При сборке рулевого механизма вначале в винтовые канавки шариковой гайки и винта, в желоба закладывают шарики, а затем гайку закрепляют установочными винтами, которые раскернивают. Шарики, выкатывающиеся при повороте винта с одного конца гайки, возвращаются к другому ее концу по двум штампованным желобам, вставленным в отверстия паза винтовой канавки шариковой гайки.

На промежуточной крышке картера рулевого механизма укреплен корпус клапана управления. Золотник клапана управления помещен между упорными шарикоподшипниками винта, большие кольца которых обращены в сторону золотника. Упорные шарикоподшипники стянуты гайкой с подложенной под нее конической пружинной шайбой, 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 с двумя реактивными плунжерами стремятся удержать золотник в среднем положении. В верхней крышке 20 картера рулевого механизма установлен игольчатый подшипник, служащий опорой для винта.

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

Положение деталей гидравлического усилителя на рис. 1, а соответствует прямолинейному движению автомобиля, когда масло свободно перекачивается насосом в бачок, поскольку нагнетательный и сливной каналы соединены между собой.

При повороте колес автомобиля вправо золотник перемещается также вправо, поскольку сила, действующая на поршень-рейку со стороны сектора, пропорциональная усилию, прикладываемому водителем к рулевому колесу, больше силы пружин реактивных плунжеров. При этом магистраль высокого давления соединяется с полостью справа от поршня, а полость слева от поршня срединяется 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 вследствие соединения полости слева от поршня с магистралью высокого давления, а полости справа от поршня со сливным каналом.

Увеличение сопротивления повороту колес, оказываемое дорогой, вызывает повышение 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 (10 кгс); гидравлический усилитель вступает в работу при усилии 20 Н (2 кгс).

Если водитель перестает повертывать рулевое колесо, то прекратится 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 гидравлического усилителя, так как шариковый клапан соединяет линию давления и сливной канал.

Картер рулевого механизма снизу закрыт крышкой. Неподвижные соединения рулевого механизма уплотнены резиновыми кольцами. Резиновый сальник, защищенный упорным кольцом, уплотняет вал сошки. Винт уплотнен в промежуточной крышке и в поршне-рейке, а последний в картере чугунными разрезными кольцами. Для уплотнения винта в верхней крышке установлен резиновый сальник с наружной манжетой и упорным кольцом. Стальные и чугунные частицы, попадающие в масло, залитое в картер рулевого механизма, улавливает магнит пробки.

Рулевой механизм соединен с рулевым валом карданным валом, имеющим два шарнира. Шарниры состоят из крестовины и вилок с вставленными в них бронзовыми втулками, закрепленными стопорными кольцами и защищенными от попадания грязи резиновыми кольцами. Шарниры смазывают через пресс-масленки, а в шлицевое соединение стержня со втулкой смазку закладывают при сборке. Резиновое и войлочное кольца, помещенные в гайку крепления уплотнения, защищают соединение от загрязнения и утечки смазки.

Рулевой вал рулевого управления вращается в трубе рулевой колонки на специальных шарикоподшипниках, у которых осевой зазор можно регулировать гайкой. В паз, имеющийся на гайке, входит загнутый усик стопорной шайбы, что предотвращает отвертывание гайки. Смазку в шарикоподшипники закладывают при сборке, и ее потери предотвращает наличие войлочного кольца. В колонке помещен токосъемник звукового сигнала.

Давление масла в системе гидравлического усилителя создается насосом лопастного типа, который устанавливают на двигателе с левой стороны с приводом через клиноременную передачу от шкива на переднем конце коленчатого вала. Шкив насоса закреплен на наружном конце вала, вращающегося на игольчатом и шариковом подшипниках. Последний защищен, сальником.

На валу насоса на шлицах посажен ротор, на пазу которого свободно вставлены лопасти. К корпусу шпильками и болтами вместе с распределительным диском и крышкой прикреплен статор. При вращении лопастей ротора в полостях статора происходит всасывание и нагнетание жидкости. Масло к лопастям статора поступает через отверстия из полости корпуса, а через каналы в распределительном диске, калиброванное отверстие и канал в крышке подается в нагнетательный шланг гидравлического усилителя.

На верхней части корпуса насоса укреплен бачок для масла, закрытый крышкой, в которой установлен сапун, поддерживающий внутри бачка атмосферное давление. Внутренняя полость бачка уплотнена резиновой прокладкой и резиновым кольцом с шайбой. Масло, заливаемое в бачок, проходит через сетчатый фильтр. На магистрали для слива масла стоит сетчатый фильтр и перепускной клапан, который срабатывает в случае засорения фильтра.

К крышке насоса установлен перепускной клапан, имеющий отверстия для соединения с полостью нагнетания насоса. При повышении частоты вращения коленчатого вала двигателя разность давлений на торцах пере-nvcKHoro клапана возрастает, так как с увеличением подачи масла в систему гидравлического усилителя повышается разность давлений в полости нагнетания насоса и линии нагнетания системы гидравлического усилителя. При чрезмерном увеличении подачи масла в систему гидравлического усилителя перепускной клапан перемещается вправо, сжимает пружину и сообщает полость нагнетания с бачком.

Для уменьшения шума при работе насоса и снижения износа его деталей при большой частоте вращения коленчатого вала двигателя масло, перепускаемое клапаном, принудительно направляется обратно в полость корпуса насоса и в канал всасывания. Для этой цели служит коллектор, внутренний канал которого соединен с полостью бачка сравнительно небольшим отверстием.

Внутри перепускного клапана есть седло с установленным в нем предохранительным клапаном, который открывается при достижении давления масла 6,5—7,0 МН/м? (65—70 кгс/см2) и перепускает его из нагнетательного канала в бачок.

—

Гидравлические усилители с самостоятельным силовым цилиндром (не встроенным в рулевой механизм) применяются на автомобилях МАЗ и КрАЗ.

Гидроусилитель состоит из распределителя, регулирующего поток жидкости, силового цилиндра, насоса и соединяющих их трубопроводов и шлангов.

Силовой цилиндр вместе с распределителем установлен на левом лонжероне рамы. В нем перемещается поршень со штоком. На противоположном конце штока установлена шаровая головка с заделанной в резину стальной втулкой, при помощи которой шток крепят к раме.

К силовому цилиндру на резьбе крепят распределитель, состоящий из корпуса шарниров со стаканом и корпуса золотника с золотником.

В корпусе золотника выполнены пазы. Они соединены с каналами и трубопроводами, по которым циркулирует масло, подаваемое насосом.

Крайние пазы в нижней части корпуса золотника соединены с нагнетательным трубопроводом, подающим масло под давлением от лопастного насоса, а средний паз — со сливной магистралью, по которой масло отводится в бачок насоса. В верхней части корпуса левый паз сообщается с левой полостью силового цилиндра и соответственно правый паз с правой полостью.

Работа гидроусилителя показана на рис. 4.

При прямолинейном движении автомобиля (положение а) золотник распределителя находится в нейтральном положении, в котором его удерживают имеющиеся на его торцах реактивные камеры. В этом положении все масло, подаваемое насосом, проходит через зазоры между корпусом и золотником от нагнетательной к сливной магистрали и не поступает в полости силового цилиндра. Поэтому никакого действия на управляемые колеса усилитель не оказывает.

Поворот рулевого колеса в ту или иную сторону вызывает перемещение сошки. Ее шаровой палец выводит золотник из нейтрального положения. При этом золотник разобщает нагнетательную и сливную магистрали и направляет масло, подаваемое насосом, в одну из полостей силового цилиндра. Противоположная полость цилиндра в этом случае соединяется со сливной магистралью.

Поворотом рулевого колеса влево (положение б) открывают доступ маслу в левую полость силового цилиндра. Цилиндр в этом случае перемещается влево относительно поршня, установленного на неподвижном штоке. Шаровой палец передает движение цилиндра через продольную рулевую тягу управляемым колесам автомобиля. При повороте рулевого колеса вправо масло подается в правую полость силового цилиндра (положение в), перемещение которого вправо создает дополнительное усилие, способствующее повороту колеса в правую сторону. С прекращением поворота рулевого колеса золотник останавливается, а корпус его занимает нейтральное положение.

Рис. 4. Схема гидроусилителя рулевого управления:

С увеличением сопротивления повороту колес повышается и усилие на рулевом колесе. Если в начале работы гидроусилителя усилие, прикладываемое к рулевому колесу, составляет 50 Н, то при увеличенном сопротивлении повороту колес оно может достигнуть 200 Н.

Когда усилитель не работает (автомобиль движется по инерции с выключенным двигателем или буксируется другим автомобилем), он не препятствует управлению автомобилем. При этом масло свободно переходит из одной полости силового цилиндра в другую через обратный клапан, установленный в корпусе распределителя.

Однако нельзя длительно управлять автомобилем при неработающем усилителе из-за резкого увеличения усилия на рулевом колесе. Следует также при неработающем усилителе ограничить скорость движения автомобиля до 20 км/ч.

Для подачи масла в систему гидроусилителя на двигателях автомобилей КрАЗ и КамАЗ установлены насосы лопастного типа, приводимые клиноременной передачей от коленчатого вала, а на двигателях автомобллей МАЗ — шестеренчатый насос.

При работающем двигателе насос непрерывно подает масло в гидроусилитель. Если автомобиль неподвижен или совершает прямолинейное движение, этот поток масла не оказывает никакого действия и, пройдя через усилитель, перепускается из нагнетательной линии в сливную.

Устройство лопастного насоса показано на рис. 96. В нижней части корпуса насоса расположен вал, на шлицах которого установлен ротор, входящий во внутреннюю полость статора. На роторе имеются радиальные пазы, в которые вставлены свободно перемещающиеся в них лопасти. В примыкающей к статору крышке находится распределительный диск, а также клапаны — предохранительный и перепускной. Сверху на корпусе установлен бачок для масла, закрываемый крышкой.

При вращении ротора возникает центробежная сила, заставляющая его лопасти прижиматься к внутренней криволинейной поверхности статора. Между двумя соседними лопатками и поверхностью статора образуются замкнутые отсеки, которые поочередно сообщаются с полостями всасывания и нагнетания. Кривизна поверхности статора подобрана так, что когда отсек сообщается с полостью всасывания, его объем становится наибольшим. По мере вращения ротора объем отсека уменьшается, и в момент сообщения его с полостью нагнетания давление масла в нем повышается до требуемых пределов. Под этим давлением масло поступает из насоса в гидроусилитель.

За один оборот ротора каждый отсек дважды сообщается с полостями всасывания и нагнетания. Для ограничения давления масла в крышке насоса установлен предохранительный клапан, открывающийся при повышении давления до 6,5—7,0 МПа и перепускающий масло из насоса в бачок.

Объем масла, подаваемого насосом, ограничивается перепускным клапаном. Принцип действия этого клапана заключается в следующем. Гнездо клапана, расположенное в крышке насоса, сообщается с полостью нагнетания и с каналом линии нагнетания, ведущей к гидроусилителю. Полость и канал нагнетания, кроме того, соединены между собой калиброванным отверстием 6. Давление в полости нагнетания всегда выше, чем в канале. С ростом частоты вращения и увеличением объема масла, подаваемого в систему гидроусилителя, разность давлений в полости нагнетания и в канале увеличивается вследствие гидравлического сопротивления, создаваемого калиброванным отверстием. Соответственно давление на левый торец перепускного клапана будет значительно выше давления на его правый торец.

Рис. 5. Лопастной насос гидроусилителя:
1 — бачок; 2 — фильтр: 3 — крышка; 4 — крышка насоса; 5 — предохранительный клапан; 6 — калиброванное отверстие; 7 — перепускной клапан; 8 — распределительный диск; 9 — статор; 10 — лопасть; 11 — ротор; 12 — вал насоса

Когда разность давлений достигает определенной величины, клапан перемещается вправо, сжимая нагружающую его пружину и открывая проход для масла из полости нагнетания в бачок.

Для предотвращения шума и повышенного износа насоса при большой частоте вращения вала двигателя часть масла, прошедшая перепускной клапан, направляется в полость корпуса насоса и в каналы всасывания.