Рулевое управление является одной из важнейших систем автомобиля, обеспечивающих его активную безопасность. В предлагаемой работе проведен анализ повреждений деталей рулевого управления при ДТП с позиции их влияния на дальнейшую эксплуатацию автомобиля и возможностей устранения.
Ключевые слова: рулевое управление, дорожно-транспортное происшествие
Дорожно-транспортное происшествие (ДТП) — это событие, возникшее в процессе движения по дороге транспортного средства и с его участием, при котором погибли или пострадали люди или повреждены транспортные средства, сооружения, грузы, либо причинён иной материальный ущерб. В России ежегодно в ДТП погибают около 27 000 человек, ущерб от ДТП составляет около 2,5 % ВНП России [1].
Более половины всех ДТП в России приходится на происшествия без пострадавших, только с моральным ущербом. При этом в большинстве случаев в результате ДТП повреждаются внешние и внутренние части кузова. Однако, ряде случаев, при столкновении затрагиваются элементы рулевого управления. Такие ДТП обладают достаточно тяжелыми последствиями, и их устранение трудоемко. Целью данной работы является анализ частоты проявления возможных последствий и возможности восстановления деталей автомобиля при повреждении в ДТП элементов рулевого управления.
Повреждение рулевого управления при ДТП возможно при двух факторах:
– повреждение управляемого колеса и связанных с органами управления элементов подвески автомобиля;
– повреждение мест крепления элементов рулевого управления (смещение рулевой колонки, деформация щитка передка).
Данные факторы приводят к деформациям в узлах рулевого управления, что, в свою очередь, ведет к увеличению тяжести последствий дорожно-транспортных происшествий.
Повреждение управляемого колеса может возникнуть при перекрестном или косом столкновении автомобилей (рис.1), либо при столкновении с неподвижным препятствием (бордюр, столб, бетонный куб и пр.).
Рис. 1. Перекрестное и косые столкновения двух автомобилей [2]
При таких видах столкновений удар по управляемому колесу может быть как прямым, так и касательным, а количество и вид повреждений зависит от первоначального импульса. Наибольшие повреждения обычно получают детали, имеющие непосредственную связь с колесом, а именно: поворотные кулаки, рулевые наконечники, рулевые тяги.
При повреждении колеса могут деформироваться оба его составляющих элемента: колесный диск и шина. Поврежденный колесный диск может иметь как поверхностные внешние деформации (задиры, царапины, сколы металла, риски), так и глубокие внутренние, изменяющие форму изделия (изгиб, вмятины). Характерные повреждения колесных дисков представлены на рис. 2 и 3.
Рис. 2 Внешние повреждения колесного диска
Поверхностные повреждения дисков практически не сказываются на эксплуатационных характеристиках автомобиля, они лишь негативно влияют на внешний вид. Вместе с тем, при наличии поверхностных повреждений возможно повреждение структуры металла диска, в том числе образование микротрещин, полостей.
Рис. 3. Изменение формы обода колесного диска
Глубокие повреждения диска возникают, как правило, при ДТП с большим ущербом. Колесный диск может быть выправлен с использованием специализированного стенда, трудоемкость работы зависит от площади повреждения и составляет порядка 0,5 –2 чел.-ч.
Однако при существенной деформации, например, такой, как показано на рис. 3, диск правке не подлежит, так как высока вероятность появления трещин и остаточных деформаций.
Повреждения автомобильной шины, в связи с особенностями ее конструкции, включают два основных вида: повреждение внешнего слоя резинового покрытия (рис.4); повреждение корда (рис.5).
Рис. 4. Вырыв части внешнего слоя шины
Поверхностные повреждения наружной части шины мало влияют на эксплуатационные характеристики. Однако глубокие отрывы наружных частей могут влиять на герметичность шины.
Шины с разрывами боковой части в основном являются ремонтнопригодными, для восстановления их первоначальных характеристик используются методы вулканизации и наварки слоя резинового покрытия.
При повреждении металлического каркаса шины (корда) нарушается сопротивление шины к внешним механическим воздействиям, что, в свою очередь, может привести к взрыву шины. На рис.5 представлено повреждение каркаса шины.
Рис. 5. Повреждение каркаса шины
Основным видом деформаций поворотного кулака является изменение формы (изгиб), представленный на рис.6. Поворотный кулак рулевого управления современного автомобиля изготавливается из высокопрочной легированной стали 30Х или 40. При его повреждении нарушаются углы установки колес, а также изменяется нагрузка на сопрягаемые детали. Это приводит к снижению курсовой устойчивости и уводу автомобиля.
Поворотные кулаки современных автомобилей не предполагают ремонтных воздействий. При их повреждении производители настойчиво рекомендуют заменять поврежденные элементы.
Рулевые наконечники представляют собой шток с шаровым шарниром на конце. Основным видом повреждения наконечника являются: разрушение шарового шарнира; изменение формы (изгиб). При его повреждении нарушается связь управляемого колеса с рулевым механизмом. Это приводит к снижению точности управления автомобилем.
Рис. 6. Деформация поворотного кулака
Рулевые наконечники современных автомобилей не предполагают по своей конструкции восстановление первоначальных характеристик и при повреждении рулевого наконечника необходимое ремонтное воздействие — замена.
Рулевая тяга обеспечивает передачу усилия со стороны рулевого колеса на поворотные кулаки колес. Повреждениями рулевой тяги могут быть в форме разрушения резьбового соединения, изгиба тяги. Стоит также отметить, что рулевая тяга напрямую связана с механизмом рулевого управления (рулевая рейка, редуктор). В соединении отсутствуют демпфирующие элементы и при значительном импульсе удара составные части рулевого механизма (втулки, элементы зубчатой передачи) могут быть повреждены. В связи с этим, при повреждении рулевых тяг вероятность повреждения рулевого механизма повышается. В случае затрагивания при ДТП рулевой тяги нарушаются первоначальные углы установки колес, что приводит нарушению обратной связи между дорогой и элементами рулевого управления.
В связи с высокой точностью изготовления рулевых тяг, они неремонтопригодны.
Рулевой механизм выполняет передачу усилия от рулевого колеса к управляемым колесам. Внутренние части рулевого механизма современного легкового автомобиля соединены с корпусом рулевого механизма посредством втулок. При дорожно-транспортном происшествии втулки рулевого механизма выполняют роль демпфирующего элемента и разрушаются, гася энергию удара и сохраняя неповрежденными основные элементы конструкции, такие как зубчатая рейка, шестерни и валы. В связи с укрупнением конструкций узлов современных автомобилей, автопроизводители не предлагают замену разрушенным втулкам рулевой рейки, однако на рынке представлены различные виды неоригинальных запасных частей, позволяющих восстановить первоначальные характеристики узла.
На рисунке 7 представлено сравнение новой и поврежденной втулок рулевого механизма.
Рис. 7. Сравнение новой и поврежденной втулки рулевой рейки
Таким образом, в ходе проведенного анализа было установлено, что хотя доля ДТП с повреждениями элементов рулевого управления мала, но эти ДТП имеют тяжелые последствия. Исправление полученных повреждений преимущественно не производится. Более эффективным методом, обеспечивающим высокий уровень активной безопасности, является замена поврежденных деталей новыми.
Литература:
- Дорожно-транспортное происшествие — [Электронный ресурс]. — 2017. — Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/.
- Иларионов, В. А. Экспертиза дорожно-транспортных происшествий / В. А. Илларионов. — М.: Транспорт, 1989. — 255 с.
- Методические рекомендации по организации деятельности Госавтоинспекции при производстве по делам об административных правонарушениях. Письмо МВД РФ № 13/ц-72 от 18.06.2003.
- Чава, И. И. Судебная автотехническая экспертиза. Исследование обстоятельств дорожно-транспортного происшествия: учебно-методическое пособие / И. И. Чава. — М.: Библиотека эксперта, 2007. — 98 с.
- Шевцов, С. О. Расследование обстоятельств ДТП. Методические рекомендации / С. О. Шевцов, К. В. Дубонос. — Харьков.: Факт, 2002. — 170 с.
- Конструкция рулевого управления — [Электронный ресурс]. — 2017. — Режим доступа: http://systemsauto.ru/.
