Усилители рулевого управления

Усилители рулевого управления облегчают поворот автомобиля и повышают безопасность движения, поскольку позволяют удержать неизменным положение колес при проколе передней шины. Различаются гидравлические и пневматические усилители.

Усилитель состоит из следующих узлов: источника энергии (гидронасоса или компрессора), силового цилиндра, распределительного устройства, резервуара для жидкости или воздуха и магистрали (трубок, шлангов).

Гидравлический усилитель. В гидравлическом усилителе встречаются следующие варианты компоновки основных его узлов: 1. Силовой цилиндр воздействует на рулевой механизм: а) силовой цилиндр и рулевой механизм выполнены в одном картере, распределитель крепится непосредственно к этому картеру и все три узла располагаются соосно; такая схема принята на автомобиле ЗИЛ-130;

б) силовой цилиндр и рулевой механизм выполнены в одном карьере (как у автомобиля ЗИЛ-130), но распределитель закреплен на картере сверху и ось его параллельна оси рулевого механизма (автомобиль ЗИЛ-111).

2. Силовой цилиндр воздействует на одно из звеньев рулевого привода:

а) силовой цилиндр 15 (см. рис. 259) установлен на лонжероне 10 рамы, отдельно от рулевого механизма и воздействует на продольную рулевую тягу; распределитель 1 расположен в головке силового цилиндра (автомобиль МАЗ-500);

б) силовой цилиндр установлен на передней оси и воздействует на поперечную рулевую тягу; распределитель расположен в головке продольной рулевой тяги (автомобиль ГАЗ-66);

в) силовой цилиндр закреплен на раме и воздействует на рычаг правого поворотного кулака. Распределитель крепится к картеру рулевого механизма, как на автомобиле ЗИЛ-130. Такая схема принята на автомобиле «Урал-375».

Гидроусилитель руля автомобиля ЗИЛ-130 состоит из гидравлического насоса 7 (рис. 256), силового цилиндра 6, распределительного золотникового устройства 5, масляного бачка 8 и шлангов 9 и 10. Корпус насоса крепится к левой стенке блока. Шланги соединяют насос и бачок с распределителем.

Усилитель обязательно должен создавать у водителя «чувство дороги», то есть с увеличением сопротивления повороту (грязь, песок и т. д.) водитель должен прикладывать к рулевому колесу большее усилие. Обеспечивается это требование так называемым следящим устройством, в которое входят реактивные плунжеры 17 с пружинами. При повороте на плунжеры действует не только сила пружин, но и сила давления масла в линии нагнетания, ибо пространство между плунжерами всегда с этой линией соединено. Когда увеличивается сопротивление повороту, давление в линии нагнетания также повышается и возрастает сила, действующая на плунжеры и стремящаяся передвинуть золотник. Поэтому водителю необходимо приложить к рулевому колесу большее усилие, чтобы не допустить возврат золотника в нейтральное положение. Усилие водителя на ободе колеса изменяется в пределах от 2 до 10 кГ.

Пневматический усилитель проще гидравлического и весьма удобен при наличии на автомобиле сжатого воздуха. Гидравлический усилитель быстрее срабатывает, имеет малые размеры, не нуждается в дополнительной смазке (так как его детали смазываются рабочей жидкостью), долговечен и способен смягчать толчки, воспринимаемые колесами от дороги.

29. Тормозные механизмы Тормозные механизмы служат для создания искусственного сопротив­ления вращению колес автомобиля. Втормозных системах автомобилей наиболее распространены Фрикционные тормозные механизмы, принцип действия которых основан на силах трения вращающихся деталей о невращающиеся. По форме вращающейся детали колесные тормозные механизмы делят набарабанные и дисковые.

Барабанный тормозной механизм (рис. 17.1, а) с механическим при­водом состоит из двух колодок 7 с фрикционными накладками. Колодки надеты на оси 8, закреплен­ные на неподвижном тормозном дис­ке 9. Между собой они стягиваются пружиной 5. Все детали тормоза расположены внутри тормозного ба­рабана 6, прикрепленного к ступице колеса или полуоси. Между колод­ками находится разжимное устрой­ство — кулак 4 и рычаг 3, закреплен­ные на одном валике. Рычаг через тягу 2 связан с педалью 1 тормоза.

При нажатии на тормозную пе­даль 1 (рис. 17.1, б) тяга 2 пере­мешается влево, рычаг 3 поворачи­вает кулак 4 (см. рис. 17.1, а), ко­торый разводит колодки 7, прижи­мая их к вращающемуся тормоз­ному барабану 6. За счет сил тре­ния, возникающих между наклад­ками колодок 7 и барабаном 6, ско­рость вращения барабана, а следо­вательно, и колеса уменьшается. При отпускании педали 1 тормоза пружина педали возвращает ее в ис­ходное положение, а пружина 5 отводит колодки 7 от тормозного барабана 6. Между колодками и барабаном образуется зазор, и коле­со может свободно вращаться.

На передних колесах многих легковых автомобилей семейства ГАЗ, ВАЗ, АЗЛК. и др. устанав­ливают дисковые тормозные меха­низмы, обеспечивающие более эф­фективное торможение, чем коло­дочные.

Колесный дисковый тормозной меха­низм (рис. 21.3,а, б) с гидроприводом состоит из тормозного диска 7, закрепленного на ступице колеса. Тормозной диск враща­ется между половинками 8 и 9 скобы, прикрепленной к стойке 4 передней подвески. В каждой половине скобы выточены колеси ые цилиндры с большим 13 и малым 12 поршнями.

При нажатии на тормозную педаль жидкость из главного тор­мозного цилиндра перетекает по шлангам 2 в полости колесных цилиндров и передает давление на поршни, которые, перемещаясь с двух сторон, прижимают тормозные колодки 10 к диску 7, благодаря чему и происходит торможение.

Отпускание педали вызывает падение давления жидкости в приводе, поршни 7-?и 12 под действием упругости уплотнительных манжет и осевого биения диска отходят "от него, и торможение прекращается.

Приводом тормозов называется совокупность устройств, предназна­ченных для передачи усилия, созда­ваемого водителем на педали или рычаге, к тормозным механизмам.

Рабочий тормоз с гидравлическим приводом (рис. 17.4) состоит из глав­ного тормозного цилиндра13, созда­ющего давление жидкости в гид­равлической системе привода и со­общающегося с резервуаром 8 для тормозной жидкости; колесных тор­мозных цилиндров 5, передающих давление тормозной жидкости на тормозные колодки; соединительных трубопроводов и шлангов. В от­дельных случаях в гидропривод мо­жет быть включен разделитель тор­мозных механизмов, регулятор дав­ления, усилитель.

При нажатии на педаль10 шток 9 перемещает поршень 12, который вытесняет жидкость по трубопрово­дам 3, 2 и 11 к рабочим тормозным цилиндрам 5. Под давлением жид­кости поршни 4 и 7 раздвигаются и через опорные стержни передают тормозные усилия колодкам 1 и 14, которые фрикционными накладками прижимаются к тормозному бараба­ну, вызывая торможение колес. При отпускании педали колодки, нахо­дящиеся на неподвижной оси 15, под действием стяжных пружин 6 от­ходят от барабана и возвращают поршни в исходное положение, вы­тесняя жидкость по трубопроводу об­ратно в главный тормозной цилиндр. При этом давление в трубопрово­дах остается избыточным, благодаря чему устраняется возможность про­никновения воздуха в систему.

Главный тормозной цилиндр. Для преобразования механического усилия, приложенного к педали, в дав­ление жидкости, служит главный тормозной цилиндр. Главный тормозной цилиндр (рис. 21.4) приво­дится в действие от тормозной педали, установленной на кронштей­не кузова. Корпус 2 главного цилиндра выполнен совместно с резервуаром для тормозной жидкости. Внутри цилиндра находится алюминиевый поршень 10 с уплотнительным резиновым кольцом. Поршень может перемещаться под действием толкателя 1, соединенного шарнирно с педалью. Днище поршня упирается через стальную шайбу в уплотнительную манжету 9, прижимаемую пружиной 8. Она же прижимает к гнезду впускной клапан 7, внутри которого расположен нагнетательный клапан 6. Внутренняя полость цилиндра сообщается с резервуаром ком­пенсационным 4 и перепускным 3 отверстиями. В крышке резер­вуара сделано резьбовое- отверстие для заливки жидкости, закрываемое пробкой 5. При нажатии на тормозную педаль под действием толкателя 7 поршень с манжетой перемещается и закры­вает отверстие 4, вследствие чего давление жидкости в цилиндре увеличивается, открывается нагнетательный клапан 6 и жидкость поступает к тормозным механизмам. Если отпустить педаль, то Давление жидкости в приводе снижается и она перетекает обратно в цилиндр. При этом избыток жидкости через компенсационное отверстие 4 возвращается в резервуар. В то же время пружина 8, Действуя на клапан 7, поддерживает в системе привода небольшое Избыточное давление после полного отпускания педали.

При резком отпускании педали поршень10 отходит в крайнее Положение быстрее, чем перемещается манжета 9, и жидкость начинает заполнять освобождающуюся полость цилиндра. Однов­ременно в полости возникает разрежение. Чтобы устранить его, в Днище поршня имеются отверстия, сообщающие рабочую полость цилиндра с внутренней полостью поршня. Через них жидкость перетекает в зону разрежения, чем и устраняется нежелательный подсос воздуха в цилиндр. При дальнейшем перемещении манжеты жидкость вытесняется во внутреннюю полость поршня и далее через перепускное отверстие 3 в резервуар.

Разделитель тормозов. Для авто­матического отключения неисправ­ной линии гидравлического при­вода в систему вводится раздели­тель тормозных механизмов (рис. 17.7). Он состоит из корпуса 9, внутри которого находятся два поршня 16, прижимаемые пружи­нами 15 к. упорному кольцу 3.

При нажатии на педаль жидкость поступает в полость 10 и по кана­лу 11 проходит в полость 13 между

поршнями 16. Под давлением жид­кости поршни расходятся, сжимая пружины 15. При этом давление жид­кости, находящейся в полостях 7 и 14 повышается и по каналам 1 и 6 и трубопроводам 2 и 5 передается к тормозным механизмам передних и задних колес.

При повреждении одной из вет­вей гидропривода давление жидко­сти в соответствующей полости (7 или 14) падает и поршень этой по­лости удерживается в крайнем на­ружном положении силой остаточ­ного давления 0,08—0,12 МПа жид­кости в линии главный цилиндр — разделитель, преодолевающей сопро­тивление его пружины.

В это время поршень перекрывает соответствующее компенсационное отверстие 8 или 12, жидкость из главного цилиндра в поврежденную ветвь не поступает и во время тор­можения перемещается только пор­шень исправной ветви гидропри­вода.

Признаком отказа в работе одной части привода является «провали-вание» педали тормоза при первом торможении При последующих тор­можениях «провал» тормозной пе­дали не ощущается, так как жид­кость расходуется только на привод исправной части гидропривода. В этом случае тормозная система ра­ботает с меньшей эффективностью.

При прокачке гидропривода от попавшего в систему воздуха ис­пользуют клапан прокачки 4.

Колесный тормозной цилиндр. Для преобразования давления жидкости в механическое усилие на колодках служит колесный тормозной ци­линдр. Колесные цилиндры бывают двух- и одпопоршневые. В чугунном корпусе 4 двухпоршневого цилиндра (рис. 17.8, а) расположены два поршня 2 и 6, две уплотнительные манжеты 3 и пружина 5. С торцов на цилиндр надеты грязезащитные колпаки 1. В поршни запрессованы стальные толкатели 7, в прорези которых заходят торцы тормозных колодок. К отверстию 8 подводится жидкость из магистрали. Через верх­нее отверстие, закрываемое конусом перепускного клапана 9, выпускают воздух при его попадании в маги­страль. Канал в клапане 9 предох­раняется от загрязнения болтом 10 или колпачком.

В колесных тормозных цилиндрах легковых автомобилей ГАЗ, ВАЗ, АЗЛК и др. установлено простое оригинальное приспособление для автоматического поддержания по­стоянного зазора между тормозным барабаном и антифрикционной на­кладкой колодки.

Приспособление состоит из двух разрезанных колец, установленных в цилиндре с большим натягом. В кольце нарезана резьба с шири­ной канавки 3,5 мм. В эту резьбу ввернуты поршни, имеющие резьбу, но с шириной канавки 1,5 мм. Та­ким образом, поршень может в осе­вом направлении перемещаться на 2 мм, что соответствует нормальному зазору между накладкой и бара­баном. При износе фрикционных накладок 2-миллиметровый ход поршня не обеспечивает прилегания колодок к барабану, и наступает мо­мент, когда поршень своим буртиком потянет за собой кольцо, прео­долевая усилие его посадки.

При обратном перемещении коло­док сила стяжной пружины колодок оказывается недостаточной для об­ратного перемещения кольца, и оно остается в новом положении. Пере­мещением кольца в новое положе­ние и достигается автоматическая установка необходимого зазора меж­ду фрикционными накладками тор­мозных колодок и барабаном.

Колесный колодочный механизм (рис. 178, б) с гидроприводом со­стоит нч опорного диска 17, при­крепленного к фланцам поворотных цапф передней оси или к фланцам полуосевых рукавов заднего моста. В верхней части диска установлен тормозной цилиндр 11. В нижней его части укреплены опорные паль­цы 13 с бронзовыми эксцентрика­ми 14, па которые установлены тор­мозные колодки 15. Поворот опорных пальцев 13 позволяет регулировать зазор между колодками и тормозным барабаном. К колодкам прикреплены фрикционные накладки 16. Верхние концы ребер колодок входят в про­рези толкателей поршней колесного цилиндра. Колодки размещены внут­ри тормозного барабана, прикреп­ленного к ступице колес винтами. Во фланце барабана предусмотрено отверстие для проверки (щупом) зазоров между колодками и бара­баном. Колодки 15 опираются на ре­гулировочные эксцентрики 21 и при­жимаются к ним пружиной 12. Экс­центрики удерживаются от пово­рачивания пружинами 20. Установ­ленные на опорном диске 17 скобы 18 с пластинчатыми пружинами 19 удер­живают колодки 15 от боковых смещений. Относительно тормозного барабана колодки центрируются экс­центриками 21 и эксцентриками 14 опорных пальцев 13.

Регулятор давления в гидропри­воде задних колес автомобиля. Ре­гулятор служит для автоматического регулирования силы торможения в зависимости от нагрузки на зад­нюю ось и состояния дорожного покрытия. При торможении проис­ходит динамическое перераспреде­ление нагрузки, приходящейся на переднюю и заднюю оси. Наличие регулятора давления автоматически снижает давление тормозной жидко­сти в гидроприводе задних колес, т. е. снижает эффективность тор­можения при уменьшении нагрузки на заднюю подвеску.

Р

егулятор давления в гидропри­воде задних колес устанавливается на легковых автомобилях семейства ВАЗ, АЗЛК и др.

Регулятор давления 6 (рис. 17.9) автомобиля «Москвич-2140» уста­новлен на кронштейне 5. Рычаг 4 регулятора установлен на валу 3 и соединен с балкой 11 заднего моста при помощи специальной одновитковой нагрузочной пружины 8 через резиновую втулку 9 и шток 10. При таком соединении любое изменение вертикальной нагрузки на задний мост будет вызывать прогиб рессор и перемещение кузова относительно балки заднего моста, что в свою оче­редь вызывает изменение закрутки витка нагрузочной пружины 8, и, как следствие, перемещение рычага 4,

приводящего в действие механизм регулятора 6. В результате этого в необходимый момент происходит частичное или полное выключение ветви гидропривода задних колес, чем достигается регулирование тор­мозного момента на задних колесах и прекращение их блокировки. За­зор между концом штока 7 поршня и болтом 1 должен быть 0,1 мм, ко­торый регулируется после отвертывания контргайки 2.

На автомобилях ВАЗ соединение регулятора с балкой заднего моста осуществляется при помощи рычага и торсиона.

Усилитель тормозного привода

Чтобы облегчить торможение авто­мобиля, оборудованного гидравличе­ским тормозным приводом, приме­няют усилители. Усилители бывают вакуумные, гидровакуумные, пневма­тические, пневмогидравлические и электрические. Чаще всего приме­няются гидровакуумные усилители, использующие разрежение во впуск­ном трубопроводе двигателя.

На автомобилях семейства ГАЗ, ВАЗ, АЗЛК и др. устанавливают гид­ровакуумный усилитель, в котором разрежение во впускном трубопро­воде двигателя используется для со­здания дополнительного давления жидкости в гидравлическом приводе тормозов.

Тормозные жидкости их состав, марки. В качестве тормозных жидкостей применяют спиртокасторовые смеси и гликоли. Тормозные жидкости по характеру подразделяются на спиртокасторовые и гликолевые. Спиртокасторовые жидкости БСК ЭСК обладают хорошими смазывающими свойствами, не вызывают коррозии металлических деталей гидравлического привода и не оказывают разрушающего действия на резиновые детали, но они имеют неудовлетворительные вязко-температурные свойства. Гликолевая тормозная жидкость ГТЖ-22М обладает удовлетворительными вязко - температурными свойствами но обладает плохими смазывающими свойствами, вызывает коррозию металлов гидравлического привода, кроме того она ядовита. Смешивать тормозные жидкости, изготовленные на разных основах, нельзя, так как это приводит к расслоению жидкости и потере не основных эксплуатационных свойств. Применяют след-е торм-е жидк.:БСК, «Нева», «Томь», «Роса»

30. Принцип действия пневматич. тормозного привода.

Тормозная система автомобилей семейства КамАЗ выполняет функции рабочего, стояночного, запасного и вспомогательного тормозов, а также обеспечивает аварийное растормаживание стоя­ночного тормозного механизма. Различаясь по функциональному назначению, тормоза автомобилей КамАЗ, автономные и независимые, имеют общие элементы в схеме пневматического привода и обладают высокой эффективностью.

Рабочий тормоз обеспечивает служебное и экстренное торможение до полной остановки автомобиля. Управляется привод Рабочего тормоза ножной педалью и действует на два контура, Приводящих раздельно тормозные камеры передних колес и колес переднего и заднего мостов.

Стояночный тормоз выполнен совместно с запасным тормозом в виде пружинных энергоаккумуляторов в тормозных камерах задней тележки, действующих на тормозные механизмы колес. Для включения стояночного тормоза рукоятка ручного крана управления переводится в верхнее фиксированное положение. Как запасной тормоз пружинные энергоаккумуляторы срабатывают автоматически при полном или частичном выходе из строя привода рабочего тормоза и обеспечивают плавное снижение скорости автомобиля вплоть до остановки. Таким образом, тормоз­ные механизмы колес задней тележки являются общими для рабо­чего, стояночного и запасного тормозов.

Вспомогательный тормоз служит для снижения нагруженния колесных тормозных механизмов при торможении на длительных спусках. Действие его основано на использовании противодавления, создаваемого в выпускных трубопроводах при перекрытии их сечения специальной заслонкой и отключении подачи топлива в цилиндры двигателя. Управление заслонкой и отключение подачи производятся дистанционно пневматическими цилиндрами.

Контуры привода тормозов. В целом пневматический привод тормозов выполнен по многоконтурной схеме (рис. 21.15). Всего в схеме предусмотрено пять контуров и общий участок схемы, откуда производится питание сжатым воздухом.

Компрессор 4 подает сжатый воздух к регулятору давления 5, выполняющему роль разгрузочного устройства, и далее в предох­ранитель 6 от замерзания, где воздух насыщается парами спирта, которые препятствуют замерзанию конденсата влаги, выпадающей из воздуха. Двойной 7и тройной 10 защитный клапан распределяют воздух в трубопроводы пяти независимых контуров.

Контур первый привода тормозных механизмов передних колес включает воздушный баллон 18, нижнюю секцию тормозного крана 20, клапан ограничения давления 21, тормозные камеры передних колес 23.

Контур второй привода тормозных механизмов колес среднего и заднего мостов — воздушный баллон 8, верхнюю секцию тормоз­ного крана 20, автоматический регулятор тормозных сил 13, тор­мозные камеры 77

Контур третий привода механизмов стояночной и запасной системы (комбинированной системы прицепа или полуприцепа) — воздушные баллоны 16, тормозной кран обратного действия 2 с ручным управлением для стояночного тормоза, ускорительный клапан 11, двухмагистральный клапан 12, цилиндры с пружинными энергоаккумуляторами в тормозных камерах 17.

В контур четвертого привода приборов вспомогательной тор­мозной системы и потребителей сжатого воздуха (пневмосигнала, стеклоочистителя и др.) входят цилиндр 19 поворота заслонки выпускного трубопровода и цилиндр 3 выключения подачи топлива.

Контур пятый привода аварийного растормаживания стояноч­ного тормоза подключен и питается от тройного защитного клапана 10. Этот контур обеспечивает трехкратное растормаживание стоя­ночного тормоза при неработающем двигателе после применения аварийного торможения, чтобы можно было отбуксировать авто­мобиль с места аварии. Управление на механическое растор­маживание подается от крана 7. В случае отказа указанной системы в энергоаккумуляторах предусмотрено ручное растормаживание с .помощью винтов, действующих на пружины энергоаккумуляторов.

Назначение остальных приборов. Защитные клапаны, двойной 7 и тройной 10, распределяют сжатый воздух от компрес­сора по двум и трем контурам соответственно. В случае повреждения одного из контуров клапаны отключают вышедший из строя и сохраняют давление воздуха в оставшихся.

Регулятор тормозных сил 13 автоматически регу­лирует давление воздуха в тормозных камерах колес среднего и заднего мостов автомобиля в зависимости от нагрузки, приходя­щейся на оси.

Клапан ограничения давления 27 уменьшает дав­ление в тормозных камерах передних колес при частичном тормо­жении, что исключает занос и улучшает управляемость. При полном торможении клапан увеличивает интенсивность торможения и ус­коряет выпуск воздуха при растормаживании.

Ускорительный клапан 77 служит для увеличения скорости срабатывания энергоаккумуляторов при аварийном тор­можении.

Двухмагистральный клапан 12 позволяет осуще­ствлять управление пружинными энергоаккумуляторами либо от ускорительного клапана, т.е. от ручного крана управления, либо от крана аварийного растормаживания.

Контроль за исправностью приборов и механизмов тормозной системы осуществляется световой и звуковой сигнализацией с помощью датчиков пневматического действия, а также непосредственно манометром, установленным в кабине водителя.

Для отбора сжатого воздуха из пневмопривода или замера давления в контуре предусмотрены клапаны контроль­ного вывода, установленные во всех контурах схемы. При работе автомобилей с прицепом или полуприцепом пневмопривод тягача соединяют с приводом тормозной системы прицепного звена с помощью разобщительных и соединительных головок по одноп­роводной или двухпроводной схеме.

Рис. 21.15. Схема пневмопривода тормозной системы автомобилей КамАЗ:

1—кран аварийного растормаживания, 2—тормозной кран обратного действия, 3—цилиндр выключения подачи топлива, 4—компрессор, 5— регулятор давления, 6 — предохранитель от замерзания, 7— двойной защитный клапан, 8 — воздушный баллон 2-го контура, 9 — воздушный баллон 4-го контура, 10—тройной защитный клапан, 11—ускорительный клапан, 12—двухмагистральный клапан, 13—регулятор тормозных сил, 14— разобщительный клапан, 15—соединительная головка, 16—воздушные баллоны 3-го контура, 17—тормозная камера с энергоаккумулягором, 18— воздушный баллон 1-го контура, 19—цилиндр привода заслонки выпускного трубопровода, 20—тормозной кран, 21—клапан ограничения давления, 22 — пневматический кран управления, 23 — тормозная камера переднего колеса