Строительные машины и оборудование, справочник






Общие сведения об гидроусилителях рулевого управления


Категория:
   Рулевое управление и тормозная система


Общие сведения об гидроусилителях рулевого управления

Назначение и принципы действия гидроусилителей

Для облегчения управления усилие, прикладываемое водителем к рулевому колесу для поворота, в современных автомобилях значительно понижается с помощью применения в рулевом управлении специальных усилителей.

Наличие усилителя в рулевом управлении также смягчает удары, передаваемые от колес на рулевое колесо, и повышает безопасность движения, так как усилитель способствует удержанию передних управляемых колес в среднем положении в случае резкого падения давления в шинах при их повреждении.



По принципу действия усилители разделяются на две основные группы: с гидравлическим и пневматическим приводами. Наибольшее распространение на автомобилях получили гидравлические усилители рулевого управления (гидроусилители). В устройство гидроусилителя обычно входят: масляный насос, распределитель и силовой цилиндр. По своему конструктивному оформлению гидроусилители выполняются двух типов: с отдельным силовым цилиндром (автомобили ГАЗ, МАЗ, и Урал) и с силовым цилиндром, совмещенным в одном агрегате с рулевым механизмом (автомобили ЗИЛ).

Гидроусилитель первого типа имеет следующее устройство и принцип действия. Гидравлический насос, снабженный бачком с фильтром, приводится в действие от двигателя и создает в системе гидроусилителя необходимое давление жидкости (до 60—70 кГ/см2).

Насос соединяется двумя маслопроводами: нагнетательным и сливным с корпусом распределителя, который обычно закреплен на рулевой тяге, соединенной с рулевой сошкой. Внутри корпуса установлен золотник, связанный болтом со стаканом, в котором с помощью сухарей закреплен шаровой палец сошки 14, могущий несколько перемещаться в корпусе. Каналы корпуса распределителя соединены маслопроводами с обеими полостями силового цилиндра, образованными установленным в нем поршнем. Цилиндр соединен с рамой автомобиля, а шток поршня связан с тягой рулевого управления. Шток и поршень надежно уплотнены в цилиндре. Золотник по концам также надежно уплотнен сальниками в корпусе распределителя.

При среднем положении управляемых колес автомобиля, когда к рулевому колесу усилие не прикладывается, золотник распределителя удерживается сошкой в нейтральном положении. Этому способствует также давление масла в торцовых (реактивных) камерах корпуса с обеих сторон золотника, куда масло проходит через осевые каналы в крайних поясках золотника. При этом выточки золотника сообщают по каналам в корпусе распределителя нагнетательный маслопровод с обеими полостями силового цилиндра (поддерживая в них одинаковое давление) и со сливным маслопроводом, и масло, нагнетаемое насосом, поступает обратно в бачок по сливному маслопроводу.

При повороте рулевого колеса в какую-либо сторону шаровой палец сошки через стакан сдвигает золотник в корпусе в пределах возможного его хода (1—2 мм) от нейтрального положения. Величина хода золотника определяется зазорами между буртом гайки, завернутой в стакан, соединенный с золотником, и стенками переходника корпуса. При этом выточки золотника через каналы в корпусе распределителя сообщают нагнетательный маслопровод по маслопроводу с одной полостью силового цилиндра, а другую полость его по маслопроводу соединяют со сливным маслопроводом. Давлением масла, воздействующим на поршень, на рулевой тяге создается дополнительное усилие, облегчающее поворот управляемых колес. При повороте рулевого колеса в другую сторону соединение полостей силового цилиндра с нагнетательным и сливным маслопроводом изменяется с помощью золотника на обратное, и силовой цилиндр способствует повороту колес в другую сторону. В каналах корпуса распределителя обычно установлен обратный перепускной шариковый клапан, который сообщает нагнетательную магистраль, в случае появления в ней разрежения, со сливной при повороте колес с неработающим усилителем и тем самым обеспечивает свободный поворот колес усилием водителя, приложенным к рулевому колесу при неработающем усилителе.

Для обеспечения нормальной работы гидроусилителя в насосе обычно ставят два клапана: перепускной и предохранительный. Перепускной клапан обеспечивает постоянство производительности насоса при изменении числа оборотов двигателя, а предохранительный клапан ограничивает максимальное давление жидкости в системе (65—70 кГ/см2). В качестве рабочей жидкости применяют жидкие масла: летом турбинное и зимой веретенное АУ. Применяются и другие схемы компоновки элементов гидроусилителя.

Принцип действия усилителя с пневматическим приводом в основном аналогичен рассмотренному, только рабочей средой в этом случае является сжатый воздух, отбираемый обычно из воздушных баллонов тормозной системы с пневматическим приводом.

Рис. 1. Схема устройства н действия гидравлического усилителя рулевого управления с отдельным силовым цилиндром

Для того чтобы действие усилителя было согласовано с величиной усилий, прикладываемых водителем к рулевому колесу, и водитель чувствовал величину сопротивления повороту управляемых колес в разных дорожных условиях или, как говорят, «чувствовал дорогу», в распределителе усилителя обычно имеется специальное следящее устройство. Так, в рассматриваемой схеме гидроусилителя это обеспечивается тем, что имеющиеся на торцах золотника реактивные камеры постоянно сообщены с нагнетательным маслопроводом 5 через небольшие отверстия в крайних поясках золотника. Этим давлением золотник удерживается в среднем положении. При повышении сопротивления повороту колес (в ухудшенных дорожных условиях) давление в системе гидроусилителя возрастает. При этом вследствие возрастания давления в соответствующей торцовой — реактивной камере корпуса распределителя, для перемещения золотника из среднего положения требуется большее усилие, что соответственно повышает усилие, требуемое для поворота, и на рулевом колесе.

Конструкция усилителей различных типов предусматривает возможность поворота управляемых колес автомобиля в случае Необходимости только усилием водителя, приложенным к рулевому колесу, т. е. так же, как в простом рулевом управлении. Это бывает необходимым при нарушении нормальной работы усилителя вследствие возникновения в нем каких-либо неисправностей. Однако длительное пользование рулевым управлением без усилителя может привести к повышенным износам его элементов и не рекомендуется.

Наличие усилителя снижает величину усилия, прикладываемого водителем к рулевому колесу, в 2—3 раза по сравнению с простым рулевым управлением.

Большим достоинством рулевого управления, снабженного усилителем, является повышение безопасности движения автомобиля, так как в случае резкого падения давления в одной из шин управляемых колес при ее повреждении устраняется возможность резкого поворота колес, что имеет место при простом рулевом управлении и может быть причиной аварии автомобиля.

Устройство и действие лопастного насоса гидроусилителя

Наибольшее применение в гидравлических усилителях получил насос лопастного типа двойного действия. Его конструкция для автомобилей различных марок, снабженных гидроусилителями, в основном унифицирована и отличается лишь некоторыми незначительными изменениями. Ниже рассматривается устройство и действие лопастного насоса производства ЗИЛ.

В корпусе насоса, отлитом из чугуна, установлен на шариковом и игольчатом подшипниках вал, на наружном конце которого закреплен на шпонке гайкой приводной шкив. Вал уплотнен в корпусе сальником. На шлицах внутреннего конца вала закреплен ротор, изготовленный из стали. В радиальные пазы ротора свободно вставлены стальные лопасти (10 шт.). Ротор с лопастями расположен внутри статора, который вместе с распределительным диском и чугунной крышкой крепится к корпусу болтами. Положение статора с распределительным диском относительно корпуса фиксируется двумя установочными шпильками.

Статор уплотнен менаду корпусом и крышкой резиновыми кольцевыми прокладками.

Сверху па корпусе и крышке установлен на прокладке и закреплен болтами стальной штампованный бачок вместе с направляющим коллектором. В бачке сверху установлен заливной сетчатый фильтр и бачок закрыт крышкой. Между крышкой и корпусом установлена прокладка. Крышка надевается на шпильку, завернутую в коллектор, и с помощью барашка притягивается к корпусу. Полость бачка сообщается с атмосферой через сапун, расположенный на крышке. Через канал коллектора полость бачка сообщается с полостью корпуса и с каналом крышки, в которой установлены перепускной и предохранительный клапаны с пружинами. Сбоку в бачок вварен штуцер сливного маслопровода, на внутреннем конце которого расположен сливной сетчатый фильтр. Фильтр снабжен тарельчатым предохранительным клапаном с пружиной, пропускающим масло из сливного штуцера в бачок, минуя фильтр в случае его сильного загрязнения. К штуцеру присоединяется сливной маслопровод (гибкий шланг) от распределителя управления гидроусилителем.

В цилиндрической выточке статора имеются две выемки, заходя в каждую из которых лопасти ротора обеспечивают всасывание и нагнетание жидкости. Начало каждой полости (по ходу вращения ротора) через отверстия в статоре и выемке на распределительном диске сообщается с полостью корпуса, откуда к лопастям ротора подходит масло. Конец каждой полости через сквозные продолговатые отверстия в распределительном диске сообщается с полостью А высокого давления в крышке. Эта полость через конусные продолговатые отверстия в распределительном диске и два канала сообщается с пазами ротора под лопастями, что обеспечивает дополнительное прижатие лопастей к стенке камеры статора, которые при вращении ротора прижимаются к стенке камеры в основном действием центробежной силы.

Нагнетательная полость А крышки через калиброванное отверстие (жиклер) соединена с каналом, к которому с помощью штуцера присоединяется нагнетательный маслопровод (гибкий шланг), идущий к распределителю управления гидроусилителем.

В канале крышки корпуса установлен плунжерный перепускной клапан с пружиной, упирающийся в нерабочем состоянии в диск распределителя и закрывающий проходное отверстие вертикального канала. Внутри перепускного клапана установлен шариковый предохранительный клапан с толкателем, нагруженный малой пружиной. Капал перепускного клапана сообщается с нагнетательным каналом через отверстие.

Работа насоса происходит следующим образом. При вращении вала насоса вместе с ротором лопасти его 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 А крышки, откуда масло через жиклер и канал поступает в нагнетательный маслопровод усилителя.

Рис. 2. Гидравлический лопастной насос гидроусилителя рулевого управления

Из гидроусилителя масло по сливному маслопроводу поступает через сливной фильтр обратно в бачок.

Перепускной клапан ограничивает предельную производительность насоса в случае повышения числа оборотов коленчатого вала двигателя и связанного с ним вала насоса. При повышении числа оборотов ротора давление в полости нагнетания А возрастает в большей степени, чем в канале, за счет калиброванного отверстия, соединяющего их. При этом повышенном давлении перепускной клапан открывается и перепускает масло из нагнетательной полости А обратно в бачок, что ограничивает количество масла, поступающего в магистраль к усилителю.

В случае чрезмерного повышения давления масла в нагнетательной магистрали это давление через отверстие передается в полость под перепускным клапаном. При этом предохранительный клапан открывается, пропуская 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 кГ/см2).

Читать далее:

Категория: - Рулевое управление и тормозная система

Главная → Справочник → Статьи → Форум



Разделы

Строительные машины и оборудование
Для специальных земляных работ
Дорожно-строительные машины
Строительное оборудование
Асфальтоукладчики и катки
Большегрузные машины
Строительные машины, часть 2,
Дорожные машины, часть 2
Ремонтные машины
Ковшовые машины
Автогрейдеры
Экскаваторы
Бульдозеры
Скреперы
Грейдеры Эксплуатация строительных машин
Эксплуатация средств механизации
Эксплуатация погрузочных машин
Эксплуатация паровых машин
Эксплуатация экскаваторов
Эксплуатация подъемников
Эксплуатация кранов перегружателей
Эксплуатация кузовов машин
Крановщикам и стропальщикам
Ремонт строительных машин
Ремонт дорожных машин
Ремонт лесозаготовительных машин
Ремонт автомобилей КАмаЗ
Техническое обслуживание автомобилей
Очистка автомобилей при ремонте
Материалы и шины