Регулировочный винт; 22 — шаровой палец

ющие с золотником 9. Винт 4, имеющий винтовую канавку под шарики 7, установлен на двух опорных шарикоподшипниках и закреп­лен гайкой //. Шариковая гайка 5, расположенная в расточке пор­шня-рейки, стопорится винтом 15. Выходы винтовой канавки на гайке соединены между собой двумя желобами 6. При вращении винта шарики выкатываются с одной стороны гайки, проходят по трубке, образованной желобами, и возвращаются к другой ее стороне. В канавки винта, гайки и желобов закладывают шарики (31 штука). Наличие шариков уменьшает потери на трение и по­вышает работоспособность рулевого механизма.

Поршень-рейка 3 имеет четыре зуба для зацепления с сектором. В центре поршня-рейки сделано отверстие, закрываемое заглушкой. Поршень в картере уплотняется чугунными кольцами. Зубчатый сектор 16 изготовлен как единое целое с валом /7, установлен­ным в картере и в боковой крышке /9 на бронзовых втулках. Зубья сектора и рейки имеют некоторую конусность, т.е. толщина каж­дого зуба переменная по длине.

При вращении винта 4 гайка 5 с поршнем-рейкойперемеща­ются в цилиндре 2, вызывая поворот сектора /б, а вместе с ним и вала /7, на котором установлена сошка 18. Последняя через шаровой палец 22 передает усилие на рулевой привод, обеспе­чивая поворот автомобиля. Необходимое увеличение свободного хода в рулевом механизме при повороте управляемых колес в ту или иную сторону от среднего положения достигается тем, что ширина впадины между зубьями поршня-рейки, находящейся в зацеплении со средним зубом сектора, уменьшена по сравне­нию с шириной остальных впадин, а винт 4 имеет небольшую бочкообразную форму и незначительное углубление винтовой ка­навки на концах.

Зазор в зубчатом зацеплении рейка — сектор регулируют вин­том 21 с контргайкой, головка которого входит в отверстие вала и фиксируется в нем стопорным кольцом 20. При вращении винта перемещается вал сектора, вследствие чего зазор в зацеплении изменяется, так как зубья рейки и сектора имеют переменную по длине толщину.

Рулевой привод

Под рулевым приводом понимается система рычагов, валов и тяг, образующих рулевую трапецию и служащих для передачи уси­лия от сошки на управляемые колеса. В рулевой трапеции длины плеч рычагов подбирают таким образом, чтобы было обеспечено правильное соотношение углов поворота управляемых колес.

Конструкция рулевого привода зависит от типа передней под­вески. При зависимой подвеске колес трапеция цельная, а при независимой--расцененная. При расчлененной трапеции попе­речную рулевую тягу выполняют разрезной, состоящей из несколь­ких частей. Это необходимо для того, чтобы рулевой привод не ограничивал перемещение каждого из колес, подвешенных неза­висимо одно от другого.

Рулевой привод зависимой подвески передних колес (см. рис. 16.4) соединяет поворотные кулаки передних колес с валом сошки 13> В него входят продольная 12 и поперечная 9 рулевые тяги и рыча­ги поворотных кулаков. В левом поворотном кулаке закреплены два рычага: верхний 10 и нижний //. В нижнем выступе правого поворотного кулака закреплен один рычаг. Рычаги устанавлива­ются в конусных отверстиях кулаков на шпонках и крепятся гай­ками. Нижний рычаг левого кулака и рычаг правого кулака соеди­нены поперечной рулевой тягой 9. Верхний рычаг левого кулака соединен с продольной рулевой тягой 12 н рулевой сошкой 13. С рычагами и сошкой рулевые тяги соединяются с помощью ша­ровых шарниров.

Шарнирные соединения деталей рулевого привода показаны на рис. 16.6. Продольная рулевая тяга II (рис. 16.6, а) представляет собой трубу с утолщенными концами, образующими головки 9 и 12, в которых установлены два шаровых пальца 2. Один палец тяги соединен с сошкой 13, в которой он закреплен гайкой /, другой — с рычагом поворотного кулака. Головку пальца охваты­вают и удерживают два сухаря 5. Внутренние сухари каждого паль­ца поджимают пружины б, а наружные — резьбовые регулиро­вочные пробки 4 и 10, которые шплинтуются. Пружина служит для устранения зазора при изнашивании деталей шарнирного со­единения, а также для смягчения толчков, передаваемых от перед­них колес на рулевой механизм. Сжатие пружин ограничивается упорами 7, которые при сильных толчках предохраняют пружины от поломки. Шарниры смазываются через масленки 8. От вытека­ния смазочного материала и попадания грязи шарниры защище­ны сальниками 3.

Поперечная рулевая тяга 19 (рис. 16.6, б) — трубчатая; на се концах навернуты наконечники 16, закрепленные стяжными бол­тами. На правом конце тяги и ее наконечнике — правая резьба, на левом — левая, что позволяет без снятия тяги путем вращения изменять ее длину при регулировке схождения передних колес. В цилиндрические гнезда наконечников тяги входят шаровые паль­цы 17 нижних рычагов, которые смазываются через масленку 18. Головку пальца охватывают и удерживают в гнезде два стальных сухаря 15, прижимаемых пружиной 14, нижний конец которой опирается на пробку 20. В месте выхода пальца из гнезда наконеч­ника установлен сальник 21, поджимаемый пружиной 22. На ав­томобиле ЗИЛ-4331 в поперечной рулевой тяге 23 (рис. 16.6, в) установлен шаровой палец 30 с нижней рабочей полусферой, с которой сопрягаются сменные металлокерамическис вкладыши 28.

4 5 6 7 Рис. 16.6. Шарнирные соединения рулевых тяг

 

а — продольной; 6. в — поперечной; / — гайка сошки продольной рулевой тяги; 2 — шаровой палец; 3 — сальник; 4. 10. 24 — регулировочные пробки сухарей; 5 — сухари продольной тяги; 6 — пружины сухарей продольной тяги; 7 — упор; 8. 18 — масленки; 9. І2 — головки шаровых пальцев; // — продаль- иая тяга; 13 — сошка рулевого механизма; 14. 22 — пружины сухарей попереч­ной тяги; 15 — сухари поперечной тяги; 16 — наконечники; 17 — шаровой палец нижнего рычага поворотного кулака; 19. 23 — поперечные тяги; 20 — пробка; 21 — сальник; 25 — вогнутая тарелка; 26 — коническая пружина; 27 — шплинт пробки; 28 — металлокерамические вкладыши; 29 — защитный кол­пак; 30 — шаровой палец

На верхнюю часть полусферы надета вогнутая тарелка 25 с уста­новленной на нее конической пружиной 26. Верхний конец пру­жины поджимается регулировочной резьбовой пробкой 24, фик­сируемой шплинтом 27. Для герметичности шарнирного соедине­ния на его палец установлен резиновый колпак 29.

Ввиду большой нагрузки на детали рулевого привода они подвергаются повышенному изнашиванию, что влечет за собой появление увеличенных зазоров в шарнирных соединениях и боль-

1.1 Д|Т1«мйц|(
шого свободного хода рулевого колеса, который не должен пре­вышать установленных пределов для каждой модели автомобиля в соответствии с инструкцией по эксплуатации.

Поэтому на стадии современного производства автомобилей основные детали рулевого привода изготавливают из улучшенных материалов с большей точностью и подвергают термообработке. Это позволяет частично отказаться от регулировок узлов шаровых шарниров, что способствует повышению их срока службы и уп­рощает обслуживание (автомобили ЗИЛ-431410, -4331, ГАЭ-3307).

При независимой подвеске передних колес легковых автомо­билей применяется расчлененная рулевая трапеция. Она имеет поперечную рулевую тягу, состоящую из шарнирно соединенных частей, которые позволяют колесам перемешаться независимо одно от другого.

Рулевой привод при независимой подвеске колес включает в себя сошку 5 (рис. 16.7), маятниковый рычаг 7, закрепленный шарнирно на подшипнике, поперечную тягу б, соединяющую со­шку с маятниковым рычагом, боковые тяги 4 и два поворотных рычага /, жестко связанных с цапфами передних колес. Боковые тяги и наконечники 2 соединяются между собой регулировочны­ми втулками 3, у которых на одном конце правая резьба, а на другом — левая, что позволяет при необходимости производить регулировку схождения колес. Произвольное отвертывание трубок предотвращается хомутиками 9со стяжными болтами 8. В рассмат-

Рис. 16.7. Расчлененный рулевой привод: I— повортные рычаги; 2 —наконечник; 3— регулировочные втулки; 4— боко­вые тяги; 5 — сошка; 6— поперечная тяга; 7 — маятниковый рычаг, 8— стяж­ные болты; 9 — хомутик втулки; 10— шаровой палеи; II — вкладыш12— пружина; 13— опорная пята; 14— уплотнитель

 

ривасмом рулевом приводе применено шесть шаровых шарниров (показаны стрелками). Сверху сферическая поверхность пальца 10 упирается во вкладыши //, к которым он прижимается через опор­ную пяту 13 пружиной 12. Наличие пружины делает шарнирное соединение самоподтягивающимся, не требующим регулировки до определенной величины износа сферических поверхностей паль­ца и вкладышей. От попадания грязи и вытекания смазочного ма­териала шарнир защищен уплотнителем 14. Шарниры рулевых тяг смазывают через масленки. На некоторых автомобилях закладыва­ют высококачественный смазочный материал при сборке и по­полнять его в процессе эксплуатации не требуется. Описанная кон­струкция привода применяется на легковых автомобилях семей­ства ГАЗ-3102, -3129, -3110 «Волга» и др.

Реечный рулевой привод переднеприводных легковых автомобилей (см. рис. 16.3, 6) выполнен с расчлененной рулевой трапецией, расположенной сзади оси передних колес. Он включает в себя две горизонтальные тяги /5 поворотных рычагов 18 телескопических стоск подвески, два наружных шаровых шарнира, состоящих из шарового пальца //, вкладыша 13, пружины 14 и уплотнителя /2, а также два рсзиномсталлических шарнира 20\ запрессованных во внутренние наконечники тяг 15. Через шарниры проходят два болта, крепящие рулевые тяги к зубчатой рейке. Болты соединены между собой пластиной 21 и дополнительно стопорятся после затяжки.

Поворотные рычаги приварены к стойкам передней подвески. В рычагах жестко вмонтированы втулки с коническими отверсти­ями для установки пальцев шаровых шарниров, с которыми со­единяются тяги рулевого привода. Тяги выполнены составными, •гго позволяет при регулировке схождения колес изменять их длину благодаря резьбовым втулкам /9, фиксируемым гайками. При по­вороте рулевого колеса /7 вал-шестерня 10 перемещает зубчатую рейку 3_% усилие от которой через тяги передастся на поворотные рычаги телескопических стоек, а от них — к ступицам колес. В данном рулевом приводе число шаровых шарниров сокращено до четырех вместо шести (см. рис. 16.7), что уменьшает потери на трение в рулевом управлении и снижает материалоемкость конструкции.

Усилители рулевых приводов

На управляемые колеса грузовых автомобилей приходится зна­чительная по массе нагрузка, поэтому при повороте автомобиля необходимо к рулевому колесу прикладывать большие усилия. Если работа водителя не может быть облегчена увеличением передаточ­ного числа рулевого механизма, то в рулевой привод встраивается гидравлический усилитель, который может быть объединен с ру­левым механизмом (автомобили ЗИЛ-431410, КамАЗ-5320, -5410) или выполнен в виде отдельного агрегата (автомобили МАЗ-5335.

 

Рис. 16. 8. Схема работы рулевого механизма є встроенным гидравлическим усилителем привода:

а — нагнетательный масляный насос и клапан управления; б. в — схема работы при попороте автомобиля направо и налево; / — шкив; 2 — всасывающая по­лость: 3 — полость нагнетания; 4 — пространство между статором и ротором; 5 — ротор; б — статор; 7 — бачок; 8 — фильтр; 9. 13 — предохранительные клапаны; /0. 14 — трубопроводы; //, 12. 26. 35. 36 — каналы; 13. 30 — золот­ ники; 16 — лопасть: /7— зубчатый сектор; 98 — поршень-рейка; 19 — наруж­ная полость; 20 ~ картер рулевого механизма: 21 — винт рулевого механизма; 22 — шарик; 23 — шариковая гайка; 24 — внутренняя полость; 25 — упорный подшипник; 27— отверстие; 28 — корпус; 29 — шариковый клапан:.?/ — гайка; 32 — пружинная шайба; 33 — пружніш; 34 — плунжер: 37 — сошка

ГЛЗ-3308, -33097 «Садко» и др.). Гидравлический усилитель не только облегчает управление автомобилем, но и смягчает толчки, передаваемые от неровностей дороги на рулевое колесо, и повы­шает безопасность движения, так как позволяет сохранять управ­ляемость автомобиля в случае резкого падения давления в шинах передних колес вследствие их повреждения или разрыва.

На автомобилях ЗИЛ-431410, -4331 гидравлический усилитель (рис. 16.8) встроен в рулевой механизм и состоит из масляного насоса, клапана управления, силового цилиндра и поршня-рейки.

Нагнетательный масляный насос (рис. 16.8, а) — лопастный, роторного типа, приводится в действие от шкива /, соединенно­го клиновидным ремнем со шкивом коленчатого вала. По прин­ципу работы — насос двойного действия: за один оборот ротора происходит два всасывания и два нагнетания. Из бачка 7 масло через канал // поступает в полость ротора 5, и при врашении его лопасти 16 плотно прижимаются к внутренней поверхности статора 6. При этом в двух всасывающих полостях 2 создастся раз­режение, так как под действием центробежной силы лопасти 16 пылнигаются и объем межлопастных пространств увеличивается. Плотное прижатие лопастей к стенкам статора происходит пол действием центробежных сил и давления масла, попадающего в пазы лопастей ротора.

После прохода обеих полостей нагнетания і лопасти вдвигают­ся, при этом объем мсжлопастного пространства уменьшается, и масло нагнетается в узкую часть пространства 4 между статором и ротором. Из этого пространства через канал в корпусе насоса мас­ло поступает по трубопроводу 14 высокого давления к рулевому механизму, откуда оно через клапан управления по трубопрово­ду 10, пройдя фильтр 8, возвращается в бачок 7. В случае засоре­ния фильтра бесперебойность подачи масла обеспечивается пред­охранительным клапаном 9.

Максимальное давление, создаваемое насосом, достигает '»Л., 7,0 МПа. Если давление масла выше этой величины, то от­крывается предохранительный клапан /5, и часть масла псрстска- ст по каналу /2 лнннн слива. При этом из-за падения давления в полости перепускного клапана открывается его золотник 13, вслед­ствие чего увеличивается перепуск масла по каналу /2.

Клапан управления служит для распределения потока масла по полостям силового цилиндра в соответствии с поворотом рулево­го колеса. Клапан управления состоит из корпуса 28, золотника 30, двенадцати плунжеров 34 с шестью пружинами 33, обратного шарикового клапана 29 и двух упорных подшипников 25, установ­ленных на валу винта 21 рулевого механизма. Золотник и подшип­ники закреплены гайкой і Л под которую подложена коническая пружинная шайба 32, обеспечивающая постоянное предварительное сжатие упорных подшипников.

При работе насоса масло по трубопроводу 14 высокого давле­ния поступает в корпус 28 золотника и давит на двенадцать реак­тивных плунжеров 34. Эти плунжеры с шестью пружинами 33 удер­живают в среднем положении золотник 30 и связанный с ним винт 21 рулевого механизма. При повороте управляемых колес автомобиля золотник вместе с винтом перемещается в обе сторо­ны от среднего положения не более чем на I мм. Возврат золотни­ка с винтом в среднее положение происходит под давлением мас­ла и пружин 33 на плунжеры 34, а также под действием усилия стабилизации управляемых колес при повороте.

При прямолинейном движении автомобиля масло поступает в кор­пус золотника через кольцевые зазоры между золотником 30 и корпусом 28, далее по каналу 26 через отверстие 27 подастся к сливному трубопроводу 10 и затем возвращается в бачок 7 насоса. При этом часть масла проникает в каналы 35 и 36, а через них в наружную 19 и внутреннюю 24 полости картера 20 рулевого меха­низма. Вследствие постоянной циркуляции масла в картере улуч­шается смазывание деталей рулевого механизма и смягчаются тол­чки, обусловленные неровностью дороги.

При повороте автомобиля направо (рис. 16.8, б) работа клапана управления происходит аналогично описанному ранее. При этом золотник перемещается вправо, внутренняя полость 24 картера сообщается с линией высокого давления, а наружная полость 19 с помощью канала 36 — с линией слива. В этом случае масло от насоса поступает через канал 35 во внутреннюю полость 24 карте­ра и перемещает влево поршень-рейку 18, которая поворачивает зубчатый сектор 17 и сошку 37, облегчая поворот управляемых колес.

При повороте автомобиля налево (рис. 16.8, в) винт 21 рулевого механизма ввертывается в шариковую гайку 23 и с помощью ша­риков 22 перемещает ее вправо. Так как гайка через поршень* рейку 18, зубчатый сектор 17 и сошку 37 связана с колесами, то она оказывает сопротивление винту 21. Под действием этой силы сопротивления винт вместе с золотником смешается влево на I мм ло упора правого подшипника в корпус 28 клапана управления. При этом золотник своими кольцевыми поясками открывает дос­туп масла из линии высокого давления в наружную полость 19 и закрывает доступ масла во внутреннюю полость 24, соединяя ее с линией слива. Поршень, перемешаясь вправо, облегчает поворот управляемых колес.

При движении автомобиля на поворотах возрастает осевое уси­лие на винте, что в свою очередь вызывает увеличение давления под реактивными плунжерами. При этом возрастает усилие, под действием которого золопгник стремится вернуться в среднее по­ложение, а также усилие на рулевом колесе. Так как усилис на рулевом колесе возрастает по мере увеличения силы сопротивле­ния повороту колес, то у водителя создается так называемое «чув­ство дороги».

В случае отказа усилителя, повреждения трубопроводов, неис­правности насоса и прочего, а также при движении автомобиля на буксире рулевое управление может кратковременно работать с увеличенным свободным ходом рулевого колеса без гидравлическо­го усилителя. При этом обратный шариковый клапан 29обеспечи­вает перепуск масла из линии высокого давления в линию слива.

Рассмотренный рулевой гидроусилитель автомобиля ЗИЛ-431410 по сравнению с гидроусилителями автомобилей семейства КамАЗ при наличии конструктивных изменений в устройстве отдельных деталей и узлов не имеет существенных различий в принципе дей­ствия.

Отдельно вынесенный гидроусилитель автомобилей семейства МАЗ. Компоновочная схема рулевого управления с вынесенным гидроусилителем наиболее рациональна для автомобилей боль­шой массы (обычно полная масса свыше 12000 кг). Достоинства данной компоновки по сравнению с компоновочной схемой ра­нее описанного объединенного усилителя с рулевым механизмом заключаются в меньшей нагружснности рулевого привода, боль­шей чувствительности при повороте рулевого колеса, сравнительно легком монтаже гидроусилителя в рулевом приводе. Кроме того, расположенный у колес гидроцилиндр воспринимает удары со стороны дороги, предохраняя рулевой механизм от перегрузок. Сущность работы гидроусилителя заключается в том, что усилис водителя при повороте рулевого колеса увеличивается давлением масла, которое подается в гидроусилитель насосом шестеренного или лопастного типа, приводимым клинорсменной передачей от коленчатого вала двигателя.

Типичным примером отдельно вынесенного гидроусилителя является компоновка рулевого управления автомобиля МАЗ-5335. Она предусматривает установку рулевого механизма отдельно от гидроусилителя (рис. 16.9), конструктивно объединяющего в себе корпус распределителя Д корпус шаровых шарниров б и гкдро-

1И1ЛИНЛР /. _Я0|

Рис. 16.9. Рулевой гидроусилитель автомобилей семейства МАЗ:

/ — гклроцилиндр; 2 — шток; 3 — нагнетательный трубопровод; 4 — поршень; 5. 26 — пробки; 6 — корпус шаровых шарниров; 7 — регулировочная гайка; толкатель; 9 — шаровой палец продольной тяги; 10 — шаровой палец.рулевой сошки; // — сливной трубопровод; 12 — крышка; 13 — корпус распределителя; 14 — фланец; 15 — трубопровод к надпоршневому отсеку гидроцилиндра; 16 — трубопровод к поршневому отсеку силового цилиндра; 17 — масленка; 18 — крышка силового цилиндра; /Р — грязезащитный чехол; 20 — головка штока; 2/» 22 — сливной и нагнетательный штуцеры; 23 — реактивная камера; 24 — соединительный канал; 25 — золотник; 27 — стакан

Распределитель регулирует поток жидкости, поступающей в полости гидроцилиндра 7, и состоит из корпуса Д внутри кото­рого установлен золотник 25, закрываемый снаружи крышкой 72 На внутренней поверхности корпуса имеются три кольцевые ка­навки: две крайние сообщаются между собой соединительным каналом 24 и связаны с магистралью нагнетания насоса через тру­бопровод 3_% средняя канавка через магистраль слива по трубопро­воду 11 соединена с бачком насоса. Нагнетательный 3 и сливной⁴ 77 трубопроводы соединены соответственно через штуцеры 22 и 27 с полостями нагнетания и слива насоса и образуют магисг-¹ ральную систему циркуляции масла в гидроусилителе, в которой трубопроводы 75 и 16 обеспечивают соединение полостей гидро­цилиндра 7 с корпусом распределителя 13.

Золотник 25 выполнен в виде стержня, жестко соединенного со стаканом 27пальца 10 рулевой сошки. Он имеет две кольцевые канавки, соединенные каналами 24 с двумя замкнутыми объема­ми, которые называются реактивными камерами 23. Корпус 7J

распределителя прикреплен с помощью болтов к фланцу 14 кор­пуса б шаровых шарниров, в котором размещены два шаровых пальца. К пальцу 9 прикреплена продольная рулевая тяга, а палец 10 соединен с рулевой сошкой. Шаровые пальцы между сферически­ми сухарями зажаты пружинами через пробку 26 и регулировоч­ную гайку 7. При регулировочных работах усилие сжатия пружины ограничивается толкателем 8, а смазывание шарниров произво­дится через масленку /7.

На корпус б шаровых шарниров навернут гидроцилиндр /, в нем расположен поршень 4, уплотненный двумя чугунными коль­цами и соединенный со штоком 2. Полость гидроцилиндра с од­ной стороны закрыта пробкой 5, а с другой — крышкой 18. Гер­метичное уплотнение пробки и крышки с гидроцилиндром, а так­же штока 2 внутри крышки производится резиновыми кольцами, а выступающая часть штока защищена гофрированным грязеза­щитным чехлом 19.

На наружном конце штока навернута головка 20, внутри кото­рой установлен резинометаллический шарнир для ее крепления в кронштейне рамы. Следовательно, во время работы гидроусили­теля поршень со штоком, укрепленным на раме, остаются непод­вижными, а цилиндр перемещается относительно штока с порш­нем при подаче жидкости под давлением в правую и левую по­лость цилиндра. Схема работы гидроусилителя и основные эле­менты рулевого привода автомобилей семейства МАЗ показаны на рис. 16.10.

Полости гидроцилиндра, разделенные поршнем, условно можно назвать подпоршневой А и надпоршневой Б полостями (рис. 16.10, а). Эти полости соединены трубопроводами 5 и б с каналами 3 распределителя, выходящими в полость между коль­цевыми проточками корпуса и золотника.

При прямолинейном движении автомобиля усилие к рулевому колесу нс прикладывается, при этом золотник 2 находится в ней­тральном (среднем) положении. Масло, подводимое насосом по нагнетательной магистрали 13, поступает в распределитель и за­полняет две его крайние полости 20, из которых оно через зазоры между корпусом и золотником поступает в среднюю кольцевую полость 22, а затем в сливную магистраль 12, и по сливному тру­бопроводу поступает в бачок насоса гидроусилителя. Таким обра­зом, в среднем положении золотника все масло, подаваемое на­сосом, поступает в сливной трубопровод, минуя полости гидро­цилиндра, поэтому никакого действия на управляемые колеса усилитель не оказывает.

Процесс поворота автомобиля в ту или иную сторону рассмот­рим с учетом принципиальной схемы устройства (рис. 16.10, 6) и взаимодействия узлов рулевого привода автомобиля семейства МАЗ. Рулевой привод включает в себя рулевое колесо 9, бачок 10 насо-

І 234 3 5 6 7 8 Рис. 16.10. Схема работы гидроусилителя автомобиля МЛЗ-5335: а— принцип действия; 6— взаимодействие элементов привода; е— положение узлов при повороте налево: / — реактивная камера: 2 — золотник; 3 — каналы;4— корпус распределителя; 5. 6— трубопроводы; 7 — поршень; 8— гидроци­линдр; 9 — рулевое колесо; 10 —бачок; // — насос; 12 —сливная магистраль;13— нагнетательная магистраль; 14 —продольная рулевая тяга; /5 — гидро­усилитель; /6 — рулевая сошка; /7— шток поршня; 18; /9— шаровые пальцы; 29 — нагнетательная полость; 2/ — обратный клапан; 22 — кольцевая полость; А, Б — соответственно подпоршневая и надлоршневая полости гидроиилиндрг

 

са //, сливиую 12 и нагнетательную 13 магистрали, соединяющи сся с соответствующими полостями слива и нагнетания корпуса усилителя, гидроусилитель 15, рулевую сошку 16 и продольную рулевую тягу 14, соединенную с рулевой трапецией. Взаимодей­ствие указанных элементов привода при повороте налево на схеме¹ показано стрелками.

При повороте рулевого колеса 9 направо или налево сошка 16 перемещается, а ее шаровой палец 19 (см. рис. 16.10, а) выводит золотник 2 из нейтрального положения. При этом золотник раз«обтает магистраль нагнетания 13 с магистралью слива 12 и на«*¹ правляет масло в одну из полостей гидроцилиндра, противопо-^ ложная полость которого в этот период сообщается со сливным^] трубопроводом и масло подается к насосу усилителя.

Так, при повороте рулевого колеса направо открывается про-¹ ход масла в подпоршневую полость А гидроцилиндра, который перемещается относительно поршня 7, установленного на непод­вижном штоке 17. Шаровой палец 18, соединенный с продольной рулевой тягой 14, передает соответствующее перемещение руле­вой трапеции, и колеса поворачиваются на необходимый угол.

При повороте рулевого колеса палево надпоршнсвая полость Б гидроцилиндра соединяется с магистралью нагнетания 13 (рис. 16.10, б), что создает необходимое усилие для поворота колее автомо­биля в левую сторону. При движении автомобиля на поворотах, как только прекращается поворот рулевого колеса, золотник 2 (см. рис. 16.10, а) останавливается, однако корпус 4распределите­ля перемешается относительно золотника под действием давле­ния в гидроцилиндре и устанавливает золотник в нейтральное по­ложение. В этом случае магистраль нагнетания и магистраль слива вновь соединятся между собой, и поворот управляемых колес пре­кратится.

Реактивные камеры / в корпусе распределителя 4 обеспечивают его следящие действия и позволяют распределять усилие на руле­вом колесе пропорционально условиям поворота автомобиля. При увеличении сопротивления повороту колес возрастает давление мас­ла как в рабочей полости гидроцилиндра, так и в реактивных ка­мерах /. При этом возрастает усилие, под действием которого зо­лотник 2 стремится вернуться в нейтральное положение, а также увеличивается усилие на рулевом колесе. Так как усилие на рулевом колесе возрастает по мере увеличения силы сопротивления пово­роту колес, то у водителя появляется такое же «чувство дороги», как и при управлении автомобилем без гидроусилителя.

В процессе работы гидроусилителя его золотник перемещается от нейтрального положения в пределах 0,4...0,6 мм, чем обеспе­чивается его высокая чувствительность при повороте управляе­мых колес автомобиля. В начале поворота усилие на рулевом коле­се составляет примерно 50 Н, а наибольшее его значение не пре­вышает 200 Н. При неисправности гидроусилителя или движении автомобиля на буксире рулевое управление может кратковремен­но работать с увеличенным свободным ходом и значительными нагрузками на рулевое колесо. При этом обратный клапан 21, ус­тановленный в корпусе распределителя, обеспечивает перепуск масла из одной полости гидроцилиндра в другую.

Для гидроусилителей рулевых приводов в качестве рабочей жидкости применяют вссссзонное масло марки Р, которое можно не заменять до капитального ремонта. Летом его заменителем мо­жет быть масло турбинное 22 или индустриальное 20, зимой — веретенное АУ. Заменители всесеэонного масла меняют при се­зонном обслуживании в соответствии с картой смазывания.

Рулевые управления повышенной безопасности. Статистические ланные дорожно-транспортных происшествий и результаты по­лигонных испытаний автомобилей свидетельствуют о том, что при фронтальном столкновении водитель получает тяжелые травмы Фудн и брюшной полости от удара о рулевое колесо. Процесс улара при фронтальном столкновении автомобилей можно разле­пи ь на две стадии:

• первая стадия — рулевое колесо с рулевой колонкой переме­шаются внутрь кузова, приближаясь к водителю; это связано с тем, что картер рулевого механизма жестко соединен с кузовом или рамой автомобиля;

• вторая стадия — водитель ударяется о рулевое колесо, дефор­мирует его (при сильном ударе) и контактирует со ступицей ко­леса или верхним концом рулевого вала.

Анализ этого процесса, а также медико-биологические иссле­дования предельных нафузок, выдерживаемых человеческим орга­низмом, легли в основу официальных требований к безопасности рулевого управления. В связи с этим важным направлением явля­ется создание энергопоглошаюших рулевых колонок, которые предотвращают перемещение рулевого колеса внутрь кузова и удар водителя о него. Так, на отдельных моделях автомобилей семей­ства «Москвич» применяется составной рулевой вал и рулевая ко­лонка, состоящая из трех частей, со встроенными в них телеско­пическими энергопоглощающими элементами, вследствие чего уменьшается перемещение рулевой колонки внутрь кузова, а так­же снижается энергия удара водителя о рулевое колесо благодаря силам трения в этих элементах. Кроме того, рулевое колесо дела­ют с утопленной ступицей и мягкой накладкой, что значительно уменьшает тяжесть травм, получаемых водителем при ударе о него.

В автомобилях семейства ВАЗ применяется другая разновидность безопасной рулевой колонки, обеспечивающей поглощение толь­ко энергии удара водителя о рулевое колесо. В такой конструкции под рулевым колесом встроен демпфирующий узел, состоящий из цилиндрических, конических или гофрированных элементов, которые при столкновении автомобилей могут деформироваться в направлении удара водителя о рулевое колесо. Подбирая шаг ш размеры этих элементов, можно получить оптимальный вариант конструкции рулевой колонки, позволяющей минимизировать тя­жесть травм водителя.

На легковых автомобилях семейства ГАЗ-3102, -31029, -311(1 «Волга» и других применяется энергопоглощаюшая муфта, соеди«няющая две части рулевого вала. Она включает в себя резиновую шайбу и две предохранительные пластины с крепежными и фик- сирующими деталями. Обладая упругими свойствами, резиновая шайба и предохранительные пластины смягчают воздействие ру- левого колеса на водителя при фронтальном столкновении с пре^ пятствием.

Кроме работ по созданию травмобсзопасных рулевых колонок на автомобильных заводах и фирмах большое внимание уделяете! конструкторско-технологическим мероприятиям по повышения* качества других конструкций, определяющих пассивную безопас* ность автомобиля, а также обеспечивающих его активную без«! опасность.

Пассивную безопасность автомобиля в основном обеспечива­ют: травмобсзопасное рулевое колесо; прочность салона кузова; безопасные стекла; ремни безопасности; безопасное внутреннее оборудование кузова (уменьшающее травмирование пассажиров и водителя). Активная безопасность автомобиля определяется его управляемостью, устойчивостью, надежностью и эффективностью тормозных систем и рулевых управлений при одновременном обес­печении хорошей обзорности и других свойств. Активная без­опасность существенно уменьшает вероятность возникновения дорожно-транспортных происшествий.

Контрольные вопросы

1. Из каких основных узлов состоит рулевое управление?

2. Что называют рулевым механизмом и рулевым приводом?

3. Как обеспечивается поворот управляемых колес на разные углы?

4. Перечислите основные различия в устройстве рулевых трапеций гру­зовых и легковых автомобилей.

5. Каковы особенности рулевых механизмов автомобилей ГАЭ-3307, 1ИЛ-4314Ю, МАЭ-5335?

6. Какие основные детали имеет рулевой привод?

7. С какой целью применяют рулевые усилители?

8. Какого типа гидроусилители применяются на автомобилях ЗИЛ- 431410 и МАЭ-5335?

9. Каковы устройство и работа гидроусилителя, встроенного в руле­ ной механизм?

10. На чем основан принцип работы отдельно вынесенного гидроуси­лителя автомобиля МАЭ-5335?

ГЛАВА 17 ТОРМОЗНАЯ СИСТЕМА