Министерство образованияРеспублики Беларусь
Белорусский национальныйтехнический университет
Автотракторный факультетКафедра «Техническая эксплуатация автомобилей»
Расчётно-пояснительная записка
к курсовой работе
по дисциплине «Научныеисследования и решение инженерных задач»
Тема:
«Исследованиеособенностей технической эксплуатации ходовой
части автомобилей«Toyota»»
Выполнил студент группы
101452
Колесникович А.С.
Проверил Самко Г.А.
Минск-2005
Введение В жизни человека автомобильиграет важную роль. Практически с момента своего изобретения он сразу занялодно из ведущих мест в народном хозяйстве. Автомобильная промышленностьразвивается очень быстрыми темпами. В производстве автомобилей используютсясамые передовые технологии.
Следует отметить, что характерной особенностьюпроизводства автомобилей, особенно в последнее время, является ориентация егона конкретного потребителя. Благодаря этому появляется большое количество модификацийодной и той же базовой модели, различающихся по небольшому количеству параметров.Особенно это тенденция проявляется у зарубежных фирм, где комплектациюавтомобиля может определять покупатель. Для отечественного автомобилестроения,а особенно для производства легковых автомобилей, это не характерно. Хотя впоследнее время появляется множество «семейств» автомобилей (как, например, уВолжского автомобилестроительного завода), остается значительное количествостарых моделей. В этих условиях становится актуальной «переделка» машин.Владелец самостоятельно вносит изменения в конструкцию автомобиля, стараясьмаксимально приспособить его под условия эксплуатации. Это может быть изменениетипа кузова, установка нового агрегата взамен выработавшего свой ресурс старогои отличающегося от последнего по ряду показателей и т. п. Внесение изменений впервоначальную конструкцию автомобиля влечет за собой изменение режимов работы,нагрузок на его составные части. Новые условия работы будут отличаться от тех,которые были определены при проектировании автомобиля. Поэтому появляетсяпотребность в проверке работоспособности агрегатов автомобиля в этих новыхрежимах.
1.1 Анализсостояния вопроса по теме исследования
В процессе эксплуатации из-за трения, деформации, появлениятрещин, ослабления болтовых и заклепочных соединений, потери упругости поломоквозникают различные неисправности и происходят отказы ходовой части, которыеухудшают техническое состояние автомобиля.
В передней подвеске легкового автомобиля возможны изгибы балки,верхнего и нижнего рычагов, износ верхнего и нижнего шаровых пальцев, сухарей,вкладышей, резиновых втулок. Все это приводит к изменению углов установкиуправляемых колес, вызывающему ухудшение управляемости автомобилем, перерасходутоплива, износу шин. Неполадки элементов подвески влияют на плавность хода,устойчивость автомобиля в период его движения. Ниже приведены основныенеисправности ходовой части и их причины.
Отклонение автомобиля от направления прямолинейного движения. Основные причины: различные углыпродольного и поперечного наклона осей поворота левого и правого колес;различный развал левого и правого колес; неодинаковое давление воздуха в шинахлевого и правого колес; перетянут один из подшипников передних колес, чтоприводит к повышению сопротивления; деформация нижнего и верхнего рычаговпередней подвески; нарушение параллельности осей переднего и заднего мостов;притормаживание одного из колес автомобиля на ходу из-за отсутствия зазорамежду тормозным барабаном и фрикционной накладкой; неодинаковая упругостьпружин подвески; повышенный дисбаланс передних колес.
Частичное отклонение автомобиля от направления прямолинейного движения(«виляние») в диапазоне скоростей 50...90км/ч. Основные причины: увеличенныезазоры между шаровыми пальцами и вкладышами, пальцами и подшипниками; большиезазоры во втулках сайлент-блоков, шарнирах рулевых тяг, подшипниках переднихколес; износ втулок маятникового рычага; ослабление крепления в рулевом управлении.
Раскачивание передней части автомобиля при движении по неровнойдороге.Основная причина: неудовлетворительная работа передних амортизаторов.
Автомобиль «бросает» из стороны в сторону по дороге, имеющей продольныеволновые выпуклости и впадины Основные причины: износ втулок или слабая затяжкагаек оси маятникового рычага; большие люфты в шарнирных соединениях рулевойтрапеции и подшипниках передних колес.
Стук в передней подвеске. Основные причины: отсутствие смазки в шарнирныхсоединениях; большой износ элементов шарнирных соединений; ослабление болтовкрепления; износ резиновых втулок усиков амортизатора; ослабление затяжки гайкирезервуара амортизатора; повышенный зазор в подшипниках ступиц колес;повышенный дисбаланс колес; деформация обода или колеса; осадка или поломкапружины; разрушение буферов хода сжатия; неисправность стоек подвески*;ослабление болтов крепления кронштейнов растяжек или болтов, крепящих штангустабилизатора поперечной устойчивости к кузову; износ резиновых подушекрастяжек или штанги*; ослабление крепления верхней опоры стойки подвески к кузову;осадка, разрывы, отслоение резины от корпуса опоры стойки.
Слабый стук, передающийся на рулевое колесо. Основные причины: большойдисбаланс передних колес (колеса); деформация дисков передних колес.
Стуке задней подвеске. Основные причины: износ втулок амортизаторов;ослабление мест крепления; перегрузка задней оси.
Повышенный износ внутренней части протектора шины. Основная причина: избыточноедавление воздуха в шине.
Повышенный износ крайних частей протектора шины. Основная причина: недостаточноедавление воздуха в шине.
Неравномерный (пятнами) плюс протектора. Основные причины: большойостаточный дисбаланс колес; большие зазоры в шарнирных соединениях рулевогопривода и передней подвески; неисправность амортизаторов.
Пилообразный износ протектора шины в поперечном направлении. Основная причина:неправильное схождение колес.
Односторонний износ протектора шины. Основная причина:отклонение угла развала колес от номинального значения.
Не поддаются регулировке углы установки колес. Основные причины: деформацияоси нижнего рычага; деформация поперечины подвески в зоне передних болтовкрепления осей нижних рычагов; износ резинометаллических шарниров; деформацияповоротного кулака, рычагов подвески или элементов передней части кузова.
Биение колес. Основная причина: нарушение балансировки колес.
1.2 Теоретическоеобоснование и анализ физической сущности изучаемого вопроса
Основные дефекты переднего (неведущего) моста; нарушенный натяг подшипниковступиц колес, погнутость балки моста, поворотных рычагов, износ посадочногоместа под шкворень, самих шкворней и их втулок, посадочных мест под подшипникиповоротных цапф. Износ и деформация деталей переднего моста нарушают установкупередних колес, вызывают односторонний износ шин, затрудняют управлениеавтомобилем.
Регулировку подшипников ступиц колес грузовых автомобилей проверяютпри свободно вращающемся тормозном барабане (не должно быть задевания тормозныхколодок). Регулировочную гайку ступицы затягивают ключом до отказа усилиемодной руки и отпускают на три-четыре прорези коронки в автомобилях ГАЗ и на 1/5оборота в автомобилях ЗИЛ до совпадения с отверстием для шплинта или ближайшегоотверстия в замочном кольце с штифтом. Подшипники качения и внутреннюю полостьступицы заполняют предварительно тугоплавкой смазкой, ставят колпаки ступиц.
Износ шкворневого узла определяют прибором модели Т1. Индикатор приборазакрепляют струбциной на балке моста автомобиля. Колесо вывешивают, иизмерительный стержень индикатора подводят к нижней части опорного тормозногодиска (щита). Если есть износ шкворневого узла, то при опускании колеса досоприкосновения с опорной поверхностью будет выбран зазор, и индикатор покажетего значение. Сопряжение с зазором до 1,5 мм считается годным к дальнейшейэксплуатации,
Передние мосты разбирают на специальных стендах или подставках.Для выпрессовки шкворней, шаровых пальцев, наружных и внутренних колец подшипниковкачения применяют съемники. Изношенные подшипники, шарниры рулевых тяг заменяютновыми. Погнутость балки переднего моста определяют различнымиприспособлениями, шаблонами, линейками, угольниками. Балки правят под прессом вхолодном состоянии.
Изношенные втулки шкворней заменяют новыми с последующим их развертыванием.Вначале запрессовывают и развертывают одну втулку, вставив направляющийхвостовик развертки в специально оставленную для этого старую втулку. Затемзапрессовывают и обрабатывают вторую втулку. При запрессовке следят засовмещением отверстий для смазки. После обработки втулок их поверхности имасляные канавки очищают от стружки.
К числу наиболее распространенных неисправностей переднего мостаотносится нарушение углов установки колес. Конструктивно у грузовых автомобилейи автобусов предусмотрена регулировка только угла схождения, у легковых — угловразвала продольного наклона шкворни (оси поворота), соотношения углов последовательностьявляется технологически необходимой. Несоблюдение ее приводит к нарушению ранееотрегулированного угла.
Изменение углов развала и продольного наклона шкворня грузовогоавтомобиля может быть вызвано деформацией балки. Если балку невозможно выправить,ее заменяют на новую.
У легковых автомобилей отечественного производства с 2-рычижной переднейподвеской угол развала изменяют поперечным смещением оси верхнего или нижнегорычага подвески. Для этого под каждый болт крепления оси добавляют (илиизымают) одинаковое количество регулировочных прокладок (скоб). Изменение продольногонаклона шкворня производят незначительным поворотом оси рычага в горизонтальнойплоскости. Для этого регулировочные прокладки переставляют от одного болта кдругому. Количество заменяемых прокладок зависит от того, насколько надоизменить регулируемые углы.
Регулировки развала и продольного наклона оси поворотапредусмотрены как две самостоятельные операции. Но оба рассматриваемыхпараметра имеют одни и те же точки воздействия. Поэтому регулировку этих угловможно совместить в одну операцию. Для этой цели создана номограмма (рис. 1.2).Первоначально измеряют угол развала а и определяют его отклонение отнормы. Эту величину откладывают на соответствующей оси номограммы. Такжепоступают с умом продольного наклона оси поворотов />. Затем находят точку пересечении аисмещают ее до ближайшего пересечения сетки номограммы (точка б).Координаты этой точки относительно осей “скобы переднего болта” и “скобызаднего болта” позволяют определить количество скоб, которое необходимодобавить (знак +) или изъять (знак —) под соответствующий болт.
/>
Рис. 1.2.1 Номограммавыбора технологических воздействий при совместной регулировке развала ипродольного наклона оси поворота
В приведенном на рисунке примере для ГАЗ-24, чтобы изменить ушествующее значение угла рaзвала на +45", а продольного наклона осиповорота на +40", надо од передний болт добавить 5 скоб, а под задний 2скобы.
Для легковых автомобилей с подвеской типа Макферсон («качающаявеча») технология регулировки углов развала и продольного наклона оси поворотазависит от конструктивных особенностей конкретной марки автомобиля. Так дляавтомобиля АЗЛК-2141 развал изменяют поворотом эксцентрикового регулировочногоползуна 1 (рис. 1.2.2), установленного в бобышке поворотного кулака, а продольныйнаклон оси поворота изменяют постановкой или изъятием регулировочных шайб 3 междучашкой 4 шарнира стабилизатора и уступом на самом стабилитроне 2. Передрегулировкой необходимо отсоединить стабилизатор от места его крепления кпоперечине передней опоры двигателя, отвернуть гайку и извлечь конецстабилизатора из проушины рычага. Регулировочная шайба толщиной 3 мм(конструктивно предусмотрено две шайбы) изменяет угол примерно на 20'. Соотношениеуглов поворота регулируют обычно взаимным изменением длин боковых тяг — однуукорачивают, другую на такую же величину удлиняют. Несоблюдение этого условиявызовет изменение угла схождения.
/>
Рис.1.2.2 Угол регулировки развала и продольного наклона оси поворотаколеса
В отличие от других углов для соотношении углов поворота, так какони конструктивно связаны с углом схождения, обычно нет численного значениянорматива. При регулировке надо добиться равенства углов недоворота наружного(от центра поворота) колеса по отношению к внутреннему, повернутому на20". На новых подвесках, как правило, это достигается при равенстве длинобеих боковых тяг. При остаточных деформациях в подвеске равенство угловнедоворота достигают поэтапно подбором, вращением регулировочных муфт каждойтяги по пол-оборота по ходу движения автомобиля или против, каждый раз измеряяпри этом значение параметра.
Для некоторых моделей автомобилей разработаны номограммы, нокоторым в зависимости от фактических значений углов недоворота каждого колесаопределяют, в какую сторону и на сколько оборотов следует повернутьрегулировочные муфты.
Угол схождения является наиболее важным параметром. Несоответствиеего оптимальным значениям вызывает интенсивны неравномерный износ протектора.Регулировка угла схождения грузовых автомобилей производится изменением длины поперечнойрулевой тяги, легковых с червячным рулевым механизмом одной из двух боковыхтяг, а легковых с реечным рулевым механизмом обязательна регулировка угласхождения каждого колеса в отдельности соответствующей рулевой тягой.
При движении заднеприводного автомобиля под действием силдорожного сопротивления передние колеса расходятся (у переднеприводныхавтомобилей в тяговом режиме, как правило, сходятся) на величину существующихзазоров в рулевой трапеции и становятся параллельно друг другу. Нормативноесхождение не всегда обеспечивает это условие. Причина — в индивидуальномтехническом состоянии каждого автомобиля, особенно с независимой подвескойпередних колес. Этот недостаток устраним применением нового способа регулировкиугла схождения легковых автомобилей при нагружении их силами, имитирующимиусловия движения: вертикальной силон ил передний мост (500—600 Н) и разжимной силойна передние колеса между боковинами передних шин на уровне центров колес.Разжимную силу определим по номограмме (рис. 1.2.3) с учетом фактическогоразвала а, наиболеечасто используемой скорости движения автомобиля,степени износа (в %) протектора, модели установленных на автомобиле шини периодичности регулировок. Угол схождения при регулировке устанавливают винтервале 0±5', что обеспечиваеттакое же положение колес придвижении автомобиля.
/>
Рис. 1.2.2 Номограмма выбора нагрузки, имитирующей воздействиедороги на передние колеса.
КАБИНА, КУЗОВ, ОПЕРЕНИЕ
Основные неисправности кабин и оперения: перекос, вмятины,разрывы, коррозийные разрушения, ослабления заклепочных и болтовых соединения.Приемы ремонта следующие: удаление продуктов коррозии, сварка, правка и выравниваниеповерхности, постановка дополнительных деталей, восстановление защитныхпокрытий.
Продукты коррозии удаляют металлическими щетками, растворителямиржавчины. Сварку применяют главным образом газовую, ручную и полуавтоматическуюэлектродуговую, контактную. Часто используют пайку твердыми припоями.
Трещины заваривают непосредственно, а пробоины и разрывы наложениемзаплат. Ремонтные детали кабин и заплаты приваривают внахлестку с перекрытиемкраев на 20—24 мм. Сварные швы проковывают пневматическим или ручнымрихтовальным молотком сразу после сварки в горячем состоянии. Длинные трещины ибольшие заплаты во избежание коробления участка заваривают не сплошными швами,а отдельными участками. Трещины в панелях кабины устраняют лайкой припоемПМЦ-54, бронзовой или латунной проволокой, используя специальный аппарат НИИАТРР-477.
Вмятины, разнообразные перекосы устраняют правкой в холодномсостоянии или с предварительным подогревом поврежденного места газовой горелкойдо 600—650 С.
Подогрев применяют для устранения вмятин с перегибами и складками,когда правка в холодном состоянии не удается.
Выравнивание вмятины в два приема. Сначала делают выколотку, (рис.1.2.3) ведут на поддержке 1 или на плите ударами специального молотка 2 до выравниваниявмятины, затем оставшиеся бугорки подравнивают деревянной или резиновой киянкой3.
Выколотку глубоких вмятин без острых краев и загибов начинают ссередины и постепенно переносят удары молотка или киянки к краям. Вмятины с острымиуглами выбивают, начиная с острого угла или с выправки складки. Пологую вмятинувыколачивают, начиная с краев к середине. Одну выпуклость устраняют за счетрастяжения металла ударами молотка по концентрическим кругам (рис. 1.2.3 в) помере уменьшают. Чем больше будет сделано кругов (цепочек), тем успешнее будетсглаживание. При нескольких близкорасположенных выпуклых местах (рис. 1.2.3 г)вначале растягивают участок между ними и сводят их в одну выпуклость, а затем взависимости от формы получившейся выпуклости определяют место в направлениидальнейшей растяжки.
Рихтовку делают на поддержках (рис. 1.2.3 6), подобранных попрофилю восстанавливаемой панели, рихтовальными молотками 3 вручную илипри помощи специальных станков и механизированных приспособлений. При рихтовкенаносят частые несильные удары один возле другого, постепенно выравнивая бугоркии вогнутости, до полного устранения неровности поверхности. Качество рихтовкипроверяют личным напильником, слегка зачищая место рихтовки. Если остаютсяуглубления, рихтовку повторяют.
/>
Рис. 1.2.3 Выколотка и рихтовка вмятин
Сильно растянутые участки, например на крыльях автомобилей.восстановить правкой, как правило, не удается. В этом случае часть растянутогометалла вырезают, а кромки выравнивают и сваривают.
Перекосы и прогибы выправляют при помощи специальныхприспособлений и струбцин с механическим или гидравлическим приводом.
Небольшие вмятины, дефекты рихтовки, сварочные швы и другиенеровности выравнивают заполнителями — термопластическими массами ИФН-12,ТПФ-37. эпоксидными клеевыми составами и мягкими припоями.
Постановка дополнительной детали применяется в том случае, еслиповрежденный участок детали (панели) нельзя восстановить сваркой и правкой. Поврежденнуючасть удаляют ножовкой, ножницами или другим инструментом. Новую частьизготавливают по шаблону и ставят ее на место удаленной, закрепляя заклепками,сваркой, болтами или клеем.
Для кузовов легковых автомобилей наиболее частой неисправностьюявляется коррозионное разрушение. Долговечность деталей кузовов обусловленадвумя взаимосвязанными факторами: наработкой (пробегом) и календарным срокомслужбы (рис. 1.2.4). По долговечности детали кузова можно разделить на двегруппы: первая (/) передние и задние крылья, нижние части арок (брызговиков,задних колес, крайние части щита передка; вторая (2) — передние и задниепанели, детали пола багажника и салона. Различие в ресурсах указанных группсоставляет около 3 лет и 50 тыс. км пробега.
/>
Рис. 1.2.4 Периоды разрушения кузова автомобилей ВАЗ
Разрушение деталей первой группы ухудшает внешний вид кузова, невызывая изменения его прочностных характеристик. К моменту коррозионных разрушенийдеталей второй группы снижается жесткость и накапливаются усталостныеразрушения в наиболее нагруженных деталях кузовов, к числу которых, например,относятся стойки боковин кузова, лонжероны.
Практика показывает, что любую деталь первой группы менять полностью(в сборе) нецелесообразно, так как места сварки к моменту разрушения деталейвторой группы будут также разрушены. Коррозионное разрушение деталей первойгруппы, как правило, носит местный характер — повреждены небольшие зоны. Ихремонт возможен и целесообразен термопластическими массами, эпоксиднымисоставами, мягкими припоями.
Для восстановления больших зон разрушения в настоящее времяширокое распространение получает так называемый панельный метод ремонта. Поврежденныйкоррозией, а иногда и при аварии участок кузова удаляют, а на его местоустанавливают аналогичную ремонтную деталь (панель), поставляемую в запасныечасти или оказавшуюся целой при аварии другого автомобиля.
Ресурс деталей первой группы, восстанавливаемых указаннымиспособами, продлевается до ресурса второй, и при этом становится экономическиоправданным обновление всех деталей кузова.
Восстановление кузовов, поврежденных при аварии, состоит в вытяжкеправке и ремонте деформированных участков с заключительным контролем правильностигеометрических параметров кузова в целом и его подрамника. Для этих целейсуществует стенд модели Р620, на раму которого крепят автомобиль и специальнымиприспособлениями для ручной и гидравлической правки выполняют работы по вытяжкеи правке кузова.
Приемы ремонта металлических кузовов грузовых автомобилейаналогичны приемам ремонта кабин и оперения. Толщина металла кузова значительнобольше толщины металла оперения, поэтому облегчаются сварочные работы, но затрудняетсяправка.
Сварочные работы обычно выполняют электродуговой сваркой, а правкуведут с предварительным подогревом места правки до 600-650С.
Ремонт кузовов неразрывно связан с окрасочными работами. Грунтовкук эмали в условиях ЛТП наносят краскораспылителями. Наибольшее распространение получилопневматическое распыление под давлением воздуха 0.3—0.7 МПа. Этот традиционныйспособ не требует специального оборудования, но обладает существенныминедостатками. Для качественного распыления краска должна быть малой вязкости,что достигается добавлением значительного объема растворителя. При высыханиикраски растворитель улетучивается, образуя между частицами пигмента поры, чтоснижает декоративные и особенно, защитные свойства покрытия.
Более прогрессивным способом окраски является нанесение эмалей снизким содержанием растворителя, но нагретых до 50—70 °С. При этом давлениевоздуха можно снизить до 0,15 МПа, на 25% уменьшается расход краски, можнонаносить более толстые слои покрытий без потеков покрытия обладают высокимблеском и большей плотностью, так как содержание в них растворителя минимально.
1.3 Неисправностиобъекта исследования, причины их возникновения, формы проявления и способы ихобнаружения с помощью современных средств диагностики
Амортизаторыи подвеска. Стенды для проверки амортизаторов и подвески
Амортизаторынаряду с другими системами и агрегатами оказывают существенное влияние набезопасность движения. Известно, что нарушение требования обеспечения надежногоконтакта колеса с опорной поверхностью, особенно при высоких скоростях движенияавтомобиля, приводит к снижению предельно допустимой скорости движения поусловиям безопасности при повороте на 10…15 % и увеличению тормозного пути на5…10 %.
Неисправныеамортизаторы приводят к нестабильному и неравномерному освещению дороги, атакже ослеплению встречных водителей автомобилей. Переднеприводной автомобиль самортизаторами, изношенными на 50 % при движении с постоянной скоростью надороге, покрытой слоем воды в 6 мм, может начать аквапланирование при скоростина 10% ниже, чем скорость такого же автомобиля, но с исправными амортизаторами.
В настоящеевремя амортизаторы по влиянию на безопасность движения ставят в один ряд стакими элементами и системами активной безопасности автомобиля, как шины,тормозные системы и рулевое управление. Причем при техническом обслуживанииавтомобиля должного внимания техническому состоянию амортизаторов, как правило,не уделяется.
Износ истарение деталей амортизаторов происходит медленно, вследствие чего постепенноснижается и эффективность. Водитель не чувствует резких изменений в поведенииавтомобиля, привыкая к постепенному ухудшению его характеристик. В связи с этимв процессе эксплуатации автомобиля весьма актуальным является периодическоедиагностирование амортизаторов и оценка эффективности их работы.
Для оценкисостояния подвески (в первую очередь, амортизаторов) автомобиля в процессеэксплуатации применяются стенды имитирующие движение автомобиля по неровностям.Их действие основано на моделировании резонанса в подвеске автомобиля, которыйвозникает в результате воздействия внешней силы от неровностей опорнойповерхности. При этом частота подвески оказывается близкой к частоте свободныхколебаний неподрессоренной массы. При резонансе амплитуды и ускорениявынужденных колебаний масс резко возрастают, их уровень зависит от качества(технического состояния) амортизаторов. Стенд для проверки амортизаторовпредставляет собой две площадки, на которых устанавливается автомобильпоследовательно передними и задними колесами. Каждая из площадок 2 (рис.1.3.1)снабжена встроенными датчиками для измерения как статической, так идинамической нагрузки на колеса автомобиля. Колебания площадок производятся спомощью эксцентрика 6 электродвигателя 3 и рычага 5.
/>
Рис.1.3.1Схема стенда для проверки амортизаторов:
1 – колесоавтомобиля; 2 – площадка; 3 – электродвигатель; 4 – маховик; 5 – рычаг; 6 –эксцентрик
Приподключении стенда платформы начинают совершать вертикальные колебания сразличными для выпускаемых стендов амплитудой (6, 7,5 или 9 мм) и частотойвозбуждения, изменяющейся от максимальной (16 или 23 Гц), которая выше, чемрезонансная частота колебаний неподрессоренной массы, до нулевой (приотключении стенда). За счет пружин малой жесткости в приводе стендаобеспечивается постоянный контакт колес автомобиля с платформами.
Придостижении максимальной частоты источник питания электродвигателей отключается,и система начинает совершать свободные затухающие колебания. При приближениичастоты собственных колебаний неподрессоренной массы к области высокочастотногорезонанса происходит увеличение амплитуды колебаний, чем оно значительнее, темхуже работает амортизатор.
Колебательныйпроцесс при работе стенда автоматически обрабатывается и заносится в память компьютера,а по окончании измерений отдельно для подвески каждого колеса автомобиляраспечатываются результаты проверки.
Оценкасостояния подвески автомобиля производится по методу EUSAMA (Европейскаякомиссия по стандартизации вибрационных методов испытаний в машиностроении) взоне высокочастотного резонанса посредством измерения изменяющейся приколебаниях платформы силы воздействия колеса на измерительную площадку.
Стенды дляпроверки амортизаторов, например фирмы Маха (серии FVT) могут бытьпредназначены для линейного поста, при этом заезжать на площадку нужно строгопо продольной оси (рис.). Рычаги привода таких стендов качаются вокруг оси.Другая серия – SA, этой же фирмы благодаря параллелограммному рычагу подплощадкой, позволяет площадке перемещать вверх и вниз в горизонтальнойплоскости. Благодаря этому автомобиль может заезжать на площадку под любымуглом, что позволяет более оптимально использовать площади, где производитсяпроверка подвесок.
Методыдиагностики амортизаторов и подвески
В практике диагностированияамортизаторов и подвески применяются метод измерения сцепления колес с дорогойи метод измерения амплитуды.
Методдиагностирования по сцеплению колес с дорогой представлен на рис. 1.3.2
/>
Рис. 1.3.2Метод диагностирования амортизаторов по сцеплению колес с дорогой
Базаколебаний при этом методе в нижней части жесткая и подпружинена только вверхней части. Технология проверки амортизаторов и подвески при методесцепления колес с дорогой заключается в следующем. Сначала проверяемое колесоавтомобиля устанавливается точно по середине площадки амортизаторного стенда. Всостоянии покоя измеряется статический вес колеса. С помощью электродвигателяосуществляется периодическое возбуждение колебаний с частотой 25 Гц, при этомизмерительная плата перемещается как жесткое звено. Получившийся в результатединамический вес колеса (вес на плате при частоте колебаний 25 Гц) сравниваетсясо статическим весом, путем деления первого на второе.
Примеррасчета: пусть статический вес колеса при 0 Гц = 500 кг, динамический вес при25 Гц =250 кг.
Тогдазначениедобротности амортизатора и подвески (в процентах) по методусцепления колес с дорогой составит:
(250/500)*100=50%
Состояниеамортизаторов характеризуется следующими соотношениями:
хорошее — неменее 70% (для спортивной подвески не менее 90%);
слабое — от40% до 70% (от 70% до 90%);
дефектное —менее 40% (от 40% до 70%).
Результатыоценки состояния амортизаторов в процентах не должны отличаться более чем на25% друг от друга.
Обработкарезультатов в процентах базируется на эмпирических значениях, которые былиполучены при помощи серийных исследований автомобилей различных производителей.При этом предполагается, что у среднего автомобиля жесткость амортизаторов, какправило, увеличивается с увеличением нагрузки на ось.
Недостаткомметода является то, что данные измерений зависят от давления воздуха в шинедиагностируемого автомобиля, при диагностировании обязательно расположениеколеса точно посредине площадки амортизаторного стенда. Кроме этого приложениепостоянных внешних сил, боковых сил (напряжение) оказывает влияние на боковоеперемещение автомобиля, что сказывается на результатах тестирования.
Принципдиагностирования по методу измерения амплитуды применяемый на оборудовании фирм«Боге» и «Маха» — более прогрессивный и представлен на рис. Площадка стенда,подвешенная на гибком торсионе, база колебаний при этом методе подпружинена какв верхней, так и нижней части, что позволяет измерять не только вес, но иамплитуду колебаний на рабочих частотах.
/>
Рис.1.3.3Метод диагностирования амортизаторов по амплитудным колебаниям
Технологияпроверки амортизаторов и подвески при методе измерения амплитуды заключается вследующем. На колесо автомобиля, установленное на площадку стенда, производитсявозбуждение колебаний измерительной платы с частотой 16 Гц и амплитудой 7,5..9мм. После включения электродвигателя стенда колесо автомобиля колеблетсяотносительно покоящихся масс автомобиля, частота колебаний увеличивается додостижения резонансной частоты (обычно 6 …8 Гц).
Послепрохождения точки резонанса принудительное возбуждение колебаний прекращается,выключением электродвигателей стенда. При этом частота колебаний увеличиваетсяи пересечет точку резонанса. В этой точке достигается максимальный ходподвески. С увеличением частоты амплитуда также увеличивается и при этомосуществляется измерение частотной амплитуды амортизатора.
Амплитудаколебаний (рис.1.3.4) определяется по движению следующей за колесом проверочнойплиты и регистрируется при помощи электроники.
/>
Рис.1.3.4Амплитуда колебаний амортизатора
При этомизмеряется максимальное отклонение (максимальная амплитуда колебаний), онопересчитывается и показывается на экране монитора раздельно для левого иправого амортизатора. По графику колебаний на экране монитора можно оценитьэффективность амортизаторов, даже не зная параметров, заложенных изготовителем:чем меньше амплитуда резонанса на графике, тем лучше работает амортизатор.
Измеренныедля каждого колеса на резонансной частоте значения амплитуды колебанийвыводятся в мм. Кроме этого для обоих амортизаторов одной оси выводятсяразности длин в процентах. Благодаря этому возможно судить о взаимном влиянииобоих амортизаторов одной оси.
Состояниеамортизаторов по амплитудному показателю определяется следующим образом:
хорошее –11…85 мм (для веса задней оси до 400 кг – 11…75мм);
плохое –менее 11 мм;
изношенное– более 85 мм (для веса задней оси до 400 кг – более 75 мм). Разница ходаколес не должна превышать 15 мм.
Стенды дляпроверки амортизаторов, например фирмы «Маха», могут производить поиск шумовподвески. В этом режиме оператор может сам задавать частоту вращения ротора (от0 до 50 Гц). Без режима поиска шумов источник шума необходимо искать за долисекунды, пока затухают колебания подвески.
Электрогидравлическийдетектор зазоров ходовой части
Стенд(детектор) предназначен для обнаружения дефектов и зазоров в шарнирныхсоединениях, сайлент-блоках, креплении амортизаторов ходовой части легковых игрузовых автомобилей, а также выявить места возникновения разных постороннихстуков и скрипов.
Стендпредставляет собой одну или две стационарно установленных платформы состоящихиз неподвижных плит с антифрикционными наладками и подвижных площадок,перемещаемых вокруг угловой оси штоков цилиндра (рис. 1.3.5).
/>
Рис. 1.3.5 Детекторлюфтов
Площадки, накоторых устанавливаются колеса автомобиля, передают в зависимости от моделистенда поперечные, поперечно-продольные или поперечно-продольные и диагональные(по диагонали 45°) колебания, с частотой примерно одно движение в секунду,создавая на колесах имитацию движения по неровностям дороги. Ход площадок водном направлении, в зависимости от модели стенда составляет 40…150мм.
Контрольсоединений осуществляется визуально с помощью подсветки, вмонтированной впереносной пульт управления (рис.1.3.6). Управление площадками производитсякнопкой, размещенной на переносном пульте управления.
/>
Рис.1.3.6 Пультуправления подвижными площадками 1- встроенный фонарь; 2 — выключатель фонаря;3 — выключатель подвижных площадок.
Стенд можетбыть монтироваться на смотровой яме, эстакаде, подъемнике (в двух исполнениях—сзаглублением либо установкой на поверхности).
Стенд длядиагностики ходовой части автомобиля.
0 685 000270
/>
Шкафуправления, оснащенный IBM совместимым компьютером, 17" монитором ицветным принтером управляет несколькими приборами, например, газоанализатором,прибором диагностики блоков управления, дымомером, модулем измерения характеристикдвигателя.Линия проверки технического состояния автомобиля может быть по выборуразукомплектована на отдельные комплектные и диагностические стенды, какнапример, тестер увода, тестер подвески, тормозной стенд, газоанализатор(бензин/дизель), сканер для диагностики блоков управления.
/>
/>
Объемпоставки (комплектуется индивидуально):Блок управления и индикации О 685 000270IBM-совместимый ПК Операционное программное обеспечение Дистанционноеуправление) Тестер увода колес 0 986 400 P50Тестер подвески колес с устройствомвзвешивания 0 986 400 P40Комплект тормозных барабанов для нешипованной резины 1687034595или в качестве альтернативы Комплект тормозных барабанов дляшипованной резины 1 687 034 599Комплект панелей перекрытия для тормозныхбарабанов 1 685519861Струйный принтер, PDR217 0 684 412 218Клавиатура (русская)168702239517" монитор (по желанию) 1 687023288ПО русифицированоПриотсутствии в комплекте тестера подвески рекомендуется использовать тормозныебарабаны с весами 1 687 034 604.
Техническиехарактеристики:
Допустимаянагрузка на ось, т 2,0
Допустимаянагрузка на колесо, т 1,0
Мощностьподключения, кВт 5,5Подключение к сети 3-х фазный ток
Напряжение, В400Частота, Гц 50
Предохранительна входе, АТ 20(25)
Операционнаятемпература, 'С 5-40
Напольныеконструкции оцинкованы
Установкатолько в закрытом помещении!
Тестерподвески:
Макс,нагрузка на ось, т 2,0
Макс,нагрузка на колесо, т 1,0
Значениеизмерения, %, вид 0-100,
Амплитудаколебаний, мм 6 (2 амплитуды)
Частотаколебания, Гц 25
Мощностьэлектродвигателя, кВт 2,5
Длительностьцикла измерения, с -30Масса, кг 330
Тормознойстенд:
Тормозныебарабаны BSA 250Макс, нагрузка на ось, т — 3Макс, сила торможения, кН — 5Рабочая скорость, км/ч — 3.3
Коэфф.-тсцепления влаж/сух — >0,5/>0.7
Диаметрроликов, мм — 200Масса, кг – 370
Устройствоуправления и индикации:
Габариты (В хШ х Г), мм 1340x565x535
Монитор17", разворот на 30«Масса, кг
Тестерувода:Макс,нагрузка на ось, т — 2.5
Макс,нагрузка на колесо, т — 1.25
Значениеизмерения, м/км, вид — -15 до +15,
Разрешение,м/км — 0.1Масса, кг —
Прибор дляанализа геометрии ходовой части автомобиля.
0 986 400A07
/>
Новое изделиеот фирмы Бош — магнитные держатели FWA 007 — предназначены для монтажаизмерительных датчиков при анализе геометрии ходовой части автомобиля на стендеFWA. Устанавливаются бесступенчато и размеры обода не имеют значения.
Объемпоставки:
Магнитныедержатели со встроенными спойлер-адаптерами — 4 шт.
Каждыйдержатель имеет 2 уровня, 4 магнита и 4 распорки для колес с углубленнымигайками крепления колеса.
Стенд дляопределения коэффициента сцепления колеса с дорогой.
1 689 979901
/>
Общиесведения:
· СтендSDL 210 является самостоятельным тестером подвески легковых автомобилей,работающим по методу EUSAMA (определение коэффициента сцепления колеса сдорогой по соотношению сил давления колеса на опору в состоянии покоя и приколебаниях с частотой 25 Гц).
· Максимальнаянагрузка на ось тестируемого автомобиля – 2 т.
· Максимальнаястатическая нагрузка (при проезде через стенд) – 4 т.
· Результатыизмерений выводятся на цифровой индикатор.
· Коммутацияс персональным компьютером через стандартный интерфейс (RS-232).
· Возможностьдооснащения тормозными роликами и тестером увода до SDL 260.
Дополнительноеоборудование:
· дистанционноеуправление;
· принтер
Стенды анализа геометрии ходовой части — FWA 510/515
/>0 986 400 АОО/А01
/>
Укомплектован8-ми сенсорными измерительными датчиками с собственным индикатором и электроннымватерпасом, шкафом, фиксатором рулевого колеса и тормозов, PC, включаяклавиатуру, стандартное программное обеспечение
Функциональныеособенности:
· Диапозонизмерений измерительных датчиков +24°
· Длястандартной измерительной программы не требуются поворотные платы
· Регулировкавозможна при помощи анимационных графиков (опция)
· ВерсияFWA 510 — кабельное соединение
· ВерсияFWA 515 — с радиоуправлением
Техническиеданные:КомпьютерCeleron 1 ГГцЖесткий диск 20 ГБ, 64 МБ48xCD, Интерфейс RS 232USB интерфейсПО — WindowsЗажимное устройство для колес 10-21»Габариты, вкл. монитор (В х Ш хГ): 1600x900x600 мм
/>
Проверкаколес и шин.
Проверить маркировкушин и соответствие их установки конструкции, размеру и допустимой нагрузке.
Шины,установленные на автомобиле должны соответствовать «Правилам эксплуатацииавтомобильных шин» или рекомендации завода-изготовителя. Комплектование автомобилейшинами производится по размеру, модели, норме слойности (индексугрузоподъемности), типу рисунка протектора. На транспортное средстворекомендуется устанавливать шины (в том числе запасную) одного размера, одной моделии конструкции (диагональной, радиальной, камерной, бескамерной и других), содинаковым рисунком протектора. На каждую шину при изготовлении наноситсяследующая маркировка, например, 165/80R13 МИ-16-1 Steel Radial S 82 TubelessГОСТ 4754 106 051072 Made in Belarus):
— 165/80R13условное обозначение основных размеров и конструкции каркаса шины. Для шинрадиальной конструкции ставится буквенный индекс R, для шин диагональнойконструкции буквенный индекс не ставится. 165 – обозначение номинальной шириныпрофиля шины в миллиметрах, 80 – серия (номинальное отношение высоты профиля кего ширине в процентах), R – буквенный индекс радиальной шины, 13 – обозначениепосадочного диаметра шины, соответствующее номинальному диаметру обода вдюймах;
— МИ-16-1 –торговая марка (модель шины), где МИ — условное обозначение разработчика шины,16-1 — порядковый номер разработки;
— Steel –металлокорд в брекере;
— Radial –радиальная шина;
— S – индекскатегории скорости;
— 82 – индекснесущей способности нагрузки;
— Tubeless –бескамерная шина;
— ГОСТ 4754 –обозначение стандарта по которому производится шина;
— 106 – датаизготовления (10 -порядковый номер недели с начала года, 6 — последняя цифрагода изготовления 1996 г.);
— 051072 –порядковый номер шины;
— страна-изготовитель на английском языке (Made in Belarus — страна-изготовитель).
Проверитьсостояние шин.
Визуальноосмотреть колеса и шины.
Шины недолжны иметь:
— местныхповреждений (пробоев, порезов, разрывов), обнажающих корд;
— расслоенийкаркаса;
— отслоенияпротектора и боковины;
— инородныхпредметов между сдвоенными колесами.
Транспортноесредство должно быть укомплектовано шинами в соответствии с требованиямируководства по эксплуатации или «Правилами эксплуатации автомобильных шин».
Транспортное средствоне соответствует техническим требованиям, если обнаружены:
— установкашин не рекомендованных размеров и конструкций;
— установкана одну ось автобусов, легковых автомобилей, прицепов и полуприцепов к ним шинразличных размеров, конструкций (радиальной, диагональной, камерной,бескамерной), моделей с различными рисунками протектора, ошипованных инеошипованных, морозостойких и неморозостойких;
— установкана одну ось грузовых автомобилей, прицепов и полуприцепов к ним шин различныхразмеров, конструкций (радиальной, диагональной, камерной, бескамерной), сразличными типами рисунков протектора, ошипованных и неошипованных,морозостойких и неморозостойких;
— несоответствие давления воздуха установленным нормам или невозможность замерадавления из-за наличия заглушек или неисправности вентиля;
— заменазолотников заглушками, пробками и другими приспособлениями;
- отсутствиеколпачков на вентилях шин.
Проверитьсостояние дисков и ободьев колес и наличие элементов их крепления.
Транспортноесредство не соответствует техническим требованиям, если обнаружены:
— отсутствиехотя бы одного болта или гайки крепления дисков и ободьев колес, а такжеослабления их затяжки;
— видимыенарушения формы и размеров отверстий в дисках колес под детали крепления;
— деформированные ободья;
— наличиетрещин на дисках и ободьях
Измеритьвысоту рисунка протектора.
Высотарисунка протектора шин определяется на участке беговой дорожки, ограниченнойпрямоугольником со сторонами, размеры которых должны быть не менее половиныширины беговой дорожки и 1/6 длины ее окружности (1/6 длины окружности равнадлине дуги, хорда которой равна радиусу). Измерение высоты рисунка протекторане должно производиться в местах расположения уступов у основания элементоврисунка протектора и полумостиков в зоне пересечения канавок.
Для шинимеющих сплошное ребро по центру беговой дорожки, измерение высоты рисункапроизводится по краям этого ребра.
Для шинповышенной проходимости измерение высоты рисунка производится междугрунтозацепами по центру или в местах наименее удаленных от центра беговой дорожки.
Высотарисунка протектора должна быть не менее:
– для шинлегковых автомобилей 1,6 мм;
– для шингрузовых автомобилей 1,0 мм;
– для шинавтобусов 2,0 мм;
– для шин наприцепах и полуприцепах такая же, как и для шин автомобилей, с которыми ониработают. На шинах с индикаторами износа предельно допустимая высота рисункаопределяется по состоянию индикаторов. Шина считается непригодной кэксплуатации, если появился индикатор износа, расположенный по дну канавкипротектора при равномерном износе или два индикатора в каждом из двух сечений –при неравномерном износе беговой дорожки.
Проверить наличиеи крепление запасного колеса.
Кронштейны идетали запасного колес не должны иметь видимых механических повреждений.Запасное колесо должно крепиться надежно, крепление не должно быть ослаблено.Размер, модель, конструкция и рисунок протектора запасного колеса должнысоответствовать шинам, установленным на транспортном средстве.
На шине запасногоколеса не должно быть не отремонтированных местных повреждений (пробоин,порезов, сквозных и несквозных, местных расслоений протектора). На вентилидолжны быть установлены колпачки. Высота рисунка протектора шины запасногоколеса должна соответствовать техническим требованиям.
Маркировка шин.
Новые шины должны нетолько нравиться, но и подходить автомобилю по своим характеристиками особенностям эксплуатации. Поэтому на шине присутствует маркировка,дающая представление о размере шины, грузоподъемности,максимальной скорости и др.
Прежде всего, давайте разберемся с размерамишин. Если шине стоит маркировка: 195/70 R 14, то:
195 — ширина профиля баллона,
70 — отношение высоты профиляк его ширине с %. Здесь оно равно 70 %. Если это соотношение не указано, значитоно равно 80-82%. Начиная с 80% и ниже этот показатель обязательно входит вобозначение шины. Чем меньше это соотношение, тем шире шина и тем «приземистее»и динамичнее автомобиль, но все это хорошо только на сухих дорогах с идеальнымпокрытием. На российских дорогах рекомендуется использовать шины с соотношением70-80%, и даже ценители не рискуют использовать шины с показателем меньше 65.
R — обозначение радиальнойшины. Существую также диагональные шины, но радиальная резинаболее популярна.
14 — монтажный размер обода(посадочный диаметр) в дюймах.
После размеров на шине указывают индексыгрузоподъемности и скорости. Выглядеть это может, к примеру, как 78Р, где 78 — индекс грузоподъемности, а P — индекс скорости. Ниже приведены таблицы, в которых указываетсямаксимально допустимая грузоподъемность и скорость для каждого значения индексов.
Значения индекса грузоподъемности (длянечетных индексов используйте среднее арифметическое двух соседних):
ИГ
60
62
64
66
68
70
72
74
кгс 250 265 280 300 315 335 355 375
ИГ
76
78
80
82
84
86
88
90
кгс 400 425 450 475 500 530 560 600
Индекс скорости шин:
ИС
I
K
L
M
N
P
Q
макс. скорость 100 110 120 130 140 150 160
ИС
R
S
T
H
V
VR
ZR
макс. скорость 170 180 190 210 240 210-240 >240
Далееуказываются прочие характеристики шины. Так, если послеразмеров и индексов стоит надпись: «Steel Radial Tubeless», тоSteel Radial означает, что это радиальная шина сметаллическим кордом, а слово Tubeless укажет на бескамернуюрезину.
Если Выпокупаете шины с направленным рисунком протектора, то направлениевращения будет указано стрелкой. Словом OUTSIDE нанаправленной резине обозначается наружная сторона — для правильной установки.
Кроме того, нашинах указываются стандарты качества (буква «Е» в кружочке — европейский стандарт, «DOT» — американский), назначение шин(M+S, M&S — «грязь + снег» — зимние и универсальные шины, AW, AS — «любая погода», «любой сезон» — всесезонная резина).
Некоторыепроизводители вместо букв используют символы-рисунки: солнце, дождь, снежинка.
В Руководствепо эксплуатации каждой модели автомобиля обязательно указаны допустимыек применению размеры шин и колес, поэтому лучше всего при выборе шинруководствоваться рекомендованными производителем параметрами.
/>
1. национальныйзнак соответствия шины, сертифицированной на соответствие требованиямгосударственного стандарта;
2. обозначение,указывающее, что шина соответствует Правилам ЕЭК ООН. Число — номер страны,выдавшей сертификат соответствия;
3. обозначениеALL SEASON для шине всесе-зонным рисунком протектора;
4. названиестраны-изготовителя на английском языке;
5. символ,обозначающий место расположения индикаторов износа (выступов на дне канавокпротектора). При износе протектора до глубины расположения указателей эксплуатациюшины необходимо прекратить;
6. обозначениеномера технических условий для шин, выпускаемых по ГОСТ;
7. обозначениеRADIAL для шин радиальной конструкции. Может не указываться;
8. торговаямарка;
9. обозначениешины;
10. датаизготовления (две последние цифры — год изготовления);
11. индекс«С», указывающий, что шина предназначена для легких грузовиков и автобусовособо малой вместимости и подлежит сертификации в соответствии с Правилом № 54ЕЭК ООН;
12. индексгрузоподъемности;
13. индексскорости;
14. обозначениеSTEEL для шин с металлокордным брекером. Обозначение ALL STEEL имеют шины сметаллокордным бреке-ром и каркасом.
15. направлениевращения шины (для шин с направленным рисунком протектора);
16. обозначениеOUTSIDE (наружная сторона) для шин с направленным рисунком протектора;
17. обозначениеM+S или M&S (грязь + снег) для шин с зимним рисунком протектора;
18. обозначениеREINFORCED для усиленных шин. Может также встречаться обозначение REGROOVABLE — на шинах, имеющих возможность углубления рисунка протектора нарезкой;
19. обозначениеTUBELESS для бескамерных шин. Камерные шины обозначаются TUBE TYRE. Приотсутствии обозначения шину следует считать камерной;
20. обозначениеномера технических условий для шин, выпускаемых по ТУ (без года утверждения);
21. товарныйзнак предприятия-изготовителя;
22. модельшины (условное обозначение шины, присваиваемое разработчиком).
1.4 Режимыи технология технического обслуживания объекта исследования
Подвеска Toyota Corolla
Предварительныепроверки
1. Проверьтевеличину износа шин и давление в шинах. В зависимости от комплектации, условийэксплуатации и качества установленных шин давление в шинах в холодном состоянии2,2 — 2,6 кПа
2. Проверьтеосевой зазор подшипников ступиц.
3. Проверьтебиение колеса. Биение менее 3,0 мм
4. Проверьтенадежность крепления деталей подвески.
5. Проверьтесостояние рулевых тяг.
6. Проверьтеправильность работы амортизаторов.
7. Измерьтеустановочную высоту автомобиля:
/>
/>
Примечание:
Передняя подвеска: измерьте расстояниеот земли до центра переднего болта крепления нижнего рычага подвески. Задняя подвеска:измерьте расстояние от земли до центра болта крепления продольного рычага. Передпроведением проверки регулировки углов установки колес, необходимоотрегулировать установочную высоту в соответствии с установленными нормами.Если величина установочной высоты не соответствует нормам, то следуетпопытаться скорректировать ее, нажимая на кузов вниз или приподнимая кузоввверх.
Установочнаявысота моделей до 95 г.
Размер шин
Передняя подвеска
Задняя подвеска
175/70R1382S175/70R13 82H175/65R14 82H
185 мм
245 mm
185/65R14 85H
190 мм
250 mm
175/70R1382S, 82Н (Усиленная подвеска)
206 mm
266 mm
Регулировка углов установки переднихколес
Проверка и регулировка схождения.
Проверьте величину схождения. Если онане соответствует заданным условиям, то произведите регулировку.
Схождение при проверке:
А + B = 0,1° ± 0,2° C-D=1 ± 2мм
/>
Для регулировки:
1. Снимитехомуты чехлов
2. Ослабьтеконтргайки наконечников рулевых тяг
3. Отрегулируйтевеличину схождения путем поворота левого и правого наконечников рулевых тяг наодинаковое число оборотов. Cхождение при регулировке:
A + В = 0,1° ± 0,1° C-D= 1 ± 1 мм
/>
Примечание: убедитесь в том, что длины правой и левой тяг одинаковы. Разницадлин тяг менее 1мм.
4. Затянитеконтргайки наконечников рулевых тяг. Момент затяжки 56 Н-м.
5. Установитена место чехлы и закрепите их хомутами.
Проверкауглов поворота колес
Модели с усиленной подвеской: Внутреннееколесо: 40°00' ± 2°Внешнее колесо: 34°00' ± 2°
Остальные модели: Внутреннее колесо:39°05' ± 2°Внешнее колесо: 33°00' ± 2°
/>
1.5 Особенноститекущего ремонта объекта исследования и специфика применяемого при этомтехнологического оборудованияОсновные неисправности в подвеске и их устранениеПричина поломки Устранение или предотвращение Шум и стук в подвеске при движении автомобиля Неисправность амортизаторов Отремонтировать амортизаторы Ослабление затяжки болтов, крепящих штангу стабилизатора поперечной устойчивости на лонжеронах кузова или на нижних рычагах подвески Проверить состояние резиновых подушек, затем подтянуть болты и гайки крепления штанги, при износе резиновых подушек заменить их Износ резино-металлических шарниров рычагов подвески Снять и заменить шарниры Ослабление крепления амортизаторов или износ резиновых втулок проушин амортизаторов Затянуть болты и гайки крепления амортизаторов, заменить резино-металлические втулки в проушине амортизатора Износ деталей шаровых опор подвески Заменить шаровые опоры в комплекте Износ или повышенный зазор в подшипниках колес Снять колесо, ступицу с тормозным диском, проверить техническое состояние подшипников, при необходимости заменить их и отрегулировать зазор Деформация кронштейна буфера хода сжатия и стойки передней части кузова Выправить кронштейн истойку Деформация полки усилителя верхнего рычага подвески Заменить рычаг Полный износ резиновых втулок верхних или нижних рычагов Изношенные втулки заменить Отсутствие смазки в шарнирах стойки Смазать шарниры Не поддаются регулировке углы установки передних колёс Деформация оси нижнего рычага Заменить ось Деформация поперечины подвески в зоне передних болтов крепления осей нижних рычагов Отремонтировать или заменить поперечину Износ резино-металлических шарниров (сайленблоков) рычагов подвески Заменить шарниры (сайленблоки) Увод автомобиля от прямолинейного движения Разное давление воздуха в шинах Проверить и установить нормальное давление в шинах Нарушение углов установки передних колёс Проверить и отрегулировать установку колёс Неправильный зазор в подшипниках передних колёс Отрегулировать зазор Деформация поворотного кулака или рычагов подвески Разобрать подвеску и с помощью специального приспособления проверить кулак и рычаги; в случае большой деформации заменить их Неодинаковая упругость пружин подвески Заменить пружину, потерявшую упругость Неполное растормаживание тормозного механизма колёса Устранить неисправность Значительная разница в износе колёс Заменить изношенные шины Повышенный дисбаланс передних колёс Отбалансировать колёса Нарушение параллельности осей переднего и заднего мостов Проверить положение оси заднего моста по отношению к переднему и устранить причину непараллельности Деформация лонжерона рамы Выправить лонжерон или заменить раму Самовозбуждающееся угловое колебание передних колёс Давление воздуха в шинах не соответствует норме Установить нормальное давление воздуха в шинах Недопустимый зазор в подшипниках ступиц колёс Разобрать, заменить изношенные детали, смазать консистентной смазкой и отрегулировать зазор в подшипниках Не работают амортизаторы Отремонтировать и заправить жидкостью или заменить амортизаторы Ослабление крепления поворотного кулака или его деформация Подтянуть крепления кулака, при его деформации заменить поворотный кулак Нарушение углов установки передних колёс Проверить и отрегулировать углы развала, продольного наклона оси поворота и схождение колёс Износ резино-металлических шарниров (сайленблоков) рычагов подвески Заменить сайленблоки Большой дисбаланс колёс Проверить и отбалансировать колёса Износ шаровых опор Заменить опоры Вмятины и трещины на кромках, прорезы корпуса шаровой опоры от ударов пальца Увеличенный динамический ход рычагов подвески вследствие деформации кронштейна буфера сжатия Отремонтировать кронштейн и стойку Вертикальные колебания передних колёс (жёсткие удары) Большой дисбаланс колёс Проверить и отбалансировать колёса Осадка пружин подвески Заменить пружины новыми Не работают амортизаторы Отремонтировать или заменить амортизаторы Не работает стабилизатор поперечной устойчивости Проверить состояние резиновых подушек стабилизатора, при износе заменить; затянуть болты и гайки крепления штанги Увеличенный зазор в верхней шаровой опоре. Растрескивание корпуса нижней шаровой опоры Повышенный износ трущихся деталей шаровой опоры в результате её загрязнения из-за негерметичности или повреждения пыльника Заменить шаровую опору и защитный чехол (пыльник) Боковой крен ненагруженного автомобиля (разность высоты фар более 25 мм) Осадка или поломка пружины (рессоры). Оседание резиновой втулки сайленблока или деформация нижнего рычага Выявить дефектную деталь и заменить новой Проседание передней части автомобиля Поломаны листы торсионов или пружины передней подвески Заменить поломанные детали Замена амортизаторов наяпонском автомобиле
Исправно работающая подвеска — залог нетолько комфорта при движении на автомобиле, но еще и один из основных аспектовбезопасности. Неисправные амортизаторы могут привести к порче и повышенномуизносу основных деталей подвески и рулевого управления. Как следствие, машинатеряет устойчивость на дороге и становится просто небезопасна в эксплуатации.
На наших ухабах в первую очередь выходятиз строя амортизаторы. Особенно это заметно на ямах и стыках дорожного полотна:новая машина «глотает» ямы, но по мере ухудшениия работы амортизаторов трещины,стыки и ямы воспринимаются более болезненно, все внутренности машиныперетряхивает. Это признак того, что пора «лечить» вашего друга.
Первым делом необходимо провеститщательный осмотр деталей подвески. Для этого поднимаем машину. Желательно,чтобы оба колеса на оси были в воздухе — это позволит более точно определить,где появился ненужный люфт. Прежде чем залезть под машину, установите страхующиеупоры, чтобы машина надежно стояла на полу. Если у вас под рукой естьподъемник, то эта процедура значительно упрощается.
Теперь пришло время не спеша приступитьк осмотру подвески. Пока мы не сняли колеса (когда машина стояла на полу, мытолько сорвали колесные гайки, чтобы потом легко их открутить), проверяемналичие люфтов в подвеске. Резкими движениями качаем колесо вокруг вертикальнойоси; если определяется стук (его не обязательно слышно, это надо почувствоватьруками) — значит, появились паразитные зазоры в рулевом управлении. Их устранение- тема для другой статьи.
Покачаем колесо в горизонтальнойплоскости, тут мы можем оценить состояние нижней и верхней шаровых опор. Уподвески системы Макферсон боковая нагрузка при поворотах передается на шток амортизатора,и со временем разбивается бронзовая направляющая втулка в колбе. Проявляетсяэто как стук и увод автомобиля на неровностях дороги. Хотя в Макферсоне нетверхней шаровой опоры, ее функцию выполняет верхняя чашка амортизаторнойстойки, которая тоже подвергается износу.
Если ступичные подшипники изношены, мытоже можем это определить, покачивая колесо, но с меньшей амплитудой. Теперь,определившись со стуком, снимаем колесо и внимательно осматриваем нашуподвеску. Раз уж мы решили менять амортизаторы, давайте определим, что нампонадобиться для замены.
1. Смотримна пыльник: если целый и без трещин — нам повезло; нет — надо купить новый.
2. Отбойник:при частых пробоях подвески все удары приходятся на отбойник. Смотрим: еслиживой — хорошо, мертвый — покупать новый.
3. Внимательноосматриваем верхнюю чашку. Если появились глубокие радиальные трещины — скореевсего, чашку придется заменить, иначе ее может оборвать во время движения понеровной дороге.
4. Оцениваемсостояние пыльников шаровых соединений и рулевой рейки, внимательно смотрим напыльник ШРУСа (гранаты привода), оцениваем состояние тормозных колодок.
5. Проверяемпо списку, что необходимо докупить.
Если всеготово, приступаем к замене амортизаторов. Демонтаж передней стойки.
1. Отсоединяемот стойки шланги тормозной системы (иногда для этого необходимо отсоединитьшланг от тормозного суппорта, при сборке потребуется прокачка системы) ипровода датчиков ABS, если они есть.
2. Откручиваемболты крепления стойки к ступице. Они затянуты, как правило, очень хорошо, поэтомус обычным рожковым ключом туда лучше не подходить.
3. Отдаемгайки крепления верхней чашки к кузову, они располагаются под капотом.
4. Выводимступицу колеса в максимально наружное положение и вынимаем стойку.
Это будетсделать проще, если вы одновременно открутили противоположную ступицу. Теперь,чтобы не пачкаться сильно, стряхиваем-смываем дорожную грязь и разбираемамортизаторную стойку. Наша задача — добыть пружину и верхнюю поворотную чашку,сам амортизатор, пыльник и отбойник мы ставим новый. Очень часто, особенно намашинах старше пяти лет, пружины необходимо менять вместе с амортизаторами.
Просевшая пружина теряет упругость иплохо работает на неровностях дороги; основная нагрузка падает на кинематикуамортизатора и на отбойник, что приводит к быстрому износу подвески, не говоряуже о том, что теряется клиренс автомобиля.
Проверив верхнюю чашку на предмет люфтаповоротного подшипника (небольшой люфт допустим), приступаем к снятию пружины.Первым делом слегка отдаем центральную гайку, но не откручиваем, так как сжатаяпружина стрельнет! Есть много способов заставить пружину сжаться, мы применимнаиболее надежный и доступный метод — с помощью винтовых стяжек.
После откручиваем центральную гайку иразбираем стойку. Перед установкой пружины на новую стойку все еще развнимательно осматриваем и сравниваем на предмет совместимости. Если все ОК,набиваем новую смазку в подшипник верхней опоры. Защитный пыльник должен бытьцелый; если он «умер», его заменит фетровый диск. Собрав стойку в обратномпорядке, аккуратно устанавливаем ее на место.
После сборки проверьте, чтобы привывороте колеса тормозные шланги не цеплялись за кузов, иначе со временем онипротрутся и может случиться беда. Прикручиваем как следует колеса — и на тест.Не удивляйтесь, если вы не услышите стука амортизаторов, но при этом заметитемного новых более тонких звуков. Так оно и бывает: устраняя основную боль, мыначинаем замечать другие неприятные моменты.Регулировкаразвала-схождения
Наавтомобилях японского производства возможна регулировка только схожденияпередних колёс, а развал не регулируется. Стоит такая процедура недорого изанимает совсем немного времени.
Ну а если нет возможности обратиться кспециалистам, тогда придётся выставить схождение передних колёс самому. Дляэтого заезжаете на эстакаду или яму, ставите колёса прямо и измеряетерасстояние между ободами дисков передних колёс (диски должны быть обязательноровные) спереди и сзади в одной горизонтальной плоскости. Разница этихрасстояний свидетельствует о схождении, либо расхождении колёс. Необходимосделать эти расстояния одинаковыми, либо с небольшой разницей (около 1 мм) всторону схождения.
Для регулировки расконтрогайте одну изрулевых тяг и, удлиняя, либо укорачивая её, добейтесь необходимой точностиположений колёс. Учтите, что длины рулевых тяг должны быть равны по длине междусобой с точностью до 1 мм. Если одну тягу вы удлинили и она стала длиннеедругой, скажем на 2 мм, то укоротите её на 1 мм, и, соответственно удлинитевторую на 1 мм, таким образом, их длины выровняются. Затем законтрогайтерулевые тяги.
Измерять расстояние между дисками колёсможно рулеткой (сложно и неточно), но лучше использовать перископическую трубуили линейку. Измерили — поставили риску, измерили в другом месте — поставилиещё одну риску и расстояние между рисками показывает величину схождения, либорасхождения колёс.
После регулировки необходимо проверитьмашину на ходу. В движении по прямой дороге со скоростью около 60-70 км/ч,проверьте, не уводит ли руль в сторону и нет ли рысканья. Если эти признаки(хотя бы один) присутствуют, значит регулировка не правильная.
Внимание! Если у вас нет возможностипроизводить измерения с точностью до 1 мм, то лучше самим не пытатьсярегулировать схождение, а найти возможность обратиться в автосервис.
Может возникнуть ситуация, когда выправильно отрегулировали схождение колёс, а машина, всё равно, едет не ровно,или, что называется, «жрёт» резину, тогда следует так же обратится всервис. Вполне возможно, что нарушена геометрия колёс, например, после сильнойаварии или попадания колеса в глубокую яму.Самостоятельная диагностика переднейподвески (на примере Toyota Corolla)
Передняяподвеска, а точнее совокупность деталей подвески, трансмиссии и рулевогоуправления, состоит из следующих составных частей, наиболее часто подверженныхвыходу из строя:
1. Амортизаторы;
2. Пружины;
3. Шаровыеопоры;
4. Нижниерычаги с сайлент-блоками;
5. Верхниеопоры подвески с подшипниками;
6. Тягистабилизатора;
7. Опорыстабилизатора;
8. Рулеваярейка;
9. Рулевыетяги;
10. Рулевыенаконечники;
11. Рулевойкарданчик;
12. Подшипникступицы;
13. ШРУС(внешний шарнир).
Прежде чемпроверять детали подвески, следует осмотреть все резиновые чехлы и пыльникиперечисленных деталей. Как правило, деталь, имеющая поврежденный чехол требуетзамены.
Исправный амортизатор не должен иметьподтеков масла, его шток должен иметь гладкую зеркальную поверхность безраковин и царапин, при раскачивании машины не должен издавать звуков, и почтисразу гасить колебания машины. При движении с неисправным амортизатором машинараскачивается, а со стороны кажется, что колесо не катиться по дороге, апрыгает как мячик. Подтеки масла возникают раньше других симптомов и с нимиамортизатор еще может нормально работать некоторое время.
Изношенные (просевшие) пружиныопределяются по низкой посадке машины и невозможности правильно отрегулироватьразвал колес.
Шаровые опоры проверяются покачиваниемнижних рычагов вверх-вниз при помощи монтировки на яме или подъемнике. При этомне должно быть ощутимого люфта.
Сайлент-блоки нижних рычагов не должныиметь люфта при нажатии на них монтировкой, не должны иметь выпученных ипотрескавшихся кусков резины, резина не должна отслаиваться от внутренней иливнешней втулок.
Для проверки шаровых опор и сайлент-блоковполезно на поднятой машине открутить крепление шаровой опоры к нижнему рычагу.После этого, при поворачивании корпуса шаровой опоры руками, он должендвигаться плавно, с усилием и без люфтов. Нижний рычаг в свободном положениидолжен стремиться занять горизонтальное положение, под действием упругостирезины сайлент-блоков.
Неисправные подшипники верхних опорподвески могут иметь люфт при покачивании машины вверх-вниз. Кроме этого вопоре может быть разорвана резиновая часть, но выявить это без снятия опоры невсегда возможно.
Тяги и опоры стабилизатора проверяютсяосмотром и раскачиванием руками с усилием. Все сочленения не должны иметьникаких люфтов.
Рулевая рейка очень редко выходит изстроя, за исключением тех случаев, когда изнашивается направляющая втулка состороны, противоположной водителю. Это можно определить при раскачивании рукамисамой рейки, повернув колеса в сторону расположения руля, взявшись за рейкучерез чехол рулевой тяги.
Рулевые тяги и рулевые наконечникипроверяются либо поворотами руками за колесо, либо поворотами рулявправо-влево, одновременно взявшись рукой за проверяемую деталь. Ни тяги, нинаконечники не должны иметь люфтов.
Неисправный рулевой карданчик может либоиметь люфт, причем иногда довольно большой, либо наоборот – проворачиваться сусилием. Если на Вашей машине рулевой карданчик не имеет никакого чехла иликрышки, рекомендуется подобрать и надеть на него какой-либо чехол. Хорошоподходят чехлы от рулевых тяг, можно подобрать и чехол от отечественногоавтомобиля.
Неисправный подшипник ступицы можетиздавать гул при движении, что проверяется раскручиванием колес на хорошозакрепленном вывешенном автомобиле. Также он может иметь люфт, что проверяетсяраскачиванием колеса руками за его верхнюю точку от себя — к себе.
Неисправный внешний ШРУС издаетхарактерный громкий треск при движении автомобиля с небольшим разгоном в крутомповороте.
Передняя подвеска может иметь и другиенеисправности, здесь описаны лишь наиболее типичные.
1.6 Характеристикии показатели надежности объекта исследования
КЛАССИФИКАЦИЯ И КОНСТРУКЦИЯ ШИН
Шины являются важным и дорогостоящим элементом конструкции автомобиля.В зависимости от грузоподъемности автомобиля, его конструкции и условийэксплуатации на приобретение, обслуживание и ремонт шин приходится 6—15 %себестоимости транспортной работы.
Работы, связанные с монтажом -демонтажем шин, их обслуживанием,ремонтом (подкачкой, балансировкой и т. д.), составляют 3—7% общей трудоемкостиТО и ремонта автомобилей. От 3 до 6 чел. на АТП средней мощности заняты техническойэксплуатацией шин. В зависимости от конструктивных особенностей шин расходтоплива автомобиля может меняться на 4—7 %. Несоблюдение параметровтехнического состояния шин приводит к росту расхода топлива до 15 %, почтивдвое увеличивается вероятность дорожно-транспортных происшествий.
Шина устанавливается на обод и вместе с ним и диском образуетавтомобильное колесо (рис. 1.6.1).
/>
Рис. 1.6.1.Камерная шина грузового автомобиля в сборе с ободом:
1 — каркас; 2— брокер; 3 — протектор; 4 — боковина; 5 — камера; 6 — борт;7 — ободная лента; 8 — обод; 9 — замочное кольцо(разрезное); 10 — бортовое кольцо (перазрезное); О — наружныйдиаметр; (I — посадочный диаметр; В — ширина профиля; Н — высотапрофиля
Основным элементом шины является каркас. Его изготавливают изкордной ткани: текстиля, синтетических волокон, стальной проволоки,стекловолокна и пр. Стоимость каркаса составляет примерно 60 % стоимости шины, апротектора 5 — 7 %. Долговечность каркаса в 2- 3 раза больше, чем протектора, поэтомупри износе протектора шину целесообразно восстановить, наложив (привулканизировав)новый протектор.
В зависимости от назначения различают шины: для легковыхавтомобилей и прицепов к ним, грузовых автомобилей малой грузоподъемности,микроавтобусов; для грузовых автомобилей и прицепов к ним, автобусов,троллейбусов. Рисунок протектора может быть дорожный, универсальный, повышеннойпроходимости, зимний. Последний тип протектора можно оснащать шипами противоскольжения.Применение шин с рисунком протектора, не соответствующим конкретным условиям,приводит к снижению безопасности автомобиля, ресурса шины, увеличению расходатоплива, ухудшению комфортабельности автомобиля. Состав резиновой смесипротектора, его рисунок определяют ресурс шин. В последние годы ведутся работыпо соединению резины с фторопластом, что возможно позволит увеличить ресурсавтомобильных шин в 3 раза.
По конструкции каркаса шины могут быть: диагональные,характеризующиеся диагональным расположением нитей корда в каркасе и брекере;радиальные, характеризующиеся меридиональным расположением нитей корда в каркасеи диагональным в брекере.
По способу герметизации различают шины камерные, в которыхвоздушная полость создается камерой, и бескамерные, в которых воздушная полостьсоздается ободом колеса и покрышкой, имеющей слой герметизирующей резины.
По конфигурации профиля поперечного сечения (отношение Н/В,см. рис. 11.1) шины подразделяются на: обычные (Н/В > 0,89); широкопрофильные(Н/В = 0,9-0,6); низкопрофильные (Н/В =0,88-0,70);сверхнизкопрофильные (0,5Н/В Н/В = 0,5– 0,39); пневмокатки (Н/В = 0,39-0,25).
Дополнительно сверхнизкопрофильные радиальные шины легковыхавтомобилей могут быть представлены сериями 70 и 60, указывающими отношение Н/Вв процентах.
Радиальные шины имеют хорошие характеристики по качению. Их пробегна 25—75 % выше пробега аналогичных диагональных. Они способствуют снижениюрасхода топлива на 3—5 %. Однако радиальное расположение нитей корда каркасаснижает прочность боковой стенки покрышки. В тяжелых дорожных условиях, придвижении по глубокой колее, особенно при пониженном давлении воздуха в шинах,они быстро разрушаются.
Бескамерные шины имеют пробег на 20 % выше по сравнению саналогичными камерными. Это достигается лучшим температурным режимом шины засчет усиленной теплопередачи с шины на обод. Эти шины медленно «теряют» воздухпри проколах, что делает их более безопасными.
У бескамерных шин легко повреждаются уплотнения при неаккуратномвыполнении монтажно-демонтажных работ. Их можно устанавливать только наспециальные герметичные ободья.
Тенденция развития конструкции шин свидетельствует о снижениипрофиля шин, т. е. уменьшении Н/В. Оптимальное отношение Н/В сточки зрения затрат энергии на качение 70—65 %. Снижение сопротивления каченияна 20 % способствует снижению расхода топлива на 2,5—3 %. Низкопрофильныешины более устойчивы на дороге, обеспечивают меньший тормозной путь автомобиля.
Конструктивные особенности шины, ее основные размеры указаны вмаркировке на боковинах (модель, слойность, номер, размер и т. п.).
Модель — условное обозначение разработчика шины и порядковый номерразработки. Например, ИН-251 — совместная разработка НИИШПа и Нижнекамскогошинного завода № 251.
Норма слойности — условное обозначение прочности каркаса.Например, НС-10 для грузовых или 4PR —для шин легковых автомобилей, где цифрапоказывает, какому числу слоев каркаса из текстильного корда эквивалентна прочностькаркаса данной модели шины. На современных моделях шин с учетом международныхтребований норма слойности заменена индексом грузоподъемности, например, 75,88, 92 и др.
Заводской номер шины, например, ЯIII85 153624 означает следующее: Я —изготовлено на Ярославском шинном заводе; III85 — изготовлено в марте 1985 г.,153624 — порядковый номер шины. На шинах современных моделей измененапоследовательность обозначения. Вместо месяца указывается порядковый номернедели в году, а сам год представлен одной цифрой. Например, 125Я 153624.
Размер грузовых шин обычного профиля указывается сочетанием двух параметров:В и d (см. рис. 11.1). Например, 320—508 (12,00—20). Здесь перваягруппа цифр обозначает размер в миллиметрах, а вторая в дюймах. Радиальные шиныдополнительно имеют буквенное обозначение 320- 508R (12.00R20).
Размер широкопрофильных шин указывается сочетанием трехпараметров: D*B — d. Так, шина с наружным диаметром 1080 мм, ширинойпрофиля 425 мм и посадочным диаметром 484 мм имеет обозначение 1080X425 — 484.Крупногабаритные широкопрофильные шины дополнительно имеют обозначение В иd в дюймах: 20,5—25(1510X520—635).
Размер шин легковых автомобилей диагональной конструкцииуказывается сочетанием двух параметров (B — d) в миллиметрах и дюймах.Например, 6,15—13 (155 — 330). Тот же размер для радиальных шин 155R13. Длясверхнизкопрофильных радиальных шин должна быть указана серия — отношение Н/Вв %. Например, 205/70R14.
Бескамерные шины имеют надпись Tubeless, камерные — Tub type(зарубежные) или без надписи (отечественные).
На шинах с протектором для грязи и снега нанесен знак «M+S».
Приведенные обозначения предусмотрены действующими стандартами.Если обозначения на шинах нанесены по-иному, значит эти шины выпускаются напресс-формах, изготовленных до введения новых стандартов и не исчерпавших ещесвой ресурс.
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ШИНЫ С ДОРОГОЙ И ФАКТОРЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ РЕСУРС ШИН
Процессы в пятне контакта.
На шину при движении действуют нормальная нагрузка G икасательная сила Q. Они вызывают в пятне контакта шины с дорогойплощадью F удельное давление q =G/F и касательное напряжение t= Q/F. Отношение tк q характеризует напряженность элемента шины вконтакта />=t/q. Если она равна или больше коэффициента сцепления шины с дорогой, тоначинается проскальзывание. Это главная причина износа протектора. В различныхточках контакта напряженность t неодинакова. Она зависит от условий движения,нагруженности шины, углов установки колес, величины давления воздуха в шине идр. (рис. 1.6.2).
/>
Рис. 1.6.2.Распределение удельных сил в центральном продольном сечении площади контакта: 1— скорость до 100 км/ч; 2 — скорость свыше 100 км/ч; 3.7 — пределсцепления (произведение удельных давлении на коэффициент трения); 4 —ведущий режим; 5 — ведомый режим; 6 — тормозной режим; /> /2 —зоны проскальзывания.
Несоответствие любого из перечисленных факторов оптимальным параметрамвызывает проскальзывание отдельных элементов пятна контакта и неравномерныйизнос протектора. Так, с уменьшением давления воздуха увеличивается ивозрастает предрасположенность элементов протектора к проскальзыванию. Углыустановки колес (особенно угол схождения) при отклонении их от нормативаприводят к увеличению поперечных касательных напряжений. На выходе шины изпятна контакта превышается предел сцепления с опорной поверхностью и происходитпроскальзывание.
Для радиальных шин и шин с изношенным рисунком протекторакасательные напряжения всегда меньше.
Критическая скорость качения. Увеличение скорости качения приводит кизменению характера эпюры q (см. рис. 1.6.2) и проскальзыванию элементовпротектора. С дальнейшим увеличением скорости шина подвергается действиюинерционных сил. Частота деформации элементов шины начинает совпадать с ихсобственной частотой. Скорость восстановления формы шины после прохожденияконтактной зоны меньше скорости выхода элементов из контакта. В результате изконтакта выходят невосстановленные элементы, которые под действием упругих иинерционных сил также начинают колебаться. Резонансные явления приводят квозникновению волн на боковинах и беговой дорожке. Наступает критическаяскорость качения и, как следствие, разрыв шины.
Критическая скорость шины всегда выше максимальной скоростиавтомобиля, для которого она рекомендована. Однако нагружение автомобиля вышенормы, а особенно пониженное давление в шине резко снижают порог критическойскорости, поэтому, согласно ГОСТ 4754— 80, при предстоящем движении легковогоавтомобиля (более 1 ч) со скоростью свыше 120 км/ч давление воздуха в шинахследует повысить на 0,03 МПа относительно нормы.
Аквапланирование. При движении по мокрой дороге на низких и среднихскоростях выступы протектора шины успевают продавить водяную пленку. Из пятнаконтакта вода выводится через канавки протектора, которые выполняют рольдренажа. При больших скоростях количество выводимой в единицу времени водырастет, и дренаж с этим может не справиться. Между протектором и дорогойпоявляется водяной клин, нарушающий контакт шины с опорной поверхностью.Возникает аквапланирование, и автомобиль становится неуправляемым. Скоростьаквапланирования зависит от скорости автомобиля, толщины водяной пленки вязкости(загрязнения) воды, конструкции шины (отношение Н/В), давления воздуха вшине достаточной высоты рисунка протектора.
Пониженное давление воздуха и изношенный протектор резкоприближают момент возникновения аквапланирования.
Влияние технического состояния шины на топливно-экономические итягово-сцепные свойства автомобиля. По мере износа протектора меняются характеристикишин, что отражается на эксплуатационных свойствах автомобиля. Высота рисунка протекторановых грузовых шин 16—20 мм, легковых 8—10 мм. С уменьшением высоты рисункапротектора возрастает вероятность дорожно-транспортных происшествий, ухудшаютсятягово-сцепные качества шин на большинстве опорных поверхностей (особенноувлажненных или заснеженных).
Однако на сухих дорогах шины с изношенным протектором имеютменьшие потери при деформации, что уменьшает сопротивление качению и обеспечиваетсокращение, расхода топлива (рис. 1.6.3).
/>
Рис.1.6.3.Изменение эксплуатационных свойств автомобиля при износе протектора:
1 —расходтоплива; 2 —время разгона; 3 — сила тяги на крюке.
Поэтому замену изношенных шин, на новые целесообразно проводить вначале осенне-зимнего сезона. Это будет способствовать увеличению ресурса шин.Новые шины на начальном этапе эксплуатации имеют высокую интенсивность износа протектора.На мокрых и скользких, покрытиях износ в несколько раз меньше, чем на сухих дорогахособенно при летних температурах.
Факторы, определяющие ресурс шин. Шина считается исчерпавшейсвой ресурс, если износ протектора достиг предельной величины или в покрышке возникликакие-либо повреждения — порезы (разрывы) нитей корда, расслоение каркаса,вздутие протектора или боковины, сквозные пробои, отрывы бортов и др.Предельная остаточная высота рисунка протектора установлена 1 мм для шингрузовых автомобилей, 2 мм для автобусов и 1,6 мм для легковых автомобилей. Некоторыешины имеют индикаторы износа — поперечные выступы по дну канавок протектора (вшести сечениях), высота которых равна предельной. Шина должна быть снята, еслипри равномерном износе протектора индикатор появился в одном сечении, принеравномерном — в двух.
При отсутствии индикаторов измерение остаточной высоты протектораследует проводить в местах наибольшего износа. Согласно Правилам эксплуатацииавтомобильных шин, предельным износом рисунка протектора считается такой износ,когда остаточная высота выступов рисунка протектора имеет минимально допустимуювеличину на площади, ширина которой равна половине ширины беговой дорожки протектора,а длина равна 1 /6 длины окружности шины по середине беговой дорожкипротектора, или при неравна износе — на суммарной площади такой же величины(рис. 1.6.4).
/>
Рис. 1.6.4. Плошадьпредельного износа рисунка протектора:
R- радиус шины;B- ширина профиля.
В практической деятельности удобнее исходить из того, что площадьсуммарного предельного износа протектора не должна превышать участка егобеговой дорожки, равного по длине половине радиуса шины.
Первым циклом эксплуатации шины считается период ее работы доизноса протектора или какого-либо повреждения, которое невозможно устранить вусловиях АТП. Вторым (и последующим) циклом — работа шины на новой беговойдорожке, наваренной на изношенную покрышку при отсутствии серьезных поврежденийее конструктивных элементов. Эти шины принято называть восстановленными.
Основной причиной снятия шин легковых автомобилей является износпротектора до предельной величины. У грузовых автомобилей часты случаи поврежденияшин, что приводит к списанию в утиль 60—70 % снимаемых с эксплуатации шин.Причины (если всё—100%): сквозные повреждения протектора 26 %; повреждениябоковин 23 %; отрыв бортов 14 %; расслоение каркаса, брекера 12 %; износпротектора до нитей корда 9 %; заводской брак 7 %, прочие причины 9 %.В большинстве случаев эти повреждения являются следствием неаккуратноговождения автомобиля, его перегрузки, плохого состояния дорог. Остальные шины(30—40 %) остаются пригодными к восстановлению, но и они имеют потери ресурса.Равно износ протектора достигается только у четвертой части шин. У остальных —различные виды неравномерного износа: односторонний, по центру, по краям,пятнистый.
При правильной эксплуатации шины ее ресурс определяется главнымобразом темпом износа протектора, который зависит от ряда факторов (рис. 1.6.5),причем первые две группы вызывают, как правило, равномерный износ, а неудовлетворительнаяреализация третьей группы факторов — различные виды неравномерного износа.
/>
Рис. 1.6.5. Управляемостьфакторов, определяющих преждевременный износ протектора.
Поэтому основным показателем правильной эксплуатации шины являетсяравномерный износ протектора. Любые отклонения в работе шины вызывают перераспределениесил в пятне контакта, проскальзывание элементов протектора, их неравномерныйизнос по профилю и контуру.
Ухудшение дорожного покрытия сокращает ресурс шин. По сравнению сасфальтобетонными дорогами на гравийно-щебеночных дорогах ресурс снижаетсяпримерно на 25 %, на каменистых разбитых дорогах на 50%.
Температура окружающего воздуха также влияет на ресурс шин. Повышеннаятемпература вызывает более интенсивный нагрев шины. При этом снижаетсясопротивление качению, но и сокращается ресурс. Наивыгоднейший температурныйрежим для шины с позиции указанных параметров 70—75 °С. Температура шины до 100°С считается допустимой, при 120 °С опасной, выше — критической. При повышениитемпературы от нуля до 100 °С прочность резины снижается в 2—3 раза, апрочность связи между резиной и кордом в 1,5—2 раза. При низких отрицательныхтемпературах (минус 40 °С и ниже) непрогретые при движении шины изобычной (неморозостойкой) резины при резком троганни с места, ударах онеровности могут разорваться.
Для современных транспортных потоков скорость движения взначительной степени зависит от интенсивности движения потока. При этом особоезначение приобретает также качество вождения автомобиля. Неопытный водительнеправильно выбирает скоростной режим на поворотах, резко тормозит и разгоняетавтомобиль. Все это снижает ресурс шин, так как интенсивность износа протекторапо мере увеличения тяговой или тормозной сил возрастает в степенной зависимости(со степенью примерно 2.2 для тяговой и 2,6 для тормозной). При увеличениискорости с 50 до 100 км/ч ресурс снижается примерно на 40 %.
Нагрузка на шину и ее ресурс также взаимосвязаны. Перегрузка шинына 10 % снижает ресурс на 20 %. Под действием повышенных нагрузокповреждается каркас, протектор изнашивается по краям беговой дорожки. Втехнической документации задают нагрузку на шину обычно на 5—10 % меньшедопустимой. Такую нагрузку называют экономичной. Уменьшение нагрузки приводит кувеличению пробега.
Остальные факторы (см. рис. 1.6.5; с позиции технической эксплуатациипредставляют особый интерес, так как на них можно воздействовать, в условияхавтотранспортного предприятия.
Для каждого размера шин с учетом их конструкции и экономическойнагрузки устанавливают норму давления воздуха. Отклонения от нормы приводят кснижению ресурс (рис. 1.6.6, а). Особенно нежелательно пониженное давление:интенсивно изнашиваются края беговой дорожки протектора (радиальные сверхнизкопрофильныешины такому виду износа подвержены в меньшей степени).
Основную нагрузку в шине (60-70 %) несет воздух. Снижение давлениявоздуха вызывает большее нагружение каркаса. Увеличивается деформация шины,возрастают усталостные напряжения в каркасе, рвутся нити (особеннометалло-корда), у радиальных шин отрываются борта, увеличивается расход топлива(до 15 %).
При повышенном давлении интенсивней изнашивается центральная частьбеговой дорожки. Нити корда находятся под большим напряжением. На плохих дорогахрезко возрастает вероятность повреждения шины.
Различают два вида дисбаланса — статический и динамический.
Статический дисбаланс — это неравномерное распределение массы шины (колеса)относительно оси вращения. Если такое колесо имеет свободу вращения, тяжелаячасть всегда опустится вниз. При движении статический дисбаланс вызывает биение(колебание) колеса в вертикальной плоскости, возникает вибрация кузова,ослабевают крепежные и сварочные соединения.
Динамический дисбаланс — это неравномерное распределение массы шины(колеса) относительно центральной продольной плоскости качения колеса. Придвижении биение колеса происходит в горизонтальной плоскости. На деталирулевого привода и механизма (при дисбалансе передних колес), на подшипникиступицы действует знакопеременная высокочастотная нагрузка, и они интенсивнееизнашиваются. Характерным признаком такого дисбаланса является биение(вибрация) рулевого колеса.
Почти в 90 % случаев автомобильное колесо имеет оба видадисбаланса. Их причинами может быть некачественная сборка конструктивныхэлементов шины при изготовлении, неправильный монтаж, а также неравномерныйизнос протектора в эксплуатации.
Любой вид дисбаланса вызывает пятнистый износ протектора.
Обод (диск) автомобильного колеса при сильных боковых ударахдеформируется. Возникает торцовое биение 3-6 мм. Примерно 15 %дисковлегковых автомобилей-такси приобретают в процессе эксплуатации биение 3—6 мм.Ресурс шины, определяемый по глубине протектора в месте наибольшего износа,сокращается до 75 % (рис. 1.6.6 б).
/>
Рис.1.6.6.Влияние давления воздуха в шине (а) и торцевого биения диска (б) на ресурс шины: 1-диск с биением; 2 — диск без биения на другой стороне заднего моста.
На заднем мосту автомобиля биение одного колеса через балкупередается на другое и тоже сокращает его ресурс. Биение нового диска позаводским условиям не должно превышать 1,2 мм.
Для грузовых автомобилей и автобусов, имеющих бездисковые колеса,торцевое биение может возникнуть при неравномерной затяжке гаек крепления.Большое влияние на износ протектора оказывают углы установки колес. Наиболееважным является угол схождения. Несоответствие его оптимальной величине резкосказывается на ресурсе шин (рис. 11.7).
При больших положительных значениях схождения на обеих передних шинахвозникает односторонний пилообразный износ по наружным дорожкам протектора. Принедостаточном схождении или расхождении колес односторонний пилообразный износвозникает по внутренним дорожкам. При этом также возрастает расход топлива. Улегкового автомобиля при схождении 1° расход топлива увеличивается на 1,5%.Развал оказывает заметное влияние на темп износа при значительных отклоненияхот нормы (см. рис. 1.6.7). На шине возникает гладкий односторонний износ безявных признаков «пилообразное».
/>
Рис. 1.6.7. Влияниеуглов схождения и развала на ресурс шины
Отклонения развала от нормы, что характерно для автомобилей снеразрезной передней балкой при их длительной эксплуатации, требуют корректировкисхождения. Если это не сделать, то появится односторонний износ, как принеотрегулированном угле схождения.
Конструктивно угол развала «жестко» связан с углом поперечного наклонашкворня (оси поворота). Изменение их при регулировке или в процессеэксплуатации происходит одновременно.
Наиболее часто интенсивный односторонний износ одной шинывозникает при неравенстве между собой углов продольного наклона шкворня. Приэтом на прямолинейном участке дороги автомобиль «тянет» в сторону.
Соотношение углов поворотов заметно влияет на износ передних шин втех случаях, когда автомобиль много движется по закруглениям, например вусловиях большого города или на горных дорогах. Характерным признакомнеправильного соотношения углов поворотов является интенсивный износ однойсамой крайней дорожки, что особенно заметно у шин с дорожным рисункомпротектора.
В процессе эксплуатации также меняется взаимное положение мостов —нарушается их параллельность и возникает смещение одного относительно другого.Наиболее часто бывает перекос заднего моста. При этом автомобиль располагаетсяпод углом к траектории движения. На задних шинах возникает одностороннийпилообразный износ — по внутренним дорожкам протектора шин одной стороныавтомобиля и наружным — другой.
Если любой из видов неравномерного износа не устранить наначальном этапе возникновения, то через некоторое время протектор будет изношенволнами по всей поверхности.
На износ шин оказывают влияние и другие факторы техническогосостояния автомобиля: осевой люфт маятникового рычага легкового автомобиля(будет повышенный износ правой передней шины), люфты в шкворнях (шаровыхопорах), подшипниках ступиц, овальность рабочей поверхности тормозных барабанови пр. Но влияние их меньше, чем рассмотренных выше, а обнаружение и устранениене вызывают особой сложности.
ОСОБЕННОСТИ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБСЛУЖИВАНИЯ И РЕМОНТА ШИН
Техническое обслуживание и ремонт шин, как и автомобиля,производится в соответствии с планово-предупредительной системой, но имеет своиособенности. Обслуживание шин выполняют при соответствующих видах ТОавтомобиля: текущий ремонт — на шиномонтажном участке; капитальный ремонт (апод ним следует понимать восстановление шины наложением нового протектора) наспециализированных предприятиях. Восстановление шин проводят, как правило,обезличенным способом, т. е. на возвращаемые на АТП шины нет информации об ихэксплуатации до восстановления.
В условиях АТП шины требуют проведения монтажно-демонтажных работ,контроля давления воздуха, балансировки, ремонта повреждении камеры и незначительныхповреждений покрышки, а также некоторых работ, связанных с осмотром внешнеговида шин и ведением учета их работы.
Монтажно-демонтажные работы. Сборка (разборка) шины с ободомвыполняется в основном при замене шин, исчерпавших свой ресурс, или при повреждениикамер. Основная сложность при демонтаже — это отжать борта шин от закраинобода. Для этих целей выпускаются промышленностью или изготавливаются силами АТПразличные стенды. К промышленным образцам для шин легковых автомобилей относятсястенды моделей Ш-501М, Ш-5Н-Они снабжены нажимными пневматическимиустройствами, создающими усилия 2000—3000 Н для постепенного (по окружностиобода) отжатия бортов шины.
Для шин грузовых автомобилей выпускаются стенды, моделей Ш-509, Ш-513.Они снабжены нажим гидравлическими устройствами создающими усилия до 250 кН дляодновременного отжатия бортов шины но всей окружности обода.
При отсутствии стендов демонтаж вынуждены проводить с помощьюподручных средств. При этом часто повреждают боковины, и шипы преждевременновыходят из строя. У бескамерных шин, кроме того, повреждается слой резины набортах, обеспечивающий герметизацию.
Накачивание шин. Смонтированную шину накачивают воздухом дотребуемого давления. При накачивании грузовых шин во избежание несчастногослучая при самопроизвольном выскакивании замочного кольца колеса помещают вспециальную металлическую клеть. Если накачивание происходит в пути, колесокладут замочным кольцом вниз.
Накачивают шины на АТП различными способами. Наиболеепрогрессивный — с применением воздухораздаточных колонок. Они не требуютпостоянного присутствия оператора, автоматически отключаются при достижениинормативного давления. Сложнее обеспечить соблюдение допуска на нормативноедавление между очередными обслуживаниями: ±0,02 МПа для грузовых автомобилей и±0,1 МПа для легковых.
Проведенные наблюдения на АТП показали, что у 40—60 % шин давлениевоздуха не соответствует норме. Плотности вероятностей распределения давлений,с которыми эксплуатируются шины, имеют такие характеристики: математическиеожидания на 5—10 % меньше норматива, коэффициенты вариации у = 0,06-0,15.Потери ресурса шин составляют 4—10%. Объясняется это сложностью измерениядавления во внутренних колесах, порчей золотников при частом их вскрытии,закупоркой вентилей грязью и т. д. Для определения средних по конкретномупредприятию потерь ресурса шин в зависимости от выявленных вероятностныххарактеристик разработана номограмма (рис. 1.6.8).
/>
Рис. 1.6.8. Номограмма для определении средних но ЛТП потерьресурса шин: /> р — отклонение среднего поАТП давления воздуха в шинах от норматива; /> - потеря ресурса; V-коэффициентвариации.
Перспективным направлением является создание средствэкспресс-контроля давления без вскрытия вентиля, оценивающих давление,например, по усилию, с которым шина сопротивляется вдавливанию в протектор илибоковину специального датчика, по величине деформации боковины или протектора(рис. 1.6.9) шины.
/>
Рис. 1.6.9. Приспособлениедля контроля давления воздуха в шине без вскрытия вентиля а — установкаавтомобиля: 6—измерение давления;
1 — указательдавления; 2 — опорная плита; 3- несущая плита; 4 — подвижные упоры; 5 — неподвижный упор; 6 — датчики перемещений; 7 — балансир; 8 — пневмокамера.
Недостатком этих средств является зависимость показаний отжесткости шины. Однако если средства экспресс-контроля на нынешнем ихтехническом уровне обеспечат в целом по АТП разброс давления в шинах посравнению с нормой на уровне и = 0,05 (см. рис. 11.8) т. е. не более±0,025 МПа для легковых автомобилей и ±0,050— 0,075 МПа для грузовых, тосредние потери ресурса шин не превысят 1,5%.
Нормы давления воздуха в шинах с учётом модели автомобиля и типашин приведены в Правилах эксплуатации автомобильных шин, которые являютсяофициальным документом. Данные заводов-изготовителей, приведенные вруководствах по эксплуатации, носят рекомендационный характер. Контрольдавления воздуха проводится при каждом техническом обслуживании. Кроме того,водитель обязан ежедневно осматривать шины и при необходимости проверятьдавление.
Балансировка колес. По техническим условиям заводов-изготовителей шинагрузового автомобиля может иметь статический дисбаланс, равный произведению0,5—0,7 % массы шины на ее радиус, легкового 1000—2000 г*см. Поэтомусмонтированное и накачанное колесо необходимо отбалансировать. Для балансировкисуществуют стационарные стенды К-121 (СССР), AMR-5 (ГДР) и другие требующиеснятия колеса с автомобиля, а также передвижные (подкатные) стенды К-125(СССР), EWK-15V Польша и другие, позволяющие проводить балансировку колесанепосредственно на автомобиле.
Устраняют дисбаланс специальными балансировочными грузиками, закрепляемымина закраинах обода в наиболее легких частях колеса.
Принцип работы стационарных стендов следующий: колесо закрепляютна валу стенда (рис. 1.6.10) и раскручивают до скорости 650— 800 об/мин. Отнесбалансированных масс колеса возникает поворачивающий момент, в результате чеговал стенда совершает колебания: горизонтальные, вертикальные или конусообразные(в зависимости от конструкции стенда). Амплитуда этих колебаний зависит отзначения дисбаланса. Она регистрируется специальными датчиками и выводится наприборную доску
/>
Рис. 1.6.10.Схема работы стационарного балансировочного стенда;
Р1, Р2 — несбалансированныемассы шины, Р1’,P2’ — массы балансировочных грузовиков
Современные стационарные стенды обеспечивают комплекснуюбалансировку без разделения на статическую и динамическую. Первоначально определяютсясамое легкое место и требуемый вес балансировочных грузиков по внешнейполуплоскости колеса, затем — по внутренней. На некоторых моделях стендовопределение дисбаланса по каждой полуплоскости происходит одновременно.
Передвижные стенды обеспечивают только поэтапную балансировку — вначалестатическую, затем динамическую.
Принцип работы передвижных стендов (рис. 1.6.11 а) следующий.Вывешенное автомобильное колесо 4 раскручивают фрикционным шкивом /электродвигателя стенда до частоты, соответствующей скорости 120— 170 км/ч.
Датчик 7, присоединенный к нижнему рычагу 6 подвески (пристатической балансировке) или к опорному тормозному щиту 5 (придинамической), преобразует колебания колеса в электрический сигнал. Наизмерительное устройство стенда пропускаются импульсы от самых нижних точекэтого сигнала, соответствующих моментам прохождения тяжелой точки колеса черезплоскость установки датчика 7. По амплитуде импульсов на стрелочном индикаторе3определяют необходимый вес балансировочных грузиков. Импульсы такжезаставляют срабатывать стробоскопическую лампу 2, при вспышках которойколесо кажется неподвижным. Данное его положение запоминается оператором покакой-либо метке, находящейся на шине. После торможения колеса, если егоостановить в том положении, при котором запоминалась метка, самая тяжелая массаколеса окажется в зоне установки датчика.
При устранении статического дисбаланса грузики 8 устанавливаютравномерно на обе стороны обода, чтобы не вызвать динамического дисбаланса. Приустранении динамического дисбаланса грузики устанавливают по диагонали, чтобыне вызвать статического дисбаланса (рис. 1.6.11, б, в). Амплитудаэлектрического сигнала зависит как от значения дисбаланса, так и от жесткостипружины, состояния амортизатора, размера колеса, поэтому вес балансировочныхгрузиков определяется приблизительно, что требует повторения балансировки(обычно 1—2 раза) до тех пор, пока показания стенда не окажутся в пределахдопуска приблизительно 10 г (массы грузика).
/>
Рис. 1.6.11.Схема работы передвижного балансировочного стенда
Динамическую балансировку проводить значительно труднее, так каксложно обеспечить надежный контакт датчика 7 с опорным тормозным щитом.Последнее время ряд зарубежных фирм выпускают передвижные стенды только длястатической балансировки. Работа на передвижных стендах требует более высокойквалификации оператора.
Статический дисбаланс можно устранить без стенда. Колесоустанавливают на легко вращающуюся ступицу. Тяжелая масса колеса опуститсявниз. На противоположную сторону подбором устанавливают грузики до тех пор,пока колесо станет неподвижным в любом положении. Этот способ можнорекомендовать для балансировки колес (особенно передних) автобусов и грузовыхавтомобилей, для которых наша промышленность пока стендов не выпускает, а такжедля наварных шин, часто чрезмерный дисбаланс которых может повредитьоборудование.
Балансировку колес в обязательном порядке надо проводить при монтаженовых шин, затем при каждом ТО-2. Учитывая особенность работы стационарных и передвижныхстендов, опыт работы крупных таксомоторных парков можно рекомендовать применятьстационарные стенды на шиномонтажных участках и в зонах ТО-2, а передвижные —на поточных линиях ТО-1 для статической балансировки ведомых колес.
Клеймение шин. Отличительным знаком каждой шины является еезаводской номер. По нему ведут учет шин на АТП. Но в процессе эксплуатации номерможет стать трудно различим. На восстановленных шинах его может вообще не быть,поэтому на АТП шины клеймят, т. е. на них выжигают так называемые гаражные номера.Для этого Применяют специальные приборы: понижающий до 6 В трансформатордержатель и сменные колодки с цифрами размером 34*20 мм, изготовленными изнихромовой проволоки. При включении напряжения цифра нагревается, ее прижимаютк плечевой зоне боковины. Выжигание цифр по центру боковины радиальных шин недопускается, так как это приведет к их повреждению. Глубина выжженных номеровне должна превышать 1 мм. Существуют отечественные приборы для клеймения —моделей 6224 и Ш-309.
Ремонт камер и покрышек. Поврежденные камеры ремонтируют, если они неповреждены нефтепродуктами, отсутствуют пористость и затвердевание стенок, нетпролежней глубиной более 0,5 мм в местах сгиба, размеры повреждений непревышают габаритных возможностей вулканизационных аппаратов, т. е. примерно150 мм.
Ремонтируемые места подвергают шерохованию шлифовальным кругом илирашпилем, очищают от пыли. Не рекомендуется применение шлифовальной шкурки, таккак ее абразивные зерна трудно удаляются с обработанного места. Небольшиеповреждения (до 30 мм) ремонтируют наложением заплат из невулканизированной(сырой) резины, большие — заплатами из вулканизированной.
Заплаты из сырой резины при длительном ее хранении и ремонтируемоеместо желательно промазать 1 раз клеем концентрации 1:8 (1 часть саженаполненнойклеевой резины на 8 частей бензин: Калоша). Это условие особенно важно длякамер из бутилкаучука (маркировка на камере БК). Они характерны медленным диффузионнымпроникновением для воздуха, но хуже вулканизируются обычными материалами.
После полного просыхания клея (чтобы не образовались паровыепрослойки) заплату кладут на поврежденное место, прокатывают роликом иустанавливают в вулканизационный аппарат на 15—20 мин. Температура вулканизации143 С. Аналогичным способом ремонтируют несквозные повреждения боковин покрышек.
Заплаты из вулканизированной резины надо шероховать по краям,проложить полосками сырой резины, промазать клеем. Дальнейший процессаналогичен изложенному выше. Для ремонта камер в путевых условиях применяютпиротехнические брикеты или портативные электровулканизаторы, работающие отаккумуляторной батареи. Последнее время получают распространение самовулканизирующиесяматериалы, для которых не требуется нагрев. Отремонтированные камеры проверяютна герметичность в ванне с водой.
Электровулканизаторы для ремонта камер и несквозных поврежденийпокрышек выпускаются моделей 6134, 6140, Ш-109, Ш-112, Ш-113. Бескамерные шины припроколе ремонтируют без снятия их с обода (чтобы случайно не повредитьуплотнительный слой на бортах). Если прокол менее 3 мм, заполняют егоспециальной пастой-клеем при помощи шприца, прилагаемого к комплекту шин. Проколыот 3 до 10 мм ремонтируют с помощью пробок (рис. 1.6.12, б, д). Их смазываютклеем и при помощи специального стержня вводят в отверстие. Выступающую часть срезаютна 2— 3 мм выше поверхности протектора. Через 10—15 мин шину можно накачивать.
/>
Рис. 1.6.12.Приспособления для ремонта проколов покрышек:
а — грибок; 6 —пробка; в — установка грибка шилом с игольчатым ушком; г— петлядли установки грибка; д — стержень для установки пробки
Причиной некачественного ремонта бескамерных шин может быть нахождениев отверстии талька, которым на заводе припудривают внутреннюю полость шины.Поэтому желательно прокол прочистить круглым тонким напильником (надфилем) илив крайнем случае смочить несколькими каплями бензина. Проколы (пробои) более 10мм ремонтируют только после демонтажа шины с обода. Специальным приспособлениемв прокол изнутри покрышки вводят грибок из сырой резины (см. рис. 11.12, а, в),затем вулканизируют. Аналогично ремонтируют обычные камерные покрышки.
Примерно 20—25 % шин грузовых автомобилей получают легкие местныеповреждения — пробои, порезы, трещины и т. д. Без своевременного ремонта через5—6 тыс. км пробега они увеличиваются, и шины списывают в утиль. Ремонт местныхповреждений в условиях АТП значительно увеличивает период эксплуатации шин.
Основой подготовки шины являются ее очистка и сушка дляобеспечения качественной вулканизации. Влажность каркаса не должна превышать 5%. Место повреждения чаще всего обнаруживают и обследуют визуально. Для этихцелей существуют. Заделку повреждений производят различными способами взависимости от используемого материала. В каждом конкретном случае существуетсвоя технология.
Вулканизацию покрышек проводят на специальном оборудовании, вкоторое устанавливают покрышку, а внутрь покрышки помещают по ее профилю нажимноеустройство. Обогрев поврежденного места может быть одно- или двусторонний, прикотором время вулканизации снижается на 25—30 %. Наша промышленность выпускаетэлектровулканизаторы моделей 111-116 и 111-117.
Шины с изношенным протектором восстанавливают наложением(па-варкой) нового протектора. Это экономически выгодно. Стоимостьвосстановления составляет примерно 25 % стоимости новой шины. Обычно ресурсвосстановленных шин достигает 40-60 %, а при использовании высококачественныхрезиновых смесей почти 100 % ресурса новых шин. Есть технология восстановлениятакже покровного слоя резины на боковинах.
Диагональные шины могут оставаться пригодными к повторному, аиногда и к третьему восстановлению. Радиальные, как правило, восстанавливаютсяне более 1 раза. Шины восстанавливаются по первому или второму классу (ранееиспользовался термин категория).
К первому классу относятся покрышки без повреждения корднойткани с ограниченным числом проколов (до пяти в зависимости от их диаметра, но небольше 10 мм). Эти пневмодефектоскопы, ультразвуковые установки и т. д., ноприменение их ограничено из-за высокой стоимости и сложности конструкции.
В зависимости от степени повреждения шины обработка поврежденныхмест может быть различного вида (рис. 1.6.13). Выполняется она с помощью набораинструмента шиноремонтника модели Ш-308.
/>
Рис. 1.6.13. Схемавырезки повреждений.
Клей наносят кистью или пульверизатором. В последнем случае егоконцентрация должна быть 1: 10.
Покрышки можно устанавливaть без ограничения на все видытранспортакроме передней оси междугородных автобусов.
Ко второму классу относятся покрышки, имеющие ограниченныеповреждения каркаса, брекера.
Эти покрышки запрещается устанавливать на передние оси легковыхавтомобилей, городских автобусов, троллейбусов, а также налюбую осьмеждугородных автобусов.
Покрышки радиальной конструкции для легковых автомобилей ипокрышки диагональной конструкции с нормой слойности 4 принимаются квосстановлению только по первому классу. Кроме приведенных ограничений, шины легковыхавтомобилей принимаются на восстановление, если с момента их выпускапредприятием-изготовителем прошло не более 10 лет.
Организация технологического процесса.
Полнота выполнения необходимых операций, ритмичность работыучастков, постов и исполнителей оказывают существенное влияние на ресурс шин.Проведенный МАДИ анализ в грузовых и автобусных ДТП показал, что из-за некачественноговыполнения шинных работ при ЕО и ТО-1 (несистематический контроль за давлениемвоздуха) потери ресурса шин составляют в среднем 4 %, при ТО-2 (выполнение не вполном объеме регулировки углов установки колес, балансировки) 11 %; на шиномонтажныйучасток (ШМУ) (неаккуратный демонтаж покрышек отсутствие контроля за состояниемобода) 7%. Эти потери можно объяснить отсутствием должного контроля со стороны инженерно-техническойслужбы, а также (и в основном) несовершенством технологии и методов организациипроизводства.
В зоне ТО-2, состоящей в большинстве случаев из универсальныхпостов, сложно обеспечить обслуживание шин и углов установки колес в требуемыхобъемах. Нужен специализированный пост с диагностическим оборудованием, потребностьв котором будет возникать только в конце рабочей смены.
На ШМУ в первую половину рабочего дня поступает 65—80 % сменногообъема работ. Образуется очередь, автомобили простаивают. Это вынуждаетисполнителей выполнять работы в сокращенном объеме, что отражается на ихкачестве. Во второй половине дня исполнители загружены неполностью.
Процесс замены изношенных (поврежденных) шин на ШМУ состоит из несколькихэтапов (рис. 1.6.14).
/>
Рис. 1.6.14. Этапыи продолжительность процесса замены шин
А — продолжительность простояавтомобиля при последовательном выполнении работ, Б+В – то же, при предварительномагрегатировании шин.
Отличительной чертой 2-го и 3-го является то, что перечисленные работыне требуют присутствия автомобиля. Они могут быть выполнены заблаговременно доприхода автомобиля на обслуживание.
Такая формаорганизации работ получила название метода предварительного агрегатированияшин. Смысл его заключается в том, что шину заранее монтируют на оборотныйобод. Действия водителя заключаются только в сдаче изношенного колеса иполучении агрегатированного при оформлении соответствующих документов. Простойавтомобилей сокращается в 2—3 раза.
Пост, гдепроизводят замену шин в первую половину дня, во второй половине свободен. Нанем организуют проведение шинных работ по автомобилям, завершающим ТО-2. Этиработы также выполняют работники ШМУ.
Примерреального специализированного участка по комплексному обслуживанию шин вобъемах работ ШМУ и зоны ТО-2 применительно к АТП на 170 автобусов и 50легковых автомобилей такси показан на рис. 1.6.15.
ШМУ состоитиз четырех отделений, каждое из которых предназначено для выполнения законченногоэтапа технологического процесса.
/>
Рис. 1.6.15.Планировочное решение специализированного участка по комплексному обслуживаниюшин:
А — отделение приемки; Б— отделение подготовки; В — вулканизационное отделение; Г —склад для агрегатированных шин; Д — специализированный пост для автобуса;
/ — спредер; 2—стенд для демонтажа шин автобусов; 3—вешалка для камер (настенная); 4—ванна;.5—стол; 6—клеть для накачки шин; 7—стенд для демонтажа шин призамене камер; 8 — приспособление для очистки ободьев; 9 — балансировочныйстенд; 10 — стеллаж; 11 — стенд для монтажа-демонтажа шин легковыхавтомобилей; 12 — площадка для монтажа шин автобусов; 13 —многопостовой электровулканизатор; 14 — шкаф; 15 —электронагревательный пресс для резинотехнических изделий; 16 — верстак;17 — вешалка для камер (передвижная); 18 — шероховальный станок; 19— воздухораздаточная колонка; 20 — канавный подъемник; 21 —приспособление для контроля углов установки колес автобусов; 22 —гайковерт.
В соответствии с годовой программой (трудоемкостью) работы выполняетгруппа исполнителей из 3 чел. Режим их работы организован так, чтобы былобеспечен быстрый выпуск автомобилей в утренние часы, а замену изношенных шинпроизвести с минимальными потерями линейного времени. Для автобусов — этодневные часы, когда плотность пассажиропотоков снижается.
Метод предварительного агрегатирования шин требует четкоговзаимодействия участка с другими производственными подразделениями: группойучета шин, складом шин, окрасочным участком, зоной ТО-2. Поэтомутехнологический процесс разделен на ряд основных операций с закреплением их (сучетом трудоемкостей) по исполнителям, рабочим местам и времени выполнения. Дляудобства пользования технологический процесс можно представить в виде линейногографика (рис. 1.6.16). При этом упрощается оценка своевременности качества выполняемыхработ каждым исполнителем. Исполнители oпeрации могут друг друга заменят:, ониже отвечают за качество и объем всего требуемого перечня шинных работ, включаяустановку колес на автомобиль. При выполнении этой операции водителем часто несоблюдаются правила комплектования автомобиля шинами, не выдерживаютсянормативы на затяжку крепежа, что приводит к снижению безопасности, а убездисковых колес к возникновению торцевого биения.
/>
Рис. 1.6.16 Линейныйграфик технологического процесса обслуживании шин.
Передача основного объема работ по обслуживанию шин конкретнойгруппе исполнителей позволяет проводить оплату труда по конечному результату степениреализации ресурса шин. При этом создаются предпосылки для перевода шинного хозяйстваАТП на внутрипроизводственный хозрасчет.
2Разработка вероятностной математической модели распределения случайных величинпо значениям показателя надежности
2.1 Построениеинтервального вариационного ряда случайных величин
Основнойцелью ТЭА снижение затрат на поддержание работоспособности автомобиля взаданных эксплуатационных условиях. Наиболее эффективному решению данной задачиспособствует проведение экспериментальных исследований. Это позволяет получитьдостоверную информацию о параметрах технического состояния автомобиля, ихнадежности (т.е. о ресурсах агрегатов, узлов, деталей, межремонтных пробегах ит.п.), о фактическом расходовании материальных ресурсов и трудовых затратах напроизводство технического обслуживания (ТО) и ремонта. Под экспериментальнымиисследованиями понимается как постановка специальных экспериментов – стендовых,дорожных, полигонных, когда исследователь организует и влияет на ходэксперимента, задавая различные нагрузки, режимы и т.п., так и подконтрольнаяэксплуатация автомобилей, выполняющих обычную транспортную работу, фиксируетсяи накапливается информация о всех отказах и неисправностях, пробегах нагрузках,ремонтах и т.п., а также сбор статистических данных на основании различныхотчетных документов по расходу запасных частей и эксплуатационных материалов,заявки на текущий ремонт и т.д.
Одной изважных особенностей практически всех показателей и характеристик процессов ТЭАявляется их формирование под влиянием многих переменных факторов, точноезначение которых часто неизвестно. Это так называемые вероятностные процессы.Поэтому о конкретных значениях показателей, получаемых в результате проведенияэксперимента, можно говорить лишь с определенной вероятностью, а самипоказатели являются случайными величинами. В этой связи с целью их изученияиспользуется математический аппарат прикладной статистики и теориивероятностей.
Особоезначение в предварительной обработке результатов эксперимента имеет анализгрубых, резко выделяющихся значений, т.е. анализ однородностиэкспериментального распределения. Проверим однородность экспериментальныхданных по критерию Романовского.
Расположимчлены выборки Xi в порядке возрастания.
Таблица 1.
Исходныйвариационный ряд.i 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Xi 14.9 16.5 19.4 19.7 22.1 22.2 23.9 24.1 25.2 27.2 28.9 29.0 29.1 i 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26
Xi 34.5 35.5 36.0 37.2 39.6 39.8 41.6 42.5 43.2 45.8 47.3 48.3 50.8 i 27 28 29 30 31 32
Xi 51.1 52.3 55.3 61.7 65.6 70.0
Результатыэкспиримента должны отвечать трем основным статистическим требованиям:
— эффективности оценок, т.те. минимуму дисперсии отклонения неизвестногопараметра;
— состоятельности оценок, т.е. при увеличении числа (объема) экспериментальныхданных оценка параметра должна стремится к его истинному значению;
— несмещенности оценок, т.е. должны отсутствовать систематические ошибки впроцессе вычисления параметров.
Дляобеспечения указанных требований, а также для того, чтобы экспериментальныеисследования соответствовали заданной точности и достоверности, необходимоопределить минимальный, но достаточный объем Nmin экспериментальныхданных, при котором исследователь может быть уверен в положительном исходе.
На основаниирезультатов экспериментальных данных Xi вычислим:
— среднеезначение />:
/>;
— среднееквадратическое отклонение:
/>;
— коэффициентвариации:
/>,
которыйхарактеризует относительную меру рассеивания Xi вокруг />;
— размахвариации, характеризующий абсолютную величину рассеивания результатовэксперимента:
/>,
где />-соответственно максимальное и минимальное значение результатов эксперимента.
Применяяформулу Стеджарса, находим приближенную ширину интервала:
/>.
Принимаемширину интервала: 10
Определяемчисло интервалов группирования экспериментальных данных:
/>.
Принимаем числоинтервалов K = 6.
2.2 Расчетчисловых характеристик распределения случайных величин
Более полное,а главное, обобщенное представление о результатах эксперимента дают неабсолютные, а относительные (удельные) значения полученных данных. Так, вместоабсолютных значений числа экспериментальных данных ni, целесообразноподсчитать долю рассматриваемых событий в интервале, приходящихся на одноизделие (деталь, узел, агрегат или автомобиль) из числа находящихся поднаблюдением, т.е. на единицу выборки. Эта характеристика экспериментальногораспределения называется относительной частотой (частостью) mi появленияданного события (значений признака Xi):
/>.
Относительнаячастота mi при этом, в соответствии с законом больших чисел,является приближенной экспериментальной оценкой вероятности появления события />.
Значенияэкспериментальных точек интегральной функции распределения /> рассчитывают как суммунакопленных частостей mi в каждом интервале Ki. В первоминтервале /> вовтором интервале
/>
и т.д., т.е.
/>
Такимобразом, значение /> изменяются в интервале [0;1] иоднозначно определяют распределение относительных частот в интервальномвариационном ряду.
Другимудельным показателем экспериментального распределения является дифференциальнаяфункция />,определяемая как отношение частости /> к длине интервала />
/>
ихарактеризующая долю рассматриваемых событий в интервале, приходящуюся на одноиспытываемое изделие и на величину ширины интервала. Функция /> также еще называетсяплотностью вероятности распределения.
Полученныерезультаты расчета сводим в статистическую таблицу.
Таблица 2
Результатыинтервальной обработки экспериментальных данных.
Наименование
параметра Обозна- чение
Номер интервала, Ki 1 2 3 4 5 6 Границы интервала [a;b] 14.5;24.5 24.5;34.5 34.5;44.5 44.5;54.5 54.5;64.5 64.5;74.5 Середины интервала
/> 19.5 29.5 39.5 49.5 59.5 69.5 Частота
mi 8 6 8 6 2 2 Относительная частота
/> 0.25 0.1875 0.25 0.1875 0.0625 0.0625 Накопленная частота
/> 8 14 22 28 30 32 Оценка интегральной функции
/> 0.25 0.4375 0.6875 0.276 0.875 1 Оценка дифференциальной функции
/> 0.025 0.04375 0.06875 0.0276 0.0875 0.1
2.3 Анализфизических закономерностей формирования распределения случайных величин по значениямисследуемого показателя
РаспределениеВейбулла.
Данное распределениепроявляется в модели “слабого звена”, т.е. если система состоит, из которыхприводит к отказу всей системы. Распределение времени до отказа, наработки доотказа хорошо описывается распределением Вейбулла.
Многиеизделия (агрегаты, узлы, системы автомобиля) при анализе модели отказа могутбыть рассмотрены как состояния из нескольких элементов (участков), разрушениекоторых происходит при разной наработке, однако ресурс изделия в целом определяетсянаиболее слабым его участком.
РаспределениеВейбулла — очень гибкий закон для оценки показателей надежности автомобилей. Врешении задач ТЭА Vx=0.35…0.8. Закон Вейбулла хорошо описываетпроцессы, где на отказ действуют причины износа и усталости.
Математическаямодель распределения Вейбулла задается двумя параметрами, что обуславливаетширокий диапазон его применения на практике.
Дифференциальнаяфункция имеет вид:
/>
где />-случайнаявеличина (пробег)
/>-параметр формы
/>-параметрмасштаба
Интегральнаяфункция имеет вид:
/>
2.4 Расчетпараметров математических моделей
РаспределениеВейбулла
РаспределениеВейбулла — очень гибкий закон для оценки показателей надежности автомобилей. Врешении задач ТЭА Vx=0.35…0.8. Закон Вейбулла хорошо описываетпроцессы, где на отказ действуют причины износа и усталости.
Математическаямодель распределения Вейбулла задается двумя параметрами, что обуславливаетширокий диапазон его применения на практике. Дифференциальная функция имеетвид:
/>
где />-случайнаявеличина (пробег)
/>-параметр формы
/>-параметрмасштаба
Интегральнаяфункция имеет вид:
/>
Заготавливаемстатистическую таблицу
Таблица2.4Наименование параметра Номер интервала 1 2 3 4 5 6 1.Границы интервалов 15 30 45 60 75 90 30 45 60 75 90 105 2.Середины интервалов 22,5 37,5 52,5 67,5 82,5 97,5
3.Опытные числа попаданий в
интервалы m 6 2 6 2 1 1
4.Опытные частоты попаданий в
интервалы 0,333 0,111 0,333 0,111 0,056 0,056 5. Вход в статистическую таблицу 0,4 0,7 1 1,3 1,6 1,9
6. Табличные значения функции α=f(xi) 0,6685 0,8595 0,7485 0,484 0,244 0,0955
7. Теоретические вероятности
попадания в интервалы Pi 0,191 0,245 0,213 0,138 0,07 0,027
8. Теоретические числа попаданий
в интервалы m* 3,438 4,41 3,834 2,484 1,26 0,486 9. Слагаемые критерия Пирсона 1,9092 1,317 1,224 0,094 0,054 0,544 10. Вероятности исправной работы 0,855 0,615 0,37 0,176 0,067 0,027
11. Теоретическая функция
распределения F(xi) 0,191 0,436 0,649 0,787 0,857 0,884
12.Экспериментальные значения
интегральной функции F(xi)э 0,333 0,444 0,777 0,888 0,944 1
Вычисляемстатистическое математическое ожидание (генеральное среднее)
/>
/> />
Вычисляемстатистическую дисперсию
/>
/>
Находимнесмещенное значение дисперсии
/>
/>
/>
Находимкоэффициент вариации
/>
По таблицамдля найденного коэффициента вариации находим значение первого параметра закона-параметра формы, равного />
Находимвторой параметр закона — параметр масштаба:
/>
/>
при этомзначение, обратное параметру масштаба, составляет
/>
Вычисляемтеоретические вероятности попаданий в интервал.
/>
Составляемвходы в статистические таблицы и определяем />
/> />
/> />
/> />
Заносимполученные входы в строку 5 табл. 2.4
С помощьюполученных входов для />, находим (путем интерполяции)значения функции />
Указанныезначения составляют:
/> />
/> />
/> />
Находимдифференциальную функцию распределения:
/>
/> />
/> />
/> />
Находимтеоретические вероятности попадания случайной величины в интервалы:
/>
/> />
/> />
/> />
Таким образомзаполняем строку 7 табл. 2.4
Вычисляемтеоретические числа попадания в интервал:
/>
/> />
/> />
/> />
Заполняемстроку 8 табл. 2.4
Вычисляемслагаемые критерия Пирсона:
/>
/> />
/> />
/> />
Заполняемстроку 9 табл. 2.4
Суммируяслагаемые критерия Пирсона по интервалам, получаем
/>
Проверяемправдоподобность принятия гипотезы о принадлежности опытных данных к законуВейбулла.
/>
Следовательно,по критерию Пирсона при уровне значимости α=0,05 гипотеза о принадлежностиопытных данных к закону Вейбулла не отвергается.
Проверимправдоподобность по критерию Романовского:
/> - гипотеза неотвергается.
Расчеткритерия Колмогорова.
В каждом изинтервалов определяем модуль разности между экспериментальными значениямиинтегральной функции F(xi)э и теоретическими F(xi),т.е.
/>
и выбираеммаксимальное значение Dmax. Вычисляем расчетное значение критерия:
/>
/> />
/>
Такимобразом, по критерию Колмогорова гипотеза не отвергается.
Заключение
Привыполнении данной курсовой работы были просчитаны законы распределения:Вейбулла, экспоненциальный и /> — распределение. Эти законы распределенияотвергаются по всем критериям и однозначно не подходят к данному вариационномуряду.
Выводы : В результате проделанныхрасчетов мы можем сделать вывод, что в нашем случае больше всего подходитнормальное распределение времени проверки состояния и крепления рулевых тягавтомобилей BMW. Мы это заключение сделали на основании рассчитанных критериево принадлежности той или иной гипотезы. Выбранное распределение не отвергаетсяне по одному из критериев и имеет наименьшее их значение:
— критерийРомановского: />
— критерийПирсона: />
— критерийКолмогорова: />