Владимир Сологуб - Автопрактикум. Часть 3. Ходовая часть и механизмы управления большегрузных автомобилей

При повороте рулевого колеса сошка руля через шаровой палец 9 перемещает золотник в сторону от нейтрального положения. При этом нагнетательная и сливная полости в корпусе золотника разобщаются, и жидкость начинает поступать в соответствующую полость силового цилиндра, производя перемещение цилиндра относительно поршня. Движение цилиндра передается управляемым колесом через шаровой палец 8 и связанную с ним продольную рулевую тягу.

Если прекратить вращение рулевого колеса, золотник останавливается, а корпус золотника надвигается на золотник и устанавливается в нейтральное положение. Поворот управляемых колёс автомобиля прекращается.

Гидравлический усилитель руля обладает высокой чувствительностью. Для поворота колёс автомобиля необходимо перемещение золотника всего от 0,4 до 0,6 мм. Давление в рабочей полости силового цилиндра увеличивается с повышением сопротивления повороту колёс. Одновременно увеличивается давление в реактивной камере золотника. Под действием этого давления золотник постоянно стремится вернуться в нейтральное положение.

Чем больше сопротивление повороту колёс, тем больше усилие, с которым золотник стремится вернуться в нейтральное положение, тем больше и усилие на рулевом колесе.

Для возможности управления автомобилем при неработающем усилителе (например, при буксировке) в корпусе распределителя установлен обратный клапан, перепускающий жидкость из одной полости силового цилиндра в другую.

В системе гидроусилителя имеется предохранительный клапан, установленный на силовом цилиндре. Клапан отрегулирован на заводе на давление в системе 8,0-9,0 МПа (80-90 кгс/см 2).

Следует иметь в виду, что допускается лишь кратковременная работа рулевого управления при неработающем усилителе, так как при этом значительно возрастает усилие на рулевом колесе и увеличивается его свободный ход.

Насос гидроусилителя шестерённого типа с клапаном расхода и давления состоит из корпуса 7 (рисунок 5.19) и размещённых в нем двух шестерён: ведущей 10 и ведомой 8, вращающихся во втулках. Эти втулки обеспечивают одновременно торцевое уплотнение шестерён. Привод насоса осуществляется от коленчатого вала посредством клиновых ремней.

Рисунок 5.19 – Насос гидроусилителя

1 – стопорное кольцо; 2 – опорное кольцо; 3 – сальники; 4 – левая втулка; 5 – кольцо; 6 – крышка; 7 – корпус; 8 – ведомая шестерня; 9 – правая втулка; 10 – ведущая шестерня

Клапан расхода и давления (рисунок 5.20) работает следующим образом. Рабочая жидкость из насоса под давлением поступает в вертикальный канал А и далее по горизонтальному каналу Б через центральное отверстие 10 в жиклере 11 к распределителю рулевого механизма. Так как скорость в центральном отверстии 10 жиклера 11 выше, чем в канале Б из-за разности проходных сечений, давление в полости Г, соединённой с центральным отверстием, будет ниже, чем в канале Б и, следовательно, ниже, чем в вертикальном канале А. С увеличением частоты вращения шестерён насоса разность давлений в полости Г и канале А возрастает и при подаче насоса свыше 31-35 л/мин плунжер 5 перемещается вправо, сжимая пружину 8. В этом случае рабочая жидкость частично из вертикального канала А поступает в полость слива Д и по трубке возвращается во всасывающий патрубок 9 насоса. Таким образом, независимо от частоты вращения насоса расход рабочей жидкости через распределитель будет составлять не более 31-35 л/мин.

Рисунок 5.20 – Клапан расхода и давления

1 – пробка; 2 – радиальное отверстие в плунжере; 3, 8 – пружины; 9 – радиальное отверстие в жиклёре; 10 – центральное отверстие в жиклёре; 11 – жиклёр; 12 – регулировочные прокладки; 13 – корпус клапана; А, Б, В, Г, Д – каналы и полости в корпусе

При увеличении давления в каналах А и Б и полости Г (рисунок 5.20) до 9,511 МПа (95-110 кгс/см 2) шарик 4 отрывается от седла, сжимая пружину 3. Рабочая жидкость из полости Г по дроссельному каналу 6 пробки 7 через радиальное отверстие 2 в плунжере поступает в полость слива Д и по трубке на слив. Так как проходные сечения дроссельных каналов 9 и 6 отличаются незначительно, давление в полости Г практически не повышается. Повышение давления Е канале А вызывает перемещение плунжера 5 вправо, в результате чего рабочая жидкость из канала поступает в полость слива Д и по трубке во всасывающий патрубок насоса. Таким образом, система гидроусилителя руля предохраняется от перегрузки.

Рулевое управление предназначено для обеспечения движения автомобиля в заданном направлении. К рулевому управлению (рисунок 5.21) относятся: рулевой механизм 1 с распределительным устройством, вал рулевой 9 с колонкой и колесом 7, рулевые тяги, силовой цилиндр 18, насос, масляный бачок 4 и шланги.

Рисунок 5.21 – Рулевое управление

1 – механизм рулевой с распределительным устройством; 2 – шланг сливной; 3 – шланг питающий к насосу; 4 – бачок масляный; 5 – кронштейн масляного бачка; 6 – кронштейн рулевой колонки; 7 – колесо рулевое; 8 – переключатель указателей поворота; 9 – вал рулевого управления с колонкой; 10 – вал карданный рулевого управления; 11 – шланг от насоса; 12, 17 – шланги силового цилиндра; 13 – болт приводной; 14 – наконечник; 15 – палец; 16 – кронштейн крепления силового цилиндра; 18 – цилиндр силовой; 19 – тяга продольная рулевая; 20 – сошка; 21 – кронштейн крепления рулевого механизма

Винт рулевого механизма соединён с валом рулевой колонки при помощи карданного вала 10. С силовым цилиндром рулевой механизм связан через сошку 20.

Рулевой механизм преобразует поворот рулевого колеса в угловое перемещение рулевой сошки.

Винт и гайка-рейка подобраны из деталей одной размерной группы. Полукруглые резьбовые канавки на винте и гайке-рейке образуют спиральный канал, заполняемый при сборке 102 шариками высокой точности. Шарики, входящие в комплект винта в сборе, отличаются между собой по диаметру не более чем на 0,002 мм. Нарушать комплектность этих деталей не разрешается. Высокая точность изготовления деталей и подбор их при сборке обеспечивают легкое и плавное вращение винта в гайке-рейке.

Конструкция и принцип работы рулевого механизма аналогичны рулевому механизму с распределителем автомобилей Урал, рассмотренному выше и приведённому на рисунке 5.12.

На автомобилях КрАЗ применятся рулевое управление с гидроусилителем, состоящим из распределителя и силового цилиндра в сборе, выполненным отдельно от рулевого механизма (рисунок 5.22).