РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ. Руководство по ремонту и техническому обслуживаниюавтомобилей КамАЗ

РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ

На модернизированных автомобилях КАМАЗ ус­танавливается усиленное рулевое управление (ГУР модели 4310).

Рулевое управление автомобиля (рис. 270) снаб­жено гидроусилителем 7, объединенным в одном агрегате с рулевым механизмом, клапаном 5 управ­ления гидроусилителем и угловым редуктором 6. Включает в себя, кроме упомянутых узлов:

• колонку 2 рулевого управления с рулевым колесом 1;
• карданный вал 3 рулевого управления;
• насос 12 гидроусилителя рулевого управления в сборе с бачком 13 гидросистемы;
• радиатор 4;
• трубопроводы высокого 11 и низкого 10 давле­ния;
• тяги рулевого привода.

Гидроусилитель рулевого управления уменьшает усилие, которое необходимо приложить к рулевому колесу для поворота передних колес, смягчает уда­ры, передающиеся от неровностей дороги, а также повышает безопасность движения, позволяя сохра­нять контроль за направлением движения автомоби­ля в случае разрыва шины переднего колеса.

На модернизированных автомобилях КАМАЗ из­менено крепление рулевой сошки см. рис. 271. Вме­сто стяжных болтов, гаек и шплинтов для крепления применяется гайка со стопорной шайбой.

Рис. 270. Управление рулевое: 1 — колесо рулевое; 2 -колонка; 3 — вал карданный; 4 — радиатор; 5 — клапан управления гидроусилителем; 6 — редуктор угловой; 7 -гидроусилитель с рулевым механизмом; 8 — тяга продольная; 9 — сошка; 10 — трубопровод низкого давления; 11 — трубопровод высокого давления; 12 -насос гидроусилителя руля; 13 — бачок гидросистемы

Рис.271

Рис. 272. Колонка рулевого управления: 1 — вал колонки; 2 — кольцо стопорное; 3 — кольцо разжимное; 4 — подшипник шариковый; 5 — труба колонки; 6 — обойма с уплотнением; 7 — шайба стопорная; 8 — гайка регулировки подшипников

Колонка рулевого управления (рис. 272) прикреплена в верхней части к кронштейну, установленному на внутренней панели кабины, в нижней — к фланцу на полу кабины. Колонка соединена с рулевым меха­низмом карданным валом.

Вал 1 колонки вращается в двух шарикопод­шипниках 4. Осевой зазор в подшипниках регули­руется гайкой 8. Смазка в подшипниках заменяется только при разборке колонки.

Вал карданный (рис. 273) с двумя шарнирами на игольчатых подшипниках 4, в которые при сборке закладывается смазка 158. В эксплуатации под­шипники не нуждаются в пополнении смазки.

Для предотвращения попадания грязи и влаги в шарнирное соединение служат резиновые кольца 5.

Скользящее шлицевое соединение карданного вала обеспечивает возможность изменения расстояния между шарнирами при опрокидывании кабины и служит для компенсации неточностей установки кабины с колон­кой рулевого управления относительно рамы с рулевым механизмом, а также их взаимных перемещений.

Перед сборкой во втулку закладывают 28… 32 г смазки 158, шлицы покрывают тонким слоем.

Для удержания смазки и предохранения соедине­ния от загрязнения служит резиновое уплотнение с упорным кольцом 9, поджимаемое обоймой 7.

Вилки карданного вала крепятся к валу колонки и валу ведущей шестерни углового редуктора клинья­ми, которые затянуты гайками со шплинтами.

Редуктор угловой (рис. 274) с двумя коническими шестернями со спиральным зубом передает вра­щение от карданного вала на винт рулевого меха­низма. Ведущая шестерня углового редуктора вы­полнена заодно с валом 1 и установлена в корпусе 4 на шариковых подшипниках 5.

Шарикоподшипники напрессованы на вал шестерни и удерживаются от осевого перемещения гайкой 16. Для предотвращения самопроизвольного отворачива­ния буртик гайки вдавлен в паз на валу шестерни.

Ведомая шестерня 11 вращается в двух шариковых подшипниках 7, 10, посаженных на хвостовик шес­терни с натягом. От продольных смещений ведомая шестерня удерживается стопорным кольцом 9 и упорной крышкой 12.

Рис. 273. Карданный вал рулевого управления: 1 — вилка; 2, 9 — кольца упорные; 3 — крестовина; 4 — подшипник игольчатый; 5,8 — кольца уплотнительные; 6 — вилка со шлицевым стержнем; 7-обойма уплотнительного кольца; 10 — вилка со шлицевой втулкой

Зацепление конических шестерен регулируют прокладками 6, установленными между корпусами ведущей шестерни и углового редуктора.

Для модернизированных автомобилей.

В узле вал ведущей шестерни углового редуктора-вилка карданного вала вместо клинового применяет­ся шлицевое соединение с креплением болтом и гайкой без шплинта.

Крепление сошки рулевой к валу сошки осуще­ствляется с помощью конических шлицев, затягива­ющихся гайкой со стопорной шайбой.

Рис. 274. Угловой редуктор: 1 — вал ведущей шестерни; 2 — манжета; 3 — крышка корпуса; 4 — корпус ведущей шестерни; 5, 7, 10 — шарикоподшипники; 6 — прокладки регулировочные; 8, 15, 19 — кольца уплотнительные; 9 -кольцо стопорное; 11 — шестерня ведомая; 12 — крышка упорная; 13 — корпус редуктора; 14 — втулка распорная; 16 — гайка крепления подшипников; 17 — шайба; 18 -кольцо упорное; 20 — крышка защитная

Рис. 275. Рулевой механизм со встроенным гидроусилителем: 1 — крышка передняя; 2 -клапан управления гидроусилителем; 3, 29 — кольца стопорные; 4 — втулка плавающая; 5, 7 — кольца уплотнительные; 6, 8 — кольца распорные; 9 — винт установочный; 10 — вал сошки; 11 — клапан перепускной; 12 — колпачок защитный; 13 — крышка задняя; 14 — картер рулевого механизма; 15 — поршень-рейка; 16 — пробка сливная магнитная; 17 — винт; 18 — гайка шариковая; 19 — желоб; 20 — шарик; 21 — редуктор угловой; 22 — подшипник упорный; 23 — шайба пружинная; 24 — гайка; 25 — шайба упорная; 26 — шайба регулировочная; 27 — винт регулировочный; 28 — контргайка регулировочного винта; 30 — крышка боковая

Механизм рулевой со встроенным гидроусилителем (рис. 275) прикреплен к переднему кронштейну передней левой рессоры. Кронштейн закреплен на раме автомобиля.

Картер 14 рулевого механизма, в котором пе­ремещается поршень-рейка, служит одновременно рабочим цилиндром гидроусилителя.

Винт 17 рулевого механизма имеет шлифованную винтовую канавку. В гайке 18 прошлифована такая же канавка и просверлены два отверстия, выходя­щие в нее. Отверстия соединяются косым пазом, выфрезерованным на наружной поверхности гайки.

Два одинаковых желоба 19 полукруглого сечения, установленные в упомянутые отверстия, и паз обра­зуют обводный канал, по которому шарики 20, выкатываясь из винтового канала, образованного нарезками винта и гайки, вновь поступают в него.

Для предотвращения выпадания шариков из вин­тового канала наружу в каждом желобе предусмотрен язычок, входящий в винтовую канавку винта и изменяющий направление движения шариков. Ко­личество циркулирующих шариков в замкнутом вин­товом канале тридцать один, восемь из которых находятся в обводном канале. Винтовая канавка навинте в ее средней зоне выполнена так, что между винтом, гайкой и шариками образуется небольшой натяг. Это необходимо для обеспечения беззазорно­го сопряжения деталей в этой зоне.

При перемещении гайки вследствие того, что глубина канавки на винте от середины к концам несколько увеличивается, в сопряжении винта и гайки появляется небольшой зазор. Указанный за­зор необходим для обеспечения большей долговечно­сти средней части винта, а также для облегчения возврата управляемых колес в среднее положение после поворота и лучшей стабилизации движения автомобиля.

Кроме того, ослабление посадки шариковой гай­ки на винте к краям его винтовой канавки облегчает подбор шариков и сборку шарико-винтовой пары.

Поскольку передача осевого усилия от винта к гайке осуществляется посредством шариков, потери на трение в винтовой паре минимальны.

Гайку после сборки с винтом и шариками уста­навливают в поршень-рейку 15 и фиксируют двумя установочными винтами 9, которые закернивают в кольцевую проточку, выполненную на поршне-рейке.

Поршень-рейка зацепляется с зубчатым сектором вала 10 сошки. Вал сошки вращается в бронзовой втулке, запрессованной в картер рулевого механизма и в алюминиевой боковой крышке 30.

Толщина зубьев сектора вала сошки и поршня-рейки переменная по длине, что позволяет изменять зазор в зацеплении перемещением регулировочного винта 27, ввернутого в боковую крышку. Головка регулировочного винта,

на которую опирается упор­ная шайба 25, входит в гнездо вала сошки. Осевое перемещение регулировочного винта в вале сошки, выдерживаемое при сборке равным 0,02 … 0,08 мм, обеспечивается подбором регулировочной шайбы 26 соответствующей толщины.

Детали 27, 26, 25 удерживаются в гнезде вала сошки стопорным кольцом 29. Средняя впадина между зубьями рейки, входящая в зацепление со средним зубом зубчатого сектора вала сошки, вы­полнена несколько меньшей ширины,

чем осталь­ные. Это необходимо для того, чтобы избежать заклинивания изношенного механизма после его регулирования при повороте вала сошки.

На части винта рулевого механизма, располо­женной в полости корпуса углового редуктора на­резаны шлицы, которыми винт сопрягается с ве­домой шестерней угловой передачи.

Клапан управления гидроусилителем рулевого управле­ния (рис. 27 6) крепится к корпусу углового редуктора с помощью болта и четырех шпилек (или пяти шпилек — одной длинной и четырех коротких). Корпус 8 клапана имеет выполненные с большой точностью центральное отверстие и шесть (три сквозных и три глухих) распо­ложенных вокруг него меньших отверстий.

Рис. 276. Клапан управления гидроусилителем рулевого управления: 1 — плунжер глухого отверстия; 2, 5 — пружины; 3 — пробка резьбовая; 4 — клапан обратный; 6 — золотник; 7 — плунжер реактивный; 8 — корпус клапана; 9 — кольцо уплотнительное; 10 — клапан предохранительный

Золотник 6 клапана управления, размещенный в центральном отверстии, и упорные подшипники 22 (см. рис. 275) закреплены на винте гайкой 24, буртик которой вдавлен в паз винта 17. Под гайку подложена коническая пружинная шайба 23, обеспечивающая возможность регулирования силы затяжки упорных подшипников. Вогнутой стороной шайба направлена к подшипнику. Большие кольца подшипников обра­щены к золотнику.

Винт рулевого механизма и жестко связанный с ними золотник могут перемещаться в каждую сторо­ну от среднего положения на 1…1,2 мм. Величина перемещения определяется глубиной выточек на торцах корпуса клапана и ограничивается большими кольцами подшипников, которые упираются в тор­цы упомянутых выточек.

В каждое из трех сквозных отверстий корпуса клапана вставлены по два реактивных плунжера 7 (см. рис. 276) с центрирующими пружинами между ними.

Чтобы обеспечить одинаковое реактивное усилие на рулевом колесе от давления масла и необходимые для этого равные активные площади плунжеров при поворотах как направо, так и налево, в каждое из трех глухих отверстий, обращенных в сторону угло­вого редуктора, установлено по плунжеру 1. Общая площадь этих трех реактивных элементов по величи­не равняется площади сечения винта в месте его уплотнения в упорной крышке углового редуктора.

В одном из плунжеров, находящихся в глухих отверстиях, встроен шариковый обратный клапан 4, соединяющий при отказе гидросистемы рулевого управления линии высокого и низкого давления и обеспечивающий,

таким образом, возможность управления автомобилем. В этом случае, рулевое уп­равление работает как обычная механическая систе­ма без усиления.

В корпусе клапана управления установлен также предохранительный клапан 10, соединяющий линии нагнетания и слива при давлении в системе, превы­шающем 7357,5 … 7848 кПa (75 … 80 кгс/см²), и предохраняющий, таким образом, насос от перегре­ва, а детали механизма от чрезмерных нагрузок.

Предохранительный клапан размещен в отдель­ной бобышке, что дает возможность произвести проверку, регулировку или замену его деталей при необходимости.

Полости, находящиеся под передней крышкой 1 (см. рис. 275) и в угловом редукторе, соединены отверстиями в корпусе клапана управления со слив­ной магистралью и уплотнены по торцам резиновыми кольцами круглого сечения. Аналогичными кольца­ми уплотнены все неподвижные соединения деталей рулевого механизма и гидроусилителя.

Вал сошки уплотнен манжетой со специальным упорным кольцом, предотвращающим выворачива­ние рабочей кромки манжеты при высоком давлении. Внешняя манжета защищает вал сошки от попадания пыли и грязи.

Уплотнения поршня в цилиндре и винта рулевого механизма в крышке корпуса углового редуктора осуществляются фторопластовыми коль­цами 5 и 7 в комбинации с распорными резиновыми кольцами 6, 8.

Регулировочный винт вала сошки уплотнен резиновым кольцом.

Уплотнение вала ведущей шестерни углового ре­дуктора комбинированное и состоит из двух манжет, которые фиксируются разрезным упорным кольцом.

В картере рулевого механизма имеются сливная пробка 16 с магнитом, служащая для улавливания стальных и чугунных частиц, и перепускной клапан 11, использующийся при заправке и прокачке гид­росистемы рулевого управления.

Рис 277. Схема работы гидроусилителя рулевого управления: 1 — колесо рулевое; 2 — пружина предохранительного клапана фильтра гидросистемы; 3 — фильтр; 4 — насос гидроусилителя руля; 5 — клапан перепускной; 6 — вал сошки с зубчатым сектором; 7 — полость задняя гидроусилителя; 8 — поршень-рейка; 9 — сошка; 10 — тяга продольная; 11 -тяга поперечная; 12 — колесо переднее автомобиля; 13 — пробка магнитная; 14 — гайка шариковая; 15 — винт; 16 — картер рулевого механизма; 17 — клапан обратный; 18 — клапан предохранительный рулевого механизма; 19 — клапан управления гидроусилителем; 20 — золотник; 21 — подшипник упорный; 22 — плунжер реактивный; 23 — пружина центрирующая; 24 — редуктор угловой; 25 — полость передняя гидроусилителя; 26 — линия нагнетания; 27 — вал карданный; 28 — радиатор; 29 — колонка рулевая; 30 — фильтр заливочный; 31 — бачок насоса (гидроусилителя); 32 -линия слива; 33 — пружина перепускного клапана; 34 — клапан предохранительный насоса; 35 — клапан перепускной; А и В — дросселирующие отверстия; I — движение прямо или нейтраль; II — поворот направо; III — поворот налево

От насоса к корпусу клапана управления подведены рукава и трубопроводы высокого и низкого давления. По первым масло направляется к механизму, а по вторым возвращается в бачок гидросистемы.

Работа гидроусилителя рулевого управления осу­ществляется следующим образом. При прямо­линейном движении винт 15 (рис. 277) и золотник 20 находятся в среднем положении. Линии нагнетания 26 и слива 32, а также обе полости 7 и 25 гидроци­линдра соединены. Масло свободно проходит от насоса 4 через клапан 19 управления и возвращается в бачок 31 гидросистемы. При поворачивании води­телем рулевого колеса 1 винт 15 вращается. Вслед­ствие сопротивления повороту колес, первоначаль­но удерживающего колеса 12 и поршень-рейку 8 на месте, возникает сила, стремящаяся сдвинуть винт в осевом направлении в соответствующую сторону. Когда эта сила превысит усилие предварительного сжатия центрирующих пружин 23, винт перемеща­ется и смещает жестко связанный с ним золотник.

При этом одна полость цилиндра гидроусилителя сообщается с линией нагнетания и отключается от линии слива, другая—наоборот, оставаясь соеди­ненной со сливом, отключается от линии нагнета­ния.

Рабочая жидкость, поступающая от насоса в соответствующую полость цилиндра, оказывает дав­ление на поршень-рейку 8 и, создавая дополнитель­ное усилие на секторе вала 6 сошки рулевого управ­ления, способствует повороту управляемых колес. Давление в рабочей полости цилиндра устанавливает­ся пропорциональным величине сопротивления по­вороту колес. Одновременно возрастает давление в полостях под реактивными плунжерами 22. Чем больше сопротивление повороту колес, а следова­тельно, выше давление в рабочей полости цилиндра, тем больше усилие, с которым золотник стремится вернуться в среднее положение, а также усилие на рулевом колесе. Таким образом, у водителя создает­ся “чувство дороги”.

При прекращении поворота рулевого колеса, если оно удерживается водителем в повернутом по­ложении, золотник, находящийся под действием центрирующих пружин и нарастающего давления в реактивных полостях, сдвигается к среднему по­ложению. При этом золотник не доходит до среднего положения. Размер щели для прохода масла в воз­вратную линию установится таким, чтобы в находя­щейся под напором полости цилиндра, под­держивалось давление, необходимое для удержи­вания управляемых колес в повернутом положении.

Если переднее колесо при прямолинейном дви­жении автомобиля начнет резко поворачиваться, на­пример вследствие наезда на какое-либо препятствие на дороге, вал сошки, поворачиваясь, будет переме­щать поршень-рейку. Поскольку винт не может вра­щаться (водитель удерживает рулевое колесо в одном положении), он тоже переместится в осевом направ­лении вместе с золотником. При этом полость цилин­дра, внутрь которой движется поршень-рейка, будет соединена с линией нагнетания насоса и отделена от возвратной линии. Давление в этой полости цилин­дра начнет возрастать, и удар будет уравновешен (смягчен) возрастающим давлением.

Винт, гайка, шарики, упорные подшипники, а также угловая передача, карданный вал и колонка рулевого управления при работе гидроусилителя нагружены относительно небольшими силами. В то же время зубчатое зацепление рулевого механизма, вал сошки и картер воспринимают основное усилие, создаваемое давлением масла на поршень-рейку.

Предупреждение. Когда гидроусилитель не ра­ботает, рулевой механизм по-прежнему обеспечи­вает поворот колес, но на шарико-винтовую пару и другие детали действуют уже полные нагрузки. По­этому при продолжительной эксплуатации с нерабо­тающей гидросистемой появляется преждевременный износ и могут иметь место поломки упомянутых деталей. Движение с неработающим гидроусилителем руля, включая сюда буксирование автомобиля, должно быть сведено к минимуму.

Рис. 278. Насос гидроусилителя рулевого управления: 1 -шестерня привода; 2 — гайка крепления шестерни; 3 -шплинт; 4, 15 — шайбы; 5 — вал насоса; 6 — шпонка сегментная; 7, 10 — кольца упорные; 8 — подшипник шариковый; 9 — кольцо маслосъемное; 11 — манжета: 12 — подшипник игольчатый; 13 — крышка заливной горловины; 14 — фильтр заливной; 16 — болт; 17, 36, 39 —кольца уплотнительные; 18 — труба фильтра; 19 — клапан предохранительный; 20 — крышка бачка с пружиной; 21, 27, 28 — прокладки уплотнительные; 22 — бачок насоса; 23 — фильтр; 24 — коллектор; 25 — трубка бачка; 26 —штуцер; 29 — крышка насоса; 30 — пружина перепускного клапана; 31 — седло предохранительного клапана; 32 -прокладки регулировочные; 33 — клапан комбинированный; 34 — диск распределительный; 35 -пластина насоса; 37- статор; 38 — ротор; 40 — корпус насоса; А и В — отверстия дросселирующие

Насос гидроусилителя рулевого управления с бач­ком для масла (рис. 278) установлен в развале блока цилиндров и приводится в действие от коленчатого вала двигателя. Шестерня 1 зафиксирована на валу 5

насоса шпонкой 6 и закреплена гайкой 2 со шплинтом 3.

Насос пластинчатого типа, двойного действия, то есть за один оборот вала совершаются два полных цикла всасывания и два — нагнетания.

В роторе 88 насоса, который размещен внутри статора 37 и приводится в движение шлицованным концом вала насоса, имею