5.1. Рулевое управление. Устройство. Рулевой механизм с встроенным распределителем.
Рулевое управление включает в себя рулевой механизм 10 (рис.78) с встроенным распределителем, колонку 2, рулевое колесо 1, силовой цилиндр 9, насос 3, масляный бак 4, а также шланги.
Рулевой механизм с встроенным распределителем. Рулевой механизм (рис.79) состоит из винта 2 и шариковой гайки-рейки 4, находящихся в зацеплении с зубчатым сектором 8. Полукруглые резьбовые канавки на винте 2 и гайке-рейке 4 образуют спиральный канал, который заполняется при сборке руля шариками высокой точности 5. Комплектность деталей, принятую при заводской сборке (винт, гайка-рейка, шарики), нарушать не разрешается.
Зубчатый сектор 8 установлен в подшипниках скольжения 13, запрессованных в эксцентричные втулки 12 с рядом отверстий 11 на торцах. Ось наружной поверхности втулок 12 смещена относительно оси отверстия подшипников 13 на величину эксцентриситета «h», что даёт возможность регулировать зубчатое зацепление поворотом втулок 12. Регулировка натяга подшипников 1 осуществляется с помощью прокладок 9.
Распределитель гидроусилителя руля — золотникового типа, встроен в рулевой механизм. В корпусе 6 (рис.80) золотника 26 имеются три кольцевых расточки C, E, D. Средняя расточка Е соединяется с каналом В для подвода рабочей жидкости от насоса, а крайние С и D — с каналам А для отвода жидкости на слив. В трёх реактивных камерах корпуса 6 свободно с возможностью осевого перемещения размещены плунжеры 25.
В центральном отверстии корпуса установлен золотник 26, закреплённый упорными подшипниками 4 и 11 на втулке 12, которая шлицами соединена без бокового зазора с винтом 28 рулевого механизма с возможностью осевого
перемещения, а винтовым соединением с входным валом 18. Шлицевое соединение вала 18 и винта 28 выполнено с зазором. Зазор выбирают из условия обеспечения полного хода золотника. Кроме того, входной вал 18 соединён торсионом 20 с винтом 28 рулевого механизма. В канал средней расточки Е ввёрнут обратный клапан 7.
При прямолинейном движении автомобиля золотник (рис.80,1) занимает нейтральное положение и рабочая жидкость от насоса 18 поступает к средней расточке Е (см.рис.80) корпуса золотника по маслопроводу 11 (см.рис.81,1) и через крайние расточки С и D(см.рис.80) на слив по маслопроводу 13 (см.рис.81,1), заполняя при этом реактивные камеры между плунжерами 6 и через каналы К и F (см.рис.80) в корпусе по трубопроводам 8 и 12 (см.рис.81,1) полости силового цилиндра 17.
При повороте рулевого колеса против часовой стрелки и, следовательно, входного вала 1 (рис.81,ΙΙ) благодаря винтовому соединению втулка с закреплённым на ней золотником 5 по шлицам вала 7 перемещается в осевом направлении вверх. В начальный момент смещения, когда давление в системе незначительно, усилие на рулевом колесе в основном создаётся торсионом 2, который непосредственно воздействует на вал 1. Винтовое соединение при этом перемещает золотник и практически не нагружается. При смещении золотника, величина которого ограничена зазорам, в шлицевом соединении, прекращается доступ рабочей жидкости к кольцевой расточке С (см.рис.80). Рабочая жидкость от насоса подаётся к средней расточке Е, в затем через канал К в корпусе и трубопровод 12 (см.рис.81.ІІ) поступает в подпоршневую полость силового цилиндра 17, в результате его поршень 19 со штоком 16 перемещается, поворачивается по часовой стрелке вал сектора с сошкой 4, и через продольную тягу 15 поворачивает управляемые колёса влево. Из штоковой полости силового цилиндра рабочая жидкость по маслопроводу 8 и каналу Г (см.рис.80) в корпусе поступает в кольцевую расточку D и далее по маслопроводу 13 (см.рис.81,ΙΙ) в масляный бак 10.
При повороте рулевого колеса по часовой стрелке втулка 3 (см.рис.81.ΙΙΙ) с золотником 5 перемещается вниз. Подвод рабочей жидкости к кольцевой расточке D (см.рис.80) прекращается. Рабочая жидкость от насоса поступает в среднюю расточку Е в далее по каналу F и маслопроводу 8 (см.рис.81.ΙΙΙ) в штоковую полость цилиндра. Поршень со штоком перемещается, поворачивая против часовой стрелки сошку 14, и через продольную тягу поворачивает управляемые колёса вправо. Из подпоршневой полости цилиндра рабочая жидкость по маслопроводу 12 и каналу К (см.рис.80) в корпусе поступает в кольцевую расточку С и далее по маслопроводу 13 (см.рис.81.ΙΙΙ) в маслянный бак.
При увеличении момента сопротивления повороту управляемых колёс увеличивается давление рабочей жидкости в системе и, следовательно, в реактивных камерах, что вызывает пропорциональное увеличение усилия на рулевом колесе. Таким образом, у водителя создаётся «чувство дороги». При снятии усилия с рулевого колеса, торсион 2 и плунжеры 6 возвращают золотник в нейтральное положение.
При неработающем насосе или недостаточной эффективности гидроусилителя выбирается зазор «n» в шлицевом соединении вала 1 с валом 7 и усилие от рулевого колеса передаётся как в ручном управлении без усилителя. При этом обратный клапан 9 перепускает рабочую жидкость из одной полости силового цилиндра в другую.
Источник статьи: http://vajnovsem.ru/instr-maz/instr-maz49.html
Рулевое управление автомобиля МАЗ
Рулевое управление включает в себя рулевой механизм 10 (рис. 1) с встроенным распределителем, колонку 2, рулевое колесо 1, силовой цилиндр 9, насос 3, масляный бак 4, а также шланги.
Для диагностирования работы гидросистемы рулевого управления нужно помнить следующее:
— при прохождении нейтрального положения золотником (поворот рулевого колеса влево — вправо от среднего положения) и температуре рабочей жидкости (50± 5)°С давление в напорной магистрали не должно превышать 0,3 МПа (3 кгс/см 2 );
— при частоте вращения коленчатого вала 1500 мин 1 и крайнем (левом или правом) положении управляемых колес максимальное давление в напорной магистрали не должно превышать 11 МПа (110 кгс/см 2 ).
Ось наружной поверхности вкладышей 12 смещена относительно оси отверстия подшипников 13 на величину эксцентриситета «h», что дает возможность регулировать зубчатое зацепление поворотом вкладышей 12.
Регулировка натяга подшипников 1 осуществляется с помощью прокладок 9.
Рулевой механизм со встроенным распределителем и клапаном ограничения давления рабочей жидкости показан на рис. 2.
На автомобилях возможна установка рулевого механизма (рис. 3).
Распределитель гидроусилителя руля — золотникового типа, встроен в рулевой механизм.
В корпусе 6 (рис. 4) золотника имеется три кольцевые расточки C, E, D.
Средняя кольцевая расточка Е соединена с каналом «В» для подвода рабочей жидкости от насоса, а крайние С и D — с каналом А для отвода жидкости на слив.
В трех реактивных камерах корпуса б золотника свободно, с возможностью осевого перемещения, размещены плунжеры 25.
В центральном отверстии корпуса установлен золотник 26, закрепленный упорными подшипниками 4 и 11 на втулке 12, которая шлицами соединена без бокового зазора с винтом 28 рулевого механизма с возможностью осевого перемещения, а винтовым соединением с входным валом 18.
Шлицевое соединение входного вала 18 и винта 28 выполнено с зазором n.
Зазор выбирают из условия обеспечения полного хода золотника.
Кроме того, входной вал 18 соединен торсионом 20 с винтом 28 рулевого механизма.
В канал средней кольцевой расточки Е ввернут обратный клапан 7.
Работает гидроусилитель руля следующим образом.
При прямолинейном движении автомобиля золотник 5 (рис. 5) занимает нейтральное положение и рабочая жидкость от насоса 18 поступает к средней кольцевой расточке Е (см. рис. 4) корпуса золотника по маслопроводу 11 (см. рис. 5) и через крайние расточки С и D (см. рис. 4) — на слив по маслопроводу 13 (см. рис. 5), заполняя при этом реактивные камеры между плунжерами 6 и через каналы К и Г (см. рис. 4) в корпусе по маслопроводам 8 (см.рис. 5) и 12 — полости силового цилиндра 17.
При повороте рулевого колеса против часовой стрелки и, следовательно входного вала 1, благодаря винтовому соединению втулка 3 с закрепленным на ней золотником 5, по шлицам вала 7 перемещается в осевом направлении вверх.
В начальный момент смещения, когда давление в системе незначительно, усилие на рулевом колесе в основном создается торсионом 2, который непосредственно воздействует на входной вал 1.
Винтовое соединение при этом перемещает золотник и практически не нагружается.
При смещении золотника, величина которого ограничена зазором n в шлицевом соединении, прекращается доступ рабочей жидкости к кольцевой расточке С (см. рис. 4).
Рабочая жидкость от насоса подается к средней расточке Е, а затем через канал К в корпусе и маслопровод 12 (см. рис. 5) поступает в подпоршневую полость силового цилиндра 17, в результате чего поршень 19 со штоком 16 перемещаются, поворачивая по часовой стрелке вал сектора с рулевой сошкой 14, и через рулевую продольную тягу 15 поворачивает управляемые колеса влево.
Из штоковой полости силового цилиндра рабочая жидкость по маслопроводу 8 и каналу Е (см. рис. 4) в корпусе поступает в кольцевую расточку D и далее по маслопроводу 13 (см. рис. 5) в масляный бачок 10.
При повороте рулевого колеса по часовой стрелке втулка 3 с золотником 5 перемещается вниз.
Подвод рабочей жидкости к кольцевой расточке D (см. рис. 4) прекращается.
Рабочая жидкость от насоса поступает в среднюю расточку Е и далее по каналу F и маслопроводу 8 (см. рис. 5) в штоковую полость цилиндра.
Поршень со штоком перемещаются, поворачивая против часовой стрелки рулевую сошку 14, и через продольную тягу поворачивает управляемые колеса вправо.
Из подпоршневой полости цилиндра рабочая жидкость по маслопроводу 12 и каналу К (см. рис. 4) в корпусе поступает в кольцевую расточку С и далее по маслопроводу 13 (см. рис. 5) в масляный бак.
При увеличении момента сопротивления повороту управляемых колеc увеличивается давление рабочей жидкости в системе и, следовательно, в реактивных камерах, что вызывает пропорциональное увеличение усилия на рулевом колесе.
Таким образом, у водителя создается «чувство дороги».
При снятии усилия с рулевого колеса торсион 2 и плунжеры 6 возвращают золотник в нейтральное положение.
При неработающем насосе или недостаточной эффективности гидроусилителя выбирается зазор n в шлицевом соединении входного вала 1 с валом 7 и усилие от рулевого колеса передается как в рулевом управлении без усилителя.
При этом обратный клапан 9 перепускает рабочую жидкость из одной полости силового цилиндра в другую.
Возможные неисправности рулевого управления и методы их устранения
Неисправность Методы устранения
Повышенное усилие на рулевом колесе при правом и левом повороте:
Пониженный уровень масла в бачке — Открыть бачок и при работающем двигателе наполнить его маслом минимум до верхней отметки на щупе. Проверить систему на герметичность и в случае необходимости устранить повреждения
В гидравлической системе имеется воздух — Проверить всасывающий патрубок и уплотнение вала насоса на герметичность. Удалить воздух из гидравлической системы рулевого управления и долить масло
Повреждено уплотнение поршня силового цилиндра — Заменить уплотнение поршня силового цилиндра и при необходимости подтянуть гайку крепления поршня на штоке
Нарушена работоспособность клапана расхода и давления насоса (попадание посторонних частиц под шарик или между плунжером и корпусом клапана расхода и давления) — Извлечь подпружиненный плунжер из насоса, разобрать, промыть и проверить. Подклинивание плунжера в корпусе насоса не допускается
Не возвращается плунжер клапана ограничения давления после поворота управляемых колес в крайнее левое или правое положение — Снять клапан ограничения давления промыть, очистить, устранить подклинившие плунжера
Плохая управляемость автомобиля при движении прямо:
Пониженный уровень масла в бачке — Заполнить бачок маслом до верхней метки, при заведенном двигателе
При нормальном уровне масла, воздух попадает в систему — Устранить подсос воздуха и прокачать гидросистему
Ослаблено крепление самого рулевого механизма или ослаблено крепление стремянок рессор — Проверить и устранить неисправность
Нарушено схождение колес — Отрегулировать схождение
Повышенный люфт вала рулевого механизма — Отрегулировать натяг подшипников винта и зазор в зацеплении
Радиальный люфт в карданном вале рулевой колонки — Заменить карданный вал
Большое усилие на рулевом колесе при повышенных скоростях вращения:
Нарушена работоспособность клапана расхода и давления — Извлечь плунжер из насоса, разобрать, промыть и проверить
Насос не обеспечивает достаточную подачу масла из-за износа деталей — Заменить насос
Вибрация на рулевом колесе в движении:
Неуравновешенность управляемых колес или тормозных барабанов — Отбалансировать или заменить управляемые колеса и тормозные барабаны
Самопроизвольный поворот управляемых колес в крайнее положение:
Входной вал и втулка привода золотника соединены неправильно — Снять распределитель и правильно соединить входной вал с втулкой привода золотника
Повышенный шум при работе насоса:
Пониженный уровень масла в бачке
Воздух в масле — Наполнить бачок маслом
Проверить всасывающий патрубок и уплотнение вала насоса на герметичность.
Удалить воздух из гидросистемы рулевого управления и долить масло
Источник статьи: http://autoruk.ru/maz/rulevoe-upravlenie/osobennosti-rulevogo-upravleniya-maz
Устройство и работа рулевого гидроусилителя автомобиля МАЗ.
Рисунок 3 — Рулевое управление автомобиля МАЗ-5335.
1 — продольная рулевая тяга; 2 — гидроусилитель рулевого привода; 3 — сошка; 4 — рулевой механизм; 5 — карданный шарнир привода рулевого управления; 6 — рулевой вал; 7 — рулевое колесо; 8 — поперечная рулевая тяга; 9 — левый рычаг поперечной рулевой тяги; 10 — поворотный рычаг.
Устройство гидроусилителя. Гидроусилитель рулевого механизма состоит из силового цилиндра и распределителя в сборе (рис. 4).
Распределитель состоит из корпуса распределителя 13 с золотником 30. На внутренней поверхности корпуса и на золотнике выполнены кольцевые канавки. Они предназначены для соединения с нагнетательной магистралью насоса, бачком насоса и с реактивными камерами силового цилиндра. В корпусе шарниров 6 находятся два шаровых пальца 9 и 10. К пальцу 10 присоединена рулевая сошка, а к пальцу 9 — продольная рулевая тяга. Палец 10 со стаканом 36 может перемещаться в корпусе 6 в осевом направлении на 4 мм. Вместе со стаканом перемещается и золотник 30, так как он жестко связан со стаканом при помощи болта и гайки.
Силовой цилиндр 1 соединен с другим концом корпуса 6 шарниров при помощи резьбового соединения и законтрен гайкой. В цилиндр помещен поршень 4, закрепленный на штоке 2 и уплотненный кольцами. С одной стороны цилиндр закрыт пробкой 5, а с другой — крышкой 21. Шток уплотнен в крышке резиновым кольцом и защищен от загрязнения гофрированным чехлом. На наружном конце штока закреплена головка 24.
Поршень делит цилиндр на две части: подпоршневую и надпоршневую. Эти полости соединены трубопроводами 15 и 17 с каналами в корпусе распределителя, которые заканчиваются каналами, выходящими в полость корпуса между кольцевыми канавками. Подпоршневая и надпоршневая полости сообщаются через клапан 35, состоящий из шарика и пружины.
Рисунок 4 — Гидроусилитель рулевого управления автомобиля МАЗ-5335.
1 — силовой цилиндр; 2 — шток; 3 — нагнетательный трубопровод; 4 — поршень; 5, 31 — пробки; 6 — корпус шаровых шарниров; 7- регулировочная гайка люфта шарового шарнира продольной тяги; 8 — толкатель; 9- шаровой палец продольной тяги; 10 — шаровой палец рулевой сошки; 11 — сливной трубопровод; 12 — крышка; 13 — корпус распределителя; 14 — фланец; 15- трубопровод к надпоршневой полости сливного цилиндра; 16 — хомут крепления уплотнителя; 17 — трубопровод к подпоршневой полости силового цилиндра; 18- масленка; 19- штифты фиксации сухарей; 20 — стопорный винт; 21 — крышка силового цилиндра; 22 — винт; 23- внутренняя шайба крепления чехла; 24 — головка штока; 25- шплинт; 26 — штуцер сливной магистрали; 27 — штуцер нагнетательной магистрали; 28 — держатель шлангов; 29 — регулировочная пробка люфта шарового шарнира рулевой сошки; 30 — золотник; 32 — пробка золотника; 33 — стяжной болт; 34 — соединительный канал; 35 — обратный клапан; 36 — стакан.
Работа гидроусилителя (рис. 5). При работающем двигателе автомобиля шестеренчатый насос 21 постоянно подает масло в гидроусилитель 22, и в зависимости от направления движения автомобиля масло либо возвращается в бачок 20, либо подается в одну из рабочих полостей силового цилиндра 8через трубопроводы 5 и 6. Другая полость при этом соединена через сливную магистраль 14 с бачком 20.
Рисунок 5 – Схема работы гидроусилителя рулевого управления.
а — при прямолинейном движении; б и г- при повороте влево; в и д — при повороте вправо.
1 — реактивная камера; 2 — золотник; 3 — каналы; 4 — корпус распределителя; 5, 6 — трубопроводы; 7 — поршень; 8 — силовой цилиндр; 9 — шток поршня; 10 — продольная рулевая тяга; 77, 12 — шаровые пальцы; 13 — рулевая сошка; 14 — сливная магистраль; 15 — нагнетательная полость; 16 — нагнетательный шланг; 17 — сливная полость; 18 — обратный клапан; 19 — рулевое колесо; 20 — бачок; 21 — насос; 22 – гидроусилитель.
Давление масла через каналы 3 в золотнике 2 всегда передается в реактивные камеры 1 и стремится установить золотник в нейтральное по отношению к корпусу положение.
При прямолинейном движении автомобиля (рис. 5, а) масло подается по нагнетательной линии в клапан управления и через золотник по сливной магистрали 14 возвращается в бачок 20.
При повороте рулевого колеса влево (рис. 5:б,г) или вправо (рис. 5:в,д) рулевая сошка 13 через шаровой палец 12 сдвигает золотник в сторону от нейтрального положения. При этом нагнетательная 15 и сливная 17 полости в корпусе золотника разобщаются, и жидкость начинает поступать в соответствующую полость силового цилиндра, перемещая цилиндр 8 относительно поршня 7, закрепленного на штоке 9. Движение цилиндра передается управляемым колесам через шаровой палец 11 и связанную с ним продольную рулевую тягу 10.
Если прекратить вращение рулевого колеса 19, золотник останавливается, корпус надвигается на него, устанавливаясь в нейтральное положение. Начинается слив масла в бачок, и поворот колес прекращается.
С повышением сопротивления повороту колес увеличивается и давление масла в рабочей полости силового цилиндра. Это давление передается в реактивные камеры и стремится установить золотник в нейтральное положение.
Усилие на рулевом колесе в начале поворота колес не превышает 50 Н. Максимальное усилие на ободе рулевого колеса достигает 200 Н.
Вопросы для самопроверки:
1. Объясните назначение и перечислите типы усилителей рулевого управления;
2. Объясните общее устройство и принцип работы рулевого управления с гидроусилителем;
3. объясните, какие бывают схемы компоновки гидроусилителей рулевого управления;
4. Объясните устройство рулевого гидроусилителя автомобиля МАЗ;
5. Объясните работу рулевого гидроусилителя автомобиля МАЗ;
6. Объясните устройство и работу насоса гидроусилителя рулевого привода автомобилей ЗИЛ – 130;
7. Объясните устройство и работу усилителя рулевого привода автомобиля ГАЗ – 4301.
Литература:
1. Тур Е.Я. Устройство автомобиля. – М.: Машиностроение, 1990.
2. Михайловский Е.В. Устройство автомобиля. – М.: Машиностроение, 1985.
3. Роговцев В.Л. Устройство и эксплуатация автотранспортных средств. – М.: Транспорт, 1989.
4. Пехальский А.П. Устройство автомобилей. – М.: «Академия», 2005.
Источник статьи: http://studopedia.ru/22_64026_ustroystvo-i-rabota-rulevogo-gidrousilitelya-avtomobilya-maz.html