Меню Закрыть

Устройство рулевого механизма – : ,

Рулевое управление. Назначение и устройство

Назначение рулевого управления

Для осуществления движения транспортного средства (ТС) по выбираемой водителем траектории служит рулевое управление (РУ), конструкция которого во многом определяет безопасность движения и утомляемость водителя. К рулевому управлению ТС предъявляются специфические требования, основными из которых являются:

  • обеспечение высокой маневренности ТС
  • легкость управления (за счет применения усилителей рулевого управления)
  • обеспечение по возможности чистого качения (без бокового скольжения) всех колес ТС при поворотах (за счет правильной конструкции привода)
  • автоматическая стабилизация управляемых колес, т.е. возвращение их в состояние прямолинейного движения после снятия воздействия со стороны водителя
  • необратимость рулевого управления — отсутствие передачи ударов управляемых колес о неровности дороги на руки водителя
  • обеспечение следящего действия (любое воздействие водителя на рулевое управление должно вызывать соответствующее изменение направления движения)

Рулевое управление

Рис. Рулевое управление:
1 — масляный радиатор; 2, 4 — валы; 3 — рулевая колонка; 5 — рулевое колесо; 6 — насос гидроусилителя руля; 7 — рулевой механизм; 8 — сошка

Система рулевого управления представляет собой совокупность устройств, служащих для поворота управляемых колес автомобиля при воздействии водителя на рулевой управляющий орган (рулевое колесо).

Устройство рулевого управления

Рассмотрим устройство рулевого управления колесных машин с управляемыми колесами. Конструктивно рулевое управление состоит из:

  • рулевого механизма;
  • усилителя;
  • рулевого привода.

Компоновка рулевого управления грузового автомобиля с управляемыми колесами первой оси (КамАЗ, МАЗ) показана на рисунке. Использование регулируемых рулевых колонок позволяет менять угол наклона ступенчато, как правило, с шагом 5° в пределах до 40°. Рулевое управление с передними управляемыми колесами применяется у двух- и трехосных автомобилей. Компоновка и конструкция рулевого управления сравнительно просты и принципиально могут быть сведены к схемам, приведенным на рисунке.

Схемы рулевого управления автомобилей с управляемыми колесами передней оси

Рис. Схемы рулевого управления автомобилей с управляемыми колесами передней оси:
а — с задней неразрезной трапецией; б — с разрезной трапецией и маятниковым рычагом; в — с реечным рулевым механизмом; г — с разрезной трапецией и двумя маятниковыми рычагами; д — с расчлененным рулевым валом; е — с передней неразрезной трапецией; ж — с разрезной трапецией и двумя маятниковыми рычагами, направленными назад; з — с неразрезной трапецией и одним маятниковым рычагом; и — с неразрезной трапецией и объединенным рулевым усилителем; к — с неразрезной трапецией и раздельным рулевым усилителем

На четырехосных автомобилях чаще всего устанавливают рулевое управление с поворотом колес первой и второй осей, первой и четвертой, либо всех осей.

Для многоосных (шестиосных) шасси большой грузоподъемности используют рулевое управление с поворотом колес первых трех осей (в последних схемах для повышения маневренности применяют поворотные колеса самоустанавливающегося типа на шестой оси). При прямолинейном движении автомобиля самоустанавливающиеся колеса, связанные друг с другом приводом, блокируются специальным устройством. При движении в повороте с повышенной кривизной траектории эти колеса разблокируются и свободно поворачиваются в режиме слежения.

Видео: Рулевое управление

ustroistvo-avtomobilya.ru

Рулевое управление автомобиля — назначение и устройство

Назначение рулевого управления

Рулевое управление предназначено для изменения направления движения автомобиля. Обычно управляемыми являются колеса передней оси, но это преимущественно на легковых автомобилях. Иногда для улучшения управляемости автомобиля и сохранения над ним полного контроля его делают полноуправляемым, то есть управляемыми являются не только основные передние колеса – задние также имеют возможность отклоняться на определенный угол.

Рулевое управление может быть с усилителем или без него, может устанавливаться на поперечине кузова в моторном отсеке или на подрамнике (практически на всех современных автомобилях).

 Устройство рулевого управления

Пример рулевого механизма
Рисунок 8.1 Пример рулевого механизма.
1 – рулевое колесо; 2 – гайка крепления рулевого колеса; 3 – верхний кожух рулевой колонки; 4 – шестерня рулевого редуктора; 5 – фланец рулевого вала; 6 – рулевой вал; 7 – труба рулевого вала; 8 – нижний кожух рулевой колонки; 9 – шаровой шарнир; 10 – наконечник рулевой тяги; 11 – пыльник; 12 – рейка рулевого редуктора; 13 – болт крепления рулевой тяги; 14 – стопорная пластина; 15 – рулевая тяга; 16 – поворотный рычаг передней стойки.

 Рулевое колесо и рулевая колонка

Садясь в автомобиль на место водителя, первое, что вы видите, — это рулевое колесо. Вращая его в ту или иную сторону, вы направляете автомобиль. Ничего в рулевом колесе (или руле) сложного нет… если это, конечно, руль автомобиля самой простой комплектации. В современных автомобилях руль — это и место для установки подушки безопасности, и пульт управления аудиосистемой вместе с телефоном, также это контроллер для управления бортовым компьютером. Рулевое колесо современного автомобиля иногда бывает попросту перегружено всяческими переключателями и кнопками, которые имеют различное назначение.

Рулевая колонка, это, по сути, два вала (реже один), соединенных между собой универсальными шарнирами (похожими на карданные). Она призвана передавать вращение от рулевого колеса к рулевому механизму. На многих нынешних автомобилях предусмотрена регулировка угла наклона рулевого колеса и расстояния его вылета. Другими словами, вы можете, перемещая рулевое колесо вверх/вниз и на себя/от себя, установить то положение, которое наиболее близко к идеальному, согласно вашим пожеланиям.

Примечание
Для обеспечения высоких показателей пассивной безопасности, к проектированию рулевой колонки относятся так же серьезно, как и, например, к проектированию сиденья. Это связано с тем, что при фронтальном столкновении рулевое колесо не должно смещаться более, чем это допустимо. Поэтому при столкновении рулевая колонка должна складываться или ломаться в определенных местах.

 Рулевой механизм

На современных легковых автомобилях применяются два самых распространенных типа рулевых механизмов: червячный и реечный.

Интересно
Огромное значение имеет место расположения на подрамнике рулевого механизма относительно воображаемой оси управляемых колес. Так, установка рулевого механизма за передней осью или перед ней в итоге может кардинально изменить поведение автомобиля на дороге, поэтому конструкторы при проектировании автомобиля подходят к этому вопросу очень серьезно.

 Червячный рулевой механизм

Если рулевой механизм червячный, то он состоит из глобоидного червяка и углового сектора, на который установлен ролик. К угловому сектору подсоединен вал, а на валу закреплена сошка. Перемещение сошки передается на рулевую трапецию, которая состоит из рулевых тяг. Тяги, перемещаясь, поворачивают колеса в ту или иную сторону. Устройство рулевого механизма показано на рисунке 8.2. Сейчас автомобили с червячным рулевым механизмом встречаются все реже.

Червячный рулевой механизм


Рисунок 8.2 Червячный рулевой механизм.

Червячная передача – это такой тип передачи, в которой имеется червяк, представляющий собой резьбовую часть болта, но только с увеличенными во много раз витками, и шестерня, входящая в зацепление с этим червяком.

Глобоидным червяк называется из-за своей формы: его профиль вогнутый, как показано на рисунке 8.3.

Внешний вид глобоидного червяка
Рисунок 8.3 Внешний вид глобоидного червяка.

 Реечный рулевой механизм

Теперь опишем реечный рулевой механизм (рисунок 8.4). Он состоит из шестерни и зубчатой рейки. Шестерня соединена с валом рулевой колонки, а рейка через тяги – с поворотными кулаками колес.

Реечный рулевой механизм
Рисунок 8.4 Реечный рулевой механизм.

Интересно
Иногда зубья на рейке наносят с переменным шагом (рисунок 8.5). Делают это для того, чтобы получить подобие активного рулевого управления для получения сочетания таких противоречивых показателей, как управляемость и комфорт. Так, для того чтобы при парковке водитель не вращал рулевое колесо на 5—10 оборотов в угоду легкости, желательно, чтобы число оборотов от упора до упора составляло как можно меньше – один, а то и пол-оборота. Но если от правого крайнего положения руля до левого будет всего один оборот, то рулевое управление будет довольно чувствительным к каждому движению, что опасно при движении на высоких скоростях, так как плавно выполнить все маневры не удастся, а это чревато последствиями. Вот и пришли к такому довольно простому компромиссному решению: шаг центральных зубьев рулевой рейки небольшой, а передаточное отношение чуть выше, а, следовательно, и чувствительность к отклонению рулевого колеса небольшая. Но от центра шаг зубьев увеличивается, чтобы уменьшить передаточное отношение и общее число оборотов рулевого колеса.

Пример зубчатой рейки рулевого механизма с переменным шагом зубьев
Рисунок 8.5 Пример зубчатой рейки рулевого механизма с переменным шагом зубьев.

Примечание
Шаг зубьев – это расстояние между центрами вершин зубьев.

Интересно
Кстати, может быть и обратная ситуация, когда шаг зубьев рейки уменьшается ближе к концам рейки.

Реечный рулевой механизм занял место червячного и основательно закрепился как наиболее актуальная конструкция, так как его преимущества говорят сами за себя: управление автомобилем, даже не оборудованным усилителем рулевого управления, несложное, небольшое количество звеньев всего рулевого механизма, простота монтажа на автомобиль и сведение к минимуму операций по обслуживанию.

 Рулевой привод

Рулевой привод — это набор тяг и шарниров, связывающих и передающих перемещения от рулевого механизма к поворотным кулакам управляемых колес.

Если вернуться к червячному рулевому механизму, то в классической схеме имеются три тяги — одна центральная и две боковые, они соединяются через шарниры. Тяги рулевого привода в данном случае называют рулевой трапецией. Конструкция рулевой трапеции в геометрическом плане такова, что она обеспечивает поворот управляемых колес на разные углы (смотрите главу «Ходовая часть»).

При условии установки реечного рулевого механизма все немного проще. К рулевой рейке крепятся рулевые тяги с обеих сторон, которые передают перемещение на поворотные кулаки колес. Преимущества очевидны, ведь чем меньше различных промежуточных звеньев, тем надежнее и точнее весь механизм.

Примечание
Чтобы исключить попадание грязи и пыли в корпус реечного рулевого механизма, с обеих его сторон установлены так называемые пыльники (гофрированные резиновые чехлы).

 Углы поворота управляемых колес

При повороте управляемые колеса автомобиля проходят различные расстояния. И если оба колеса будут поворачиваться на одинаковый угол, автомобиль будет смещаться с заданной траектории, при этом шины колес будут значительно быстрее изнашиваться.

Поворот управляемых колес на разные углы
Рисунок 8.6 Поворот управляемых колес на разные углы.

Для того чтобы избежать этого, рулевое управление проектируют таким образом, чтобы обеспечить поворот внутреннего колеса на больший угол относительно наружного.

Поворот управляемых колес на различные углы
Рисунок 8.7 Поворот управляемых колес на различные углы.

monolith.in.ua

Особенности устройства рулевого управления отечественных автомобилей

На автомобилях ГАЗ-69 и ГАЗ-69А устанавливаются одинаковые и полностью взаимозаменяемые рулевые управления. Рулевая сошка 13 устанавливается на шлицах вала 12 и закрепляется гайкой со стопорной шайбой.

Рулевой вал 4 помещен внутри рулевой колонки 5, которая нижним концом надевается на выступ картера рулевого механизма и затягивается хомутом 6. Верхний конец колонки крепится в резиновой втулке к щитку приборов.

Рулевая сошка соединена промежуточной тягой 15 с плечом двойного рычага 18 правого поворотного кулака. Второе плечо рычага через поперечную тягу 17, расположенную спереди моста, соединено с рычагом 16 левого поворотного кулака.

Рис. Рулевое управление автомобилей ГАЗ-69 и ГАЗ-69А: 1 — рулевое колесо; 2 — поджимная пружина; 3 — упорный подшипник; 4 — рулевой вал; 5 — рулевая колонка; 6 — стяжной хомут; 7 — пробка заливного отверстия; 8 — верхняя крышка картера; 9 — регулировочные прокладки; 10 — картер; 11 — нижняя крышка картера; 12 — вал рулевой сошки; 13 — рулевая сошка; 14 — стяжной хомут крепления наконечника; 15 — промежуточная тяга; 16 — рычаг левого поворотного кулака; 17 — поперечная рулевая тяга; 18 — двойной рычаг правого поворотного кулака

Автомобили ГАЗ-63 и ГАЗ-51А имеют аналогичное по своему устройству рулевое управление с некоторыми различиями в конструкции рулевого привода.

Поперечная рулевая тяга 4 автомобиля ГАЗ-63 изогнута и имеет вильчатые наконечники 5, навернутые на резьбе на тягу и закрепленные стяжными болтами 3. Наконечники тяги соединяются с рычагами 1 поворотных кулаков при помощи пальцев 2 и бронзовых втулок 7.

Рис. Шарнирное соединение поперечной рулевой тяги автомобиля ГАЗ-63: 1 — рычаг поворотного кулака; 2 — палец; 3 — стяжные болты наконечника; 4 — поперечная рулевая тяга; 5 — вильчатый наконечник тяги; 6 — гайка; 7 — бронзовая втулка рычага поворотного кулака

Поперечная рулевая тяга автомобиля ГАЗ-51А соединяется с рычагами поворотных кулаков колес саморегулирующимися коническими шарнирными соединениями.

Тип рулевой передачи автомобилей ГАЗ-63 и ГАЗ-51А — глобоидальный червяк и двухгребневый ролик.

Конструкция рулевого управления автомобилей ЗИЛ-157К, ЗИЛ-157, ЗИЛ-151, ЗИЛ-164А, ЗИЛ-164 и ЗИЛ-150 в основном одинакова.

Тип рулевой передачи — глобоидальный червяк и трехгребневый ролик. Трехгребневый ролик 7 на двух игольчатых подшипниках 9 установлен на пальце 8 головки 11 вала 6 рулевой сошки. Глобоидальный червяк установлен на двух конических роликоподшипниках 20, расположенных в картере 22 рулевого механизма. Роликоподшипники не имеют внутренней обоймы, и ролики непосредственно опираются на поверхность червяка. Наружная обойма верхнего роликоподшипника запрессована в гнездо картера рулевого механизма. Наружная обойма нижнего роликоподшипника упирается в крышку картера, под которой установлены регулировочные прокладки 18.

Рис. Рулевое управление автомобилей ЗИЛ-164А и ЗИЛ-164: 1 — ступица колеса; 2 — рычаг поворотного кулака; 3 — шаровой палец: 4 — сухарь; 5 — пробка; 6 — вал рулевой сошки; 7 — трехгребневый ролик; 8 — палец; 9 — игольчатые подшипники; 10 — разрезная шайба; 11 — головка вала рулевой сошки; 12 — поджимная пружина наконечника продольной рулевой тяги; 13 — ограничитель; 14 — подпятник наконечника продольной рулевой тяги; 15 — продольная тяга; 16 и 27 — бронзовые втулки; 17 — сальник; 18 и 28 — регулировочные прокладки; 19 — крышка картера; 20 — роликоподшипник; 21 — червяк; 22 — картер рулевого механизма; 23 — пробка заливного отверстия; 24 — рулевое колесо; 25 — рулевая колонка; 26 — рулевой вал; 29 — колпак крышки картера; 30 — кронштейн; 31 — рулевая сошка; 32 —поперечная тяга; 33 — стяжные болты; 34 — съемный наконечник поперечной тяги; 35 — сухари наконечника поперечной тяги; 36 — спиральная прижимная пружина; 37 — уплотнительная прокладка; 38 — амортизирующая пружина

Вал рулевой сошки вращается в двух бронзовых втулках 16 и 27; втулка 16 запрессована в приливе картера, а втулка 27 — в боковой крышке картера. От осевого перемещения вал рулевой сошки удерживается разрезной бронзовой шайбой 10, под которой установлены регулировочные прокладки 28. Упорная шайба входит в выточку хвостовика вала рулевой сошки. Чтобы шайба и прокладки не выпали, они зажимаются колпаком 29, который на резьбе ввернут в крышку картера и застопорен. С наружной стороны вал рулевой сошки уплотнен сальником 17. Рулевая сошка насажена на конусный со шлицами конец вала и закреплена гайкой.

Соединение рычагов и продольной тяги осуществлено при помощи сферических сухарей 4 и шаровых пальцев 3. Шаровые пальцы закреплены гайками, которые шплинтуются. Во избежание попадания грязи в шарниры и вытекания из них смазки места соединений шарниров закрыты войлочными накладками. Выпадание сухарей предотвращается установкой в наконечники пробок 5, которые ввертываются в них на резьбе и шплинтуются.

Поперечная рулевая тяга на автомобилях ЗИЛ-157К и ЗИЛ-157 имеет изгиб в средней части и резьбу на концах. На резьбовые концы тяги навернуты наконечники 1 вильчатого типа, которые соединены с рычагами поворотных кулаков при помощи пальцев 5.

Рис. Соединение поперечной рулевой тяги с поворотным кулаком на автомобилях ЗИЛ-157К и ЗИЛ-157: 1 — наконечник поперечной рулевой тяги; 2 — пресс-масленка; 3 — стяжной болт; 4 — сальник; 5 — палец поперечной рулевой тяги; 6 — втулка пальца; 7 — корпус поворотного кулака

В нижнем ушке вилки наконечника палец крепится гайкой и шплинтуется, а в верхнем ушке вилки наконечника он крепится стяжным болтом 3. Смазка в шарнире удерживается сальниками 4, установленными на пальце. Наличие различного шага резьбы на концах тяги позволяет вращением обоих наконечников более точно регулировать схождение колес.

Устройство поперечной рулевой тяги и соединение ее с рычагами поворотных кулаков передних колес на автомобиле ЗИЛ-151 такое же, как и на автомобиле ГАЗ-63.

Поперечная рулевая тяга автомобилей ЗИЛ-164А, ЗИЛ-164 и ЗИЛ-150 соединяется с рычагами поворотных кулаков саморегулирующимися шарнирными соединениями.

Шаровые пальцы рычагов размещаются между эксцентрическими сухарями, установленными в наконечнике 34 поперечной рулевой тяги 32. Спиральные пружины 36, укрепленные своими конусами в сухарях 35, стремятся раздвинуть сухари и тем самым по мере износа шарового пальца смещают сухари на некоторый угол, заклиниваясь между стенками наконечников и шаровыми пальцами.

Наличие пружины 36 в соединениях рычагов с тягой смягчает удары, передаваемые от колес автомобиля к рулевому механизму. Рулевой вал 26 с рулевым колесом 24 расположен в рулевой колонке 25. Его верхний конец установлен в шарикоподшипнике и уплотнен сальником. Картер рулевого механизма крепится на левом лонжероне рамы к кронштейну 30, прикрепленному к раме.

В рулевой передаче автомобиля Урал-375 применены двухходовой цилиндрический червяк и боковой сектор со спиральными коническими зубьями.

Червяк 5 закреплен гайками 2 и 22 на рулевом валу 32, который установлен в картере рулевого механизма на трех цилиндрических роликоподшипниках 3, 14 и 23. Вал установлен так, что может несколько перемещаться в осевом направлении.

Рулевой вал 32 с рулевым колесом соединен карданным валом.

Сектор выполнен заодно с валом, на шлицах которого установлена и закреплена гайкой сошка 34, соединенная с продольной тягой рулевого управления.

Рулевое управление снабжено гидравлическим усилителем, облегчающим управление автомобилем. Усилитель, кроме того, смягчает удары, передаваемые на рулевое колесо при движении по неровной дороге, и позволяет сохранить первоначальное направление движения при проколе шины переднего колеса. Гидравлический усилитель, схема которого показана на рис. 225, состоит из следующих основных частей: рабочего цилиндра 3, распределительного устройства 15 и гидравлического насоса 6. В гидравлическую систему автомобиля, кроме усилителя рулевого управления, входит также гидравлический подъемник 12 запасного колеса. Включается подъемник краном 10; при этом усилитель рулевого управления выключается.

Рабочий цилиндр 3 гидравлического усилителя шарнирно закреплен на раме с правой стороны автомобиля. Поршень 19, помещенный внутри цилиндра, делит цилиндр на две полости, соединенные трубопроводами 2 и 7 с распределительным устройством. Шток поршня рычагом 4 связан с поворотным кулаком правого переднего колеса.

Распределительное устройство состоит из корпуса 21 и золотника 20, который может перемещаться в корпусе вместе с валом рулевого механизма в осевом направлении.

Гидравлический усилитель действует только при работающем двигателе. Работает он следующим образом.

Насос 6 по трубопроводам 13 и 14 через кран 40 подает, масло в распределительное устройство.

При прямолинейном движении автомобиля рулевое колесо, вал рулевого механизма и золотник 20 распределительного механизма занимают среднее положение. Масло, нагнетаемое насосом, проходит по кольцевым каналам корпуса распределительного устройства и через сливной трубопровод 8 возвращается в бачок 5 насоса.

Давление в обоих полостях рабочего цилиндра усилителя при этом одинаковое, и поршень 19 занимает среднее положение.

Когда рулевое колесо поворачивают вправо, червяк стремится повернуть сектор влево (против часовой стрелки), но для этого надо преодолеть сопротивление колес повороту и червяк под действием силы сопротивления вместе с валом рулевого механизма и золотником смещается вправо (вверх).

В этом положении задняя по ходу движения автомобиля полость рабочего цилиндра через трубопровод 7 и зазор между золотником и корпусом распределительного устройства соединяется, с нагнетающим трубопроводом 14, а передняя полость — со сливным трубопроводом 8. Благодаря разности давлений в полостях рабочего цилиндра поршень 19 перемещается влево и тем самым через шток воздействует на рычаг 4 правого поворотного кулака, значительно облегчая поворот колес.

Как только прекратится поворот, золотник снова займет среднее положение, в обеих полостях рабочего цилиндра усилителя вновь установится одинаковое давление и поршень 19 перестанет перемещаться.

Рис. Рулевой механизм автомобиля Урал-375: 1 — нижняя крышка картера; 2 и 22 — гайки; 3, 11 и 23 — роликоподшипники; 4 — кольцо упорное подшипников; 5 — червяк; 6 — червячный сектор; 7 и 37 — распорные втулки; 8 — картер; 9 — уплотнительное кольцо; 10, 24 и 35 — сальники; 12 и 19 — подвижные кольца плунжеров; 13 и 18 — опорные кольца плунжеров; 14 — плунжер; 15 — пружина; 16 — золотник; 17 — корпус золотника; 20 — упорный подшипник; 21 — стопорная шайба; 25 — упорная шайба сальника; 26 — крышка золотника; 27 — перепускной клапан; 28 — пружина перепускного клапана; 29 и 42 — прокладки; 30 — пробка обратного клапана; 31 — кольцо сальника; 32 — рулевой вал; 33 — шаровой палец; 34 — сошка руля; 35 — подшипники; 38 и 44 — упорные штифты; 39 — шпилька червячного сектора; 40 — упорная бронзовая шайба; 41 — боковая крышка картера; 43 — сектор

Золотник и вал рулевого механизма возвращаются в среднее положение под действием пружины 15. Во время поворота руля вал 32, смещаясь вправо, через подвижное опорное кольцо 12 и плунжер 14 сжимает пружину 15, которая через второй плунжер опирается на неподвижное опорное кольцо 18. Как только поворот руля прекратится, пружина 15 разжимается до упора плунжера 14 в неподвижное опорное кольцо 13 и возвращает золотник в среднее положение.

При повороте рулевого колеса влево золотник распределительного устройства перемещается также влево, соединяя с нагнетающим трубопроводом переднюю полость рабочего цилиндра, поршень перемещается назад по ходу автомобиля и поворачивает колеса влево.

Если двигатель не работает, колеса автомобиля поворачиваются только усилием водителя. Для того чтобы при этом поршень в рабочем цилиндре не оказывал бы сопротивления, в корпусе распределительного устройства предусмотрен перепускной клапан 27, через который масло свободно перетекает из одной полости цилиндра в другую.

 

Рис. Схема гидравлического усилителя рулевого управления автомобиля Урал-375: 1 — рулевой механизм; 2, 7, 8, 9, 11, 13 и 14 — трубопроводы; 3 — цилиндр гидравлического усилителя; 4 — рычаг поворотного кулака правого переднего колеса; 5 — бачок; 6 — гидравлический насос; 10 — кран; 12 — гидравлический подъемник запасного колеса; 15 — распределительное устройство; 16 — продольная рулевая тяга; 17 — сошка; 18 — поперечная рулевая тяга; 19 — поршень цилиндра гидравлического усилителя; 20 — золотник распределительного устройства; 21 — корпус распределительного устройства

Насос гидравлического усилителя лопастный, двойного действия (две полости всасывания и нагнетания).

Ротор насоса 8 имеет радиальные пазы, в которых размещаются лопасти 22. Ротор закреплен на валу 5, который приводится во вращение клиновидным ремнем от шкива, расположенного на носке коленчатого вала двигателя. При вращении ротора лопасти 22 под действием центробежной силы прижимаются к внутренней криволинейной поверхности статора 7; при этом объем пространства между лопастями изменяется. При увеличении объема в полостях а создается разрежение и из бачка 17 через каналы 23 в насос поступает масло, которое затем выдавливается в полостях б и через каналы 24 нагнетается в гидравлическую систему автомобиля.

Количество подаваемого насосом масла ограничивается калиброванным отверстием 9, а также перепускным клапаном 11, который под действием избыточного давления в полости нагнетания насоса смещается назад (открывается) вправо, сжимая пружину, и сообщает полость нагнетания с бачком 17 через коллектор 13.

Для ограничения давления масла в гидравлической системе автомобиля предусмотрен предохранительный клапан 12, который открывается при давлении 65—70 кг/см2 и сообщает систему с бачком.

Рис. Насос гидравлического усилителя рулевого управления автомобилей Урал-375: а — полость всасывания; б — полость нагнетания; 1 — шкив; 2 — корпус насоса; 3 и 6 — подшипники; 4 — сальник; 5 — вал насоса; 7 — статор; 8 — ротор; 9 — калиброванное отверстие; 10 — диск распределительный; 11 — перпускной клапан фильтра; 12 — предохранительный клапан; 13 — коллектор; 14 — фильтр; 15 — пружина; 16 — перепускной клапан фильтра; 17 — бачок; 18 — прокладка; 19 — сетчатый фильтр; 20 — крышка; 21 — гайка-барашек; 22 — лопасть; 23 и 24 — каналы в теле статора

В рулевой передаче автомобиля КрАЗ-214 применен двухходовой цилиндрический червяк и боковой сектор со спиральными коническими зубьями. Рулевое колесо крепится на валу конусным соединением со шпонкой и затяжной гайкой. Установлен рулевой механизм на двух опорах. Нижней опорой является стяжной кронштейн на боковом рукаве картера рулевого механизма, прикрепленного болтами к вертикальной стенке лонжерона рамы. Верхней опорой является резиновая манжета, зажимаемая кронштейном на панели приборов. Рулевое управление снабжено пневматическим усилителем. Усилитель состоит из трех самостоятельных механизмов: силового цилиндра двухстороннего действия, воздухораспределителя с клапанами и следящего рычажного механизма.

Силовой цилиндр установлен на правом лонжероне рамы под крылом автомобиля. Шток 26 поршня 24 силового цилиндра 27 через двуплечий рычаг и продольную тягу соединен с рычагом поворотного кулака правого колеса.

Воздухораспределитель расположен на левом лонжероне рамы под крылом и через кран включения связан трубопроводами с пневматической системой автомобиля.

Кран включения пневматического усилителя расположен под панелью приборов в нижней части переднего щита кабины.

Рис. Пневматический усилитель рулевого управления автомобиля КрАЗ-214: а — воздухораспределитель; б — следящий рычажный механизм; в — силовой цилиндр; 1 — кронштейн воздухораспределителя; 2 — клапан; 3 — канал отвода воздуха; 4 — корпус; 5 — корпус клапана; 5 — клапаны; 7 и 9 — каналы подвода воздуха; 8 — штоки поршня; 10 — тяга привода воздухораспределителя; 11 — вал сектора рулевой передачи; 12 — пружина сопротивления; 13 — шток; 14 — болт; 15 — гайка крепления ведущей сошки; 16 — болт; 17 — ведомая сошка; 18 — цилиндрический палец; 19 — ведущая сошка; 20 — шаровой палец; 21 — кожух штока; 22 — воздушный канал; 23 — задняя крышка; 24 — поршень; 25 — манжета поршня; 26 — шток; 27 — цилиндр; 28 — крышка корпуса; 29 — палец коромысла; 30 — коромысло; 31 — установочный винт; 32 — задняя крышка цилиндра; 33 — манжета крышки цилиндра; 34 — защитный чехол; 35 — вилка штока; 36 — регулировочный винт; 37 — защитный колпак

Следящий рычажный механизм состоит из ведущей и ведомой сошек.

Ведущая сошка 19 сидит на шлицах вала 11 сектора рулевой передачи и закреплена на нем круглой гайкой 15 с внутренним шестигранником.

На нижнем конце ведущей сошки имеется палец 18, которым она соединена с ведомой сошкой 17.

В верхней части ведомой сошки выполнено большое отверстие, в которое входит с зазором цилиндричеокая гайка 15. Этот зазор позволяет ведомой сошке поворачиваться иа пальце 18 в обе стороны относительно оси вала сошки на небольшой угол.

Ведомая сошка удерживается в среднем положении предварительно сжатой пружиной 12. При отклонении сошки в ту или иную сторону она с помощью тяги 10 поворачивает коромысло 30 воздухораспределителя и приводит в движение клапаны.

Нижний конец ведомой сошки посредством пальца 20 и продольной рулевой тяги соединен с рычагом левого поворотного кулака.

Нижний рычаг левого поворотного кулака через изогнутую поперечную тягу соединен с нижним рычагом правого поворотного кулака.

Продольная рулевая тяга трубчатая, в ее заднем конце расположено шаровое сочленение с сухарями, двумя регулировочными шайбами и пробкой. На переднем конце тяги имеется наконечник саморегулирующегося типа с шаровым сочленением. Наконечник навернут на тягу и закреплен стяжными болтами. Наконечники поперечной рулевой тяги имеют сухари с боковыми пружинами.

Максимальный угол поворота колес ограничивается болтами.

Работает пневматический усилитель следующим образом.

При повороте рулевого колеса влево ведущая сошка 11 поворачивается по часовой стрелке и через ведомую сошку 12 воздействует на продольную рулевую тягу 10, преодолевая силу сопротивления колес повороту.

Рис. Схема действия пневматического усилителя рулевого управления автомобиля КрАЗ-214: 1 — силовой цилиндр; 2 — поршень; 3 — шток; 4 — двуплечий рычаг; 5 — пружина сопротивления; 6 — круглая гайка; 7 — правая продольная тяга; 8 — цилиндрический палец; 9 — шаровой палец; 10 — левая продольная тяга; 11 — ведущая сошка; 12 — ведомая сошка; 13 — вал сектора рулевого механизма; 14 — шток клапана; 15 — тяга привода воздухораспределителя; 16 — кран включения пневматического усилителя; 17 — коромысло; 18 — клапан воздухораспределителя

Если сила сопротивления на пальце 9 будет такой, что для поворота рулевого колеса водителю .потребуется приложить усилие более 10 кг, ведомая сошка 12 под действием ведущей сошки сожмет пружину 5, отклонится влево и через тягу 15 повернет коромысло 17 воздухораспределителя. Клапан 18 воздухораспределителя откроется и воздух из магистрали пойдет в правую полость силового цилиндра. В результате давления воздуха на поршень создается усилие, которое через шток 3, рычаг 4 и тягу 7 воздействует на рычаг правого поворотного кулака, помогая тем самым водителю повернуть колеса.

При прекращении поворота рулевого колеса ведущая сошка не будет воздействовать на ведомую сошку и она под действием пружины 5 возвратится в среднее положение. Клапан воздухораспределителя закроется, и поступление воздуха в силовой цилиндр прекратится.

При повороте рулевого колеса вправо ведомая сошка будет отклоняться вправо и откроет левый клапан воздухораспределителя. Воздух из магистрали заполнит левую полость силового цилиндра, и колеса будут поворачиваться вправо.

Включать пневматический усилитель следует только при движении в тяжелых дорожных условиях и при маневрировании автомобиля. Усилитель включается краном 16.

Рулевое управление автомобиля КрАЗ-219 отличается от рулевого управления автомобиля КрАЗ-214 иным устройством рулевого привода и тем, что оно не имеет пневматического усилителя.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Рулевой привод | Рулевое управление

Рулевой привод ⭐ — это устройство предназначенное для передачи от рулевого механизма усилия, необходимого для поворота управляемых колес обоих бортов автомобиля.

Рулевой привод обеспечивает поворот колес на разные углы и тем самым — их качение без проскальзывания по концентрическим окружностям с общим центром, являющимся центром поворота автомобиля.

Движение автомобиля не сопровождается боковым скольжением его колес, если траектории качения всех колес имеют единый центр поворота.

Рулевой привод автомобиля состоит из рулевых рычагов и рулевых тяг, образующих рулевую трапецию, которая и обеспечивает одновременный поворот управляемых колес на неодинаковые углы.

Правильное соотношение углов поворота управляемых колес устанавливается при повороте автомобиля за счет разных длин рычагов, входящих в рулевую трапецию.

Различают цельную (единую) трапецию, применяемую при наличии зависимой подвески управляемых колес, и расчлененную, используемую в сочетании независимой подвеской. В первом случае левое и правое управляемые колеса 3 связаны жесткой балкой 7 управляемого моста. Сошка 11 шарнирно соединена с продольной тягой 10, жестко связанной с левым поворотным кулаком, рычаг 9 которого, в свою очередь, шарнирно соединен с поперечной тягой 8. Во втором случае сошка 5 шарнирно связана с левым концом средней поперечной тяги б. Правый конец тяги также шарнирно соединен с маятниковым рычагом 7, имеющим опору на раме (кузове) автомобиля и в точности имитирующим перемещение сошки в процессе поворота. Тяга 6 шарнирно связана с боковыми тягами 4, соединенными посредством поворотных рычагов 1 трапеции с поворотными кулаками, на оси которых установлены управляемые колеса.

Рулевой привод с цельной трапецией

Рис. Рулевой привод с цельной трапецией:
1 — рулевая колонка; 2 — рулевой вал; 3 — управляемые колеса; 4,9 — рычаги левого поворотного кулака; 5 — правый поворотный кулак; 6 — рычаг правого поворотного кулака; 7 — балка управляемого моста; 8 — поперечная рулевая тяга; 10 — продольная тяга; 11 — сошка; 12 — червячный механизм; 13 — рулевое колесо; стрелками показано направление движения элементов рулевого управления

Расчлененная трапеция

Рис. Расчлененная трапеция:
1 — поворотные рычага; 2 — наконечник; 3 — регулировочные втулки; 4 — боковые тяги; 5 — сошка; 6 — средняя поперечная тяга; 7 — маятниковый рычаг; 8 — стяжные болты; 9 — хомутик втулки; 10 — шаровой палец; 11 — вкладыш; 12 — пресс-масленка; 13 — заглушка; 14 — пружина; 15 — опорная пята; 16 — уплотнитель

В процессе эксплуатации автомобиля на детали рулевой трапеции (сошка, тяги) действуют значительные нагрузки, вызывающие износ этих деталей. Поэтому шарнирные соединения деталей трапеции обычно выполняют шаровыми и саморегулирующимися. Саморегулирование заключается в автоматическом устранении зазоров, возникающих по мере изнашивания деталей. Излишние зазоры в приводе вызывают увеличение свободного хода рулевого колеса.

Шаровой наконечник сошки зажат между двумя полусферическими вкладышами и регулировочной пробкой для устранения зазора в соединении по мере изнашивания деталей.

Шаровые пальцы защищены от попадания грязи специальным резиновым уплотнителем 16. Поверхность вкладыша (сухарей) 11 прижимается к шаровой поверхности пальца пружиной 14. При сборке шарнира поджатие пружины к опорной пяте 15 обеспечивается установкой заглушки 13. В некоторых случаях применяют винтовые пробки, которые после регулирования зазоров в шарнире шплинтуются в наконечнике. Трущиеся поверхности шарниров обычно смазываются консистентной смазкой с помощью специальных пресс-масленок 12.

ustroistvo-avtomobilya.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о