книги из ГПНТБ / Шасси автомобиля ЗИЛ-130. Практика проектирования, испытаний и доводки

СТЕКЛООЧИСТИТЕЛЬ

Наличие на автомобилях ЗИЛ-130 компрессора, в связи с применением пневматического привода тормозов, явилось ре­ шающим фактором для выбора пневматического привода стекло­ очистителя. Стоимость пневматических стеклоочистителей мень­ ше стоимости электрических, а по сравнению с вакуумными (ра­ ботающими от двигателя) первые имеют то преимущество, что ими можно пользоваться и при неработающем двигателе.

Пневматические стеклоочистители СЛ-22 применялись на предшествующих моделях грузовых автомобилей ЗИЛ, на кото­ рых короткая щетка работала на относительно малом рычаге по плоскому стеклу и для ее перемещения достаточно было усилия, развиваемого пневмодвигателем СЛ-22. В связи с применением на новых автомобилях двигателя большей мощности, увеличени­ ем скорости движения и повышением безопасности движения необходимо было увеличить сектора очистки ветрового стекла. Это привело к увеличению длины щеток и их рычагов, вследствие чего потребовался значительно больший крутящий момент на осях рычагов щеток. Применение на автомобилях ЗИЛ-130 па­ норамных ветровых стекол обусловило повышение мощности пневмодвигателя. Это объясняется тем, что если при перемеще­ нии щетки по плоскому ветровому стеклу она испытывает в раз­ личных положениях примерно одинаковое сопротивление движе­ нию, зависящее только от состояния поверхности стекла (мокрая, сухая, высыхающая), то при перемещении по панорамному стек­ лу (вообще по кривой поверхности) сопротивление это все время меняется, так как все время изменяется сила прижатия щетки к стеклу.

Повышение мощности пневмодвигателя потребовалось также в связи с необходимостью увеличения силы прижатия ' щетки к стеклу, т. е. силы, создаваемой пружиной в точке крепления щетки к рычагу в момент подвода ее к стеклу (на силу отрыва щетки от стекла влияет состояние поверхности стекла и свойства резины щетки). На основании опытов было установлено, что для хорошей очистки стекла сила прижатия щетки должна быть при­ мерно 1 гс на 1 мм ее длины. Это в 2 раза больше, чем на авто­ мобилях ЗИЛ старых моделей. Дальнейшее увеличение силы прижатия малоэффективно.

На старых моделях грузовых автомобилей ЗИЛ стеклоочис­ титель располагается над ветровым стеклом и внутрь кабины выходит ручка, закрепленная на выходном валу пневмодвигате­ ля. Благодаря этому в случае выхода пневмодвигателя из строя очистку ветрового стекла можно производить вручную. На авто­ мобилях ЗИЛ-130, по компоновочным соображениям, пневмо­ двигатель установлен под щитом приборов, что исключает воз­ можность применения ручного привода щеток. Поэтому вопрос надежности приобрел исключительно важное значение.

Перед конструкторами стояла задача создания простого, на­ дежного пневматического стеклоочистителя с центрально распо­ ложенным пневмодвпгателем и двумя симметрично-разнесенны­ ми щетками, работающими по кривой поверхности синхронно, но в противоположные стороны (к осп автомобиля или от нее). Первоначальное положение осей рычагов щеток было выбрано на плазе. За основу был взят максимальный угол обзора через очищенный сектор ветрового стекла из теоретической точки, соответствующей положению глаз водителя. Однако после по­ стройки опытных образцов оси рычагов были несколько смеще­ ны относительно продольной оси автомобиля. Небольшая высо­ та ветрового стекла при значительной ширине не позволила до­ биться большой площади очистки, и центральная часть стекла не очищается щетками.

Сектор очистки выбран так, что при движении щеток к оси автомобиля они подходят к уплотнителю стекла почти парал­ лельно нижней кромке, а при движении в обратном направлении останавливаются на границе наибольшей кривизны стекла под небольшим углом к образующей (рис. ИЗ). Поскольку из-за

Рис. 113. Передок кабины, использованный в качестве стенда для испытания стеклоочистителей (щетки нахо­ дятся в положении укладки — на нижней кромке проема ветрового стекла)

переменной кривизны стекла угол поворота щетки не соответст­ вует углу поворота оси рычага, для удобства были созданы шаблоны сектора очистки, протарированные по углу поворота оси рычага (рис. 114). Положение осей рычагов в пространстве выбрано так, чтобы изменение силы прижатия щеток к стеклу при движении последних по всему сектору очистки было мини­ мальным.

В первом варианте стеклоочистителя, получившем номер СЛ-430, был использован пневмодвигатель стеклоочистителя

292

под давлением 4, 5—7 кгс/см2, что соответствует давлению в тор­ мозной системе. Благодаря этому, мощность пневмодвигателя

Рис. 114. Шаблон, накладываемый на ветровое стекло для контроля сектора очистки правой щетки (для левой щетки шаблон симметричен):

увеличилась почти в 2 раза. Вместо выпуска отработавшего воз­ духа из цилиндра в атмосферу воздух отводился в кран КР-24 с последующим дросселированием в атмосферу, т. е. было соз­

дано противодавление. Вследствие этого повысилась плавность хода щеток. В системе подвода воздуха имеется фильтр для предотвращения загрязнения вневмодвигателя смазкой, попада­ ющей из компрессора. На выходном валу пневмодвигателя был установлен двуплечий рычаг, к концам которого шарнирно кре­ пятся штампованные тяги привода щеток. Гибкая балансирная щетка равномерно прилегает по всей длине, к выпуклому стеклу.

2 9 3

Первоначально испытания проводились на специальном стен­ де (рис. 115), предназначенном для испытания различных стек­ лоочистителей с различными ветровыми стеклами, которые мож­ но устанавливать в различных положениях. На стенде воспроиз­ водятся условия работы стеклоочистителя, максимально прибли­ женные к эксплуатационным. Движение щеток может произво­ диться как по сухому, так и по смоченному стеклу. Стекло сма­ чивается при помощи специальных форсунок (рис. 116), которые

обдувают поверхность стекла распыленной смесью воздуха и воды, что имитирует встречный поток воздуха при движении автомобиля и дождь.

Впоследствии, когда были выбраны размеры щеток, их положение относительно стек­ ла, испытания и доводка про­ изводились на передке кабины (см. рис. 113); ветровое стекло смачивалось водой при помощи трубки с отверстиями, проло­ женной над ним.

Во время испытаний и до­ водки в конструкцию стекло­ очистителя СЛ-430 был внесен ряд изменений: усилены рыча­ ги щеток; пластинчатая пружи­ на, прижимающая рычаг к стеклу, заменена цилиндричес­ кой пружиной; усилена муфта рычага, а крепление муфты на оси рычага с помощью «посад­

ки на конус» заменено шлицевым соединением. Для обеспечения равномерности хода правой и левой щеток прямой двуплечий рычаг на выходном валу пневмодвнгателя был изогнут и, кроме того, были изменены плечи этого рычага и длины тяг.

Благодаря правильному подбору плеч двуплечего рычага и тяг удалось ликвидировать «заброс» щеток — переход щеток за наиболее выпуклую часть стекла при работе по смоченному стеклу с большим числом двойных ходов.

Осциллографированне пневмодвнгателя показало, что в полости у фланца с клапанным механизмом давление резко нарас­ тает и плавно спадает, а в полости у глухого фланца — оно плав­ но нарастает и резко спадает (плавное наполнение полости объ­ ясняется дросселированием воздуха в данном узком канале, пи­ тающем эту полость). Характер изменения крутящего момента пикообразный, максимального значения он достигает в крайних положениях. Описываемый стеклоочиститель имел недостатки,

2 9 4

присущие клапанному стеклоочистителю: нечеткая работа кла­ панов, поломка деталей клапанного механизма.

В новом стеклоочистителе СЛ-440 установлен золотниковый распределительный механизм. Подвод воздуха к центру меха­

СЛ-45А. В конструкции этого стеклоочистителя были учтены все изменения, внесенные при доводке в стеклоочиститель СЛ-430. Кроме того, вместо штампованных тяг, соединяемых с рычагами при помощи заклепок-шарниров, применены тяги из прутка с пластмассовыми наконечниками, в которые входят сфериче­ ские головки закрепленных на рычагах пальцев.

Стеклоочиститель СЛ-440 снабжен механизмом укладки ще­ ток (для укладки их на нижнюю кромку уплотнителя ветрового стекла). Это нововведение значительно облегчило работу води­ теля, так как при невозможности мгновенно перекрыть кран по­ дачи воздуха остановить щетки в нижнем положении очень трудно.

Стеклоочиститель СЛ-440 и регулировочно-пусковой кран КР-24 имеют следующую конструкцию.

Корпус VIII пневмодвигателя стеклоочистителя (рис. 117) имеет закрытую с обоих концов крышками цилиндрическую по­ лость, в которой находится поршень двустороннего действия X. Обе части поршня, снабженные резиновыми уплотнительными кольцами, соединены между собой рейкой, находящейся в по­ стоянном зацеплении с сектором IX, жестко укрепленным на вы­ ходном валу пневмодвигателя. К корпусу VIII крепится распре­ делительный механизм VI, в одной цилиндрической полости ко­ торого находится золотник VII, а в другой механизм укладки V. Полость золотника соединена каналами как с цилиндром пнев­ модвигателя, так и с цилиндром механизма укладки, состоящего из поршня со штоком, имеющего резиновые уплотнительные кольца, и пружинного клапана, перекрывающего отверстия в дни­ ще поршня.

Золотник VII представляет собой четыре объединенных между собой поршня, снабженных резиновыми уплотнительными коль­ цами, благодаря чему полость золотника разбивается на пять изолированных камер.

Пневмодвигатель соединен двумя трубками с краном II, предназначенным для его пуска, регулировки числа двойных ходов и автоматической укладки щеток при остановке. В кор­ пусе крана размещен шариковый клапан IV двойного действия. Через втулку III проходит игла, запирающая клапан и частично или полностью открывающая отверстия для выхода отработав-

2 9 5

Рис. 117. Схема работы пневмодвигателя СЛ-440 и крана К.Р-24.

а — движение поршня слева направо; б — движение поршня справа налево

шего воздуха. Игла перемещается при вращении ручки /, с кото­ рой она соединена шарнирно.

Схема работы пневмодвигателя показана на рис. 117, а и б.. Воздух из магистрали через входное отверстие 4 (рис. 117, а) по­ ступает в кран II. При вывертывании ручки / воздух через от­ верстия 3 и 2 поступает в камеру золотника и одновременно че­ рез отверстия 3, 5 и 6 в камеру механизма укладки V. Вследст­ вие этого давления со стороны золотника и механизма укладки выравниваются.

При вывертывании ручки I шарик IV, садясь в седло втулки III, прекращает доступ воздуха через отверстия 5 и б в камеру механизма укладки, вследствие чего пневмодвигатель плавно включается.

Через отверстие 8 воздух поступает в камеру золотника пнев­ модвигателя, а оттуда через отверстие 12, канал 15 и отверстие 20 — в левую часть цилиндра, в результате чего поршень X перемещается вправо. Отработавший воздух через отверстие 19, канал 18, отверстия 11 и 10, каналы 17 и 16 и клапан односто­ роннего действия, смонтированный на механизме укладки V, по трубопроводу через отверстия 6 и 1 выходит в атмосферу. Ка­ либрованные отверстия б и 1 дросселируют отработавший воз­

дух, создавая противодавление в цилиндре пневмодвигателя. При передвижении поршня в крайнее правое положение

(рис. 117, б) открывается канал 14 и сжатый воздух по нему по­ падает в камеру золотника и передвигает его в крайнее правое положение. Воздух из системы, проходя распределительный ме­ ханизм VI, поступает через отверстие 11, канал 18 и отверстие 19 в правую часть цилиндра пневмодвигателя и передвигает пор­ шень X влево. Отработавший воздух через отверстие 20, канал 15, отверстия 12 и 13, каналы 17 и 16 и односторонний клапан механизма укладки идет в кран и затем в атмосферу. При пере­ движении поршня в крайнее левое положение открывается от­ верстие 9 и сжатый воздух, попадая в камеру золотника, пере­ двигает золотник VII в крайнее левое положение, после чего цикл повторяется.

Механизм укладки работает следующим образом. При завер­ тывании ручки крана мгла выталкивает шариковый клапан IV из седла втулки III и воздух начинает одновременно поступать в камеры золотника и механизма укладки Ѵ\ вследствие разности диаметров поршней механизма укладки и золотника механизм укладки перемещает последний в крайнее правое положение. При этом открывается отверстие 7, сообщающееся с атмосферой.

Воздух из распределительного механизма через отверстие 11, канал 18 и отверстие 19 поступает в цилиндр пневмодвигателя и передвигает поршень в крайнее левое положение, которому со­ ответствует транспортное положение щеток, а отработавший воз­ дух через отверстие 20, канал 15, отверстия 12 и 13, каналы 17 и 16 и отверстие 7 выходит в атмосферу.

297

При выключенном пневмодвпгателе игла прижимает шарик IV к отверстию 4, предотвращая попадание воздуха из системы в пневмодвпгатель.

Стеклоочиститель СЛ-440 испытывали на тех же стендах и по той же программе, что и стеклоочиститель СЛ-430. Осциллографпрованпе нового стеклоочистителя показало, что он рабо­ тает по более спокойному симметричному циклу при отсутствии пнкообразного увеличения давления. Улучшение режима работы стеклоочистителя обусловлено равными длинами каналов, пита­ ющих полости пневмодвигателя сжатым воздухом.

Во время испытаний был обнаружен и устранен ряд дефек­ тов. Так, большой износ уплотнительных колец на поршне пнев­ модвигателя был ликвидирован изменением размеров канавки под кольца, уменьшением зазора между цилиндром и поршнем,

прягаемых поверхностей, а картонные прокладки заменены рези­ новыми.

Вследствие постоянного ослабления крепления сектора на выходном валу пневмодвнгателя, осуществляемого с помощью стопорного винта, оно было заменено посадкой на клин с двумя параллельными плоскостями. Чтобы уменьшить износ пластмас­ совых втулок тяг, была введена их смазка. Быстрый износ вой­ лочных уплотнителей осей рычагов приводил к появлению течи внутрь кузова. Поэтому конструкцию узла несколько изменили, а войлочные уплотнители заменили резиновыми. Была увеличена жесткость рычагов щеток и для их изготовления использована нержавеющая сталь. Таким образом, были унифицированы щет­ ки всех модификаций автомобилей ЗИЛ, включая и тропическое их исполнение.

В работе механизма укладки щеток наблюдался дефект при выключении пневмодвигателя в момент расходящегося движе­ ния щеток, когда механизм укладки V и золотник VII (рис. 117, а) двигаются навстречу друг другу. При этом клапан уклад­ ки не может преодолеть силы, которые возникают от действия

можное увеличение диаметра клапана укладки не дало доста­ точного увеличения силы на штоке клапана. Уменьшение же противодавления со стороны золотникового механизма путем соединения его полости, прилегающей к клапану укладки, ка­ либрованным отверстием с атмосферой, хотя и дало положитель­ ный результат, но ухудшило регулировку числа двойных ходов и создало шум при работе. Дефект был ликвидирован укороче­ нием штока, что дало возможность выходов отработавшему воз-

298

духу в атмосферу через отверстие 7 (рис. 117, а) и устранило

противление.

Гарантийный срок службы стеклоочистителя 12 месяцев или 50 тыс. км пробега, что соответствует 300 ч работы на стенде.

Регулировочно-пусковой кран

Четкая работа стеклоочистителя зависит от регулировочно­ пускового крана. Созданный для стеклоочистителя с противодав­ лением СЛ-440 кран КР-24 имеет шариковый клапан, прижима­

у крана II другие недостатки (корпус крана вытачивался из це­ лого куска металла, недостаточно красиво крепление крана к па­ нели приборов с помощью обычной гайки и др.). Поэтому был разработан и в 1972 г. внедрен кран КР-30. Основные отличия нового крана — золотниковый клапан и разъемный корпус. Кон­ струкция крана обеспечивает более плавную регулировку числа двойных ходов щетки по стеклу, более высокую степень гермети­ зации внутренних полостей крана и его ремонтоспособность.

Корпус крана состоит из двух отлитых из цинкового сплава частей III (рис. 118), скрепленных между собой.

К стержню IV шарнирно прикреплена ручка, при вращении которой золотник / с двумя уплотнительными резиновыми коль­ цами перемещается в цилиндрической полости корпуса. Внутри золотника находится двуконусный клапан II, выступающий через торцовое отверстие из золотника. Этот клапан все время поджи­ мается пружиной. В корпусе имеется фасонное калиброванное отверстие 6 для дросселирования отработавшего воздуха при вы­ ходе в атмосферу.

При вращении ручки крана перемещается золотник / и воздух из системы через отверстия 1, 3, 5 и 4 поступает в механизм ук­

299

ладки распределительного механизма пиевмодвигателя. При дальнейшем перемещении золотника /, когда пружина клапана сжимается до предела, отверстие 3 перекрывается большей ко­ нусной частью клапана II, и воздух через отверстие 2 подается

При дальнейшем открытии крана возрастает проходное сечение отверстия 6, пропорционально увеличивается количество прохо­ дящего воздуха и число двойных ходов стеклоочистителя.

Омыватель стекла

Для обеспечения быстрой и хорошей очистки ветрового стек­ ла необходимо, чтобы щетки стеклоочистителя работали по смо­ ченному стеклу. На новых автомобилях ЗИЛ установлен ножной педальный омыватель Ставровского завода автотракторного оборудования, применяемый на автомобилях «Москвич», но с двумя одноструйными форсунками вместо одной. Чтобы произ­ водительность обеих форсунок была одна и та же, трубопроводы к ним сделаны одинаковой длины. Резервуаром для воды слу­ жит обычная медицинская двухлитровая грелка, которая в спе­ циальном чехле подвешивается внутри кабины. Вместо пробки в грелку ввернут переходник для шланга к насосу.

АРМАТУРА ДВЕРЕЙ

Замки

При выборе конструкции деталей замочной группы необхо­ димо учитывать размеры и массу двери, расположение навесок (открытие дверей по ходу или против хода автомобиля), величи­ ну пространства для размещения узла, зазоры между торцами дверей и стоек, между направляющими стекол и панелями две­ рей, а также условия безопасности движения.

Взависимости от назначения автомобиля, масштаба выпуска

иусловий работы замка (расположения его за уплотнителем или до него, т. е. защищен он от пыли или нет) выбирают за­ мок с большей или меньшей трудоемкостью изготовления. При небольшом выпуске автомобилей выгоднее замок, требующий большой механической обработки, которую можно производить на универсальном оборудовании, для автомобилей массового производства целесообразнее замок, состоящий в основном из штамповых деталей. Хотя для изготовления такого замка тре­ буется дорогостоящая оснастка, однако, при массовом выпуске она быстро окупается.

Впоследнее время большое распространение получили не­ подвижно закрепленные наружные ручки в виде скобы, за кото-

300