Рулевое управление автомобиля КамАЗ-4310

Рулевой механизм этого автомобиля со встроенным гидроусилителем и передаточным числом 21,7. Механизм крепится болтами к кронштейну левой рессоры. Водитель воздействует на. рулевой механизм через рулевое колесо 1 (рис. 132), рулевую колонку 2. карданную передачу 5, угловой редуктор 9.

Рис. 132 Рулевое управление автомобиля КамАЗ-4310: 1 - рулевое колесо; 2 - рулевая колонка; 3 - хомут; 4 - фланец; 5 - регулировочная гайка;6-карданная передача;7-радндатор;8-распределнтель; 9-угловой редуктор; 10-рулевой механизм; 11-продольная рулевая тяга; 12-сошка; 13-вал сошки; 14-насос; 15-бачок.

Рулевая колонка крепится к верхней панели кабины, с помощью хомута 3, в нижней части - при помощи фланца 4 к её полу. Внутри колонки на двух шариковых подшипниках установлен рулевой вал. Подшипники снабжены уплотнениями. Смазка в подшипники закладывается при сборке. Осевой зазор в подшипниках регулируется гайкой 5. На верхнем конце вала крепится рулевое колесо, нижний конец вала имеет канавку для крепления вилки карданной передачи.

Карданная передача передает усилие от вала рулевой колонки на ведущую шестерню углового редуктора. Она состоит из вала, втулки и двух карданных шарниров. Вал и втулка имеют шлицевое соединение. Игольчатые подшипники шарниров смазываются при сборке.

Угловой редуктор предназначен для изменения по направлению усилия, прикладываемого водителем к рулевому колесу. Редуктор ко­нический, с передаточным отношением 1:1, крепится к картеру рулевого механизма шпильками.

Рис. 133 Угловой редуктор: 1 - ведущий вал с шестерней; 2-уплотнснис; 3-крышка корпуса; 4 -корпус подшипников; 3 - регулировочные прокладки; 6,7 - ведущая и ведомая шестерни; 8 - упорная крышка; 9 - корпус редуктора; 10-гайка; 11 - защитная крышка.

Редуктор состоит из корпуса 9 (рис. 133), ведущего вала 1 с конической шестерней 6, ведомой конической шестерни 7. Шестерни вращаются на двух шариковых подшипниках каждая; подшипники ведущей шестерни установлены в корпусе 4, закрываемом крышкой 3. Зацепление конических шестерен регулируется прокладками. Редуктор смазывается маслом, которое заправляется в систему гидроусилителя.

Рис. 134. Рулевой механизм автомобиля КамАЗ-4310: 1,6,17 - крышки: 2- распределитель; 3 -уплотнения; 4 - вал сошки; 5 - перепускной клапан: 7-картср: 8 - поршень-рейка; 9 - сливная пробка; 10 - винт; 11-шариковая гайка; 12-желоб: 13-шарик; 14-угловой редуктор; 15 - упорный шарикоподшипник; 16, 18 - гайки; 19 - винт; 20 - регулировочное кольцо; 21 -упорное кольцо; 22-предохранитсльный клапан.

Рулевой механизм с двумя рабочими парами - винт с гайкой на циркулирующих шариках и поршень-рейка с зубчатым сектором. Основные детали рулевого механизма: картер 7 (рис. 134) с крышками 1,6, 17, винт 10, гайка 11 с шариками, поршень-рейка 8, зубчатый сектор с валом 10, регулировочное устройство.

Картер рулевого механизма одновременно является корпусом силового цилиндра усилителя в нижней части картера установлена пробка 9 с магнитом для слива масла, сверху находится перепускной клапан 5, используемый при прокачке гидросистемы. На клапан надет защитный колпачок. Картер закрывается задней 6 и боковой крышками 17. Впереди к картеру крепится угловой редуктор.

Винт имеет левую винтовую канавку под шарики. Гайка уста­навливается в расточке поршня-рейки и стопорится двумя винтами.

В гайке также выполнена винтов канавка, просверлены два отверстия по концам винтовой канавки и выфрезерован косой паз на наружной поверхности, соединяющий отверстия. В этот паз вставлены два ме­таллических желоба 12, образующие трубу. В канавки винта, гайки и желобов закладывается тридцать один шарик. При вращении винта шарики перекатываются через желоба из одного конца гайки на другой. Наличие шариков уменьшает потери на трение и увеличивает срок службы механизма. Винт соединяется с ведомой шестерней углового редуктора шлицами, что обеспечивает возможность его осевого перемещения относительно шестерни.

Поршень-рейка имеет четыре зуба для зацепления с сектором, в центре ее выполнено отверстие под винт. Поршень уплотняется в картере кольцами.

Зубчатый сектор выполнен заодно с валом, который установлен в картере на бронзовой втулке и в отверстии боковой крышки, изготовленной из алюминиевого сплава. Выход вала из картера уплотняется сальниками.

Зубья рейки и сектора переменные по толщине, что обеспечивает возможность регулировки зазора в зацеплении путем перемещения вала сектора в осевом направлении. Делается это при помощи регулировочного устройства, которое расположено в боковой крышке. Это устройство состоит из винта 19 с контргайкой 18 и уплотнительным кольцом, упорного 21 и регулировочного 20 колец. При вращении винта 19 перемещается вал сектора и зазор в зацеплении рейка-сектор изменяется.

Рулевой привод состоит из сошки 12 (см. рис. 132) продольной тяги 11, поперечной тяги, трех поворотных рычагов.

Рулевая сошка 12 верхней головки установлена на шлицах вала зубчатого сектора и фиксируется гайкой. Нижней головкой сошка при помощи шарового пальца соединяется с продольной тягой.

Рис. 135. Продольная рулевая тяга: 1-стержень тяга; 2-шаровой палец; 3-защитная накладка; 4-обойма накладки; 5,6-вкладыши; 7-пружина; 8-стопорная шайба; 9-крышка; 10-масленка; 11-защитная накладка

Продольная рулевая тяга (рис.135) представляет собой стержень с двумя нерегулируемыми шарнирами. Каждый шарнир включает в себя шаровой палец 2, два вкладыша 5 и 6, пружину 7, уплотнение. Шарнир закрывается резьбовой крышкой 9.

Смазка трущихся поверхностей производится через пресс-масленку 10.

Поперечная рулевая тяга (рис.136) трубчатая с резьбовыми конца­ми, на которые навинчены наконечники 2 и 14 с шаровыми нерегулируемы­ми шарнирами. Устройство шарниров такое же, как и на продольной тяге" Шарнир закрывается крышкой 6, которая крепится болтами 8.

Рис. 136. Поперечная рулевая тяга: 1-поперечная тяга; 2,14 - наконечники; 3,8 -болты; 4 -уплотнительная прокладка; 5 -масленка; 6 - крышка; 7 - пружина; 9 - защитная накладка; 10 -обойма накладки; 12,13 - вкладыши.

Продольная рулевая тяга соединяет между собой рулевую сошку и верхний рычаг 7 (см. рис. 124) левого повороты до кулака. Поперечная тяга соединяет между собой боковые рычаги левого и правого поворотных кулаков. Эта тяга с боковыми рычагами и балка переднего моста образуют рулевую трапецию; продолжение ее боковых сторон пересекается на продольной оси автомобиля. Наличие рулевой трапеции позволяет поворачивать управляемые колеса на разные углы: внутреннее колесо поворачивается на большой угол, чем наружное, что обеспечивает качение управляемых колес по разным радиусам и без бокового скольжения,

Усилитель рулевого привода состоит из насоса 14 (см. рис.132) с бачком 13, распределительного устройства (клапана управления) 8, силового цилиндра, радиатора 7, трубопровода и шлангов.

Насос служит для создания давления рабочей жидкости. В системе гидроусилителя используется лопастной насос двойного действия с максимальным давлением 8,5 до 9,0 МПа. Он установлен в развале блока цилиндров двигателя и приводится в действие через шестерни распредели­тельного механизма.

Рис. 137. Насос гидроусилителя: 1 -шестерня; 2-вал; 3-кольцо; 4 - сальник; 5 - игольчатый подшипник 6 - крышка; 7 - указатель уровня масла; 8-предохранитольный клапан; 9- прокладка; 10 - бачок ;11 - сетчатый фильтр; 12 - коллектор ; 13 - крышка; 14 - предохранительный клапан; 15 - перепускной клапан; 16-распределитсльный диск; 17 - лопасть ; 18 - статор;19 - корпус; 20 ротор; К- Калиброванное отверстие.

Насос состоит из корпуса 19 (рис.137), крышки 13, статора 18, ротора 20 с лопастями 17, вала 2 с двумя подшипниками и приводной шестерней 1, распределительного диска 16, перепускного клапана 15, предохранительного клапана 14, бачка 10 с крышкой, фильтром 11 и коллектором 12.

Корпус, статор и крышка стянуты между собой четырьмя болтами, В корпусе имеется всасывающая полость, куда масло поступают из бачка. На торце корпуса есть два овальных отверстия, по которым жидкость поступает к ротору. Крышка корпуса имеет расточку под распределитель­ный диск, горизонтальное глухое отверстие, где расположены клапаны, а также вертикальный канал, которым пространство за перепускным клапаном соединяется с бачком. В нижней части крышка имеет калибровочное отверстие К, через которое масло выходит из насоса.

Ротор установлен внутри статора на шлицах вала и имеет десять пазов, в которых размещаются лопасти. Пространство между двумя соседними лопастями является рабочей полостью насоса. Вал ротора вращается в корпусе на роликовом и шариковом подшипниках и уплотнен сальником 4. Распределительный диск направляет жидкость к лопастям ротора, под лопасти и от лопастей, для этого в диске имеются отверстия. Усилием пружины перепускного клапана диск прижимается к статору и ротору. Перепускной клапан ограничивает производительность насоса предохранительный клапан ограничивает давление, развиваемое насосом.

Бачок крепится к корпусу и крышке через уплотнительные прокладки. В бачке размещен разборный сетчатый фильтр 11 для очистки жидкости, возвращающейся в бачок из системы. При значительном засорении фильтр давлением жидкости отжимается вверх, при этом жидкость поступает непосредственно в бачок, минуя фильтр. Кроме того, в бачке имеются заливной фильтр и предохранительный клапан 8, препятствующий увеличению давления в полости бачка над жидкостью больше, чем на 20...30 кПа.

Работа насоса заключается в следующем. При вращении ротора его лопасти под действием сил инерции прижимаются к криволинейной поверх­ности статора, В рабочие полости насоса совпадающие с отверстиями в корпусе и распределительном диске, поступает масло, которое нагнетается лопастями в узкую часть пространства между статором и ротором, где создается давление. При совпадении рабочих полостей с нагнетательными отверстиями в распределительном диске масло выталкивается через эти отверстия в полость за распределительный диск, откуда под давлением по нижнему каналу уходит от насоса в систему. Одновременно масло из полости за распределительным диском поступает под лопасти ротора, усиливая их прижатие к статору.

Весь рабочий процесс - всасывание и нагнетание - происходит одновременно в двух местах (отсюда название - насос двойного действия). При повышении частоты вращения ротора масло из полости за рас­пределительным диском не успевает пройти через узкое калиброванное отверстие, давление в этой полости возрастает, за счет чего открывается перепускной клапан, и часть масла из насоса устремляется через коллектор снова во всасывающую полость корпуса, что уменьшает производительность насоса. В случае повышения давления во всей системе более 8,9...9,0 МПа открывается предохранительный клапан, масло возвращается во всасывающую полость,  давление в системе снижается.

Рис. .138. Распределитель гидравлического усилителя: 1,20-плунжеры; 2,7,8 - пружины; 3 - колпак клапана; 4 -прокладка; 5,6 - клапаны;9-корпус; 11 - золотник.

Распределительное устройство (распределитель) служит для направления потока масла в полости силового цилиндра в соответствии с поворотом рулевого колеса. Распределитель золотникового типа с реактивными плунжерами, установлен но торце углового редуктора и крепится к нему с помощью болта и четырех шпилек. Основные детали распределителя являются: корпус 9, золотник 11, девять плунжеров 10 и 1 с пружинами, перепускной 6   и предохранительный 5 клапаны.

. В корпусе выполнено центральное отверстие и шесть периферийных отверстий - три сквозных и три глухих в центральном отверстии имеются три кольцевых проточки: одна центральная (более широкая) и две крайних. Центральная проточка через канал соединена с отверстием в корпусе, куда подается масло от насоса. Крайние проточки соединены между собой и с отводящим трубопроводом, по которому масло через радиатор возвращается в бачок насоса, Проточки разделяются поясками. В них также выполнены отверстия, которые через каналы в корпусе распределителя и в картере рулевого механизма соединены с полостями силового цилиндра. На торцах корпуса выполнены проточки глубиной 1,1мм,

Золотник 11 надет свободно на винт и размещается внутри корпуса. Он имеет две кольцевые проточки и три пояска. По торцам золотника на винт устанавливаются упорные шариковые подшипники. Оба подшипника и золотник стянуты на валу гайкой, буртик которой вдавлен в паз винта. Торцы золотника выступают из корпуса на 1,1 мм с каждой стороны так, что золотник может перемещаться на эту величину в осевом направлении до упора одного из подшипников в торец корпуса

Три пары плунжеров 10 размещаются в сквозных отверстиях корпуса, плунжеры прижимаются к кольцам подшипников пружинами 8. Еще три плунжера 1 расположены в глухих отверстиях корпуса и прижимаются к кольцу заднего подшипника каждый своей пружиной 7.

Перепускной клапан 6 обеспечивающий работу усилителя при неис­правном насосе или двигателе, расположен в одном из плунжеров, нахо­дящемся в глухом отверстии. Клапан соединяет между собой линии высо­кого и низкого давления.

Предохранительный клапан 5, соединяющий линии нагнетания и слива, срабатывает при давлении 6,5...7,0 МПа, что предохраняет насос от перегрева, а детали рулевого управления от перегрузок. Клапан располо­жен в бобышке корпуса, это обеспечивает возможность доступа к нему без разборки распределителя.

Силовой цилиндр преобразует давление масла в усилие, необходимое для поворота управляемых колес. Роль силового цилиндра усилителя выпол­няет корпус рулевого механизма вместе с поршнем-рейкой.

Радиатор предназначен для охлаждения масла в системе усилителя и представляет собой алюминиевую ребренную трубку, установленную перед радиатором системы охлаждения двигателя.

Рис. 139. Схема работы гидроусилителя рулевого управления автомобиля КамАЗ-4310: 1-насос; 2-задняя полость; 3-поршснь-рсйка; 4-рулсвая сошка; 5 -продольная рулевая тяга; 6-винт; 7- картер рулевого механизма; 8-обратный клапан; 9 - предохранительный клапан; 10- распределитель; 11- золотник; 12 -упорный подшипник; 13 - плунжер; 14 - пружина плунжера; 13 - угловои реактор; 16-передняя полость; 17 - радиатор; 18- бачок; 19-линия слива; 20 - предохранительный клапан насоса; 21-перепускной клапан; 22 - линия нагнетания; а - движение прямо; б -поворот направо; в -поворот налево.

Работа рулевого управления совместно с усилителем. При движении прямо (рис. 139а) водитель не прикладывает усилие на ободе рулевого колеса. Под действием пружин и давления масла реактивные плунжеры 13 упираются в кольца подшипников и тем самым удерживают золотник 11 в среднем положении относительно корпуса. Масло от насоса поступает к распределителю в центральную проточку корпуса, проходит через кольцевые щели в крайние кольцевые проточки и далее через радиатор возвращается в бачок. Обе полости перед поршнем-рейкой заполнены маслом под одинаковым давлением, поршень остается неподвижным, и на зубчатый сектор, а значит и на рулевой привод не воздействует.

При повороте налево (рис 139б) водитель поворачивает соответственно рулевое колесо; усилие через рулевой вал, карданную передачу и угловой редуктор передается на винт, который вворачивается в гайку и перемещает ее вперед. Гайка через поршень-рейку, зубчатый сектор и детали рулевого привода связана с колесами и оказывает винту сопротивление. За счет этой реактивной силы сопротивления, которая больше усилия предварительно сжатых пружин плунжеров, винт вместе с золотником смещается назад на величину 1,1 мм до упора переднего подшипника в корпусе распределителя, при этом дополнительно сжимаются пружины плунжеров. Сместившийся золотник своими поясками перекрывает доступ масла в переднюю полость 16 силового цилиндра, соединяя ее со сливом, и открывает доступ масла от насоса в заднюю полость 2 силового цилиндра. Под давлением масла поршень перемещается вперед, а его рейка поворачивает зубчатый сектор, вал которого через рулевую сошку 4 перемещает продольную рулевую тягу 5 вперед, что ведет к повороту управляемых колес налево.

При прекращении поворота рулевого колеса масло, продолжая поступают в заднюю полость силового цилиндра, смещает поршень вместе с винтом вперед, в результате чего золотник оказывается в среднем положении, Возвращению золотника в среднее положение способствует также усилие пружины и давление масла на сместившиеся плунжеры. После возвращения золотника в среднее положение давление масла в обеих полостях силового цилиндра выравнивается и усилитель не оказывает воздействие на управляемые колеса. «Чувство дороги» у водителя обеспечивается давлением масла на реактивные плунжеры. Чем больше давление масла, тем большая сила стремится вернуть сместившиеся плунжеры и золотник в среднее положение и тем большую силу должен приложить водитель к рулевому колесу, чтобы удержать золотник в смещенном положении при повороте.

Поворот направо (рис.139в) осуществляется аналогично. Золотник при этом смещается за счет реактивной силы вперед, масло под давлением от насоса поступает в переднюю полость силового цилиндра, а задняя полость соединяется со сливом.

При движении с неработающим насосом масло из одной полости силового цилиндра переходит в другую полость через шариковый перепуск­ной клапан 8. Движение с неисправным насосом должно быть кратковремен­ным и с небольшой скоростью. Эксплуатировать автомобиль с неисправным усилителем запрещается.

В случае повреждения какого-либо управляемого колеса автомобиль уводит в сторону этого колеса. Водитель, стремясь удержать автомобиль в нужном направлении, поворачивает рулевое колесо в сторону, противо­положную уводу; при этом включается в работу усилитель и помогает во­дителю удерживать автомобиль от увода, что повышает безопасность дви­жения.

Боковые толчки и удары смягчаются в усилителе засчет взаимо­действия поршня-рейки с жидкостью,

Регулировки рулевого управления. Техническое состояние рулевого управления в целом оценивается величиной свободного хода рулевого колеса, который при работе двигателя на холостом ходу не должен превышать 25°. В случае превышения этой величины проверяют крепление рулевого колеса, рулевой колонки, карданной передачи, рулевой сошки, передних колес; проверяют состояние и регулировку подшипников шкворней. Убедившись, что состояние указанных узлов и деталей не влияет на величину свободного хода рулевого колеса, производят регулировку рулевого механизма. Делается это с помощью регулировочного устройства, расположенного в боковой крышке картера рулевого механизма. Правильность регулировки проверяют по величине усилия, которое необходимо приложить к рулевому колесу при отсоединенной продольной рулевой тяге. С переходом рулевого колеса через среднее положение эта величина не должна превышать 28Н. При вращении винта 19 (см.рис.134) регулировочного устройства по ходу часовой стрелки усилие на ободе рулевого коса возрастает. При повороте рулевого колеса на 0,75...1,0 оборота от среднего положения усилие на его ободе не должно превышать 23Н, Несоответствие усилия этой величины может быть вызвано повреждением шариковой гайки или износом шариков. Такой рулевой механизм подлежит ремонту.

При повороте рулевого колеса более чем на 2 оборота от среднего положения усилие на рулевом колесе должно быть в пределах 6...16Н. Несоответствие этого усилия свидетельствует о необходимости регулировки подшипников золотника. Регулировка подшипников производится подтягиванием гайки 10 при снятой передней крышке.

В рулевом приводе проверяют и регулируют схождение и максималь­ные углы поворота управляемых колес.

Установленные с развалом передние колеса стремятся катиться по расходящимся окружностям. Чтобы не допустить этого передние колеса устанавливаются со схождением 1..2 мм, Это величина определяется с помощью специальной линейки. Сначала определяют расстояние между ободами колес на высоте осей перед передней осью. После передвижение автомобиля на половину оборота колеса это же расстояние измеряется за осью Разность между вторым и первым замером указывает на величину схождения передних колес. Регулировку схождения производят изменением длины поперечной тяги путем навинчивания или свинчивания ее резьбовых наконечников 2 и 14 (см. рис.136).

Максимальные углы поворота колес регулируются болтами, ввернутыми в поворотные кулаки передней оси. Эти углы должны быть 30°. В системе гидроусилителя заправляется 4,2 л масла марки Р.

© Военная Энциклопедия. Карта сайта. При полном или частичном копировании материалов прямая индексируемая ссылка на сайт «военная-энциклопедия.рф» обязательна. О проекте.