Рулевое управление подвижного состава городского электрического транспорта троллейбуса ЗиУ-9Б

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство транспорта российской федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ»

Контрольная работа

По дисциплине: Конструкция и расчет механического оборудования электрического транспорта

На тему: Рулевое управление подвижного состава городского электрического транспорта троллейбуса ЗиУ-9Б

Выполнил:

Гугнин С.А.

Проверил:

Шищенко Е.В.

Самара 2020

Содержание

Введение

1. Техническое устройство

2. Рулевое управление троллейбуса ЗИУ

2.1 Рулевой механизм

2.2 Рулевой привод

2.3 Усилитель рулевого привода троллейбусов ЗиУ, 14Тр

3. ТО и неисправности гидравлического насоса рулевого управления троллейбусов

Заключение

Введение

ЗиУ-682 (также ЗиУ-9) - советский высокопольный троллейбус большой вместимости для внутригородских пассажирских перевозок. Аббревиатура ЗиУ происходит от названия завода-изготовителя (Ордена Трудового Красного Знамени Троллейбусный завод имени Урицкого), расположенного в Энгельсе Саратовской области (в настоящее время ЗАО «Тролза»). Эта модель троллейбуса находилась в серийном производстве с 1972 года по 2015 год, пережив несколько модернизаций.

Большой объём выпуска ЗиУ-9 позволил ему стать доминирующей моделью троллейбуса в Советском Союзе, начиная с конца 1970-х годов, а после - в России. В 1990-х годах на основе ЗиУ-9 другие производители троллейбусов, организованные преимущественно на базе ремонтных заводов, разработали свои варианты этой машины («клоны»). С 1997 года базовой модификацией в серийном производстве стала ЗиУ-682Г-012 (ЗиУ-682Г0A). Внешним отличием новой модификации стало уменьшенное по высоте боковое окно кабины водителя, имеющее также другое расположение форточки.

На базе ЗиУ-682Г-012 началась дальнейшая модернизация троллейбуса, проводимая преимущественно по заказу Мосгортранса (поскольку большинство прочих российских городов к тому моменту оказались неплатёжеспособными) и разделённая на несколько этапов. Для питания низковольтного оборудования вместо генератора 63.3701 и вспомогательного двигателя ДК-661Б был установлен малошумный статический преобразователь. Была улучшена гидроизоляция и заземление. Троллейбус стал обладать более высокой антикоррозионной защитой.

Ряд узлов стал выполняться из алюминия, нержавеющей стали и стеклопластика. Параллельно с ЗиУ-682Г-012, в 1998 году начался выпуск переходной модификации ЗиУ-682Г-014 (ЗиУ-682Г0E), на которой вместо старых диванов в салоне были установлены индивидуальные мягкие сиденья. Данная модификация также оборудовалась статическим преобразователем [1].

1. Техническое устройство

ЗиУ-9 является высокопольным троллейбусом большой вместимости для внутригородских пассажирских перевозок (рис.1.1). Его стальной сварной корпус монтируется на стальном каркасе, состоящем из трубчатой рамы сложной пространственной формы, поперечных ферм и продольных лонжеронов. Корпус имеет три двери - одну узкую в носовой оконечности и две широкие - в середине и кормовой оконечности. Двери ширмовые, открываются и закрываются автоматически из кабины водителя посредством электропривода (с 1990 года - пневмопривода).

Рис 1.1 Троллейбус пассажирский ЗиУ-682В (также ЗиУ-9)

Система управления током через тяговый электродвигатель (ТЭД) - реостатная автоматическая косвенная (групповой контроллер). Все коммутации силовых цепей из пускотормозных сопротивлений и ТЭД выполняются служебным низковольтным электромотором. Пускотормозные сопротивления ограничивают ток через ТЭД, таким образом управляя скоростью его вращения и развиваемым им крутящим моментом. ЗиУ-9 оснащён мотор-генератором для преобразования входного постоянного напряжения 550 В в низковольтное служебное 24 В. Это преобразование является очень простым - электромотор на 550 В вращает соосный с ним генератор постоянного тока на 24 В. Недостатком такого решения является постоянный шум от работающего мотор-генератора. Однако хорошая смазка и центровка мотор-генератора позволяют понизить шум до терпимого уровня. Помимо этого, мотор-генератор оснащён вентилятором, служащим для более эффективного охлаждения пуско-тормозных реостатов. Низковольтная система включает в себя упоминавшийся выше групповой контроллер, наружное и внутреннее освещение и сигнализацию, приводы дверей и две аккумуляторные батареи. Благодаря разделению уровней напряжений резко уменьшается опасность поражения пассажиров и водителя электрическим током. Всё электрооборудование внутри пассажирского салона и кабины водителя работает от безопасного напряжения 24 В. Силовые 550-вольтовые цепи и агрегаты изначально расположены под полом. Однако низкая электробезопасность подобного решения привела к тому, что в ходе модернизаций оборудование было перенесено на крышу троллейбуса, а также в шкаф за спиной водителя. В ходе капитально-восстановительного ремонта троллейбусов предыдущих выпусков в условиях депо или ремонтных заводов высоковольтное оборудование также часто выносится на крышу. Тормозная система ЗиУ-9 включает в себя электродинамический, стояночный и пневматический тормоз [1].

2. Рулевое управление троллейбуса ЗИУ

Рулевое управление служит для обеспечения движения троллейбуса по заданному водителем направлению. В его состав входят рулевой механизм, рулевой привод и усилитель рулевого привода Рулевой механизм предназначен для уменьшения усилия, прикладываемого водителем к рулевому колесу, и передачи его на рулевой привод. По конструкции рулевые механизмы троллейбусов бывают с червячной передачей, с винтом и шариковой гайкой-рейкой (наиболее часто применяемые) и др [2]

2.1 Рулевой механизм

Техническая характеристика рулевого механизма Маз-500Д (500-3401005-д) для троллейбусов ЗиУ приведена ниже:

Тип сочленения рулевого механизма ................... винт, гайка-рейка с перекатывающимися шариками, сектор

Передаточное число рулевого механизма ........................ 32,55

Полный угол поворота сошки в рабочем положении, ...................... 76

Свободный ход рулевого колеса рулевого механизма в среднем положении, не более, ° ............................... 15

Осевое перемещение вала сектора не более, мм .......................... 0,2

Усилие, необходимое для поворота рулевого колеса рулевого механизма без сошки и сектора (для проверки затяжки конических подшипников), кгс .... 0,3--0,6

Момент затяжки гайки сошки, кгс-м. ................................... 40--45

1 - стопорная шайба; 2 - штифт; 3 - регулировочная гайка; 4 - конический подшипник; 5 - картер; 6 - направляющая; 7, 12 - винты; 8 - карданный шарнир; 9 - колонка; 10 - вал; 11- кронштейн крепления колонки; 12- винт; 13 - контактное устройство сигнала; 14 - контактное кольцо; 15 - провод сигнала; 16 - рулевое колесо; 17 - кнопка сигнала; 18 - гайка; 19 - шпонка; 20 - втулка; 21 - подшипник; 22 - кольцо; 23 - регулировочный винт; 24 - контргайка; 25 - боковая крышка; 26 - зубчатый сектор; 27 - вал сектора; 28 - гайка-рейка

Рис. 2.1 Рулевой механизм троллейбуса:

Рулевой механизм троллейбусов ЗиУ (рис. 2.1) состоит из двух частей, соединенных карданным шарниром 8. Первая часть включает в себя колонку 9, вал 10 и штурвал 16. Вторая часть рулевого механизма состоит из картера 5, винта 7 на двух конических подшипниках 4, гайки-рейки 28 и зубчатого сектора 26, на валу которого на шлицах закреплена сошка. Для правильной постановки сошки на валу сектора имеются метки. Картер рулевого механизма закреплен на основании троллейбуса; в кабине же рулевой механизм крепится к каркасу троллейбуса с помощью кронштейна 11[2].

2.2 Рулевой привод

Рулевой привод передает усилие от рулевого механизма на управляемые колеса, обеспечивая тем самым поворот этих колес на заданные углы. На троллейбусах ЗиУ рулевой привод (рис. 2.2.) включает в себя сошку 4, продольные и поперечные тяги 7, 12, 14, 15, рычаг гидроусилителя 11 и двуплечий рычаг 13. Продольная рулевая тяга 7 представляет собой стальную трубу, на концах которой установлены шаровые шарниры. Каждый из этих шарниров состоит из двух сухарей, между которыми зажата шаровая головка пальца, поджимной пружины и регулировочной пробки. Левая поперечная тяга 15 с одной стороны имеет один шаровой шарнир, с другой - два. Правая поперечная тяга 14 с одной стороны имеет наконечник, на конце которого имеется конусное отверстие для крепления шарового пальца, с другой - два шаровых шарнира. Двуплечий рычаг 13 насажен на вал, который вращается в двух конических подшипниках. Рулевой привод обеспечивает поворот внутреннего колеса на 49°, внешнего - 40° [3].

Рис. 2.2 Общий вид рулевого управления троллейбуса ЗиУ-682В:

1 -- лопастной насос; 2 -- электродвигатель; 3 -- гайка сошки; 4 -- сошка; 5 -- специальные тяги; 6 -- рулевой механизм; 7, 12 продольные тяги; 8 -- шланги; 9 -- гидроусилитель; 10-- трубопроводы; 11 -- рычаг гидроусилителя; 13-- двуплечий рычаг;14 правая поперечная тяга; 15 -- левая поперечная тяга

2.3 Усилитель рулевого привода троллейбусов ЗиУ, 14Тр

Усилитель рулевого привода облегчает управление троллейбусом, повышает безопасность движения, смягчает боковые толчки и удары, передаваемые от управляемых колес на рулевое колесо. Ранее применялись пневматические усилители рулевого привода, например, на троллейбусах ЗиУ-5. В настоящее время используют исключительно гидравлические усилители рулевого привода. рулевой троллейбус насос гидравлический

Гидравлический усилитель рулевого привода

Гидравлический усилитель рулевого привода состоит из масляного насоса, электродвигателя, распределителя, силового цилиндра и трубопроводов. Масляный насос служит для создания давления масла.

В гидравлических усилителях троллейбусов ЗиУ и 14Тр применен лопастной насос (рис. 2.3.), приводимый в действие электродвигателем. Он включает в себя корпус 3, бачок 2 с фильтром 7 для очистки масла, ротор 8 с лопастями 6, которые свободно перемещаются в пазах ротора, вал 10, распределительный диск 7, перепускной 5 и предохранительный 4 клапаны и статор 9.

Рис. 2.3. Насос гидроусилителя руля: А - калиброванное отверстие;

Масляный насос гидроусилителя руля

Распределительный диск направляет масло к лопастям ротора или от лопастей. При вращении ротора его лопасти под действием сил инерции прижимаются к криволинейной поверхности статора, тем самым вытесняя масло в полость нагнетания. При повышении частоты вращения ротора масло из полости за распределительным диском не успевает пройти через узкое калиброванное отверстие А, и давление в этой полости возрастает. Вследствие этого открывается перепускной клапан 5, и часть масла из насоса перетекает снова во всасывающую полость корпуса, что уменьшает производительность насоса. Аналогично работает и предохранительный клапан 4, но он срабатывает только при максимальном давлении в системе (рис 2.3.) [2],[3].

1 - фильтр; 2 - бачок; 3 - корпус; 4 - предохранительный клапан; 5 - перепускной клапан; 6 - лопасть; 7 - диск; 8 - ротор; 9 - статор; 10 - вал.

Силовой цилиндр

Силовой цилиндр гидроусилителя рулевого управления на троллейбусах ЗиУ смонтирован вместе с распределителем (рис. 2.4). Распределитель регулирует поток масла, поступающий из насоса в силовой цилиндр. Основными деталями в распределителе являются золотник 9, корпус 10 и ограничитель хода золотника 8. При работающем насосе масло постоянно циркулирует по замкнутому кругу: насос -- распределитель -- бачок насоса -- насос. Золотник удерживается в нейтральном положении. При повороте рулевого колеса сошка руля через рулевую тягу, связанную с шаровым пальцем золотника, перемещает золотник в сторону от нейтрального положения. При этом нагнетательная и сливная полости в корпусе золотника разобщаются, вследствие чего масло начинает поступать в соответствующую полость силового цилиндра 3, производя перемещение цилиндра относительно поршня 4. Одновременно из другой полости силового цилиндра, масло выдавливается в сливную полость.

При прекращении вращения рулевого колеса золотник останавливается, а корпус золотника занимает нейтральное положение [2]

Рис. 2.4. Гидроусилитель рулевого управления троллейбуса ЗиУ-682В(В1):

1-- трубопровод; 2 -- уплотнительные резиновые кольца; 3 -- силовой цилиндр; 4 -- поршень; 5 -- шаровые пальцы; 6 -- стакан; 7 -- корпус шарниров; 8 -- ограничитель хода золотника; 9 -- золотник; 10 -- корпус.

Схема работы распределительного устройства

Рис. 2.5 Схемы работы распределительного устройства гидроусилителя при: а -прямолинейном движении; б - повороте направо; в - повороте налево;

1 - трубопровод сливной полости; 2 - реактивные камеры; 3, 4 - трубопроводы нагнетательной полости; 5 - золотник; 6 - корпус распределителя; 7 - обратный клапан; 8 - силовой цилиндр; 9 - поршень.

Действие гидроусилителя руля поясняет схема работы распределительного устройства, приведенная на рис.2.5. Крайние пазы в корпусе распределителя 6 (рис. 2.5.) сообщаются с нагнетательной полостью насоса, средний паз - со сливной магистралью.

Левый паз золотника соединен с левой полостью силового цилиндра 8, правый паз - с правой. Давление жидкости в реактивных камерах 2, расположенных по торцам золотника, устанавливает золотник 5 в нейтральное положение, а сама жидкость через зазоры между золотником и корпусом отводится в сливную полость, откуда через трубопровод сливной полости 1 поступает в бачок. В зависимости от направления поворота рулевого колеса рулевая сошка через продольную тягу и шаровой шарнир перемещает золотник в ту или иную сторону. При этом нагнетательная и сливная полости в корпусе золотника разобщаются, и жидкость начинает поступать в соответствующую полость силового цилиндра 8, вызывая его перемещение относительно поршня 9. Одновременно жидкость из другой полости цилиндра выдавливается в сливную полость.

С повышением сопротивления повороту колес давление в рабочей полости силового цилиндра возрастает, вследствие чего увеличиваются давление в реактивной камере золотника и усилие на рулевом колесе. При прекращении вращения рулевого колеса золотник останавливается, и его корпус занимает нейтральное положение. В неработающем усилителе жидкость из одной полости силового цилиндра в другую перепускается обратным клапаном 7, установленным в корпусе распределителя 6 [2]

Основные технические характеристики гидравлического насоса ЗиЛ-130 для троллейбусов ЗиУ и 14Тр приведены ниже:

Тип насоса по конструктивному исполнению .................. лопастной двойного действия

Подача при 850 об/мин и давлении 50 кгс/см2, л/мин, не менее

Число пазов в роторе и лопастей

Давление срабатывания предохранительного клапана, кгс/см2

Давление срабатывания перепускного клапана, кгс/см2

3. ТО и неисправности гидравлического насоса рулевого управления троллейбусов

При ежедневном техническом обслуживании проверяют свободный ход рулевого колеса; надежность крепления рулевого механизма, гидроусилителя, насоса, сошки и тяг; наличие масла в гидросистеме. При ТО-1 проверяют крепление всех деталей рулевого управления, смазывают шарниры рулевых тяг и усилителя, при необходимости доливают масло в бачок насоса и картер рулевого механизма. В картер рулевого механизма заливают трансмиссионное масло ТСп-10 или МТ-16П или ТСз-9 ГИП. Для смазки шарниров рулевого привода применяют смазку УНИОЛ-1 или солидол «С». В гидросистему летом заливают индустриальное масло 20, зимой - индустриальное масло 12. При проверке уровня масла в бачке насоса передние колеса троллейбуса должны быть установлены в положение для движения прямо. При работающем гидронасосе уровень масла должен быть на 5... 10 мм ниже верхней кромки бачка насоса.

Таблица 1 ТО и неисправности гидравлического насоса рулевого управления троллейбусов

Запрещается эксплуатация троллейбусов на линии, если окружной люфт рулевого колеса превышает 20°, затруднено вращение рулевого колеса, неисправен усилитель руля, ослаблено или повреждено крепление рулевого механизма, просачивается смазка из картера рулевого механизма. При ТО-2 дополнительно снимают рулевые тяги и гидроусилитель для их ревизии в мастерской, промывают фильтр насоса и заменяют масло в картере рулевого механизма. (таблица 1) [2].

Заключение

В процессе изучения рулевого управление освоены устройства рулевой механизм, рулевой привод, гидравлический усилитель рулевого привода. Имеет преимущества: облегчает работу водителя, обеспечивает плавность хода рулевой колонки под нужный угол поворачивать колеса троллейбуса;

недостатки: очень сложная ремонтная база всех узлов рулевого управления, воздействие внешней среды (морозы, жара, резкие перепады температур)

Размещено на Allbest.ru