Układ kierowniczy
Obsługa układu kierowniczego obejmuje sprawdzenie stanu technicznego całego układu i poszczególnych jego zespołów, kontrolę i regulację luzów w przegubach i przekładni kierowniczej, smarowanie wszystkich punktów wg instrukcji obsługi oraz kontrolę i regulację kątów ustawienia kół.
/przegląd wszystkich dźwigni i drążków układu kierowniczego oraz łączących je przegubów należy do podstawowych czynności obsługowych. Należy przy tym sprawdzić wszystkie śruby, nakrętki oraz stan pozostałych elementów (czy nie są pęknięte lub skrzywione). W przypadku stwierdzenia jakichkolwiek niesprawności należy je usunąć lub, jeżeli nie jest to możliwe prostymi metodami, przerwać eksploatację pojazdu i przekazać go do naprawy^/"
Stan techniczny układu kierowniczego można ocenić na podstawie sumarycznego luzu (mierzonego na kole kierowniczym) oraz siły (mierzonej na obwodzie koła kierowniczego) potrzebnej do uruchomienia przekładni kierowniczej po odłączeniu układu drążków. Zbyt duży sumaryczny luz świadczy zwykle o nadmiernym zużyciu elementów układu, a zbyt^duża siła — o niewłaściwej regulacji przekładni kierowniczej. ^Nadmierne luzy w układzie kierowniczym powodują pogorszenie kierowalności i stateczności pojazdu, mogą być przyczyną drgań przedniego zawieszenia oraz zwiększają czas, jaki upływa od powzięcia przez kierowcę decyzji o skręceniu do wykonania skrętu. Zbyt duże siły potrzebne do kierowania powodują zmęczenie kierowcy oraz przyspieszają zużywanie się niektórych elementów układu.)
Sumaryczny luz w układzie kierowniczym mierzy się przy ustawieniu kół w kierunku jazdy wprost. Najprostszy przy-
rząd do takiego pomiaru składa się z dwóch części. Na jednej — przymocowanej do kolumny kierowniczej — nacięta jest podziałka kątowa w stopniach. Drugą częścią jest wskaźnik, który mocuje się do koła kierowniczego. Pomiaru dokonuje się obracając kołem kierowniczym w jedną, a następnie w drugą stronę aż do położenia, w którym wyczuwa się wyraźny opór, uważając, żeby koła samochodu nie zmieniły swojego położenia. Wartość kąta zawartego między skrajnymi położeniami wskaźnika odpowiada sumarycznemu luzowi w układzie.
Dopuszczalna wartość luzu dla każdego samochodu podana jest w instrukcji obsługi. Wartości te dla rozmaitych pojazdów różnią się dość znacznie, zawierają się jednak zwykle w granicach 8-7-25°, przy czym większe wartości odnoszą się do samochodów ciężarowych.
Wzrost sumarycznego luzu w układzie kierowniczym może być wywołany: nadmiernymi luzami łożysk piast kół przednich (regulacja tych luzów została omówiona poprzednio), luzami sworzni zwrotnic, luzami w ruchomych połączeniach drążków kierowniczych, poluzowaniem zamocowania korpusu przekładni kierowniczej oraz luzami w tej przekładni.
Luzy w sworzniach zwrotnic można usunąć tylko w drodze naprawy lub wymiany zwrotnic i sworzni.
Q^ Luzy w przegubach drążków kierowniczych są wynikiem nadmiernego zużycia sworzni kulistych, podkładek lub pęknięcia sprężyn. Elementy nadmiernie zużyte lub uszkodzone należy wymienić na nowe. W pewnych granicach luz ten można regulować przez dokręcenie korków gwintowanych w końcówkach drążków (po uprzednim ich odbezpieczeniu). Korki dokręca się do oporu, a następnie odkręca się je o 1/4-T-1/2 obrotu, aż do pokrycia się otworów na zawleczkę w końcówce i w korku. Jeżeli mimo to luz jest zbyt duży, oznacza to, że zużycie elementów przegubu przekracza możliwości regulacji. Jeżeli przeguby obracają się zbyt ciężko, należy korki jeszcze trochę odkręcić. Po właściwym wyregulowaniu luzu w przegubie należy korek starannie zabezpieczyć przed odkręcaniem się. W niektórych samochodach (np. Polski Fiat 125p) konstrukcja przegubów kulistych nie umożliwia regulacji luzów. Przeguby takie są nierozbieralne i w przypadku pojawienia się luzów należy je wymienić na nowe.
Obluzowanie zamocowania przekładni kierowniczej usuwa się przez dokręcenie poluzowanych śrub i nakrętek.
Jeżeli nadmierne luzy w układzie nie są wywołane wymienionymi wyżej przyczynami, ich powodów należy szukać w niesprawności przekładni kierowniczej. Niesprawność taka może być wywołana luzami w łożyskach ślimaka (lub śruby) albo luzami między współpracującymi elementami roboczymi samej przekładni.
Luz w łożyskach można określić na podstawie poosiowego przesuwania się piasty koła kierowniczego względem kolumny kierowniczej przy obracaniu koła kierowniczego w obie strony od-położenia środkowego. Luz ten reguluje się za pomocą podkładek z cienkiej blachy umieszczonych między obudową przekładni a kołnierzem dolnej pokrywy, albo przez wkręcenie osadzonej na gwincie oprawy dolnego lub górnego łożyska ślimaka.
Luz między współpracującymi elementami samej przekładni ocenia się poruszając ramieniem kierowniczym po odłączeniu drążka podłużnego. Sposób regulacji tego luzu zależy od konstrukcji przekładni. {Ponieważ we współczesnych samochodach stosuje się wiele rozmaitych rozwiązań konstrukcyjnych tej przekładni, przed przystąpieniem do jej regulacji należy zapoznać się z instrukcją fabryczną danego pojazdu.
Poprawność dokonanej regulacji przekładni kierowniczej sprawdza się mierząc siłę, jaką trzeba przyłożyć do koła kierowniczego dla uruchomienia przekładni. W tym celu należy odłączyć drążek podłużny od ramienia kierowniczego. Do koła kierowniczego stycznie do obwodu mocuje się dynamometr (rys. 6.8) i mierzy się siłę potrzebną do wyprowadzenia przekładni kierowniczej z położenia środkowego. W zwykłych przekładniach zębatych i ślimakowych siła ta nie powinna przekraczać 15-T-20 N. W przekładniach z ślimakiem globoidalnym z rolką, ślimakiem z nakrętką lub kulkami powinna ona wynosić 5-r-8 N.
Pomiar siły na kole kierowniczym umożliwia również ocenę prawidłowości działania całego układu kierowniczego. Należy w tym celu unieść przednie koła i zmierzyć siłę potrzebną do wyprowadzenia kół z położenia odpowiadającego jeździe samochodu wprost. Pomiar siły na kole kierowniczym w samochodzie stojącym na kołach mija się z celem, ponieważ o wartości siły decyduje w tym przypadku oddziaływanie podłoża.
Ważną czynnością obsługową jest okresowe smarowanie układu kierowniczego. Smarowanie należy wykonywać w terminach podanych w instrukcji obsługi i zgodnie z planem smarowania. Zwykle wszystkie punkty smarowania mechanizmu zwrotniczego smaruje się smarem stałym przez uprzednio oczyszczone smarowniczki.
Podczas eksploatacji pojazdu należy sprawdzać szczelność przekładni, obserwując czy nie ma śladów wycieków oleju. Okresowo — zgodnie z zaleceniem instrukcji — należy uzupełniać olej w obudowie przekładni, a w niektórych pojazdach również wymieniać go podczas przechodzenia z eksploatacji letniej na zimową i odwrotnie. W tym celu należy usunąć stary olej odkręcając pokrywę przekładni, przemyć przekładnię naftą lub olejem napędowym, przykręcić pokrywę i napełnić przez otwór wlewowy świeżym olejem. W wielu nowoczesnych samochodach przekładnie kierownicze nie wymagają wymiany oleju w ramach czynności obsługowych. Są one tak skonstruowane, że jednorazowe napełnienie olejem wystarcza na cały przebieg międzynaprawczy.
Oprócz sprawdzania i regulacji luzów, smarowania, usuwania różnego rodzaju uszkodzeń, do obsługi układu kierowniczego należy jeszcze kontrola i regulacja ustawienia kół kierowanych. Właściwa zbieżność kół oraz właściwe kąty pochylenia kół, wyprzedzenia i pochylenia sworzni zwrotnic stanowią o sprawności układu kierowniczego i mają duży wpływ na łatwość prowadzenia pojazdu oraz na trwałość opon.J
Istnieje wiele rozmaitych przyrządów do pomiaru ustawienia kół, począwszy od prostych przenośnych przyrządów mechanicznych, aż do uniwersalnych stanowisk optyczno-elektrycznych. Przykładowo omówione zostaną jedynie najczęściej stosowane.
Zarówno zbieżność, jak i wszystkie kąty ustawienia kół mierzy się po uprzednim sprawdzeniu ciśnienia w ogumieniu i stanu technicznego układów zwrotniczego i jezdnego. Ciśnienie w ogumieniu powinno być zgodne z instrukcją, wszystkie połączenia właściwe, a nadmierne luzy skasowane.
Zbieżność kól sprawdza się zwykle za pomocą rozsuwanego sprawdzianu (rys. 6.9), przykładanego na wysokości osi obrotu kół do krawędzi obręczy z przodu i z tyłu. W celu uniknięcia błędu spowodowanego ewentualnym odkształceniem obręczy po zmierzeniu odległości między krawędziami z przodu zaznacza się kredą miejsce styku końcówek sprawdzianu z obręczą, następnie przetacza się samochód tak, żeby zaznaczone miejsca znalazły się na wysokości osi obrotu z tyłu, i ponownie mierzy się odległość między nimi. Różnica wyników pomiarów stanowi wartość mierzonej zbieżności kół.
Zbieżność kół jest dla każdego samochodu określona przez producenta i podana w fabrycznej instrukcji obsługi. W przypadku stwierdzenia, że zmierzona wartość odbiega od podanej w in-
strukcji, należy dokonać regulacji zmieniając długość drążka poprzecznego. W tym celu najczęściej luzuje się nakrętki mocujące końcówki ze sworzniami kulistymi na gwintowanych końcach drążka poprzecznego i obraca drążek (rys. 6.10). W układach kierowniczych z wieloczłonowym drążkiem poprzecznym regulacja zbieżności polega na obracaniu jego skrajnych członów o ten sam kąt.
Sposób pomiaru kątów pochylenia kół oraz wyprzedzenia i pochylenia sworznia zwrotnicy zostanie omówiony na przykładzie
pomiaru przyrządem A 0307 produkcji Spółdzielni Pracy „Precyzja''. Przyrządy takie (rys. 6.11), jak również bardzo podobne przyrządy zagranicznych wytwórni HPA i Dunlop, są dość powszechnie stosowane. Są one wyposażone w dwie tarcze obrotowe pod przednie koła oraz dwie tarcze — podstawki pod koła tylne — służące do poziomego ustawienia samochodu. W celu wykonania pomiarów ustawia się samochód na tarczach i zabezpiecza się zapadkami obrotnice tarcz pod przednimi kołami w położeniu zerowym. Podziałkę ruchomą przyrządu ustawia się tak, żeby jej zero pokrywało się z zerem podziałki nieruchomej i wskazówkę ustawia się na zero. Przyrząd przystawia się ramionami oporowymi do obręczy koła, a oprawę z podziałkami ustawia się w płaszczyźnie równoległej do tarczy koła. Przyrząd należy tak zamocować, żeby pęcherzyk powietrza w poziomnicy znajdował się w położeniu środkowym.
Po wykonaniu wymienionych czynności przygotowawczych można przystąpić do właściwego pomiaru.
Pomiar kąta pochylenia koła wykonuje się obracając oprawę przyrządu tak, żeby podziałki znalazły się w płaszczyźnie prostopadłej do tarczy koła. Teraz pokręcając śrubą regulacyjną należy ustawić za pomocą poziomnicy wskazówkę w położeniu pionowym (pęcherzyk powietrza w poziomnicy ponownie musi się znaleźć w położeniu środkowym). Wartość kąta pochylenia koła odczytuje się na górnej nieruchomej podziałce przyrządu.
Pomiar kąta wyprzedzenia wykonuje się ustawiając oprawę tak, żeby podziałki znajdowały się w płaszczyźnie prostopadłej do tarczy koła. Podziałkę ruchomą ustawia się w ten sposób, żeby jej zero pokryło się z zerem podziałki nieruchomej. Także wskazówki przyrządu ustawia się na zero podziałek. Następnie zwalnia się zapadki obrotnic i skręca się koło o kąt 20°, tzn. tak, żeby skośnie ścięta krawędź obrotnicy ustawiła się równolegle do rowków na nieruchomej części tarczy. Poziomnicę sprowadza się do położenia środkowego za pomocą śruby umieszczonej z prawej strony oprawy, ustawiając wskazówkę w położeniu pionowym. Dolną podziałkę — ruchomą — ustawia się (pokręcając śrubą z lewej strony oprawy) tak, żeby jej zero pokryło się ze wskazówką. Następnie skręca się badane koło w przeciwną stronę, tak aby druga skośna krawędź obrotnicy ustawiła się równolegle do rowków. Odpowiada to kątowi skrętu kół o 20° od położenia odpowiadającego jeździe wprost. Ponownie ustawia się wskazówkę pionowo za pomocą poziomnicy i odczytuje się wartość kąta wyprzedzenia na dolnej podziałce. Kąt ten jest dodatni, jeżeli wskazówka odchyli się na dolnej podziałce od samochodu w stosunku do położenia zerowego.
Pomiar kąta pochylenia sworznia zwrotnicy wykonuje się w identyczny sposób z tym, że oprawa przyrządu powinna być tak ustawiona, żeby podziałki znajdowały się w płaszczyźnie równoległej do tarczy koła. Pomiar ten wykonuje się zwykle bezpośrednio po pomiarze kąta wyprzedzenia.
Na rys. 6.12 przedstawiono inne urządzenie do kontroli ustawienia kół — przyrząd optyczny typu PKo-1 produkcji Spółdzielni Pracy „Precyzja". Jest to zestaw pomiarowy umożliwiający nie tylko pomiary kątów pochylenia koła, sworznia zwrotnicy i kąta wyprzedzenia, ale również pomiary zbieżności kół, kąta skrętu kół, sprawdzenie ustawienia kół do jazdy na wprost oraz sprawdzenie ustawienia tylnej osi. Na rys. 6.13 przedstawiono sposób zamocowania projektora wchodzącego w skład zestawu przy pomiarze kąta wyprzedzenia sworznia zwrotnicy.
Kątów pochylenia koła w samochodach ze sztywną przednią osią nie reguluje się. Odchyłki od ich właściwych wartości świadczą o zużyciu sworzni, zwrotnic, otworów, w których sworznie są osadzone, lub ewentualnie o zgięciu belki przedniej osi. W przypadku niezależnego zawieszenia kół na wahaczach kąty ustawienia kół mogą być regulowane przez obrót mimośrodowego sworznia w przegubowym połączeniu łącznika z jednym z wahaczy. Obrót mimośrodu powoduje przesunięcie końca łącznika w kierunku poprzecznym, dzięki czemu zmieniają się kąty pochylenia koła i sworznia zwrotnicy. Jeżeli sworzeń regulacyjny jest nagwintowany, jego obrót powoduje również przesuwanie końca łącznika wahaczy w kierunku wzdłużnym, a co za tym idzie, zmianę kąta wyprzedzenia. W niektórych rozwiązaniach kąt wyprzedzenia reguluje się osobnymi śrubami lub za pomocą podkładek. Przy niezależnym zawieszeniu na poprzecznych resorach piórowych kąty ustawienia kół zależą od kształtu resorów i sposobu ich zamocowania do poprzeczki ramy. W razie stwierdzenia niewłaściwego ustawienia kół należy sprawdzić stan resorów.
W tablicy 6.1 podano przykładowo dane fabryczne dotyczące ustawienia kół czterech samochodów osobowych polskiej produkcji.