Схема работы гидроусилителя автомобиля зил 130
На автомобиле ЗИЛ -130 рулевое управление снабжено гидравлическим усилителем, силовой цилиндр которого совмещен с рулевым механизмом.
Рулевое колесо закреплено на рулевом валу, установленном иа шарикоподшипниках в рулевой колонке, закрепленной на щите кабины. Рулевой вал с помощью промежуточного вала с двумя карданными шарнирами и скользящим шлицевым сочленением соединяется с валом гидравлического усилителя, совмещенного с рулевым механизмом, передающим усилие на рулевую сошку.
Рулевая сошка с помощью продольной рулевой тяги соединена с рулевым рычагом, закрепленным в верхнем ушке левого поворотного кулака передней оси. Рулевые рычаги, закрепленные в нижних ушках обоих поворотных кулаков, соединены поперечной рулевой тягой. Все соединения тяг осуществляются с помощью шаровых пальцев, входящих между сухарями, установленными в наконечниках тяг, и поджимаемых пружинами.
Рекламные предложения на основе ваших интересов:
Гидроусилитель собран в чугунном корпусе, который закреплен с помощью кронштейна на раме автомобиля.
В цилиндрической части корпуса, закрытой с торца крышкой, установлен поршень с изготовленной на нем рейкой. Поршень уплотняется в цилиндре чугунными кольцами.
В поршне закреплена стопорными винтами шариковая гайка, через которую проходит винт рулевого механизма, наружный конец которого соединяется с карданным валом. Винт уплотнен в поршне и промежуточной крышке чугунными кольцами; наружное отверстие в поршне закрыто заглушкой.
В винтовой канал, образованный канавками на винте и в гайке, заложены шарики, облегчающие поворот винта в гайке. Шарики циркулируют по замкнутому пути, так как крайние канавки на гайке соединены между собой трубкой.
К верхнему концу корпуса прикреплены болтами промежуточная крышка и корпус золотника; между ними поставлено уплотнительное резиновое кольцо. К корпусу золотника на уплотнительном кольце прикреплена верхняя крышка, в которой вал винта лежит на игольчатом подшипнике и уплотнен самоподжимным сальником и уплотнительной манжетой.
На валу между двумя упорными шарикоподшипниками установлен золотник управления, имеющий на наружной поверхности две выточки.
Подшипники с золотником закреплены на валу регулировочной гайкой. Под гайкой поставлена коническая пружинная шайба, обеспечивающая постоянство затяжки подшипников.
Внутренние кольца подшипников при среднем нейтральном положении золотника располагаются с зазором мм от выступающей части корпуса золотника, что дает возможность золотнику с валом перемещаться в осевом направлении на эту величину.
Золотник с валом в среднем нейтральном положении фиксируется шестью пружинами с двумя плунжерами каждая, установленными в каналах корпуса золотника. Плунжеры одной половиной торца упираются в кольца подшипников, а другой — в торцы промежуточной и верхней крышек.
Снаружи к корпусу золотника присоединяются два шланга от насоса гидроусилителя. Сливной шланг присоединяется к отверстию, сообщающемуся двумя каналами с концами золотника, а нагнетательный — с отверстием канала, подходящего к середине золотника. Между каналами расположен шариковый клапан, соединяющий каналы между собой при неработающем насосе. В этом случае возможна работа рулевого механизма без гидроусилителя.
С рейкой поршня входит в зацепление зубчатый сектор, изготовленный вместе с валом, который установлен на бронзовых втулках в приливе корпуса и боковой крышке. Между крышкой и корпусом установлено уплотнительное кольцо. Наружный конец вала уплотнен в корпусе самоподжимным сальником и резиновой манжетой. На шлицах вала закреплена гайкой рулевая сошка. С внутренним концом вала соединена головка регулировочного винта, завернутого в крышку и закрепленного контргайкой. Винт уплотнен резиновым кольцом. С помощью винта регулируют положение сектора и боковой зазор в зацеплении его зубьев с зубьями рейки. Для этого зубья сделаны скошенными. В нижней части корпуса гидроусилителя имеется сливное отверстие, закрытое магнитной пробкой.
Насос гидроусилителя лопастного типа закреплен на двигателе с левой стороны. Шкив насоса соединен со шкивом коленчатого вала ременной передачей. Устройство и принцип действия насоса были рассмотрены выше.
Гидроусилитель работает следующим образом.
При вращении вала насоса с ротором лопасти его захватывают масло, поступающее из бачка, и нагнетают его через калиброванное отверстие в нагнетательную магистраль и к золотнику управления гидроусилителя.
При среднем положении рулевого колеса золотник под действием пружин с плунжерами удерживается в среднем нейтральном положении, и масло, поступающее к золотнику, через его выточки и сливные каналы по сливной магистрали возвращается обратно через фильтр
в бачок и обе полости корпуса, не оказывая действия на поршепь гидроусилителя (положение /).
При повороте рулевого колеса в какую-либо сторону (например, направо) на винте, вращающемся на шариках в гайке вследствие сопротивления, оказываемого сектором перемещению рейки, возникает реактивное осевое усилие, сдвигающее винт назад. Вместе с винтом сдвигается и золотник в пределах его возможного хода, и задняя выточка золотника соединяет канал передней полости Б цилиндра со сливным каналом и сливной магистралью, а передняя выточка соединяет нагнетательную магистраль с каналом задней полости А цилиндра. Давление масла в этой полости возрастает, и поршень, перемещаясь вперед, поворачивает сектор и через рулевой привод — колеса автомобиля направо (положение II).
Как только водитель перестанет поворачивать рулевое колесо, золотник становится под действием плунжеров в нейтральное положение, и действие гидроусилителя прекращается (положение /).
При повороте рулевого колеса в обратную сторону золотник смещается вперед, направляя масло в переднюю полость Б цилиндра и соединяя заднюю полость А со сливной магистралью (положение III ). При этом колеса будут поворачиваться влево.
Таким образом усилие, прикладываемое водителем к рулевому колесу, необходимо лишь для включения гидроусилителя, который и обеспечивает в основном поворот колес.
Для того чтобы при различных условиях поворота водитель испытывал на рулевом колесе меняющееся сопротивление, т. е. «чувствовал дорогу», пространство между плунжерами гидроусилителя сообщено с нагнетательной магистралью. При повышении сопротивления повороту колес для перемещения поршня гидроусилителя требуется большее усилие, поэтому давление масла в нагнетательной магистрали возрастает. Под действием этого давления плунжеры сильнее прижимаются к кольцам подшипников, и для сдвига золотника требуется приложить несколько большее усилие, вследствие чего поворот рулевого колеса утяжеляется. При неисправности гидроусилителя рулевое управление может работать лишь от усилия водителя, которое в этом случае должно быть увеличено.
На автомобилях ЗИЛ -131 и ЗИЛ -133 рулевое управление с гидравлическим усилителем имеет устройство и принцип действия, аналогичные устройству и принципу действия автомобиля ЗИЛ -130. В сливную магистраль гидроусилителя включен радиатор трубчатого типа для охлаждения масла, расположенный над радиатором системы смазки двигателя.
Схема работы гидроусилителя автомобиля зил 130
КОНСТРУКЦИЯ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ АВТОМОБИЛЯ ЗИЛ-130
Передняя ось автомобиля ЗИЛ-130 — обычного типа с поворотными кулаками, рулевой трапецией и поворотным рычагом, установленным на левом поворотном кулаке. Установка рулевого механизма, объединенного с гидроусилителем и клапаном управления, показана на рис. 74. Вал рулевой колонки и винт рулевого механизма соединены карданным валом 5. Масло, приводящее в действие гидроусилитель, подается насосом 1, соединенным шлангами 2 и 3 с рулевым механизмом.
Рулевой механизм с гидроусилителем
Схема гидроусилителя рулевого управления изображена на рис. 75.
Рулевой механизм (рис. 76) состоит из винта 7 с гайкой 8 на циркулирующих шариках 10 и поршня-рейки 5 с зубчатым сектором вала 30 сошки. Передаточное число рулевого механизма, равное 20, уменьшено по сравнению с передаточным числом рулевого механизма автомобилей ЗИЛ-164, равным 23,5, благодаря чему повысилась маневренность автомобиля.
Картер 4 — основа рулевого механизма, одновременно является цилиндром гидроусилителя, в котором перемещается поршень-рейка 5, входящая в зацепление с зубчатым сектором вала 30 сошки. Вал сошки вращается во втулке, запрессованной в картер и в его алюминиевой боковой крышке 23.
Зубья рейки и вала сошки имеют переменную по длине толщину, что позволяет регулировать зазор в зацеплении посредством осевого перемещения сошки с помощью регулировочного
винта 29, головка которого входит в отверстие вала сошки и опирается на шайбу 25. Осевое перемещение головки винта в этом отверстии ограничивается стопорным кольцом 27.
В поршне-рейке при помощи двух установочных винтов 41 закреплена шариковая гайка 8. Установочные винты стопорятся путем раскернивания их в канавке поршня-рейки.
Шариковая гайка 8 и винт 7 имеют шлифованные с большой точностью винтовые канавки арочного профиля. Контакт шариков с канавкой этого профиля происходит в точках, расположенных под углом приблизительно 45° к оси винта, что позволяет снизить контактные напряжения при передаче осевых нагрузок и повысить к. п. д. механизма.
В паз шариковой гайки, соединенной двумя отверстиями с ее винтовой канавкой, вставляются два штампованных цианирован-ных желоба 9, образующих трубку, являющуюся как бы продол-
жением винтовых канавок. В винтовые канавки винта и гайки и в желоба закладываются шарики 10 (31 шт.). При повороте
винта шарики выкатываются с одной стороны гайки, проходят по трубке, образованной желобами, и возвращаются к другой ее стороне.
Необходимое увеличение свободного хода в рулевом механизме при повороте управляемых колес в ту или другую сторону от среднего положения достигается тем, что ширина впадины между зубьями поршня-рейки 5, находящейся в зацеплении со средним зубом, уменьшена по сравнению с шириной остальных впадин, а винт 7 имеет бочкообразную форму с незначительным углублением винтовой канавки на его концах. К промежуточной крышке 12 крепится корпус 17 клапана управления. На винте установлены два упорных шарикоподшипника 13 и золотник 16 клапана управления, помещенный между ними. Шарикоподшипники и золотник закреплены регулировочной гайкой 19, под которую подложена коническая пружинная шайба 18, обусловливающая равномерное нарастание силы при регулировке предварительного натяга упорных шарикоподшипников 13, спдяших на винте 7.
Выточки в торце корпуса 17 клапана, длина которого точно равна длине золотника, позволяют последнему с винтом перемещаться в осевом направлении приблизительно на 1,1 мм в каждую сторону от среднего положения. В среднее положение они возвращаются под действием шести реактивных пружин 38 и плунжеров 39, находящихся под давлением масла, которое создается в линии подвода от насоса, и обеспечивающих «чувство дороги».
В корпусе клапана управления имеется шариковый клапан 15, соединяющий при неработающем насосе линии высокого и низкого давления и слива, чтобы уменьшить усилие, необходимое для поворота управляемых колес. Полости клапана управления, в которых находятся упорные шарикоподшипники 13, соединены с полостью слива демпфирующими отверстиями малого диаметра.
Все стыки неподвижных деталей уплотнены резиновыми кольцами круглого сечения. Вал 30 сошки уплотнен резиновым сальником 33, имеющим упорное кольцо, предотвращающее его выворачивание под давлением. Аналогично уплотнен и винт 7 в верхней крышке 20. Поршень-рейка снабжена двумя чугунными упругими разрезными кольцами 11.
Винт 7 уплотняется чугунными упругими разрезными кольцами 6 в промежуточной крышке 12 и в поршне-рейке 5. Каналы в винте 7 соединяют полость в поршне-рейке с полостью слива. Благодаря этому давление масла не создает осевой силы на винте рулевого механизма, которая вызывала бы увеличенный момент сопротивления при повороте управляемых колес направо.
Рис. 74. Рулевое управление автомобиля ЗИЛ-130:
1 — насос гидроусилителя; 2 — шланг низкого давления; 3 — шланг высокого давления; 4 — рулевая колонка; 5 — карданный вал; 6 — рулевой механизм; 7 — сошка; 8 — чехол шланга высокого давления
Рис. 75. Схема гидроусилителя рулевого управления автомобиля ЗИЛ-130:
а — движение по прямой; б — поворот направо; в — поворот налево; 1 — бачок; 2 — заливочный фильтр; 3 — сетчатый фильтр; 4 — перепускной клапан фильтра; 5 — коллектор; 6 — насос; 7 — перепускной клапан; 8 — предохранительный клапан; 9 и 10 — демпфирующие отверстия соответственно предохранительного и перепускного клапанов; 11 — калиброванное отверстие; 12 — шариковый клапан; 13 — реактивный плунжер; 14 — золотник; 15 — винт рулевого механизма; 16 — вал сошки; 17 — цилиндр гидроусилителя; 18 — поршень-рейка
Рис. 76. Рулевой механизм с гидроусилителем автомобиля ЗИЛ-130:
Гидроусилитель автомобиля ЗИЛ-130
Гидроусилитель автомобиля ЗИЛ-130 отличается от гидроусилителя автомобилей КамАЗ отсутствием углового редуктора, перепускного 5 и предохранительного 18 клапанов, а также конструкцией корпусов 16 и 19, винта 15, поршня-рейки 8, следящего механизма, крепления.
Корпус 4 ( рис. 149 ) рулевого механизма автомобиля ЗИЛ-130 закреплен на левой продольной балке рамы, а задний (на рисунке правый) хвостовик винта 7 через карданный вал соединен с валом рулевого колеса. Сквозная расточка в поршне-рейке 5 закрыта заглушкой 3, в канавку плунжерной части винта установлено уплотнительное кольцо 6, а надвинтовая полость Б через осевой и радиальный каналы винта 7 постоянно соединена с полостью Г слива. Это устраняет давление масла на торец винта 7 и позволяет обеспечить одинаковое «чувство дороги» следящим механизмом, состоящим только из парных реактивных плунжеров 25 с центрирующими пружинами 24.
Однако при таком уравновешивании винта 7 уменьшаются активная площадь полости В и коэффициент усиления при повороте направо. Поэтому конструкция гидроусилителя автомобилей КамАЗ, обеспечивающая одинаковую переднюю и заднюю активную площади поршня-рейки и уравновешивание неуплотненного винта тремя одинарными плунжерами, более совершенна. Ее преимуществом является также использование двух одинарных плунжеров для встраивания в них обратного 17 ( см. рис. 146 ) и предохранительного 18 клапанов. Это упрощает конструкцию корпуса 19, а наличие предохранительного клапана 18 непосредственно в распределителе защищает напорную гидролинию 26 и насос 4 от перегрузок. В гидроусилителе автомобилей ЗИЛ такой защиты нет.
При установке обратного клапана 17 или 15 ( см. рис. 149 ) между гидролиниями напорной и слива рулевые управления могут работать без гидроусилителя при отказе насоса или буксировании автомобиля.
Шариковый обратный клапан не имеет пружины, свободно установлен в седло со стороны напорной гидролинии и прижимается к нему под действием давления масла. При отсутствии давления в напорной гидролинии 26 ( см. рис. 146 ) обратный клапан 17 открывается, соединяя ее с гидролинией слива 32 через полость углового редуктора 24.
При повороте направо винт 15, сместившись вперед на 1,2 мм, перемещает поршень-рейку 8 назад, вытесняет масло из полости 7 через первую щель распределителя в полость углового редуктора 24, а из нее через обратный клапан 17 и третью щель распределителя полностью всасывает его в переднюю 25 и надвинтовую полости.
При повороте налево винт 15, сместившись назад, перемещает поршень-рейку 8 вперед, вытесняет масло из передней 25 и надвинтовой полостей через четвертую щель распределителя в полость углового редуктора 24, а из нее через обратный клапан 17 и вторую щель распределителя полностью всасывает в заднюю полость 7.
Такое перекачивание масла из полости в полость увеличивает окружное усилие на рулевом колесе, контактное давление в паре винт 15 — шариковая гайка 14 и их изнашивание.
Циркуляция масла в неработающем гидроусилителе автомобиля ЗИЛ-130 отличается от рассмотренной наличием изолированной полости Б ( см. рис. 149 ) и другим расположением полостей А и В. Через фильтр бачка масло тоже не циркулирует, так как уменьшение объема полости А равно сумме увеличения объемов полостей В и Б.
 |
