Рулевое управление автомобиля Урал-4320

Рулевой механизм этого автомобиля с одной рабочей парой: цилинд­рический червяк и боковой зубчатый сектор со спиральными зубьями, передаточное число 21.5.

Рулевая колонка в сборе с рулевым колесом и рулевым валом крепит­ся к переднему щиту кабины. Рулевой механизм закреплен на левом лон­жероне рамы. Движение от рулевого вала установленного в рулевой колон­ке, передается к валу рулевого механизма под некоторым углом через карданный вал с двумя шарнирами на игольчатых подшипниках. Шлицевое соединение вала, а также подшипники карданных шарниров смазываются при сборке.

Рис. 140. Рулевой механизм автомобиля УРАЛ-4320: 1-картер; 2-роликовый подшипник; 3-чсрвяк; 4,36-пробки; 5-зубчатый сектор; 6 — вал; 7,26- сальники; 8-упорный подшипник; 9,12-кольца;10-реактивный плунжер;11- центрирующая пружина; 13-стопорная шайба; 14-гайка: 15,16-замковые кольца; 17-упорный штифт: 18-крышка; 19-регулировочная шайба, 20 -шпилька; 21-прокладка; 22-втулка; 23 — игольчатые подшипники; 24-уплотнение; 25 — сошка; 27 — крышка; 28 — подшипное кольцо, 29 — корпус распределителя; 30-золотник; 31-перепускной клапан; 32-пружижа; 33-винт; 34,35 — втулки; 37- крышка; 38 – гайка

Рулевой механизм (рис.140) состоит из картера 1 с боковой крыш­кой 18, червяка 38 вала 6, зубчатого сектора 5 .

Картер имеет пробку 4 для заправки и контроля уровня масла и проб­ку 36 для слива масла, сверху на картере крепится распределительное устройство гидроусилителя.

Червяк цилиндрический двухзаходный установлен на шлицах вала 6. Этот вал почти но всей своей длине пустотелый, опирается на цилиндрический роликовый подшипник 2 и крышку 27 распределителя. Выход вала из крышки уплотняется сальником 26 и уплотнительным кольцом, удерживае­мым замковым кольцом 15. Сальник 7 предотвращает попадание масла из картера рулевого механизма к корпусу распределителя.

Зубчатый сектор 5 изготовлен заодно с валом, который установлен в картере на двух игольчатых подшипниках 23, между ними находится распорная втулка 22. Вал сектора имеет уплотнение 24, удерживаемое замковым кольцом 16, Между торцом вала сектора и боковой крышкой картера устанавливается регулировочная шайба 19. Для предотвращения излишней деформации червяка и сектора в картере и крышке уста­навливаются упорные штифты 17. Поверхность сектора, в которой нарезаны зубья, имеет слегка выпуклую форму, вследствие этого между зубьями червяка и сектора образуется переменный зазор. На новом рулевом механизме этот зазор составляет 0,001. 0,05 мм при среднем положении сектора и 0,25. 0,60 мм в крайних его положениях.

Рулевой привод имеет такое же устройство, как и на автомобиле КамАЗ-4310. Шарниры продольной и поперечной тяг взаимозаменяемые, не требуют регулировок. В каждом шарнире имеется пресс-масленка.

Рис. 141. Схема гидравлического усилителя рулевого управления автомобиля УРАЛ-4320: 1 — рулевой, механизм; 5.3,8,9,12 — маслопроводы высокого давлени; 4-силовой цилиндр; 5-поворотиый рычаг; 6,13-сливной маслопровод; 7-бачок; 10-кран управления гидроподъемником; 11 — рукоятка: 14-цилнндр гидроподъемника запаспого колеса: 15-насос: 16-распределитель а-включён гидроподъёмник; б-включён гидроусилитель.

Усилитель рулевого привода включает в себя масляный насос 15 (рис. 141) с бачком 7, распределительное устройство 16 , силовой цилиндр 4 и трубопроводов.

Масляный насос такой же, как на автомобиле КамАЗ-4310.

Распределительное устройство золотникового типа с реактивными плунжерами. Оно состоит из корпуса 29 (см. рис,140) с крышкой 27, золотника 30, двух подвижных 28 и двух неподвижных 9 и 12 колец, двенадцати реактивных плунжера 10 с пружинами 11, перепускного клапана 31. Подвижные кольца размещаются между упорными подшипниками и золотником, неподвижные кольца зажаты между корпусом распределителя и картером рулевого механизма с одной стороны и крышкой 27 с другой стороны. Золотник имеет возможность перемещаться в каждую сторону на 2.08. 2.2 мм до упора одного из подвижных колец в корпусе. Детали распределителя, установленные на валу рулевого механизма, зажаты гайкой 14.

Силовой цилиндр 4 (см.рис.141) усилителя крепится шарнирно к правому лонжерону рамы, а его шток — к верхнему рычагу правого пово­ротного кулака. Шарниры силового цилиндра по устройству такие же как и шарниры рулевого привода. В корпусе силового цилиндра размещается поршень, установленный на штоке. На конце штока закреплен наконечник с шарниром. Выход штока уплотняется манжетой и защищается резиновым чехлом. Полости силового цилиндра соединяются трубопроводами с рас­пределителем.

В систему гидроусилителя включен подъемник запасного колеса.

При движении прямо золотник под действием пружин реактивных плунжеров устанавливается в среднем положении. Масло от насоса поступает в корпус распределителя и через зазоры между корпусом и золотником по сливному трубопроводу возвращается в бачок. В обеих полостях силового цилиндра устанавливается одинаковое давление и усилитель на рулевой привод не воздействует.

При повороте рулевого колеса усилие водителя передается на червяк который своими зубьями поворачивает боковой сектор и через рулевой привод передние колеса. Боковой сектор оказывает сопротивление повороту и воздействует на червяк с реактивной силой, которая смещает червяк, а следовательно вал и золотник в осевом направлении до упора одного из подвижных колец в корпусе распределителя (при повороте направо червяк смещается вверх и в корпус упирается нижнее подвижное кольцо, при повороте налево червяк смещается вниз ив корпусе упирается нижнее кольцо). Теперь масло от насоса поступает в одну из полостей силового цилиндра, воздействует на его поршень, который через шток и рычаг правого поворотного кулака помогает водителю поворачивать колеса.

Регулировки рулевого управления . В рулевом механизме регулируется зазор в зацеплений червяка и сектора путем подбора толщины регулировочной шайбы 19 (см. рис.140) между торцом вала сектора и боковой крышкой. Правильность регулировки проверяется по величине осевого пе­ремещения вала сектора, замеренного индикатором. На новом рулевом ме­ханизме осевое перемещение сектора в крайних положениях должно быть в пределах 0,25. 0.60 мм, в среднем положении — 0,01. 0.05 мм. Для механизмов, находившихся в эксплуатации, перемещение сектора после регулировки в среднем положении должно быть, как и для нового механизма 0,01. 0,05 мм, а в крайних положениях всегда должно быть больше, чем в среднем положении.

Схождение передних колес (3. 8 мм) регулируют поворотом попе­речной рулевой тяги относительно ее наконечников при ослаблении стяж­ных болтов.

Свободный ход рулевого колеса при работающем двигателе должен быть не более 12°.

Максимальные углы поворота составляют 31° 30′ для внутреннего и 26° для наружного управляемых колес.

В картер рулевого механизма заправляется 1,48 л масла ТСп-15к, в систему гидроусилителя — 4,8 л масла марки Р.

Устройство гидроусилителя автомобиля урал

Рулевое управление автомобиля Урал-4320 состоит из колонки рулевого управления, карданной передачи, рулевого механизма, гидравлического усилителя и рулевого привода к управляемым колесам.

В гидравлическую систему усилителя рулевого управления включены кран управления и цилиндр гидроподъемника запасного колеса.

Размещение и крепление элементов рулевого управления автомобиля Урал-4320 показано на рис. 6.9. Рулевое колесо установ-лено на валу рулевой колонки, которая креплением при помощи кронштейна укреплена на панели приборов. Нижний конец вала соединен через карданную передачу с валом рулевой передачи. Картер рулевой передачи смонтирован на левом лонжероне рамы. На выходном конце вала рулевой передачи установлена рулевая сошка, шарнирно соединенная с продольной рулевой тягой.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Карданная передача состоит из полого вала и двух карданных шарниров с игольчатыми подшипниками. Вилка карданного шарнира, соединенная со шлицованной втулкой, устанавливается на вал рулевого механизма. Перед установкой внутрь шлицованной втулки закладывается смазка. Шлицы вала и втулки при сборе покрываются тонким слоем смазки. В подшипники карданных шарниров смазка закладывается при сборке. Стык вала и втулки герметизирован уплотнением, установленным в гайке.

Рис. 6.9. Рулевое управление автомобиля Урал-4320:
1 — рулевое колесо; 2 — рулевая колонка; 3 — крепление рулевой колонки; 4 — карданная передача; б — вал рулевой передачи; 6 — картер рулевой передачи; 7 — рулевая сошка; 8— продольная рулевая тяга; 9 — левый лонжерон рамы

Рулевой механизм состоит из картера (рис. 6.10), вала рулевого механизма с червяком и сектора с боковыми спиральными зубьями, изготовленного совместно с валом сошки. Рулевой механизм скомпонован совместно с распределительным устройством (клапаном управления) и крепится болтами к левому лонжерону рамы автомобиля.

Двухзаходный червяк установлен на шлицах вала и вращается на радиальном цилиндрическом роликовом подшипнике. Внутренняя обойма подшипника через втулку гайки прижата к торцу червяка. Конструкция подшипника, наличие расстояния между червяком и подшипником обеспечивают возможность осевого перемещения вала с упорными подшипниками и золотником. Смещение золотника необходимо при работе гидравлического усилителя.

Боковой зубчатый сектор установлен в картере на удлиненных игольчатых подшипниках, воспринимающих повышенные нагрузки. Зацепление червяка с сектором обеспечивает минимальное значение зазора в средней, чаще используемой и больше изнашиваемой в эксплуатации зоне. При повороте сектора в обе стороны от среднего положения зазор в зацеплении постепенно возрастает. Регулировка зацепления червяка с сектором обеспечивается изменением толщины шайбы. Для того чтобы не нарушать первоначальной приработки при сборке и регулировке рулевого механизма, следует совмещать метки на червяке и секторе у второго зуба.

Рис. 6.10. Рулевой механизм автомобиля Урал-4320:
1 — картер; 2 — роликовый подшипник

Рис. 6.11. Схема гидравлической системы рулевого управления автомобиля Урал-4320:
1 — рулевой механизм; 2, 3, 8, 9 — маслопроводы высокого давления; 4 — цилиндр усилителя; 5 — поворотный рычаг; 6 — сливной маслопровод; 7 — бачок; 10 — кран управления цилиндром грузоподъемника; 11 — рукоятка; 12 — маслопровод высокого давления; 13 — маслопровод низкого давления; 14 — цилиндр гидроподъемника запасного колеса; 15 — насос; 16 — распределительное устройство; а — включен гидроподъемник; б — включен гидравлический усилитель

Смещение червяка в сторону от бокового сектора ограничивается упорным штифтом, установленным в картере.

На конических шлицах вала сектора гайкой крепится сошка рулевого механизма. Выход вала герметизирован уплотнением с замковым кольцом.

Вал рулевого механизма уплотняется сальниками. На шлицованный конец вала устанавливается втулка карданной передачи. Шлицованное соединение обеспечивает смещение вала с золотником в осевом направлении при работе усилителя.

В картере имеются заправочное и сливное отверстия, закрытые пробками.

Гидравлический усилитель состоит из цилиндра (рис. 6.11), распределительного устройства (клапана управления), насоса с бачком, трубопроводов и шлангов. В систему питания включены также кран управления с рукояткой и цилиндр гидроподъемника запасного колеса.

Распределительное устройство состоит из корпуса с крышкой, золотника, реактивных плунжеров с центрирующими пружинами и деталей крепления. В центральном отверстии корпуса размещен золотник, в периферийных отверстиях установлены реактивные плунжеры с пружинами. В корпусе установлен шариковый перепускной клапан, обеспечивающий перетекание масла из полостей цилиндров при управлении автомобилем с неработающим усилителем.

Рис. 6.12. Цилиндр гидравлического усилителя:
1 — наконечник; 2,6 — уплотнительные кольца; 3, И — гайки; 4 — цилиндр; 1 — поршень; 7 — опорное кольцо; 8—манжета; 9 — нажимное кольцо; 10, 13 — хомуты; 12 — чехол; 14 — болт; 15 — наконечник штока

На валу рулевого механизма установлены упорные шариковые подшипники, между внутренними обоймами которых гайкой закреплен золотник с подвижными кольцами. Подвижные кольца соприкасаются с торцевыми‘поверхностями плунжеров, выступающими из корпуса распределительного устройства под воздействием пружины.

Таким образом, вал с червяком и золотником может перемещаться по направлению продольной оси, смещая плунжеры и сжимая пружины до тех пор, пока подвижные кольца не соприкоснутся с торцевыми поверхностями корпуса.

Корпус распределительного устройства закрыт крышкой с уплотнительным устройством. При установке крышки гарантируется смещение вала в направлении продольной оси в пределах 2,08…2,2 мм.

Цилиндр гидравлического усилителя размещен у правого переднего колеса и крепится шарниром к переднему кронштейну рессоры. Поршень цилиндра штоком с шарниром соединен с поворотным рычагом правого переднего колеса. Размещение цилиндра у колеса улучшает защищенность рулевого управления от ударных нагрузок.

На цилиндр навернут и зафиксирован гайкой наконечник с шарниром. Поршень 5 крепится на штоке гайкой. Герметизация штока обеспечивается комбинированным уплотнением, состоящим из уплотнительных, опорных и нажимного колец. В эксплуатации уплотнение при появлении течей подтягивается гайкой.

Шток закрыт гофрированным чехлом, закрепленным хомутами. Изменение длины штока при регулировке рулевого привода обеспечивается поворотом наконечника, болт стопорит наконечник.

Насос гидравлического усилителя в основном аналогичен по конструкции насосу автомобиля КамА.3-5320. В связи с включением в систему гидроподъемника запасного колеса в бачке насоса установлена дополнительная сливная трубка.

Рис. 6.13. Кран управления гидроподъемником:
1 — возвратная пружина; 2 — фиксатор; 3 — прокладка; 4 — корпус; 5 — перепускной клапан; 6 — шарик; 7 — пружина; 8 — направляющая пружина; 9 — седло клапана; 10— регулировочные шайбы; 11 — пробка крана; 12 — уплотнительное кольцо; 13 — крышка! 14 — рычаг

Гидроподъемник запасного колеса обеспечивает подъем и плавное опускание запасного колеса.

Гидроподъемник состоит из крана управления с рукояткой и цилиндра. Кран управления крепится на правом лонжероне рамы и состоит из корпуса с крышкой, пробки крана с рычагом и возвратной пружиной. В корпусе установлен шариковый предохранительный клапан, отрегулированный на давление 5000…6000 кПа (50…60 кгс/см2). Возвратная пружина удерживает и возвращает пробку крана 11 при отпускании рукоятки в положение включения гидроусилителя рулевого управления.

Рукоятка крана установлена снаружи на полу кабины. Цилиндр гидроподъемника закреплен на правом лонжероне рамы с помощью кронштейна и пальца. Шток поршня соединен с держателем запасного колеса.

Привод рулевого управления состоит из сошки, продольной рулевой тяги, поперечной тяги (тяги рулевой трапеции), рычагов рулевой трапеции и рычага цилиндра усилителя.

Сошка устанавливается на конические шлицы вала бокового сектора и крепится гайкой. Гайка стопорится шплинтом.

В наконечниках тяг устанавливаются палец со сферической головкой, вкладыши, обоймы, пружины.

Пружина обеспечивает постоянный контакт пальца с вкладышами, компенсацию их износов в процессе эксплуатации и прижимается крышкой, стопорящейся кольцом. Внутренняя пОлость шарнира уплотнена накладками, уплотнительным кольцом и защитной муфтой.

Шарниры продольной и поперечной тяг и цилиндра гидравлического усилителя рулевого управления взаимозаменяемые и регу. лировки в эксплуатации не требуют. Смазка шарниров обеспечивается через масленки.

Рис. 6.14. Цилиндр гидроподъемника запасного колеса:
1 — наконечник цилиндра; 2,6 — штуцеры; 3 — гайка; 4 — цилиндр; 5 — поршень; 7 — уплотпительное кольцо; 8— наконечник штока; 9 —пылезащитное кольцо; 10 — кольцо; И, 12— уплотнительные кольца

Рис. 6.15. Шарнир рулевого привода:
1 — палсд; 2 — наконечник; 3 — масленка; 4 — пружина; 5 — крышка; б—стопорное кольцо; 7 — уплотпительное кольцо; 8 — обойма пружины; 9, 10 — вкладыши; 11— накладка; 12 — аащитная муфта; 13 — шайба

Работа рулевого управления автомобиля Урал-4320 во многом аналогична работе рулевого управления автомобиля КамАЗ-5320, описанной ранее, и поэтому в дальнейшем рассмотрены только ее особенности, связанные с конструктивными отличиями рулевого управления автомобиля Урал-4320.

При работе двигателя насос заполняет полости цилиндра. Излишек масла циркулирует по контуру: насос — кран — распределитель — бачок. Часть потока масла при открытом перепускном клапане циркулирует в насосе.

В процессе поворота рулевого колеса усилия через карданную передачу и ее шлицованную втулку передаются на вал рулевого механизма. При повороте вала червяк вначале скользит по зубьям неподвижного сектора, связанного с управляемыми колесами и поршнем цилиндра. Поэтому червяк, вал с закрепленным на нем гайкой золотником будут смещаться в продольном направлении в подшипнике и шлицованной втулке карданной передачи. Со смещением золотника относительно корпуса сдвигаются плунжеры, сжимаются пружины и изменяются сечения щелей нагнетания и слива в распределительном устройстве.

Разность давлений масла в полостях цилиндра создает силу, способную преодолеть сопротивление повороту колес; поршень цилиндра начнет перемещаться, обеспечивая поворот колес и через привод сектора рулевого механизма. Непрерывное смещение золотника при вращении рулевого колеса поддерживает давление масла в рабочей полости цилиндра, обеспечивая движение поршня и поворот колес. Давление масла на торцы реактивных плунжеров совместно с пружинами создает на рулевом колесе ощущение силы сопротивления повороту колес.

При остановке рулевого колеса управляемые колеса остановятся после того, как поршень через рулевой привод, поворачивая сектор совместно с усилиями плунжеров и пружин, сместит вал с червяком и золотником к его среднему положению, т. е. уменьшит давление масла в рабочей полости. При этом поршень, управляемые колеса и сектор остановятся.

Если рулевое колесо будет остановлено в промежуточном положении, то в рабочей полости сохранится некоторое давление масла, препятствующее действию стабилизирующих моментов колес.

Освобождение рулевого колеса после поворота приведет к тому, что реактивные плунжеры и сжатые пружины сдвинут вал с червяком и золотником в среднее положение и будут удерживать их. Давление масла в рабочей полости снизится, управляемые колеса и поршень под действием стабилизирующих моментов (от бокового и продольного наклона шкворней и эластичности шин) автоматически будут возвращаться к среднему положению. При перемещении поршня жидкость будет вытесняться из цилиндра в сливную магистраль.

В случае отказа усилителя, например при остановке двигателя, сохраняется возможность управления автомобилем только усилиями водителя. При этом после упора колец в корпус распределительного устройства вал 6 будет вращаться относительно неподвижного золотника в подшипниках. Перепускной клапан 31 обеспечивает перетекание жидкости по полостям цилиндра, т. е. уменьшает сопротивление цилиндра усилителя при повороте колес.

Для опускания запасного колеса достаточно вывести защелку держателя из зацепления, и оно будет опускаться под действием собственного веса, вытесняя масло в бачок по трубопроводу, вне зависимости от того, работает или не работает гидравлический усилитель.

Перед подъемом колеса необходимо пустить двигатель, повернуть на себя и удерживать рукоятку крана (нефиксированное положение). При повороте пробки крана насос соединяется с рабочей полостью цилиндра, что обеспечит подъем колеса. После срабатывания защелки фиксатора в верхнем положении колеса следует отпустить рукоятку. Пружина возвратит пробку крана в исходное положение, т. е. отключит рабочую полость и соединит насос с гидравлическим усилителем.

Если этого не произойдет, то клапан крана при давлении масла 5000…6000 кПа (50…60 кгс/см2) откроется и предохранит насос от перегрузки. В этом случае установить пробку крана в исходное положение воздействием на рычаг и устранить причину задержки. Эксплуатация автомобиля даже с частично недовернутой пробкой недопустима.