Усилители рулевого привода

Если на управляемые колеса прихо­дится большая нагрузка (грузовые авто­мобили большой и средней грузо­подъемности и автобусы), то управле­ние затрудняется необходимостью при­ложения к рулевому колесу значитель­ного усилия, достигающего 400 Н. В тех случаях, когда работа водителя не мо­жет быть облегчена увеличением пере­даточного числа рулевого механизма, конструкция привода предусматривает применение усилителей. Они повышают безопасность движения, так как позво­ляют сохранять управляемость автомо­билем даже в случае разрыва шины на одном из передних колес, уменьшают усилия, затрачиваемые водителем при повороте управляемых колес, и смяг­чают толчки, передающиеся на рулевое управление при движении автомобиля по неровной дороге.

Усилители могут быть двух типов — гидравлические и пневматические. По месту расположения гидроусилитель может быть встроенным или от­дельным (вынесенным). Автомобили ЗИЛ- 431410 и КамАЗ-5320 имеют встроенные гидроусилители, а автомобиль МАЗ-5335, ГАЗ – 66 и другие — от­дельный.

Встроенный гидроусилитель автомоби­ля ЗИЛ-431410. На промежуточной крышке 12 (см. рис. 5) картера рулевого меха­низма укреплен корпус 17 клапана упра­вления гидроусилителя. Золотник 16 клапана управления помещен между упорными шарикоподшипниками 13 винта 7, большие кольца которых обра­щены в сторону золотника. Упорные шарикоподшипники стянуты гайкой 19 с подложенной под нее конической пру­жинной шайбой 18, обращенной вогну­той стороной к шарикоподшипнику. Длина золотника больше длины отвер­стия для него в корпусе клапана упра­вления, вследствие чего золотник и винт могут перемещаться в осевом направле­нии на 1 мм в каждую сторону от среднего положения.

Шесть реактивных пру­жин 25 реактивными плунжерами 26 с каждой стороны пружины стремятся удержать золотник 16 в среднем поло­жении. В верхней крышке 20 картера ру­левого механизма установлен иголь­чатый подшипник 21, служащий опорой для винта 7.

Если возникающая при вращении винта осевая сила больше силы предва­рительного сжатия пружин 25, то винт и золотник 16 смещаются вверх или вниз в зависимости от направления вра­щения винта, сообщая одну из полостей картера рулевого механизма с линией высокого давления, а другую — со сливным каналом (рис. 6). Давление масла на торцы поршня-рейки неодина­ково, поэтому создается дополнитель­ная сила, способствующая повороту управляемых колес.

Положение деталей гидроусилителя на рис. 6, а соответствует прямоли­нейному движению автомобиля, когда масло свободно перекачивается насосом 6 в бачок, поскольку нагнетательный и сливной каналы соединены между со­бой (нейтральное положение золотника 14).

Рис. 6.Схемы работы гидроусилителя рулевого привода автомобиля ЗИЛ - 431410:

а — нейтральное положение; б — перемещение золотника вправо; в — перемещение золотника влево;

I и 7 — перепускные клапаны; 2 — сапун; 3 и 4 — сетчатые фильтры; 5 — коллектор; 6 — насос; 8 — предохранительный клапан; 9 и 10 — демпфирующие отверстия; 11 — калиброванное отверстие; 12 — шариковый клапан; 13 — реактивный плунжер; 14 — золотник; 15 — винт рулевого механизма; 16 — вал сошки; 17 — картер рулевого механизма.

При повороте колес автомобиля вправо золотник перемещается также вправо (рис. 6, б), поскольку сила, действующая на поршень-рейку со сто­роны сектора и пропорциональная уси­лию, прикладываемому водителем к ру­левому колесу, больше силы пружин реактивных плунжеров 13. При этом ли­ния высокого давления соединяется с полостью справа от поршня, а по­лость слева от поршня соединяется со сливным каналом. Поворот колес авто­мобиля облегчается благодаря дополни­тельной силе, создаваемой давлением масла на поршень.

В случае поворота колес автомобиля влево золотник перемещается также влево (рис. 6, в) вследствие соединения полости слева от поршня с линией вы­сокого давления, а полости справа от поршня со сливным каналом.

Увеличение сопротивления повороту колес, оказываемое дорогой, вызываетповышение давления в рабочей полости картера и под реактивными плунжера­ми. Чем больше сопротивление поворо­ту колес, тем с большей силой золотник стремится вернуться в среднее положе­ние. Одновременно с этим возрастает и усилие на рулевом колесе, благодаря чему водитель «чувствует» дорогу.

Максимальное усилие на рулевом ко­лесе не превышает 100 Н; гидроусили­тель вступает в работу при усилии 20 Н.

Если водитель перестает поворачи­вать рулевое колесо, то прекращается и поворот управляемых колес, так как поступающее в картер рулевого меха­низма масло перемещает поршень-рейку с винтом и устанавливает золотник в среднее положение, при котором пре­кращается перемещение поршня-рейки. Если насос не включен, то рулевой ме­ханизм работает без гидроусилителя, так как шариковый клапан 75 (см. рис.3) соединяет линию высокого да­вления и сливной канал.

Контрольные вопросы.

1. Для чего предназначено рулевое управление?

2. Из каких частей состоит рулевое управление?

3. Для чего предназначен рулевой механизм?

4. Какие типы рулевых механизмов Вы знаете?

5. Как устроен рулевой механизм червячно – роликового типа?

6. Как устроен рулевой механизм винто – реечного типа?

7. Как устроен рулевой механизм реечного типа?

8. Для чего служит рулевой привод?

9. Какие типы рулевых приводов Вы знаете?

10. Для чего служат усилители рулевого привода и каких типов они бывают?

11. Что входит в усилитель рулевого привода?