Принцип работы рулевого механизма автомобиля камаз
Добавил пользователь Alex Обновлено: 19.09.2024
Автомобиль оснащен усилителем рулевого управления, встроенным в рулевой механизм. Показана схема системы рулевого управления.
Система рулевого управления автомобиля КАМАЗ состоит из колонки с рулевым валом, шарнирного вала, угловой передачи, механизма гидроусилителя руля, привода гидроусилителя руля, насоса гидроусилителя руля, радиатора и шлангов высокого и низкого давления.
Рисунок 85: Схема системы рулевого управления КАМАЗа:
a - основная схема; b - при повороте направо; c - при повороте налево;
1 - рулевое колесо; 2 - рулевая колонка; 3 - карданный вал; 4 - коническая шестерня; 5 - картер рулевого управления; 6 - болт; 7 - шариковая гайка; 8 - вал сошки с зубчатым сектором; 9 - кронштейн поршня; 10 - перепускной клапан 11 - золотник; 12 - клапан управления; 13 - упорный подшипник; 14 - предохранительный клапан; 15 - масляный радиатор; 16 - маслопровод низкого давления; 17 - маслопровод высокого давления; 18 - насос гидроусилителя руля.
Система гидроусилителя руля снижает усилие, необходимое для поворота передних колес, смягчает удары, вызванные неровностями дорожного покрытия, и повышает безопасность, позволяя управлять автомобилем в случае прокола переднего колеса.
Карданный вал
Вилки приводного вала заклиниваются на валу рулевой колонки и валу ведущей шестерни трансмиссии.
Рис. 87 Вал-шестерня рулевого управления КАМАЗ:
1 - коромысло; 2 и 9 - упорные кольца; 3 - поперечина; 4 - игольчатый подшипник; 5 и 8 - уплотнительные кольца; 5 - вилка со шлицевым штоком; 7 - сепаратор уплотнительного кольца; 10 - вилка со шлицевой втулкой.
Колонка рулевого управления КамАЗ
Рулевая колонка в верхней части крепится к кронштейну, закрепленному на внутренней панели кабины, в нижней части - к фланцу, закрепленному на полу кабины.
Вал рулевой колонки 1 вращается в двух специальных шарикоподшипниках 2. Непреднамеренное ослабление гайки предотвращается выступом, загнутым в паз стопорной шайбы гайки.
Рис. 86. Рулевая колонка:
1 - вал колонны; 2 - шарикоподшипник с уплотнением; 3 - упорное кольцо; 4 - расширительное кольцо; 5 - труба колонны; 6 - сепаратор с уплотнением; 7 - стопорная шайба; 8 - гайка регулировки подшипника.
Насос гидроусилителя руля КамАЗ
Насос гидроусилителя руля КамАЗ с бачком установлен в разъемном блоке цилиндров. Привод насоса реечный, от шестерни распределительного вала. Шток 1 фиксируется на валу насоса 5 шпонкой 6, а гайка 2 - шплинтом 3.
Насос лопастного типа двойного действия, т.е. за один оборот вала происходит два полных цикла всасывания и два цикла нагнетания. Рабочее колесо 38 насоса снабжено пазами, в которых могут перемещаться лопатки 33. Рабочее колесо размещено в пазу внутри статора на валу насоса 5 и свободно закреплено на пазах.
Положение статора 35 относительно корпуса насоса 37 фиксировано, т.е. направление стрелки на статоре совпадает с направлением вращения вала насоса.
При вращении вала насоса лопатки прижимаются к криволинейной поверхности статора под действием центробежной силы и давления масла, которое поступает по каналам в распределительном диске 32 под лопатки насоса. Между лопатками образуются углубления переменного объема, которые заполняются маслом из всасывающих углублений распределительного диска. Полости всасывания заполняются маслом из полости корпуса насоса 37 через каналы в статоре 35. По мере уменьшения межлопаточного объема масло вытесняется в полость нагнетания через каналы в распределительном диске 32.
Торцы корпуса и распределительного диска были тщательно отшлифованы. Эти компоненты, а также рабочее колесо, статор и лопасти не должны иметь заусенцев и зазубрин.
Насос имеет масляный резервуар 22, закрытый крышкой 20, которая крепится винтом 16. Под крышкой установлены шайба 15 и резиновое кольцо 17, которые вместе с резиновым уплотнением 21 герметизируют внутреннюю часть резервуара. В крышку бака вкручивается предохранительный клапан 19 для ограничения давления внутри бака. Все масло, возвращающееся из бустера в насос, проходит через сито 23, расположенное внутри резервуара.
Насос имеет комбинированный клапан, расположенный в крышке насоса 30. Этот клапан состоит из двух клапанов - предохранительного и перепускного. Первый, расположенный внутри последнего, ограничивает давление масла в системе (75-80 кгс/см2), а второй - количество масла, поступающего из насоса в гидроусилитель при увеличении частоты вращения коленчатого вала двигателя.
Рис. 91: Насос гидроусилителя руля КамАЗа:
1 - ведущая шестерня; 2 - гайка шестерни; 3 - шплинт; 4, 15 и 27 - шайбы; 5 - вал насоса; 6 - сегментная шпонка; 7 - упорное кольцо; 8 - шарикоподшипник; 9 - маслосъемное кольцо; 10 - упорное кольцо; 11 - сальник; 12 - игольчатый подшипник; 13 - заливная пробка; 14 - заливной фильтр; 16 - винт; 17, 34 и 36 - уплотнительные кольца; 18 - стойка фильтра; 19 - предохранительный клапан; 20 - пробка резервуара с пружиной; 21 - прокладка крышки; 22 - резервуар насоса; 23 - сегментный фильтр; 24 - коллектор насоса; 25 - труба резервуара; 26 - фитинг; 28 - прокладка коллектора; 29 - уплотнительная прокладка; 30 - крышка насоса; 31 - перепускной клапан в сборе с предохранительным клапаном; 32 - распределительный диск; 33 - лопатка насоса; 35 - статор насоса; 37 - корпус насоса; 38 - рабочее колесо насоса; 39 - шарик; К - отверстие манометра.
Перепускной клапан работает следующим образом
При увеличении подачи масла в систему гидроусилителя (в результате увеличения частоты вращения коленчатого вала двигателя) разность давлений в камере нагнетания насоса и в линии наддува системы гидроусилителя увеличивается из-за сопротивления отверстия K, и, соответственно, увеличивается разность давлений на концах перепускных клапанов. При определенной разнице давлений сила, перемещающая клапан, возрастает настолько, что пружина сжимается, клапан перемещается вправо и соприкасается со сливной стороной резервуара. Таким образом, дальнейшее увеличение потока масла в систему практически прекращается.
Для предотвращения шума при работе и снижения износа деталей насоса при высоких оборотах двигателя масло, перепускаемое клапаном 31, вытесняется обратно в полость корпуса насоса и всасывающие каналы. Для этого используется коллектор 24, в котором внутренний канал, сообщающийся с полостью перепускного клапана, имеет небольшую площадь потока, которая в дальнейшем расширяется. Это вызывает резкое увеличение скорости потока масла во всасывающую полость корпуса и приводит к небольшому увеличению давления всасывания.
Радиатор для охлаждения масла гидроусилителя руля представляет собой оребренную алюминиевую трубку, установленную перед масляным радиатором двигателя.
Масло от системы рулевого управления к радиатору и от радиатора к насосу направляется по резиновым шлангам.
Рулевой механизм КамАЗ
Рулевой механизм КамАЗа имеет две рабочие пары: винт 37 с гайкой 38 на рециркуляционных шариках 40 и поршень-шток 34, входящий в зацепление с зубчатым сектором 63 вала сошки. Передаточное число рулевого механизма составляет 20:1. Рулевой механизм закреплен на левом переднем кронштейне пружины и соединен с валом рулевой колонки карданным валом с двумя шарнирами.
Картер 33 рулевого механизма также является цилиндром гидроусилителя руля, в котором перемещается поршень 34 реечного механизма.
Зубья рейки и сектора вала сошки имеют переменную длину, что позволяет за счет осевого перемещения вала сошки регулировать зазор в зацеплении, сам вал вращается в бронзовой втулке 64, запрессованной в картер. Осевое положение вала сцепления регулируется с помощью регулировочного винта 55, головка которого входит в отверстие вала сцепления и упирается в шайбу 62. Осевое перемещение регулировочного винта после сборки должно быть в пределах 0,02-0,08 мм, оно ограничивается шайбами 61 и стопорным кольцом 60.
Рис. 89 Рулевой механизм КАМАЗа:
1 - передняя крышка; 2 - поршень форсунки; 3 - клапан управления; 4 - пружина поршня форсунки; 5, 7, 21, 24, 26, 31, 41, 48, 52, 58 и 59 - уплотнительные кольца; 6 - шайбы; 8, 15, 22, 45, 60 и 66 - упорные кольца; 9, 17, 62 и 68 - упорные шайбы; 10 и 20 - шарикоподшипники; 11, 43, 54 и 56 - гайки; 12 - вал шестерни; 13 - игольчатый подшипник; 14, 65 в 67 - сальники; 16 - защитный кожух; 18 - корпус шестерни; 19 - шестерня; 23 и 64 - втулки; 25 и 27 - проставочные кольца; 28 - установочный винт; 29 - перепускной клапан; 30 - крышка; 32 - задняя крышка; 33 - картер рулевого механизма; 34 - опора поршня; 35 - магнитная пробка; 36 - прокладка пробки; 37 - болт; 38 - шаровая гайка; 39 - желоб; 40 - шарики; 42 - упорная крышка; 44 - стопорная шайба; 46 - корпус редуктора; 47 - упорный подшипник; 49 - предохранительный клапан; 50 - пружина; 51 - золотник; 53 - пружинная шайба; 55 - регулировочный винт; 57 - боковая крышка; 61 - регулировочная шайба; 63 - сектор шестерни вала сошки.
В поршень шестерни вставляется шариковая гайка 38, которая фиксируется установочными винтами 28, раззенкованными после сборки. Две рельефные канавки 39 вставлены в паз шариковой гайки, который соединен двумя отверстиями с ее винтовой канавкой. В пазах болта 37 и гайки 38, а также в пазах, выполненных в гайке 38, находятся шарики, которые при повороте болта выходят из одного конца гайки и возвращаются по пазам к другому ее концу.
Болт 37 рулевого механизма имеет в центре шлиц, на котором свободно сидит шестерня 19 конической передачи, вращающаяся в двух шарикоподшипниках.
К корпусу 46 конической шестерни крепятся штифты корпуса клапана 3 рулевого механизма. Золотник 51 и упорные подшипники 47 посажены на гайку 54 винтового механизма управления, тонкая кромка которой запрессована в шлиц винта. Под гайку подкладывается коническая пружинная шайба 53 для обеспечения равномерного сжатия упорных подшипников Вогнутая сторона шайбы обращена к подшипнику. Большие кольца роликовых подшипников обращены к катушке.
Золотник 51 и болт 37 могут перемещаться в осевом направлении на 1,1 мм с каждой стороны от среднего положения, поскольку длина золотника больше длины отверстия в корпусе клапана. Они возвращаются в среднее положение под действием пружин 4 и реактивных штифтов 2, на которые действует давление масла, поступающего из шланга высокого давления.
Шланги высокого и низкого давления (сливные) подключаются к корпусу управляющего клапана от насоса гидроусилителя. Первый используется для удаления масла из насоса, а второй - для возврата.
Когда болт 37 поворачивается в ту или иную сторону, за счет сопротивления, вызванного вращением колес, возникает сила, которая стремится переместить болт в осевом направлении в соответствующем направлении. Если это усилие превышает начальное усилие сжатия пружин 4, винт перемещается и смещает золотник 51. Это вызывает повышение давления в одной из камер регулирующего и усилительного клапанов.
Масло, поступающее из насоса в цилиндр, давит на поршень шестерни, создавая дополнительное усилие на сектор рулевой сошки и тем самым способствуя вращению колес.
Давление в рабочем пространстве цилиндра увеличивается по мере увеличения сопротивления рулевого управления. В то же время давление под реактивным цилиндром 2 увеличивается. Винт и золотник под действием пружин 4 и реактивных штифтов 2 стремятся вернуться в центральное положение.
Чем больше сопротивление повороту колес и чем выше давление в рабочем пространстве цилиндра, тем больше сила, с которой золотник стремится вернуться в центральное положение, и сила, действующая на рулевое колесо. Если усилие на рулевом колесе возрастает по мере увеличения сопротивления повороту колеса, значит, водитель "чувствует дорогу".
Когда рулевое колесо перестает вращаться, и, следовательно, поршень перестает двигаться, масло, поступающее в цилиндр, воздействует на винтовой поршень и перемещает золотник в среднее положение, что снижает давление в цилиндре до величины, необходимой для поддержания вращения колес.
В корпусе рулевого клапана находится шаровой обратный клапан 6, который соединяет линии высокого давления и слива, когда насос не работает. В этом случае система рулевого управления работает как обычная система рулевого управления без усилителя. Кроме того, в корпусе клапана установлен предохранительный шаровой клапан 8, который соединяет линии высокого и низкого давления при давлении 65-70 кгс/см2 и тем самым предохраняет насос от перегрева при работе бустера под таким давлением.
Полость регулирующего клапана и регулятора угла наклона соединены с отводом и уплотнены на концах круглыми резиновыми кольцами 48 и 41. Аналогичные кольца уплотняют все неподвижные соединения привода.
Вал маховика уплотняется сальником 65 с упорным кольцом 66, предотвращающим отвинчивание втулки под высоким давлением. Внешний сальник 67 защищает вал сошки от пыли и грязи.
Поршень в цилиндре уплотнен фторопластовым кольцом 26 в сочетании с распорным кольцом 27. Винт 37 рулевого механизма уплотнен в корпусе конической передачи распорным кольцом 25 и резиновым кольцом 24. Регулировочный винт 55 вала сошки уплотнен резиновым кольцом 59.
Уплотнение между ведущим валом 12 и шестерней комбинированной конической передачи, состоящее из двух сальников 14, которые обеспечивают осевое смещение разрезного упорного кольца 15.
В рулевом механизме картера имеется пробка 35 с магнитом, которая улавливает из масла частицы стали и железа.
Угловой редуктор КамАЗ
Коническая коробка передач КАМАЗа передает вращение от карданного вала к рулевому винту. Редуктор состоит из торцевой 7 и ведомой 11 конических шестерен, при этом ведущая шестерня выполнена как одно целое с валом 1 и посажена в корпусе 4 на иглу 3 и шарикоподшипник 5. Шарикоподшипник посажен на вал 1 с помощью гайки 16, тонкий край которой (для предотвращения самопроизвольного откручивания) запрессован в паз. Ведущая шестерня вращается в двух шарикоподшипниках 10, которые посажены на хвостовик гайки-шестерни 14 со стопорной шайбой 15. В осевом положении ведомая шестерня 11 фиксируется с помощью стопорного кольца 9 и стопорного колпачка 12.
Конические шестерни регулируются шайбами 6, установленными между корпусом 4 и корпусом шестерни 13.
Рис. 88 Коническая коробка передач КАМАЗа:
1 - вал шестерни; 2 - уплотнение; 3 - игольчатый подшипник; 4 - корпус шестерни; 5 и 10 - шарикоподшипники; 6 - шайбы; 7 - привод шестерни; 8 - уплотнительное кольцо; 9 - стопорное кольцо; 11 - ведомая коническая шестерня; 12 - упорная крышка; 13 - корпус шестерни; 14 - гайка подшипника; 15 - стопорная шайба; 16 - гайка подшипника.
Рулевое управление состоит из рулевого колеса 1, колонки 2, вал которой через карданную передачу 3 соединен с рулевым механизмом 7, и рулевого привода.
Рулевым приводом называют систему тяг и рычагов, осуществляющую в совокупности с рулевым механизмом поворот автомобиля.
Через рулевой механизм продольная тяга 8 перемещается вперед или назад, вызывая этим поворот одного колеса влево или вправо, а рулевая трапеция передает поворачивающий момент на другое колесо.
В трапецию входят балка 5 (рис. 2.) переднего моста, рычаги 3 и 6 поворотных кулаков и поперечная рулевая тяга 4.
При повороте одного колеса через рычаги 3 и 6 и тягу 4 поворачивается и другое колесо. При этом вследствие изменения положения поперечной тяги 4 относительно передней оси внутреннее к центру поворота колесо поворачивается на угол, больший угла поворота наружного колеса.
Рис.1. Рулевое управление:1 — рулевое колесо, 2 — колонка, 3 — карданный вал, 4 — радиатор, 5 — клапан управления гидроусилителем, 6 — редуктор угловой, 7 — рулевой механизм, 8 — продольная тяга, 9 — сошка, 10 — трубопровод низкого давления, 11 — трубопровод высокого давления, 12 — насос гидроусилителя руля, 13 — бачок гидросистемы
Рулевой механизм автомобилей КамАЗ включает угловой шестеренный редуктор, передачу винт — гайка с циркулирующими шариками и пару рейка — зубчатый сектор.
Картер рулевого механизма одновременно является корпусом гидроусилителя, с которым объединен рулевой механизм. Передаточное число углового редуктора равно 1:1, рулевого механизма автомобилей с колесной формулой 6X4-20: 1, автомобилей повышенной проходимости — 21,7 : 1.
Рис.3. Рулевой механизм со встроенным гидроусилителем: 1 — передняя крышка, 2 — клапан управления гидроусилителем, 3, 29 — упорные кольца, 4 — плавающая втулка, 5, 7 — уплотнительные кольца, 6,8 — распорные кольца, 9 — установочный винт, 10 — вал сошки, 11 — перепускной клапан, 12 — защитный колпачок, 13 — задняя крышка, 14 — картер рулевого механизма, 15 — поршень-рейка, 16 — магнитная пробка, 17 — винт, 18 — шариковая гайка, 19 — желоб, 20 — шарик, 21 — угловой редуктор, 22 — упорный роликовый подшипник, 23 — пружинная шайба, 24 — гайка, 25 — упорная шайба, 26 — регулировочная шайба, 27 — регулировочный винт, 28 — контргайка регулировочного винта, 30 — боковая крышка
Рулевой механизм состоит из картера 14 (рис.3.), в котором перемещается поршень-рейка 15, входящая в зацепление с зубчатым сектором вала 10 сошки.
В поршне-рейке установочными винтами 9 закреплена шариковая гайка 18.
Винты застопорены раскерниванием их в канавке поршня-рейки.
Шариковая гайка 18 и винт 17 имеют винтовые канавки. На наружной поверхности шариковой гайки выполнен косой паз, соединенный двумя отверстиями с ее винтовой канавкой.
В этот паз вставлены два желоба 19, образующие вместе трубку, которая является как бы продолжением винтовой канавки.
В винтовой канал, образуемый канавками винта и гайки и желобами, заложены шарики 20.
При вращении винта шарики выкатываются с одной стороны гайки, проходят по желобам, как по обводному каналу, и возвращаются в винтовой канал, но с другой стороны гайки.
Всего в замкнутом канале циркулирует 31 шарик, из них 8 находятся в обводном канале.
Толщина зубьев сектора вала сошки и поршня-рейки переменная по длине, что позволяет изменить зазор в зацеплении осевым перемещением регулировочного винта 27, ввернутого в боковую крышку 30.
Свободное осевое перемещение вала сошки после сборки рулевого механизма должно составлять 0,02. 0,08 мм, что обеспечивается изменением толщины регулировочной шайбы 26.
На части винта рулевого механизма, расположенной в полости корпуса углового редуктора 21, имеются шлицы, которыми винт соединен с зубчатым колесом угловой передачи.
Рулевой механизм с встроенным гидроусилителем работает следующим образом. При прямолинейном движении автомобиля винт 4 (рис. 1) и золотник 8 находятся в среднем положении.
Линии нагнетания А и слива В, а также обе полости С и Д гидроцилиндра соединены между собой.
Масло свободно проходит от насоса 11 через клапан управления и возвращается в бачок.
Сопротивление, возникающее при поворачивании колес посредством рулевого привода, создает силу, стремящуюся сдвинуть винт в осевом направлении в соответствующую сторону.
Когда эта сила превысит усилие предварительного сжатия центрирующих пружин 9, винт смещает жестко связанный с ним золотник. При этом одна полость цилиндра гидроусилителя сообщается с линией нагнетания и отключается от линии слива, а другая, оставаясь соединенной с линией слива, отключается от линии нагнетания.
Рабочая жидкость, поступающая из насоса в соответствующую полость цилиндра, оказывает давление на поршень-рейку 2 и, создавая дополнительное усилие на зубчатом секторе вала 1 сошки рулевого механизма, способствует повороту управляемых колес.
Давление в рабочей полости цилиндра усилителя увеличивается до значения, пропорционального сопротивлению повороту колес.
Одновременно возрастает давление в полостях под реактивными плунжерами.
При прекращении поворота рулевого колеса золотник под действием центрирующих пружин и увеличивающегося давления в реактивных полостях сдвигается к среднему положению настолько, что открывается щель для прохода подаваемого насосом масла в линию слива.
Размер щели устанавливается так, чтобы в находящейся под напором полости цилиндра поддерживалось давление, необходимое для удержания управляемых колес в повернутом положении.
Если переднее колесо при прямолинейном движении автомобиля начнет резко поворачиваться, например при наезде на препятствие, вал сошки, поворачиваясь, будет перемещать поршень-рейку.
Поскольку винт не вращается (водитель удерживает рулевое колесо в одном положении), он тоже переместится в осевом направлении вместе с золотником. При этом полость цилиндра, внутрь которой движется поршень-рейка, будет соединена с линией нагнетания насоса и отделена от линии слива.
Давление в этой полости цилиндра повышается, что уравновешивает (смягчает) удар.
Когда гидроусилитель не работает, рулевой механизм по-прежнему обеспечивает поворот колес, но на детали действуют уже полные нагрузки. При этом резко возрастает изнашивание деталей и возможны их поломки.
Рулевой привод включает в себя продольную и поперечную рулевые тяги (рис. 2.). Продольная тяга соединяет сошку рулевого механизма с верхним рычагом левого поворотного кулака и выполнена с нерегулируемыми шарнирами.
Шарниры включают в себя шаровой палец 22, верхний 23 и нижний 24 вкладыши, пружину и резьбовую крышку 27 со стопорной шайбой 26.
Поперечная тяга рулевой трапеции трубчатая, с резьбовыми концами, на которые навинчены наконечники с шаровыми шарнирами.
Поворотом тяги в наконечниках регулируется схождение управляемых колес. Каждый наконечник фиксируется двумя болтами 32.
Шарниры поперечной тяги также нерегулируемые, состоят из шарового пальца 7, верхнего 8 и нижнего 6 вкладышей, пружины 5 и крышки 3, закрепленной через уплотнительную паронитовую прокладку 4 на наконечнике тяги.
Для предохранения от попадания в них пыли и грязи служат резиновые защитные накладки.
Шарниры смазываются через пресс-масленки.
В рулевом приводе автомобилей с колесной формулой 6Х 6 поперечная рулевая тяга изогнута так, что средняя ее часть свободно перемещается под картером главной передачи переднего ведущего моста.
Поэтому схождение передних колес на этих автомобилях регулируют перемещением наконечников на тяге, отвернув болты 32 и вращая наконечники на резьбе, учитывая при этом, что шаг резьбы на левом и правом наконечниках разный.
Устройство и работа рулевого управления автомобилей КамАЗ-5320, КамАЗ-4310
Рулевое управление состоит из рулевого колеса, колонки рулевого управления, карданной передачи, углового редуктора, рулевого механизма, гидравлического усилителя (включающего клапан управления, радиатор, насос с бачком и рулевого привода.
Рис. 6.2. Колонка рулевого управления
1 — вал; 2 — стопорное кольцо; 3 — подшипник; 4—труба; 5 — кронштейн; 6—втулка; 7 —стопорная шайба; 8 — гайка
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Дополнительные материалы по теме:
Колонка рулевого управления (рис. 6.2) состоит из вала 1, трубы 4 и крепится к верхней панели кабины с помощью кронштейна, в нижней части.— к трубе, закрепленной к ее полу.
Вал установлен в трубе на двух шариковых подшипниках. Верхний подшипник стопорится упорным и разжимным кольцами, нижний — стопорной шайбой и гайкой. Осевой зазор в подшипниках регулируется также гайкой. Подшипники снабжены уплотнениями. Смазка в подшипники закладывается при сборке.
На верхнем конце вала крепится рулевое колесо. Нижний конец вала снабжен канавкой для крепления вилки карданной передачи.
Карданная передача передает усилия от вала рулевой колонки на ведущую шестерню углового редуктора и состоит из вала (рис. 6.3), втулки и двух карданных шарниров.
Каждый шарнир состоит из вилок и крестовины с четырьмя игольчатыми подшипниками, установленными в стаканах. Подшипники снабжены уплотнительными кольцами, при сборке в каждый из них закладывается 1-1,2 г смазки. Перед сборкой карданной передачи во втулку также закладывают 2,8…3,3 г смазки и покрывают ею шлицы стержня и втулки.
При сборке карданной передачи шлицы вала и втулки соединяются так, чтобы вилки шарниров находились в одной плоскости. Это обеспечивает равномерное вращение валов.
Вилка шарнира, соединенная с втулкой, устанавливается на вал рулевой колонки; вилка вала соединяется с валом ведущей шестерни углового редуктора. Вилки фиксируются винтами-клиньями, входящими в отверстия, стопорятся гайками и шплинтуются.
Рис. 6.3. Карданная передача:
1, 9 — вилки; 2 — игольчатый подшипник; 3 — стакан; 4 — крестовина; 6 — вал; 7 — уплотнение; 8 втулка; 10 крепежное отверстие
Рис. 6.4. Рулевой механизм:
а— рулевой механизм в сборе с угловым редуктором: 1 — крышка; 2 — реактиЕный плунжер; 3 — корпус клапана управления; 4 — пружина; 5—регулировочная прокладка; 6 — подшипник; 7— ведущий вал с шестерней; 8— игольчатый подшипник; 9 — уплотнитель-ное устройство; 10 — корпус; 11 — ведомая шестерня; 12 — подшипник; 13 — стопорное кольцо; 14— крышка; 15 — упорное кольцо; 16 — кольцо; 17 — винт; 18 — перепускной клапан; 19 — колпачок; 20 — крышка; 21 — картер; 22 – поршень-рейка; 23 — пробка; 24 — винт; 25 — гайка; 26 — желоб; 27 — шарик; 28 — сектор; 29 — гайка; 30 — стопорная шпйба; 31 — кольцо; 32 — корпус; 33 — упорный подшипник; 34 — плунжер; 35 — пружина; 36 — золотник; 37 — шайба; 38 — гайка; 39 — регулировочный винт; 40 — гайка; 41 — крошка; 42 — уплотнение; 43 — кольцо; 44 — регулировочная шайба; 45 — упорное кольцо; 46 — вал сошки
б — угловой редуктор: 1 — ведущий вал с шестерней; 2 — уплотнительное устройство; 3 — крышка корпуса; 4 — корпус ведущей шестерни; 5,7, 10 — шарикоподшипники; 6 — регулировочная прокладка; 8, 15 — уплотнительные кольца; 9 — стопорное кольцо; И — ведомая шестерня; 12 — упорная крышка; 13 — корпус редуктора; 14 — распорная втулка
Уеловой редуктор передает усилие от карданной передачи на винт рулевого механизма. К его картеру он крепится шпильками. Передаточное отношение редуктора равно 1:1.
Вал (рис. 6.4) с ведущей шестерней установлен в корпусе на шариковом и игольчатом подшипниках. На валу шариковый подшипник фиксируется гайкой, тонкий край которой вдавлен в паз вала. Игольчатый подшипник фиксируется стопорным кольцом. В угловом редукторе рулевого механизма автомобиля КамАЗ-4310 ведущий вал с шестерней установлен на двух шариковых подшипниках в корпусе. На валу подшипники удерживаются гайкой. В связи с этими конструктивными изменениями соответственно изменена форма корпуса и крышки корпуса. Ведомая шестерня установлена в корпусе редуктора на двух шариковых подшипниках, закрепленных гайкой со стопорной шайбой. Осевые усилия воспринимаются крышкой и упорным кольцом. Ведомая шестерня соединена с винтом шлицами, что обеспечивает возможность его перемещения относительно шестерни. При этом золотник гидравлического усилителя, установленный на валу, может перемещаться относительно корпуса. Зацепление шестерен регулируется изменением толщины прокладок.
Рулевой механизм скомпонован совместно с угловым редуктором, клапаном управления и цилиндром гидравлического усилителя. Крепится болтами к кронштейну левой рессоры.
В картере рулевого механизма (рис. 6.4) размещены: винт с гайкой, поршень усилителя с зубчатой рейкой и зубчатый сектор с валом сошки. Картер рулевого механизма является одновременно цилиндром гидравлического усилителя.
Гайка соединена с поршнем установочными винтами. Винты после сборки закерниваются.
Для уменьшения сил трения в рулевом механизме винт вращается в гайке на шариках, размещенных в канавках винта и гайки. В отверстие и паз гайки установлены два желоба круглого сечения, образующие трубку. При повороте винта в гайке шарики, перекатываясь по винтовой канавке, попадают в трубку, состоящую из желобов, и вновь в винтовую канавку, т. е. обеспечивается непрерывная циркуляция шариков.
Зубчатый сектор с валом сошки установлен на бронзовой втулке в картере рулевого механизма и в отверстии боковой крышки, крепящейся к картеру. Для регулировки зазора в зацеплении рейки с сектором их зубья имеют по длине переменную толщину.
Регулировка зацепления и фиксация зубчатого сектора с валом сошки в осевом направлении обеспечивается винтом, ввернутым в боковую крышку. Головка регулировочного винта входит в отверстие вала сошки и упирается в упорное кольцо. Осевое перемещение вала сошки относительно головки винта не должно превышать 0,02…0,08 мм. Регулируется оно подбором толщины регулировочной шайбы. Винт после регулировки зазора зубчатого зацепления стопорится гайкой. В картер ввернут перепускной клапан, обеспечивающий выпуск воздуха из гидравлического усилителя. Клапан закрыт резиновым колпачком. На шлицы вала устанавливается и стопорится болтами сошка. В нижней части картера ввернута сливная пробка (см. рис. 6.4)
Гидравлический усилитель состоит из клапана управления (распределительного устройства) золотникового типа, гидравлического цилиндра-картера, насоса с бачком, радиатора, трубопроводов и шлангов.
Корпус клапана управления (рис. 6.4) крепится шпильками к корпусу углового редуктора. Золотник клапана управления установлен на переднем конце впита рулевого механизма на упорных подшипниках. Внутренние кольца подшипников большого диаметра прижаты гайкой к реактивным плунжерам, размещенным в трех отверстиях в корпусе совместно с центрирующими пружинами. Упорные подшипники с золотником зафиксированы на винте буртиком и гайкой. Коническая шайба устанавливается под гайку вогнутой стороной к подшипнику. В корпусе клапана с обеих сторон сделаны проточки. Поэтому упорные подшипники, золотник с винтом могут перемещаться в обе стороны от среднего положения на 1,1 мм (рабочий ход золотника), сдвигая при этом плунжеры и сжимая пружины.
В отверстиях корпуса клапана управления (рис. 6.5) установлены также перепускной и предохранительные клапаны и плунжеры с пружинами. Предохранительный клапан соединяет магистрали высокого и низкого давления масла при давлении 6500…7000 кПа (65…70 кгс/см2). Перепускной клапан соединяет полости цилиндра при неработающем насосе, уменьшая сопротивление усилителя при повороте колес.
Цилиндр гидроусилителя размещен в картере рулевого механизма. Поршень цилиндра снабжен уплотнительным кольном и масляными канавками.
Насос гидравлического усилителя установлен между блоками цилиндров двигателя. Вал насоса приводится во вращение от шестерни топливного насоса высокого давления.
Насос лопастного типа, двойного действия, т. е. за один оборот вала происходит два цикла всасывания и нагнетания. Насос (рис. 6.6) состоит из крышки, корпуса, ротора с валом, статора и распределительного диска. Вал, на шлицах которого установлен ротор, вращается на шариковом 4 и игольчатом подшипниках. Шестерня привода стопорится на валу шпонкой и крепится гайкой. В радиальных пазах ротора установлены лопасти.
Статор установлен в корпусе на штифтах и прижат к распределительному диску болтами.
Ротор с лопастями установлен внутри статора, рабочая поверхность которого имеет овальную форму. При вращении ротора его лопасти под действием центробежных сил и давления масла в центральной полости ротора прижимаются к рабочим поверхностям
Рис. 6.5. Клапан управления гидравлического усилителя:
1, 10 — плунжеры; 2, 4,7, 8 — пружины; 3, 6, 12 — клапаны; 5 — колпак; 9 — корпус; 11— золЬтник; 13 — прокладка
статора, распределительного диска и корпуса, образуя камеры переменного объема.
При увеличении их объема создается разрежение и масло из бачка поступает в камеры. В дальнейшем лопасти, скользя по поверхности статора, смещаются по пазам к центру ротора, объем камер уменьшается и давление масла в них возрастает. При совпадении камер с отверстиями в распределительном диске масло поступает в полость нагнетания насоса. Рабочие поверхности корпуса, ротора, статора и распределительного диска тщательно отшлифованы, что уменьшает утечку масла.
В крышке корпуса установлен перепускной клапан с пружиной. Внутри перепускного клапана размещен предохранительный шариковый клапан с пружиной, ограничивающий давление в насосе до 7500…8000 кПа (75…80 кгс/см2).
Предохранительный клапан насоса регулируется на давление открытия на 500 кПа (5 кгс/см2) выше, чем давление открытия предохранительного клапана (рис. 6.5), расположенного в рулевом механизме.
Рис. 6.6. Насос гидраьлического усилителя:
1 — шестерня; 2 — вал; 3 — шпонка; 4 — подшипник; 5 — кольцо; б — уплотнение; 7— игольчатый подшипник; 8 — крышка; 9— указатель уровня масла; 10 — болт; 11 — прокладка; 12— стойка фильтра; 13 — предохранительный клапан; 14 —крышка; 15 — прокладка; 16 — бачок; 17 — сетчатый фильтр; 18 — коллектор; 19 — трубка; 20 — прокладка; 21 — крышка; 22 — предохранительный клапан; 23 — перепускной клапан; 24 — распределительный диск; 25 — лопасть; 26 — статор; 27 — корпус; 28—ротор
Применительно к гидросистеме рулевого усилителя управления автомобиля КамАЗ-4310 давление открытия предохранительного клапана в корпусе клапана управления установлено 7500… 8000 кПа (75…80 кгс/см2), а давление открытия предохранительного клапана в насосе — 8500…9000 кПа (85…90 кгс/см2).
Перепускной клапан и калиброванное отверстие, соединяющее полость нагнетания насоса с выходной магистралью, ограничивают количество циркулирующего в усилителе масла при повышении частоты вращения ротора насоса.
На корпусе (см. рис. 6.6) насоса через прокладку крепится коллектор, обеспечивающий создание избыточного давления в канале всасывания, что улучшает условия работы насоса, снижая шум и износ его деталей.
Рис. 6.7. Привод рулевого управления:
1 — крышка: 2 —прокладка; 3, 16 — пружины; 4, 6, 14, 15 — вкладыши; 5, 13 — пальцы; 7 — маслснка; 8 — наконечник тяги; 9, 12, 20 — уплотнительные накладки; 10 — поперечная тяга; 11 — продольная тяга; 17 — прокладка; 18 — резьОовая крышка; 19— шайба
Бачок с крышкой заправочной горловины и фильтром крепится винтами к корпусу насоса. Крышка бачка крепится болтом к стойке фильтра. Стыки крышки с болтом и корпусом уплотнены прокладками. В крышке установлен предохранительный клапан, ограничивающий- давление внутри бачка. Масло, циркулирующее в гидравлической системе усилителя, очищается в сетчатом фильтре. В пробке заливной горловины укреплен указатель уровня масла.
Радиатор предназначен для охлаждения масла, циркулирующего в гидравлическом усилителе. Радиатор в виде согнутой вдвое оребренной трубки, изготовленной из алюминиевого сплава, крепится перед радиатором системы смазки двигателя планками и винтами.
Узлы гидравлического усилителя соединены между собой шлангами и трубопроводами высокого и низкого давления. Шланги высокого давления имеют двойную внутреннюю оплетку; концы шлангов заделывают в наконечники.
Привод рулевого управления состоит из сошки, продольной и поперечной рулевых тяг и рычагов.
Рычаги новоротных кулаков, шарнирно соединенные с поперечной тягой, образуя рулевую трапецию, обеспечивающую поворот управляемых колес на соответствующие углы. Рычаги вставлены в конические отверстия кулаков и крепятся с помощью шпонок и гаек.
На резьбовые концы поперечной тяги (рис. 6.7) навинчиваются наконечники, являющиеся головками шарниров. Вращением наконечников регулируется схождение колес спереди, компенсирующее возможное в эксплуатации их расхождение вследствие износа деталей, которое повышает износ шин и утяжеляет управление автомобилем. Наконечники тяги фиксируются болтами. Шарнир тяги состоит из пальца со сферической головкой, вкладышей, прижимаемых пружиной к головке, деталей крепления и уплот нения. Пружина обеспечивает беззазорное соединение и компенсирует износ поверхностей деталей.
Продольная тяга откована совместно с головками шарниров. Шарниры закрываются резьбовыми крышками и уплотнительными накладками. Смазка шарниров производится через масленки. Поворотные оси-шкворни колес установлены с боковыми наклонами в поперечной плоскости внутрь на 8°. Поэтому при повороте колес передняя часть автомобиля слегка приподнимается, что создает стабилизацию управляемых колес (стремление управляемых колес вернуться к среднему положению после поворота).
Наклон шкворней в продольной плоскости назад на 3° создает стабилизацию управляемых колес за счет центробежных сил, возникающих при повороте.
При отпускании рулевого колеса после поворота нормальная нагрузка на управляемые колеса и центробежные силы создает стабилизирующие моменты, автоматически возвращающие управляемые колеса к среднему положению. Это существенно облегчает управление автомобилем. Оси вращения колес наклонены наружными концами вниз на 1°, образуя развал колес, что затрудняет появление обратного развала колес в эксплуатации вследствие износа подшипников. Движение с обратным развалом увеличивает износ шин и утяжеляет управление автомобилем.
В рулевом приводе автомобиля КамАЗ-4310 поперечная рулевая тяга имеет П-образную форму в связи с наличием картера главной передачи переднего ведущего моста.
Работа рулевого управления. При прямолинейном движении золотник (рис. 6.8) клапана управления удерживается пружинами в среднем положении. Масло, подаваемое насосом, проходит через кольцевые щели клапана управления, заполняет полости цилиндра и через радиатор сливается в бачок. С увеличением частоты вращения ротора интенсивность циркуляции и нагргв масла в гидравлическом усилителе возрастают. Перепускной клапан ограничивает циркуляцию масла. При повышении расхода масла создается перепад давлений на торцевых поверхностях клапана вследствие увеличения сопротивления калиброванного отверстия. Когда усилие от разности давлений на клапан превысит силу пружины, он сместится и соединит нагнетательную полость насоса с баком. При этом большая часть масла будет циркулировать по контуру насос — бак— насос.
При повороте рулевого колеса усилие через карданную передачу, угловой редуктор передается на винт рулевого механизма.
Если для поворота колес требуются значительные усилия, то винт, ввинчиваясь в гайку (или вывинчиваясь из нее), сместит упорный подшипник и золотник, сдвигая при этом плунжер и сжимая центрирующие пружины. Смещение золотника в корпусе изменяет сечение кольцевых щелей, связанных с полостями цилиндра. Уменьшение сечения щели слива с одновременным повышением количества масла вследствие увеличения сечения щели нагнетания приводит к повышению давления в одной из полостей цилиндра. В другой полости цилиндра, где изменение сечений щелей противоположное, давление масла не возрастает. Если разность давлений масла на поршень создает силу, большую силы сопротивления, то он начинает двигаться. Перемещение поршня через зубчатую рейку вызывает поворот сектора и далее, через рулевой привод, поворот управляемых колес.
Непрерывный поворот рулевого колеса поддерживает смещение золотника в корпусе, перепад давления масла в полостях цилиндра, перемещение поршня и поворот управляемых колес.
При предельном значении давления масла 7500…8000 кПа (75…80 кгс/см2) открываются клапаны, предохраняя гидравлическую систему усилителя от повреждений.
Для быстрого выхода из поворота отпускают рулевое колесо. Совместным действием реактивных плунжеров и пружин золотник смещается и удерживается в среднем положении. Управляемые колеса под действием стабилизирующих моментов поворачиваются к среднему положению, смещают поршень и выталкивают жидкость в сливную магистраль. По мере приближения к среднему положению стабилизирующие моменты уменьшаются и колеса останавливаются.
Самопроизвольный поворот колес под действием ударов о неровности дорог возможен только при перемещении поршня, т. е. Еыталкивании порции масла из цилиндра в бак. Таким образом, усилитель работает как амортизатор, снижая ударные нагрузки и уменьшая самопроизвольные повороты рулевого колеса.
В случае внезапной остановки двигателя, насоса или потери масла сохраняется возможность управления усилиями водителя. Водитель, поворачивая рулевое колесо, смещает плунжеры золотником до упора в корпус клапана управления, и далее поворот обеспечивается только за счет механической связи деталей рулевого управления. Усилие на рулевом колесе при этом возрастает. Для снижения силы сопротивления при перемещении поршня перепускной клапан, размещенный в плунжере, обеспечивает перетекание масла из полостей цилиндра.
К клапану (12) [рис. 1, А)] управления подведены от насоса (18) гидроусилителя шланг высокого (18) и шланг низкого давления (16), по которому масло через радиатор гидроусилителя (15) возвращается в насос.
Рис. 1. Рулевое управление автомобилей КамАЗ. Схема работы.
А) – Принципиальная схема;
Б) – При повороте направо;
В) – При повороте налево;
1) – Рулевое колесо;
2) – Рулевая колонка;
3) – Карданный вал;
4) – Угловой редуктор;
5) – Картер рулевого механизма;
7) – Шариковая гайка;
8) – Вал сошки с зубчатым сектором;
10) – Перепускной клапан;
12) – Клапан управления;
13) – Упорный подшипник;
14) – Предохранительный клапан;
15) – Масляный радиатор;
16) – Маслопровод низкого давления;
17) – Маслопровод высокого давления;
18) – Насос гидроусилителя.
При повороте в ту либо иную сторону из-за сопротивления колеса создаётся сила, которая стремится сдвинуть винт (6) в осевом направлении. В случае, если данная сила превысит силу предварительного сжатия пружин плунжеров, то винт вместе с золотником (11), зажатым в упорных подшипниках, переместится относительно корпуса клапана управления. При этом одна полость картера (5) рулевого механизма сообщается с линией высокого давления, а другая – со сливом [рис. 1, Б) и В)]. Поступающее из насоса масло давит на поршень-рейку и создаёт усилие на валу сошки.
При прекращении поворота рулевого колеса под действием реактивных плунжеров золотник смещается в среднее положение, движение поршня и поворот колёс прекращаются. Перепускной клапан (10), расположенный в одном из плунжеров, при неработающем насосе (18) соединяет линию высокого давления с линией слива. В данном случае клапан обеспечивает работу рулевого механизма как обычного, без гидроусилителя.
Предохранительный клапан (14), расположенный в другом плунжере, открывается при достижении давления 6,5-7,0 МПа и соединяет линию высокого давления с линией слива, чем предохраняет насос (18) от перегрузок.
Читайте также: