8.2. Рулевое управление автомобилей зил-131, КамАз-4310.

8.2.1. Размещение, устройство и принцип действия деталей и узлов рулевого механизма, привода и его усилителей автомобиля зил-131.

Рулевое управление служит для изменения направления движения автомобиля.

Рулевое управление автомобиля состоит из: рулевого механизма; рулевого привода; усилителя рулевого управления.

Рулевой механизм служит для передачи и увеличения усилия, передаваемого от рулевого колеса к рулевой сошке.

Рулевой привод служит для передачи усилия от рулевого механизма к управляемым колесам и обеспечения поворота управляемых колес на разные углы.

ЗиЛ-131. Рулевой механизм объединен в одном агрегате с силовым цилиндром и клапаном управления гидроусилителя и крепится в передней части автомобиля на левом лонжероне рамы.

Параметры:

а) тип - винт, шариковая чайка, поршень - рейка, сектор.

б) люфт рулевого колеса до 15^о.

в) общее передаточное отношение - 20:1.

г) емкость системы – 2.8 л.

Применяемое масло - марки “Р”. Заменители: летом - турбинное масло 22 или индустриальное масло 20, зимой - веретенное “АУ”.

Рулевой механизм состоит из: картера с четырьмя крышками; поршня рейки; шариковой гайки; винта рулевого механизма; вала сошки с зубчатым сектором; устройства для регулировки зазора в зацеплении; карданного вала; вала рулевого колеса; колонки рулевого управления; рулевого колеса.

Картер рулевого механизма с крышками.

Картер рулевого механизма автомобиля ЗиЛ-131 отлит из ковкого чугуна. Он крепится на кронштейне к левому лонжерону рамы в передней части автомобиля.

Торцевая часть картера закрывается нижней крышкой. К верхней части картера прикреплены болтами промежуточная крышка и корпус клапана управления гидроусилителя руля; между ними поставлено уплотнительное резиновое кольцо. К корпусу золотника на уплотнительном кольце прикреплена верхняя крышка. С правой стороны картер закрывается боковой крышкой. Между крышкой и картером установлено уплотнительное кольцо. С левой стороны картера выполнен прилив с отверстием для размещения вала сошки. В нижней части картера размещена спускная пробка с магнитом для улавливания стальных и чугунных частиц, попадающих в масло. Картер рулевого механизма представляет собой гидравлический цилиндр усилителя руля, в котором устанавливается поршень-рейка.

Поршень-рейка.

Поршень-рейка изготавливается из стали и представляет собой полую фигурную отливку. В торец поршня-рейки завальцована заглушка. На нижней стороне поршня-рейки имеются зубья с переменной по их длине толщиной. На поршне выполнены две кольцевые проточки для размещения чугунных уплотняющих колец. В задней цилиндрической части поршня имеются радиальные резьбовые отверстия для стопорных винтов.

Шариковая гайка.

Шариковая гайка отковывается из стали, она жестко закреплена стопорными винтами внутри поршня-рейки. Гайка имеет два желоба и соединительную трубку. Для уменьшения потерь на трение и увеличение износостойкости гайка находится в зацеплении с винтом через циркулирующие шарики, выполняющие роль подшипника качения. Всего в резьбу и соединительную трубку закладывается 31 шарик. Шарики выкатывающиеся из резьбы одного конца гайки, по соединительной трубке вкатываются в ее другой конец.

Винт рулевого механизма.

Винт изготавливается из стали, поверхность цементируется и закаливается. Винт имеет бочкообразную форму и представляет одно целое с валом.

Винтовая часть находится в зацеплении с шариковй гайкой. В средней части ведущего вала выполнена резьба для регулировочной гайки затяжки упорных шариковых подшипников, а на верхнем конце вала имеется лыска для клинового соединения с ведомой вилкой нижнего кардана. Винт уплотнен: в поршне-рейке и промежуточной крышке - чугунными кольцами; а в верхней крышке - сальником.

Вал сошки с зубчатым сектором.

Вал сошки изготовлен из стали и выполнен за одно целое с зубчатым сектором. Толщина зубьев сектора переменна по их длине. Это позволяет регулировать зазор в зацеплении рейки и сектора путем осевого перемещения вала сошки. Толщина среднего зуба сектора вала сошки больше по сравнению с остальными зубьями, что обеспечивает увеличение свободного хода в рулевом механизме при вращении винта в ту или иную сторону от среднего положения. Вал сошки вращается в 2-х бронзовых втулках запрессованных в картер рулевого механизма и в расточку боковой крышки. В отверстие вала сошки входит головка регулировочного винта опирающегося на упорную шайбу. Второй конец вала имеет мелкие трехгранные шлицы при помощи которых вал жестко соединяется с сошкой.

Устройство для регулировки зазора зацепления рейки с сектором.

Установлено в боковой крышке картера. Оно состоит из: регулировочного винта; упорной шайбы; стопорного кольца; регулировочной шайбы; контрогайки.

При вращении регулировочного винта происходит осевое перемещение вала сектора, необходимое для регулировки зацепления рейки и сектора. Осевое перемещение винта, которое должно выдерживаться при сборке и разборке в пределах 0,02 - 0,08 мм, ограничивается регулировочной шайбой. Винт закрепляется в необходимом положении контрогайкой. Уплотняется регулировочный винт резиновым кольцом круглого сечения.

Усилитель рулевого управления служит для облегчения управления автомобилем; уменьшения толчков, передаваемых от управляемых колес на рулевое колесо; обеспечения более устойчивого движения автомобиля по прямой.

Состоит из: насоса гидроусилителя; клапана управления; силового цилиндра; масляного радиатора; маслопроводов.

Характеристика насоса гидроусилителя: лопастного типа двойного действия; развивает давление 65 - 70 кгс/см² (6500-7000 кПа); производительность насоса 8 -10 л/мин.

Крепится специальным кронштейном на двигателе слева спереди. Приводится в действие клиновым ремнем от шкива коленчатого вала.

Насос состоит из: корпуса с крышкой; статора; ротора с лопастями; вала со шкивом; распределительного диска; бачка с фильтром, перепускным клапаном фильтра и сапуном; перепускного клапана плунжерного клапана; предохранительного шарикового клапана.

Корпус с крышкой литые, чугунные. В корпусе монтируются все детали насоса, а в крышке устанавливаются перепускной и предохранительный клапаны и распределительный диск.

Статор устанавливается между корпусом и крышкой, центрируется двумя штифтами, уплотняется двумя резиновыми прокладками. Имеет овальное отверстие, в котором ротор лопастями создает две полости разряжения и полости нагнетания. В полостях всасывания статора имеется по 3 сквозных отверстия разного диаметра для подвода масла и полостями разряжения из каналов корпуса насоса. Ротор установлен на шлицах вала насоса. В роторе имеется 10 радиальных пазов, в которых размещаются лопасти. При вращении ротора лопасти овального отверстия статора под действием центробежных сил, а также давления масла поступающего по лопастям из общей полости нагнетания.

Вал насоса со шкивом установлен в корпусе на двух подшипниках (шариковом и роликовом). Уплотнен резиновым самоподвижным сальником. На одном конце вала имеются шлицы, для соединения с ротором, а на другом конце вала по шпонке крепится одноручьевой шкив привода.

Распределительный диск устанавливается в крышке корпуса и постоянно прижимается к статору перепускным клапаном и давлением масла в общей нагнетательной полости. В нем имеется четыре овальных и два цилиндрических отверстия. Первые два отверстия - для перепуска масла из полостей нагнетания статора в полость нагнетания крышки корпуса, а другие четыре (два овальных и два цилиндрических отверстия) - для перепуска масла из полости нагнетания крышки в пазы ротора под лопасти.

Бочок с фильтром, перепускным клапаном фильтра и сапуном крепится на корпусе насоса через резиновую прокладку. Внутренняя его полость, являющаяся емкостью для масла гидросистемы усилителя, сообщается со всасывающими каналами корпуса насоса. Внутри бочка установлены сетчатые фильтры для фильтрации заливаемого масла и масло поступающего из сливной магистрали усилителя. На фильтре имеется перепускной клапан, который открывается в случае засорения фильтра. Перепускной плунжерный клапан служит для обеспечения производительности насоса в пределах 8 - 10л/мин. Устанавливается в крышке насоса и пружиной прижимается к распределительному диску, закрывая путь масла из нагнетательной полости во всасывающую полость насоса. При увеличении оборотов двигателя (насоса) он ограничивает количество масла, подаваемого насосом в систему, путем перепуска части масла в полость разряжения корпуса насоса. В открытом положении он способствует большему открытию перепускного клапана.

Работа насоса:

а) при малых оборотах и нормальном давлении.

При вращении вала насоса вместе с ротором лопасти под действием центробежной силы и давления масла в пазах постоянно прижимаются к внутренней поверхности камеры статора, перемещаясь радиально в своих пазах. При этом лопасти захватывают масло, поступающее из полости корпуса, и подают его под большим давлением через отверстия в распределительном диске в нагнетательную полость крышки, оттуда масло через жиклер и канал поступает в нагнетательный маслопровод усилителя. Из гидроусилителя масло по сливному маслопроводу поступает через сливной фильтр обратно в бачок.

б) при больших оборотах и большом давлении.

При повышении числа оборотов ротора давление в полости нагнетания возрастает в большей степени, чем в канале, из-за калибрированного отверстия, соединяющего их. Под этим повышенным давлением перепускной клапан открывается и перепускает масло из нагнетательной полости обратно в бачок, что ограничивает количество масла поступающего в магистраль к усилителю.

В случае чрезмерного повышения давления масла в нагнетательной магистрали это давление через вертикальное отверстие в крышке насоса передается в полость под перепускным клапаном. При этом предохранительный клапан открывается, пропускает масло в бачок, что вызывает падение давления под перепускным клапаном и его большее открытие. Вследствие усиленного перепуска масла ограничивается предельное давление в системе (65-70 кгс/см² (6700-7000 кПа).

Клапан управления.

Служит для направления масла нагнетаемого насосом в левую или правую полости силового цилиндра в зависимости от поворота рулевого колеса.

Характеристика - золотникового типа.

Крепится к картеру рулевого механизма.

Состоит из:

• корпуса;

• золотника;

• шести пар реактивных плунжеров с центрирующими пружинами;

• обратного шарикового клапана.

Корпус клапана управления установлен в верхней части картера рулевого механизма между его промежуточной и верхней крышками и уплотнен прокладками. С верхним резьбовым отверстием корпуса соединен шланг низкого давления, по которому масло сливается в насос. С нижним резьбовым отверстием соединен шланг высокого давления, по которому масло подается к клапану управления. В корпусе имеются каналы для подачи масла и установлен шариковый обратный клапан, соединяющий линии высокого и низкого давления при неработающем насосе или поврежденном шланге.

Золотник с двумя упорными шарикоподшипниками закреплен на верхнем конце винта с помощью стопорной шайбы и регулировочной гайки. Они вместе с винтом могут перемещаться относительно корпуса клапана управления в осевом направлении на 1,1 мм в каждую сторону от среднего положения. На золотнике выполнены две кольцевые канавки для прохода масла.

Шесть пар реактивных плунжеров с центрирующими пружинами установлены между промежуточной и верхней крышками корпуса рулевого механизма. Наружные поверхности плунжеров упираются в шариковые подшипники. Реактивные плунжеры и их пружины служат для возвращения в среднее положение винтам золотника.

Обратный шариковый клапан соединяет линии высокого давления и слива при неработающем двигателе.

Силовой цилиндр.

Роль силового цилиндра выполняет картер рулевого механизма. В картере перемещается поршень-рейка, который выполняет функции поршня силового цилиндра.

Масляный радиатор.

Служит для охлаждения масла в усилителе рулевого управления, радиатор трубчатый. Устанавливается впереди радиатора системы охлаждения под масляным радиатором системы смазки. Масло от клапана управления к радиатору и от радиатора к бачку подводится резиновыми шлангами.