Рулевое управление с гидравлическим усилителем автомобиля ЗИЛ-130
В чем особенность устройства рулевого управления большегрузных автомобилей?
При управлении большегрузными автомобилями (ЗИЛ, КамАЗ) водителю приходится прилагать большие усилия к рулевому колесу, что приводит к снижению его работоспособности. Поэтому в рулевом управлении таких автомобилей устанавливают гидравлический или пневматический усилитель рулевого привода. Больше распространены гидравлические усилители как более компактные и надежные. Кроме того, они хорошо поглощают толчки от неровностей дороги. Гидравлические усилители могут устанавливаться (совмещаться) в рулевом механизме (ЗИЛ-130, КамАЗ-5320) или в рулевом приводе (ГАЗ-66).
Как устроено рулевое управление с гидравлическим усилителем?
В устройство рулевого управления с гидравлическим усилителем автомобиля ЗИЛ-130 (рис.140, а) входят: картер 11 рулевого механизма, имеющий форму цилиндра, в котором устанавливается поршень-рейка 10 с уплотнительными кольцами. Рейка находится в постоянном зацеплении с зубчатым сектором 23, изготовленным совместно с валом сошки 24. В поршне закреплена шариковая гайка 14, в которую ввернут винт 12. Наружный конец винта соединен с рулевым колесом 19 через промежуточный вал и карданную передачу 20. В винтовой канал, образованный канавками на винте 12 и в гайке 14, заложены шарики 13, облегчающие поворот винта в гайке. Шарики циркулируют по замкнутому контуру, так как крайние канавки на гайке соединены трубкой и желобом. Картер герметично закрывается крышками. Над верхней крышкой крепится корпус клапана управления 16. На валу между двумя упорными шарикоподшипниками 15 смонтирован золотник 18, имеющий на наружной поверхности две выточки. Внутренние кольца подшипников при среднем нейтральном положении золотника 18 располагаются с зазором 1 мм от выступающей части корпуса золотника, что дает возможность золотнику вместе с валом перемещаться в осевом направлении на эту величину.
Рис.140. Рулевое управление с гидроусилителем автомобиля ЗИЛ-130:
а – общее устройство; б – привод.
Золотник с валом в среднем нейтральном положении фиксируется шестью пружинами 21 с плунжерами 22, установленными в каналах корпуса золотника. С внешней стороны к корпусу клапана управления присоединяются два шланга от насоса гидроусилителя: сливной 6 – к отверстию, сообщающемуся двумя каналами с концами золотника, а нагнетательный 9 сообщается с отверстием канала, подходящего к середине золотника. Между каналами расположен клапан управления 17, соединяющий каналы при неработающем насосе гидроусилителя. В этом случае возможна работа рулевого механизма без гидроусилителя.
Насос гидравлического усилителя роторный двойного действия, т. е. в нем происходит два полных цикла всасывания и подачи рабочей жидкости за один оборот вала. В его корпусе 2 выполнен статор 25, внутренняя полость которого имеет специальную форму для установки ротора 26. Ротор жестко крепится на валу с приводным шкивом 1. В пазах ротора свободно расположены десять стальных лопастей 27.
На корпусе насоса крепится бачок 3 для масла, в корпусе – перепускной клапан 7, ограничивающий количество масла, подаваемого к золотнику. Внутри этого клапана имеется предохранительный клапан, ограничивающий давление масла в системе в пределах 6,5-7 МПа, что необходимо при большой частоте вращения коленчатого вала двигателя. В бачке смонтирована фильтрующая сетка для очистки заливаемого масла и фильтр 4 для очистки масла, возвращающегося из гидравлического усилителя. В бачок летом заливают турбинное масло 22 (заменитель – индустриальное масло 20), зимой – менее вязкое веретенное масло АУ. Сверху бачок закрывается крышкой с сапуном, сообщающим его внутреннюю полость с атмосферой.
Работает насос так. При вращении ротора его лопасти под действием центробежной силы прижимаются к статору. Подходя к всасывающей полости, они захватывают масло и подают его к нагнетательной полости, где из-за уменьшения объема масло вытесняется и далее по шлангу 9 поступает в гидравлический усилитель, выполнив работу. После этого по шлангу 6 через фильтр 4 оно возвращается в бачок.
Как работает рулевое управление с гидравлическим усилителем?
При движении автомобиля по прямой дороге золотник 18 под давлением плунжеров 22 удерживается в среднем нейтральном положении и масло, поступающее к золотнику 18, через его выточки и сливные каналы по шлангу 6 возвращается в бачок 3. Следовательно, масло не воздействует на поршень, а он на сектор и рулевой привод. Однако наличие масла в гидравлическом усилителе способствует поглощению толчков, передаваемых на руль от неровностей дороги (положение II). Во время поворота рулевого колеса в любую сторону (например, вправо) на винте 12 вследствие сопротивления, оказываемого сектором 23 перемещению рейки, возникает реактивное осевое усилие, сдвигающее винт назад. Вместе с винтом сдвигается и золотник в пределах его возможного хода и задняя выточка золотника соединяет канал передней полости А цилиндра со сливным каналом и шлангом 6, а передняя выточка – нагнетательную магистраль 9 с каналами задней полости Б цилиндра. Поршень перемещается вперед, т. е. в ту же сторону, что и водитель перемешает его, поворачивая рулевое колесо. При этом рейка поршня поворачивает зубчатый сектор 23, воздействуя на рулевую сошку 24 и через продольную тягу 28 (рис.140, б), верхний поворотный рычаг 29, боковые рычаги 30 и поперечную тягу 31 на колеса автомобиля, поворачивая их вправо (положение I). Когда водитель прекращает поворот рулевого колеса, золотник под давлением плунжеров возвращается в нейтральное положение и гидроусилитель выключается из работы.
При повороте влево золотник 18 смещается вперед, направляя масло в переднюю полость А цилиндра, т. е. под поршень. Полость. Б в это время сливным шлангом 6 соединяется с бачком. Под давлением масла и усилия, создаваемого водителем, поршень перемещается вверх и своей рейкой поворачивает сектор и далее через рулевую сошку и рулевые тяги он повернет колеса автомобиля влево (положение III). Следовательно, при работающем двигателе и исправном гидравлическом усилителе для поворота автомобиля водителю не приходится затрачивать большие усилия, что повышает его работоспособность и надежность рулевого управления. Однако это усилие может оказаться настолько незначительным, что водитель может потерять «чувство» дороги. Чтобы этого не случилось, в гидравлическом, усилителе пространство между плунжерами сообщается с нагнетательной полостью. С повышением сопротивления повороту колес для перемещения поршня 10 требуется приложить большее усилие, поэтому давление масла в нагнетательной полости возрастает. Под этим давлением плунжеры 22 сильнее прижимаются к кольцам подшипников и для сдвига, золотника требуется приложить большее усилие, что и вызывает «чувство» дороги. При неработающем двигателе насос не подает масло в гидравлический усилитель и рулевой механизм работает как обычный механический. В этом случае водителю приходится затрачивать значительные усилия на управление автомобилем.
Что подразумевается под передаточным отношением рулевого управления?
Под передаточным отношением рулевого управления подразумевается отношение угла поворота рулевого колеса к углу поворота управляемых колес около шкворней поворотных цапф. Его подбирают таким образом, чтобы сошка не поворачивалась вокруг оси, а получала лишь колебательное движение.
Передаточное отношение рулевого управления определяется как произведение передаточных отношений рулевого механизма и рулевого привода. Оно находится в таких пределах: 19,1 – ГАЗ-24 «Волга», 20 – ЗИЛ-130 и КамАЗ-5320.
***
Проверьте свои знания и ответьте на контрольные вопросы по теме «Передний мост и рулевое управление автомобиля»
Рулевое управление автомобиля ГАЗ-53А Передний мост легкового автомобиля
Смотрите также: