телескопической стойки подвес­ки (амортизатора задней подвески): I - усилие при ходе отдачи; II - усилие при ходе сжатия

Сопротивление хода сжатия и отдачи определяется по наибольшим усилиям, полученным при снятии диаграммы. Кон­трольные значения усилий на диаграммах телеско­пической стойки и амортизатора определяются при температуре (20±5)°С.

Усилие при ходе сжатия (зона II) должно быть (153±24) Н [(15,6±2,4) кгс].

Усилие при ходе отдачи (зона I) должно быть (752±82,25) Н [(76,8±8,4) кгс].

После проверки снимите телескопическую стойку со стенда и при необходимости разбе­рите ее, заменяя поврежденные или изношенные детали. После сборки повторите испытания, чтобы убедиться в исправности телескопической стойки.

3.4. Расчет сил, действующих в деталях подвески «Макферсон»

3.4.1. Определение статических нагрузок в пружине и шарнирах

Сила А_х равна

А_х=N_V*b/(C+O),

где N_V= N_V – U_V/2 – максимальная сила в пятне контакта колеса с дорогой;

U_V – вес оси;

N_V=G_V/2 – нагрузка на колесо;

G_V – допустимая нагрузка на ось.

Величины b, C и О замерить на автомобиле АЗЛК – 2141 или ВАЗ – 2109.

Статическая нагрузка на пружину равна

F_Y=0; A_Y=N_Y+B_Y=F₁,

где N_Y= N_V*cos ₀,

B_Y= B_X*tg (+₀).

F_Х=0; В_Х=А_Х+ N_Х,

где N_Х= N_V*sin ₀.

Изгибающий момент в штоке амортизатора равен

М_К=А_Х*О.

Сила в направляющей втулке штока амортизаторной стойки

С_Х=А_Х*l/(l – О).

Сила, действующая на поршень

К_Х= С_Х – А_Х.

Рис. 2.7. Силы, действующие в под­веске Макферсон на неподвижном ав­томобиле. Указаны необходимые для расчетов расстояния и углы

Рис. 2.8. Силы, действующие в под­веске «Макферсон», следует разложить на составляющие по осям X и Y, ко­торые повернуты на угол наклона оси поворота колеса д'

Лабораторная работа №3:

«Определение технического состояния рулевого управления автомобилей типа ВАЗ»

1.Цель работы: Оценка технического состояния рулевого управления легкового автомобиля по основным диагностическим параметрам.