5.2. Насос гидроусилителя руля. Силовой цилиндр. Устройство

Насос шестерённого типа НШ 32У-2 гидроусилителя руля с клапаном расхода и давления состоит из корпуса 7 (рис.82) и размещённых в нём двух шестерён: ведущей 10 и ведомой 8, вращающихся во втулках. Эти втулки обеспечивают одновременно торцевое уплотнение шестерён. Привод насоса осуществляется от коленчатого вала посредством клиновых ремней. Регулировка натяжения ремней осуществляется натяжным устройством, состоящим из неподвижного кронштейна 6 (рис.83) и регулировочного винта 7 с контргайкой 8.
Клапан расхода и давления работает следующим образом. Рабочая жидкость из насоса под давлением поступает в вертикальный канал А далее по горизонтальному каналу Б через центральное отверстие 10 в жиклёре 11 к распределителю рулевого механизма. Так как скорость в центральном отверстии 10 жиклёра 11 выше, чем в канале Б из-за разности проходных сечений, давление в полости Г, соединённой с центральным отверстием, будет ниже, чем в канале Б а, следовательно, ниже, чем в вертикальном канале А. С увеличением частоты вращения шестерен насоса разность давлений в полости Г и канале А возрастает и при подаче насоса свыше 31-35л/мин плунжер 5 перемещается вправо, сжимая пружину 8. В этом случае рабочая жидкость частично из вертикального канала А поступает в полость слива Д и по трубке 4 (см.рис.83) возвращается во всасывающий патрубок 9 насоса. Таким образом, независимо от частоты вращения насоса расход рабочей жидкости через распределитель будет составлять не более 31-35л/мин.

При увеличении давления в каналах А и Б и полости Г (рис.84) до 95-110кгс/см 2 шарик 4 отрывается от седла, сжимая пружину 8. Рабочая жидкость из полости Г по дроссельному каналу 6 пробки 7 через радиальное отверстие 2 в плунжере поступает в полость слива Д и по трубке на слив. Так как проходное сечение дроссельных каналов 9 и 6 отличаются незначительно, давление в полости Г практически не повышается. Повышение давления в канале А вызывает перемещение плунжера 5 вправо, в результате чего рабочая жидкость из канала поступает в полость слива Д и по трубке 1 во всасывающий патрубок насоса. Таким образом, система гидроусилителя руля предохраняется от перегрузки.

Устройство силового цилиндра показано на рис.85. Рабочая жидкость из полости А масляного бака (рис.86) через всасывающий патрубок 11 поступает к насосу гидроусилителя руля. Одновременно от распределителя рабочая жидкость поступает в масляный бак сначала в полость Б, в затем через фильтрующий элемент 10 в полость А.
При засорении фильтра давление в полости Б повышается, в результате чего пластина предохранительного клапана 9 приподнимается, сжимая пружину 8, и рабочая жидкость начинает поступать в полость А через открывшийся клапан.

5.1. Рулевое управление. Устройство. Рулевой механизм с встроенным распределителем.

Рулевое управление включает в себя рулевой механизм 10 (рис.78) с встроенным распределителем, колонку 2, рулевое колесо 1, силовой цилиндр 9, насос 3, масляный бак 4, а также шланги.

Рулевой механизм с встроенным распределителем. Рулевой механизм (рис.79) состоит из винта 2 и шариковой гайки-рейки 4, находящихся в зацеплении с зубчатым сектором 8. Полукруглые резьбовые канавки на винте 2 и гайке-рейке 4 образуют спиральный канал, который заполняется при сборке руля шариками высокой точности 5. Комплектность деталей, принятую при заводской сборке (винт, гайка-рейка, шарики), нарушать не разрешается.
Зубчатый сектор 8 установлен в подшипниках скольжения 13, запрессованных в эксцентричные втулки 12 с рядом отверстий 11 на торцах. Ось наружной поверхности втулок 12 смещена относительно оси отверстия подшипников 13 на величину эксцентриситета «h», что даёт возможность регулировать зубчатое зацепление поворотом втулок 12. Регулировка натяга подшипников 1 осуществляется с помощью прокладок 9.
Распределитель гидроусилителя руля — золотникового типа, встроен в рулевой механизм. В корпусе 6 (рис.80) золотника 26 имеются три кольцевых расточки C, E, D. Средняя расточка Е соединяется с каналом В для подвода рабочей жидкости от насоса, а крайние С и D — с каналам А для отвода жидкости на слив. В трёх реактивных камерах корпуса 6 свободно с возможностью осевого перемещения размещены плунжеры 25.
В центральном отверстии корпуса установлен золотник 26, закреплённый упорными подшипниками 4 и 11 на втулке 12, которая шлицами соединена без бокового зазора с винтом 28 рулевого механизма с возможностью осевого
перемещения, а винтовым соединением с входным валом 18. Шлицевое соединение вала 18 и винта 28 выполнено с зазором. Зазор выбирают из условия обеспечения полного хода золотника. Кроме того, входной вал 18 соединён торсионом 20 с винтом 28 рулевого механизма. В канал средней расточки Е ввёрнут обратный клапан 7.

При прямолинейном движении автомобиля золотник (рис.80,1) занимает нейтральное положение и рабочая жидкость от насоса 18 поступает к средней расточке Е (см.рис.80) корпуса золотника по маслопроводу 11 (см.рис.81,1) и через крайние расточки С и D(см.рис.80) на слив по маслопроводу 13 (см.рис.81,1), заполняя при этом реактивные камеры между плунжерами 6 и через каналы К и F (см.рис.80) в корпусе по трубопроводам 8 и 12 (см.рис.81,1) полости силового цилиндра 17.
При повороте рулевого колеса против часовой стрелки и, следовательно, входного вала 1 (рис.81,ΙΙ) благодаря винтовому соединению втулка с закреплённым на ней золотником 5 по шлицам вала 7 перемещается в осевом направлении вверх. В начальный момент смещения, когда давление в системе незначительно, усилие на рулевом колесе в основном создаётся торсионом 2, который непосредственно воздействует на вал 1. Винтовое соединение при этом перемещает золотник и практически не нагружается. При смещении золотника, величина которого ограничена зазорам, в шлицевом соединении, прекращается доступ рабочей жидкости к кольцевой расточке С (см.рис.80). Рабочая жидкость от насоса подаётся к средней расточке Е, в затем через канал К в корпусе и трубопровод 12 (см.рис.81.ІІ) поступает в подпоршневую полость силового цилиндра 17, в результате его поршень 19 со штоком 16 перемещается, поворачивается по часовой стрелке вал сектора с сошкой 4, и через продольную тягу 15 поворачивает управляемые колёса влево. Из штоковой полости силового цилиндра рабочая жидкость по маслопроводу 8 и каналу Г (см.рис.80) в корпусе поступает в кольцевую расточку D и далее по маслопроводу 13 (см.рис.81,ΙΙ) в масляный бак 10.
При повороте рулевого колеса по часовой стрелке втулка 3 (см.рис.81.ΙΙΙ) с золотником 5 перемещается вниз. Подвод рабочей жидкости к кольцевой расточке D (см.рис.80) прекращается. Рабочая жидкость от насоса поступает в среднюю расточку Е в далее по каналу F и маслопроводу 8 (см.рис.81.ΙΙΙ) в штоковую полость цилиндра. Поршень со штоком перемещается, поворачивая против часовой стрелки сошку 14, и через продольную тягу поворачивает управляемые колёса вправо. Из подпоршневой полости цилиндра рабочая жидкость по маслопроводу 12 и каналу К (см.рис.80) в корпусе поступает в кольцевую расточку С и далее по маслопроводу 13 (см.рис.81.ΙΙΙ) в маслянный бак.
При увеличении момента сопротивления повороту управляемых колёс увеличивается давление рабочей жидкости в системе и, следовательно, в реактивных камерах, что вызывает пропорциональное увеличение усилия на рулевом колесе. Таким образом, у водителя создаётся «чувство дороги». При снятии усилия с рулевого колеса, торсион 2 и плунжеры 6 возвращают золотник в нейтральное положение.
При неработающем насосе или недостаточной эффективности гидроусилителя выбирается зазор «n» в шлицевом соединении вала 1 с валом 7 и усилие от рулевого колеса передаётся как в ручном управлении без усилителя. При этом обратный клапан 9 перепускает рабочую жидкость из одной полости силового цилиндра в другую.

Устройство усилителя автомобиля маз

Рулевое управление включает в себя рулевой механизм 10 (рис. 1) с встроенным распределителем, колонку 2, рулевое колесо 1, силовой цилиндр 9, насос 3, масляный бак 4, а также шланги.

Для диагностирования работы гидросистемы рулевого управления нужно помнить следующее:

— при прохождении нейтрального положения золотником (поворот рулевого колеса влево — вправо от среднего положения) и температуре рабочей жидкости (50± 5)°С давление в напорной магистрали не должно превышать 0,3 МПа (3 кгс/см 2 );

— при частоте вращения коленчатого вала 1500 мин 1 и крайнем (левом или правом) положении управляемых колес максимальное давление в напорной магистрали не должно превышать 11 МПа (110 кгс/см 2 ).

Ось наружной поверхности вкладышей 12 смещена относительно оси отверстия подшипников 13 на величину эксцентриситета «h», что дает возможность регулировать зубчатое зацепление поворотом вкладышей 12.

Регулировка натяга подшипников 1 осуществляется с помощью прокладок 9.

Рулевой механизм со встроенным распределителем и клапаном ограничения давления рабочей жидкости показан на рис. 2.

На автомобилях возможна установка рулевого механизма (рис. 3).

Распределитель гидроусилителя руля — золотникового типа, встроен в рулевой механизм.

В корпусе 6 (рис. 4) золотника имеется три кольцевые расточки C, E, D.

Средняя кольцевая расточка Е соединена с каналом «В» для подвода рабочей жидкости от насоса, а крайние С и D — с каналом А для отвода жидкости на слив.

В трех реактивных камерах корпуса б золотника свободно, с возможностью осевого перемещения, размещены плунжеры 25.

В центральном отверстии корпуса установлен золотник 26, закрепленный упорными подшипниками 4 и 11 на втулке 12, которая шлицами соединена без бокового зазора с винтом 28 рулевого механизма с возможностью осевого перемещения, а винтовым соединением с входным валом 18.

Шлицевое соединение входного вала 18 и винта 28 выполнено с зазором n.

Зазор выбирают из условия обеспечения полного хода золотника.

Кроме того, входной вал 18 соединен торсионом 20 с винтом 28 рулевого механизма.

В канал средней кольцевой расточки Е ввернут обратный клапан 7.

Работает гидроусилитель руля следующим образом.

При прямолинейном движении автомобиля золотник 5 (рис. 5) занимает нейтральное положение и рабочая жидкость от насоса 18 поступает к средней кольцевой расточке Е (см. рис. 4) корпуса золотника по маслопроводу 11 (см. рис. 5) и через крайние расточки С и D (см. рис. 4) — на слив по маслопроводу 13 (см. рис. 5), заполняя при этом реактивные камеры между плунжерами 6 и через каналы К и Г (см. рис. 4) в корпусе по маслопроводам 8 (см.рис. 5) и 12 — полости силового цилиндра 17.

При повороте рулевого колеса против часовой стрелки и, следовательно входного вала 1, благодаря винтовому соединению втулка 3 с закрепленным на ней золотником 5, по шлицам вала 7 перемещается в осевом направлении вверх.

В начальный момент смещения, когда давление в системе незначительно, усилие на рулевом колесе в основном создается торсионом 2, который непосредственно воздействует на входной вал 1.

Винтовое соединение при этом перемещает золотник и практически не нагружается.

При смещении золотника, величина которого ограничена зазором n в шлицевом соединении, прекращается доступ рабочей жидкости к кольцевой расточке С (см. рис. 4).

Рабочая жидкость от насоса подается к средней расточке Е, а затем через канал К в корпусе и маслопровод 12 (см. рис. 5) поступает в подпоршневую полость силового цилиндра 17, в результате чего поршень 19 со штоком 16 перемещаются, поворачивая по часовой стрелке вал сектора с рулевой сошкой 14, и через рулевую продольную тягу 15 поворачивает управляемые колеса влево.

Из штоковой полости силового цилиндра рабочая жидкость по маслопроводу 8 и каналу Е (см. рис. 4) в корпусе поступает в кольцевую расточку D и далее по маслопроводу 13 (см. рис. 5) в масляный бачок 10.

При повороте рулевого колеса по часовой стрелке втулка 3 с золотником 5 перемещается вниз.

Подвод рабочей жидкости к кольцевой расточке D (см. рис. 4) прекращается.

Рабочая жидкость от насоса поступает в среднюю расточку Е и далее по каналу F и маслопроводу 8 (см. рис. 5) в штоковую полость цилиндра.

Поршень со штоком перемещаются, поворачивая против часовой стрелки рулевую сошку 14, и через продольную тягу поворачивает управляемые колеса вправо.

Из подпоршневой полости цилиндра рабочая жидкость по маслопроводу 12 и каналу К (см. рис. 4) в корпусе поступает в кольцевую расточку С и далее по маслопроводу 13 (см. рис. 5) в масляный бак.

При увеличении момента сопротивления повороту управляемых колеc увеличивается давление рабочей жидкости в системе и, следовательно, в реактивных камерах, что вызывает пропорциональное увеличение усилия на рулевом колесе.

Таким образом, у водителя создается «чувство дороги».

При снятии усилия с рулевого колеса торсион 2 и плунжеры 6 возвращают золотник в нейтральное положение.

При неработающем насосе или недостаточной эффективности гидроусилителя выбирается зазор n в шлицевом соединении входного вала 1 с валом 7 и усилие от рулевого колеса передается как в рулевом управлении без усилителя.

При этом обратный клапан 9 перепускает рабочую жидкость из одной полости силового цилиндра в другую.

Возможные неисправности рулевого управления и методы их устранения

Неисправность Методы устранения

Повышенное усилие на рулевом колесе при правом и левом повороте:

Пониженный уровень масла в бачке — Открыть бачок и при работающем двигателе наполнить его маслом минимум до верхней отметки на щупе. Проверить систему на герметичность и в случае необходимости устранить повреждения

В гидравлической системе имеется воздух — Проверить всасывающий патрубок и уплотнение вала насоса на герметичность. Удалить воздух из гидравлической системы рулевого управления и долить масло

Повреждено уплотнение поршня силового цилиндра — Заменить уплотнение поршня силового цилиндра и при необходимости подтянуть гайку крепления поршня на штоке

Нарушена работоспособность клапана расхода и давления насоса (попадание посторонних частиц под шарик или между плунжером и корпусом клапана расхода и давления) — Извлечь подпружиненный плунжер из насоса, разобрать, промыть и проверить. Подклинивание плунжера в корпусе насоса не допускается

Не возвращается плунжер клапана ограничения давления после поворота управляемых колес в крайнее левое или правое положение — Снять клапан ограничения давления промыть, очистить, устранить подклинившие плунжера

Плохая управляемость автомобиля при движении прямо:

Пониженный уровень масла в бачке — Заполнить бачок маслом до верхней метки, при заведенном двигателе

При нормальном уровне масла, воздух попадает в систему — Устранить подсос воздуха и прокачать гидросистему

Ослаблено крепление самого рулевого механизма или ослаблено крепление стремянок рессор — Проверить и устранить неисправность

Нарушено схождение колес — Отрегулировать схождение

Повышенный люфт вала рулевого механизма — Отрегулировать натяг подшипников винта и зазор в зацеплении

Радиальный люфт в карданном вале рулевой колонки — Заменить карданный вал

Большое усилие на рулевом колесе при повышенных скоростях вращения:

Нарушена работоспособность клапана расхода и давления — Извлечь плунжер из насоса, разобрать, промыть и проверить

Насос не обеспечивает достаточную подачу масла из-за износа деталей — Заменить насос

Вибрация на рулевом колесе в движении:

Неуравновешенность управляемых колес или тормозных барабанов — Отбалансировать или заменить управляемые колеса и тормозные барабаны

Самопроизвольный поворот управляемых колес в крайнее положение:

Входной вал и втулка привода золотника соединены неправильно — Снять распределитель и правильно соединить входной вал с втулкой привода золотника

Повышенный шум при работе насоса:

Пониженный уровень масла в бачке

Воздух в масле — Наполнить бачок маслом

Проверить всасывающий патрубок и уплотнение вала насоса на герметичность.

Удалить воздух из гидросистемы рулевого управления и долить масло