При увеличении сопротивления повороту управляемых колёс возрастает и давление в гидросистеме и, следовательно, в реактивных камерах, что вызывает пропорциональное увеличение усилия на рулевом колесе.
Рисунок 5.14 Гидроцилиндр усилителя
1 наконечник цилиндра; 2, 15 кольца уплотнительные; 3 гайка наконечника; 4 цилиндр; 5 поршень со штоком в сборе; 6 манжеты; 7 наконечник штока; 8 болт; 9, 12 хомуты; 10 муфта защитная; 11 гайка; 13 кольцо нажимное; 14 кольцо опорное
Таким образом, водитель получает информацию об увеличении сопротивления повороту управляемых колёс.
При прекращении дальнейшего вращения рулевого колеса торсион 20 и плунжеры 25 (рисунок 5.13) возвращают золотник в нейтральное положение. Поступление жидкости в бесштоковую полость гидроцилиндра усилителя прекращается, и автомобиль движется по окружности заданного радиуса.
При вращении рулевого колеса влево втулка 12 и золотник 26 перемещаются в осевом направлении вправо (от рулевого механизма). Жидкость от насоса под давлением через канавку E, канал K поступает в штоковую полость гидроцилиндра усилителя.
При неисправном гидроусилителе обратный клапан 7 обеспечивает перепуск масла из одной полости гидроцилиндра усилителя в другую, что облегчает управление автомобилем.
Насос гидроусилителя рулевого управления (рисунок 5.15) лопастного типа двойного действия.
При вращении вала насоса лопасти прижимаются к криволинейной поверхности статора под действием центробежной силы и давления масла под ним. В полостях всасывания масло попадает в пространство между лопастями, а затем при повороте ротора вытесняется из полости нагнетания.
Рисунок 5.15 Насос гидроусилителя
1 болт; 2 коллектор; 3 кольцо уплотнительное; 4 прокладка; 5 крышка; 6 клапан перепускной в сборе с предохранительным клапаном; 7 диск распределительный; 8 ротор; 9 лопасть; 10 статор; 11 подшипник игольчатый; 12 манжета; 13 проставка; 14 корпус; 15 шкив; 16 кольцо стопорное; 17ремень;18 винт;19-втулка;20-шайба;21-гайка;22-валик;23-шпонкасегментная;24 шарикоподшипники; а к рулевому механизму; I установка насоса
Торцовые поверхности корпуса и распределительного диска отшлифованы. Забоины и заусенцы на них, а также на роторе, статоре и лопастях недопустимы. В крышке насоса расположены два клапана 6. Перепускной клапан ограничивает количество масла, подаваемого насосом в силовой цилиндр. Предохранительный клапан, помещённый внутри перепускного, ограничивает давление масла в системе, открываясь при давлении 7,5-8,5 МПа (75-85 кгс/см2).
Бачок гидроусилителя установлен отдельно от насоса. В бачке имеется заливной фильтр и фильтр, через который проходит масло, возвращаясь в бачок. В случае засорения фильтрующих элементов открывается перепускной клапан. Уровень масла в баке должен находиться в пределах плоского участка на указателе и замеряется при не завёрнутой пробке.
5.1.4 Рулевое управление автомобилей МАЗ
Рулевое управление включает в себя рулевой механизм 4 (рисунок 5.16), рулевой вал 6, рулевое колесо 7, гидроусилитель 2 и рулевой привод.
Рисунок 5.16 Рулевое управление автомобилей МАЗ
1 продольная рулевая тяга; 2 гидроусилитель рулевого управления; 3 сошка; 4 рулевой механизм; 5 карданный шарнир рулевого вала; 6 рулевой вал; 7 рулевое колесо; 8 поперечная рулевая тяга; 9 левый рычаг поперечной рулевой тяги; 10 верхний поворотный рычаг
Комбинированный рулевой механизм автомобилей МАЗ (рисунок 5.17) представляет собой винт 12, который проходит внутри гайки-рейки, находящейся в зацеплении с зубчатом сектором 7. В винтовые канавки между гайкой-рейкой 6 и винтом 12 при сборке заложено два ряда шариков. Движение шариков в винтовых канавках ограничено направляющими 13 и 15. Высокая точность деталей механизма обеспечивает лёгкое плавное вращение винта в гайке-рейке.
Рисунок 5.17 Рулевой механизм автомобилей МАЗ
1 сошка; 2, 17 манжеты; 3 упорное кольцо; 4 подшипник вала сектора; 5 картер; 6 гайкарейка; 7 зубчатый сектор; 8 регулировочные прокладки; 9 болт крепления крышки; 10 нижняя крышка; 11 подшипник винта; 12 винт; 13, 15 направляющие шариков; 14 шарики; 16 пробка отверстия для заливки масла; 18 опорная пластина; 19 гайка регулировочного винта; 20 боковая крышка картера; 21 контргайка; 22 регулировочный винт
Зубчатый сектор 7 рулевого механизма, изготовленный как одно целое с валом сошки, установлен на игольчатых подшипниках 4. Зубья сектора выполнены с переменной по длине толщиной, что позволяет регулировать зазор в зацеплении с рейкой, перемещая в осевом направлении сектор регулировочным винтом 22. Винт в сборе с валом сектора вворачивают в боковую крышку 20 картера и крепят контргайкой 21. Регулировочный винт упирается в опорную пластину 18 и удерживается гайкой 19. Контргайка 21 фиксирует положение винта после регулировки.
Для правильной установки сошки на торце вала сектора нанесена метка, которую при сборке совмещают с меткой на сошке. Винт 12 вращается в двух роликоподшипниках 11 и соединяется с рулевым валом карданным шарниром. Картер рулевого механизма закрыт крышками 10 и 20, уплотнён резиновыми манжетами 2 и 17. Отверстие для заливки масла закрыто пробкой 16.
Гидроусилитель рулевого управления 2 (рисунок 5.16) представляет собой агрегат, состоящий из распределителя и силового цилиндра в сборе. Схема работы гидроусилителя показана на рисунке 5.18. Гидравлическая система усилителя включает насос, установленный, на двигателе автомобиля, бачок для масла, трубопроводы и шланги.
Распределитель состоит из корпуса 1, золотника 2, корпуса шарниров 4 со стаканом 3, шаровыми пальцами 8 и 9. Распределитель регулирует поток жидкости, поступающей из насоса в силовой цилиндр. При работающем насосе жидкость постоянно циркулирует по замкнутому кругу: насос распределитель бачок насос.
Рисунок 5.18 Схема работы гидроусилителя автомобилей МАЗ
1 корпус золотника; 2 золотник; 3 стакан распределителя; 4 корпус шарнира; 5 силовой цилиндр; 6 поршень; 7 продольная тяга; 8 палец продольной тяги; 9 палец сошки; 10 пробка ограничительная; 11 гайка корпусов шарниров; 12 сливная магистраль; 13 нагнетательная магистраль; Ι нейтральное положение; ΙΙ поворот в левую сторону; ΙΙΙ поворот в правую сторону
Силовой цилиндр гидроусилителя соединён с корпусом шарниров распределителя с помощью резьбового соединения. Цилиндр имеет поршень 6 со штоком, на конце которого расположена шарнирная головка для крепления на раме. Наружная часть штока защищена от загрязнения гофрированным резиновым чехлом.
При работающем двигателе автомобиля насос непрерывно подает в гидроусилитель масло, которое в зависимости от направления движения автомобиля либо возвращается обратно в бачок, либо подается в одну из рабочих полостей силового цилиндра 5. Другая полость при этом соединена через сливную магистраль 12 с бачком.
Давление масла через сверления в золотнике 2 всегда передается в реактивные камеры и стремится установить золотник в нейтральное, по отношению к корпусу, положение.
При прямолинейном движении автомобиля (положение Ι) масло подается насосом по нагнетательному шлангу 13 в крайние кольцевые полости распределителя, а оттуда через зазоры между кромками канавок золотника и корпуса в среднюю кольцевую полость и далее по сливной магистрали 12 в бачок.
При повороте рулевого колеса сошка руля через шаровой палец 9 перемещает золотник в сторону от нейтрального положения. При этом нагнетательная и сливная полости в корпусе золотника разобщаются, и жидкость начинает поступать в соответствующую полость силового цилиндра, производя перемещение цилиндра относительно поршня. Движение цилиндра передается управляемым колесом через шаровой палец 8 и связанную с ним продольную рулевую тягу.
Если прекратить вращение рулевого колеса, золотник останавливается, а корпус золотника надвигается на золотник и устанавливается в нейтральное положение. Поворот управляемых колёс автомобиля прекращается.
Гидравлический усилитель руля обладает высокой чувствительностью. Для поворота колёс автомобиля необходимо перемещение золотника всего от 0,4 до 0,6 мм. Давление в рабочей полости силового цилиндра увеличивается с повышением сопротивления повороту колёс. Одновременно увеличивается давление в реактивной камере золотника. Под действием этого давления золотник постоянно стремится вернуться в нейтральное положение.
Чем больше сопротивление повороту колёс, тем больше усилие, с которым золотник стремится вернуться в нейтральное положение, тем больше и усилие на рулевом колесе.
Для возможности управления автомобилем при неработающем усилителе (например, при буксировке) в корпусе распределителя установлен обратный клапан, перепускающий жидкость из одной полости силового цилиндра в другую.