Чем больше сопротивление повороту колёс, тем больше усилие, с которым золотник стремится вернуться в нейтральное положение, тем больше и усилие на рулевом колесе.
Для возможности управления автомобилем при неработающем усилителе (например, при буксировке) в корпусе распределителя установлен обратный клапан, перепускающий жидкость из одной полости силового цилиндра в другую.
В системе гидроусилителя имеется предохранительный клапан, установленный на силовом цилиндре. Клапан отрегулирован на заводе на давление в системе 8,0-9,0 МПа (80-90 кгс/см2).
Следует иметь в виду, что допускается лишь кратковременная работа рулевого управления при неработающем усилителе, так как при этом значительно возрастает усилие на рулевом колесе и увеличивается его свободный ход.
Насос гидроусилителя шестерённого типа с клапаном расхода и давления состоит из корпуса 7 (рисунок 5.19) и размещённых в нем двух шестерён: ведущей 10 и ведомой 8, вращающихся во втулках. Эти втулки обеспечивают одновременно торцевое уплотнение шестерён. Привод насоса осуществляется от коленчатого вала посредством клиновых ремней.
Рисунок 5.19 Насос гидроусилителя
1 стопорное кольцо; 2 опорное кольцо; 3 сальники; 4 левая втулка; 5 кольцо; 6 крышка; 7 корпус; 8 ведомая шестерня; 9 правая втулка; 10 ведущая шестерня
Клапан расхода и давления (рисунок 5.20) работает следующим образом. Рабочая жидкость из насоса под давлением поступает в вертикальный канал А и далее по горизонтальному каналу Б через центральное отверстие 10 в жиклере 11 к распределителю рулевого механизма. Так как скорость в центральном отверстии 10 жиклера 11 выше, чем в канале Б из-за разности проходных сечений, давление в полости Г, соединённой с центральным отверстием, будет ниже, чем в канале Б и, следовательно, ниже, чем в вертикальном канале А. С увеличением частоты вращения шестерён насоса разность давлений в полости Г и канале А возрастает и при подаче насоса свыше 31-35 л/мин плунжер 5 перемещается вправо, сжимая пружину 8. В этом случае рабочая жидкость частично из вертикального канала А поступает в полость слива Д и по трубке возвращается во всасывающий патрубок 9 насоса. Таким образом, независимо от частоты вращения насоса расход рабочей жидкости через распределитель будет составлять не более 31-35 л/мин.
Рисунок 5.20 Клапан расхода и давления
1 пробка; 2 радиальное отверстие в плунжере; 3, 8 пружины; 9 радиальное отверстие в жиклёре; 10 центральное отверстие в жиклёре; 11 жиклёр; 12 регулировочные прокладки; 13 корпус клапана; А, Б, В, Г, Д каналы и полости в корпусе
При увеличении давления в каналах А и Б и полости Г (рисунок 5.20) до 9,511 МПа (95-110 кгс/см2) шарик 4 отрывается от седла, сжимая пружину 3. Рабочая жидкость из полости Г по дроссельному каналу 6 пробки 7 через радиальное отверстие 2 в плунжере поступает в полость слива Д и по трубке на слив. Так как проходные сечения дроссельных каналов 9 и 6 отличаются незначительно, давление в полости Г практически не повышается. Повышение давления Е канале А вызывает перемещение плунжера 5 вправо, в результате чего рабочая жидкость из канала поступает в полость слива Д и по трубке во всасывающий патрубок насоса. Таким образом, система гидроусилителя руля предохраняется от перегрузки.
5.1.5 Рулевое управление автомобилей КрАЗ
Рулевое управление предназначено для обеспечения движения автомобиля в заданном направлении. К рулевому управлению (рисунок 5.21) относятся: рулевой механизм 1 с распределительным устройством, вал рулевой 9 с колонкой и колесом 7, рулевые тяги, силовой цилиндр 18, насос, масляный бачок 4 и шланги.
Рисунок 5.21 Рулевое управление
1 механизм рулевой с распределительным устройством; 2 шланг сливной; 3 шланг питающий к насосу; 4 бачок масляный; 5 кронштейн масляного бачка; 6 кронштейн рулевой колонки; 7 колесо рулевое; 8 переключатель указателей поворота; 9 вал рулевого управления с колонкой; 10 вал карданный рулевого управления; 11 шланг от насоса; 12, 17 шланги силового цилиндра; 13 болт приводной; 14 наконечник; 15 палец; 16 кронштейн крепления силового цилиндра; 18 цилиндр силовой; 19 тяга продольная рулевая; 20 сошка; 21 кронштейн крепления рулевого механизма
Винт рулевого механизма соединён с валом рулевой колонки при помощи карданного вала 10. С силовым цилиндром рулевой механизм связан через сошку 20.
Винт рулевого механизма соединён с валом рулевой колонки при помощи карданного вала 10. С силовым цилиндром рулевой механизм связан через сошку 20.
Рулевой механизм преобразует поворот рулевого колеса в угловое перемещение рулевой сошки.
Винт и гайка-рейка подобраны из деталей одной размерной группы. Полукруглые резьбовые канавки на винте и гайке-рейке образуют спиральный канал, заполняемый при сборке 102 шариками высокой точности. Шарики, входящие в комплект винта в сборе, отличаются между собой по диаметру не более чем на 0,002 мм. Нарушать комплектность этих деталей не разрешается. Высокая точность изготовления деталей и подбор их при сборке обеспечивают легкое и плавное вращение винта в гайке-рейке.
Конструкция и принцип работы рулевого механизма аналогичны рулевому механизму с распределителем автомобилей Урал, рассмотренному выше и приведённому на рисунке 5.12.
На автомобилях КрАЗ применятся рулевое управление с гидроусилителем, состоящим из распределителя и силового цилиндра в сборе, выполненным отдельно от рулевого механизма (рисунок 5.22).
Рисунок 5.22 Рулевое управление
1 питающий шланг; 2 нагнетательный шланг; 2 сливной шланг; 4 масляный бачок; 5 рулевой вал; 6 кардан рулевого управления; 7 рулевой механизм; 8 сошка; 9 шланг сливной магистрали; 10 шланг нагнетательной магистрали; 11 продольная рулевая тяга; 12 гидроусилитель; 13 кронштейн гидроусилителя; 14 насос гидроусилителя
Конструкция и принцип работы такого рулевого управления аналогичны рулевому управлению автомобилей МАЗ, рассмотренному выше.
Насос гидроусилителя, лопастного типа, двойного действия, установлен на крышке шестерён распределения с левой стороны двигателя и приводится в движение клиноременной передачей от шкива, установленного на переднем конце коленчатого вала двигателя.
Корпус 3 насоса гидроусилителя (рисунок 5.23) и крышка 9 отлиты из серого чугуна и после обработки соединяются со статором 16 четырьмя стяжными болтами; для повышения герметичности соединения уплотнены резиновыми кольцами.
Рисунок 5.23 Насос гидроусилителя
1 шкив; 2 сальник; 3 корпус насоса; 4 ротор; 5 лопасть; 6 ось кронштейнов; 7 неподвижный кронштейн; 8 коллектор; 9 крышка; 10 пружина; 11 регулировочный винт; 12 подвижный кронштейн; 13 предохранительный клапан; 14 перепускной клапан; 15 распределительный диск; 16 статор; 17 игольчатый подшипник; 18 вал;19 подшипник; 20 втулка шкива
Вал насоса 18 вращается в двух подшипниках игольчатом 17 и шариковом 19. Иглы подшипника 17 перекатываются непосредственно по шейке вала диаметром 12 мм. Стопорное кольцо подшипника 19 изготовлено из стали толщиной 1,6 мм. Внутреннее кольцо этого подшипника упирается в опорную шайбу, прижатую к торцу шейки вала, по которой работают кромки резиноармированного двухкромочного сальника 2, отделяющего полость насоса от подшипника 19.
На четырнадцати шлицах внутреннего конца вала крепится ротор 4 насоса, выполненный в виде диска с десятью прорезанными пазами шириной 2 мм, равнорасположеннымн по периметру. В пазы ротора установлены лопасти 5, изготовленные из инструментальной стали. Кромка лопасти, прилегающая к поверхности статора 16, округлена по радиусу 1,8 мм. Лопасти рассортировываются по длине на три группы с интервалами 0,004 мм.
Статор изготовлен из легированной подшипниковой стали и термообработан. Отверстие статора имеет сложную криволинейную форму. При вращении вала насоса лопасти ротора прижимаются к криволинейной поверхности статора и образуют замкнутые полости, объёмы которых изменяются в зависимости от положения лопастей по отношению к образующей криволинейной поверхности статора. Такая конструкция насоса позволяет за один оборот вала совершать два полных цикла всасывания и два цикла нагнетания. Плотное прилегание лопастей к поверхности статора обеспечивается давлением жидкости, подводимой в пазы ротора под лопасти через каналы А распределительного диска 15, и действием центробежной силы.
Распределительный диск 15 отлит из серого чугуна. В нем предусмотрен ряд каналов, соединяющих зону высокого давления статора с зоной высокого давления насоса. От проворачивания диск удерживается двумя штифтами.
В крышке насоса размещён перепускной клапан 14, ограничивающий производительность насоса. Внутри этого клапана установлен предохранительный шариковый клапан 13, ограничивающий давление в системе гидроусилителя в пределах 6570 кгс/см2. Регулировка предохранительного клапана обеспечивается подбором соответствующего количества шайб, устанавливаемых между его седлом и золотником перепускного клапана, в который ввернуто седло.