8.1.3. Назначение, устройство и работа усилителей рулевого привода.
Рулевой механизм типа винт—гайка с гидроусилителем. Такой рулевой механизм применяют на автомобилях средней и большой грузоподъемности. Гидроусилитель служит для снижения усилия водителя при повороте передних колес, смягчает удары, возникающие при наезде управляемых колес на неровности дороги.
Рулевое управление (рис. 18) состоит из рулевого механизма, объединенного в один агрегат с гидроусилителем, карданного вала 9, Рулевой колонки с рулевым валом и колесом (на рисунке не показаны) и составными частями гидросистемы. Карданная передача, Установленная между рулевым механизмом и рулевым валом, компенсирует влияние колебаний кабины относительно рамы автомобиля. Корпус 2 рулевого механизма, отлитый из ковкого чугуна, является одновременно цилиндром гидроусилителя. Он прикреплен болтами к раме автомобиля.
Рис. 18. Рулевой механизм с гидроусилителем автомобиля ЗИЛ:
1 — вал сошки; 2 — корпус рулевого механизма и гидроусилителя; 3 — трубка высокого давления; 4 — ремень привода насоса; 5 — бачок насоса; В — кронштейн крепления насоса; 7 — сливной шланг низкого давления; 8 — корпус клапана управления; 9 — карданный вал; 10 — рулевая тяга; А — насос гидроусилителя; Б — рулевой механизм с гидроусилителем; — нагнетание масла; — слив масла
Рулевой механизм имеет две рабочие пары (рис. 19, а): винт 2 с гайкой 3 на циркулирующих шариках 5 и поршень-рейку 11, входящую в зацепление с зубчатым сектором 10 вала сошки. Передаточное отношение рулевого механизма 20:1. Винт 2 рулевого механизма имеет шлифованную с большой точностью винтовую канавку «арочного» профиля. Такая же канавка выполнена в гайке 3. Винтовой канал, образованный винтом и гайкой, заполнен шариками. Гайка жестко закреплена внутри поршня-рейки.
При вращении винта шарики 5 перекатываются по каналу, образованному винтовыми канавками винта, гайки и желобов 4, что позволяет гайке 3 передвигаться. Своими зубьями поршень-рейка находится в зацеплении с зубьями сектора 10. На шлицах выступающего конца вала 9 помещена сошка 8, которая воздействует на рулевой привод.
Зубчатая рейка и зубчатый сектор имеют разные по толщине зубья, что позволяет регулировать зазор в зацеплении рейка – сектор регулировочным винтом, ввернутым в боковую крышку картера рулевого механизма. На поршне-рейке установлены упругие разрезные чугунные кольца, обеспечивающие его плотную посадку в картере-цилиндре 12. Вращение рулевого вала преобразуются в поступательное движение поршня-рейки благодаря перемещению Гайки по винту. Зубья поршня-рейки поворачивают сектор, а вместе с ним и вал с сошкой 8. Перед картером рулевого механизма в отдельном корпусе
установлен клапан управления с золотником 7. С клапаном управления шлангами В и Г соединен насос гидроусилителя.
Во время движения автомобиля по прямой золотник находится в среднем положении (рис. 19, б), и масло из насоса по шлангу g через клапан управления перекачивается в бачок насоса по шлангу Г. При повороте рулевого колеса вправо винт с золотником 7 перемещается назад (по рисунку вправо) в результате взаимодействия зубьев поршня-рейки и сектора. Перемещаясь назад, золотник открывает доступ маслу через канал в полость Б. В результате давления масла на поршень-рейку уменьшается усилие, которое затрачивается на поворот рулевого колеса. При этом рулевая сошка поворачивается против хода часовой стрелки. При повороте рулевого колеса влево (см. рис. 19, б) золотник перемещается впереди открывает доступ масла в полость А, в результате чего облегчается поворот колеса влево.
Если водитель приостановит вращение рулевого колеса, то золотник клапана управления займет среднее положение, и угол, на который повернуты направляющие колеса, останется неизменным.
Рис. 19. Устройство и схема работы гидроусилителя:
а — устройство; б — схема работы; 1 — картер; 2 — винт; 3 — гайка; 4 — желоб; 5 — шарик; 6 — рулевой вал; 7 — золотник; 8 — сошка; 9 — вал сошки; 10 — зубчатый сектор; 11 — поршень-рейка; 12 — картер-цилиндр; А, Б — полости цилиндра; В, Г — шланги для входе и выхода масла; — движение масла
Насос гидроусилителя рулевого управления А (см. рис. 18) — лопастной. Вал насоса с установленным на нем ротором приводится во вращение от коленчатого вала ремнем 4. Масло нагнетается насосом по трубке 3 высокого давления в рулевой механизм, а сливается из него по шлангу 7 низкого давления в бачок насоса. В корпусе насоса смонтирован перепускной клапан, который открывается при увеличении количества выходящего в нагнетательную полость масла. В результате подача насоса ограничивается. Масло для гидроусилителя заливают в бачок 5.