50.Гидроусилитель рулевого управления автомобиля маз: назначение, схе­ма, устройство, работа, следящее действие.

На рисунке изображен рулевой механизм типа винт — гай­ка и рейка —сектор автомобиля ЗИЛ-431410. Вал рулевого меха­низма установлен в шариковых подшипниках 75 и имеет на конце винт 12. На винте закреплена шариковая гайка 14, входящая в поршень — рейку 10. При повороте рулевого вала поршень — рей­ка перемещается вдоль его оси. Осевое перемещение поршня-рейки, имеющей на наружной поверхности зубья, вызывает пово­рот зубчатого сектора 23, установленного на валу сошки. Сошка 24 через рулевой привод осуществляет поворот передних колес.

В гайке 14 и винте 12 выполнены полукруглые винтовые канав­ки, в которых свободно перекатываются шарики 13. Чтобы шари­ки не выпадали из винтовых канавок, в пазы гайки вставлены штампованные направляющие, представляющие собой замкнутый желоб. Поворот винта вызывает перекатывание шариков по жело­бу. При этом они выходят с одной стороны гайки и возвращаются в нее с противоположной стороны. Наличие шариков значительно облегчает поворот рулевого механизма.

Реечные рулевые механизмы все чаще применяют в автомобилестроении. Их преимущества: простота и компактность конст­рукции, наименьшая стоимость по сравнению с другими рулевы­ми механизмами и высокий КПД (0,9...0,95).

51 Смазочная система

Смазочной называется система, обеспечивающая подачу масла к трущимся деталям двигателя. Смазочная система служит для уменьшения трения и износа деталей двигателя, охлаждения и коррозионной зашиты трущихся деталей и удаления с их поверх­ностей продуктов износа.

В двигателях автомобилей применяется комбинированная сма­зочная система различных типов (рис. 2.23).

Комбинированной называется смазочная система, осуществля­ющая смазку деталей двигателя под давлением и разбрызгивани­ем. Давление создается масляным насосом, а разбрызгивают масло коленчатый вал и другие быстровращающиеся детали двигате­лей.

Под давлением смазываются наиболее нагруженные трущиеся детали двигателей — коренные и шатунные подшипники колен­чатого вала, опорные подшипники распределительного вала, под­шипники вала привода масляного насоса и др. Разбрызгиванием смазываются стенки цилиндров, поршни, поршневые кольца и пальцы, детали газораспределительного механизма, его цепного или шестеренчатого привода и другие детали двигателей. В двига­телях со смазочной системой без масляного радиатора охлажде­ние масла, которое нагревается в процессе работы, происходит в основном в масляном поддоне.

При наличии в смазочной системе масляного радиатора ох­лаждение масла осуществляется и в масляном поддоне, и в мас­ляном радиаторе, который включается в работу при длительном движении автомобиля с высокими скоростями и при эксплуата­ции автомобилей летом. В смазочной системе с открытой вентиля­цией картера двигателя картерные газы, состоящие из горючей смеси и продуктов сгорания, удаляются в окружающую среду. При закрытой вентиляции картера двигателя картерные газы прину­дительно удаляются в цилиндры двигателя на догорание, что пред­отвращает попадание газов в салон кузова автомобиля и умень­шает выброс ядовитых веществ в окружающую среду.

Для смазки двигателей автомобилей применяют специальные моторные масла минерального происхождения, которые получа­ют из нефти, а также синтетические. Марки моторных масел весь­ма разнообразны. Их основными свойствами являются вязкость, маслянистость и чистота (отсутствие механических примесей и кислот). Вязкость характеризует чистоту масла, его текучесть и способность проникать в зазоры между трущимися деталями. Для повышения качества моторных ма­сел к ним добавляют специальные присадки, повышающие сма­зывающие свойства масе л.

Максимальное давление масла, создавае­мое насосом, ограничивается редукционным клапаном, установ­ленным в масляном насосе. При засорении фильтра масло посту­пает в главную масляную магистраль, минуя фильтр, через пере­пускной клапан, который установлен в фильтре. От коренных под­шипников масло через внутренние каналы коленчатого вала по­дается к шатунным подшипникам и от них через отверстия в ниж­них головках шатунов разбрызгивается на стенки цилиндров. Порш­невые кольца и поршневые пальцы смазываются маслом, снима­емым со стенок цилиндров, и масляным «туманом», находящим­ся внутри двигателя. Масляный насос подает масло под давлением к трущимся по­верхностям деталей двигателя. На двигателях применяют масля­ные насосы шестеренчатого типа с установленным в насосе ре­дукционным клапаном, отрегулированным на давление 0,45 МПа и не подлежащим регулировке в процессе эксплуатации

2 Вентиляция картера двигателя

Автомобили выделяют в окружающую среду много ядовитых веществ, из которых 65 % содержат отработавшие газы, 20 % — картерные газы и 15 % — пары топлива.

Вентиляция картера двигателя и ее тип существенно влияют на количество выделяемых в окружающую среду токсичных веществ.

Вентиляция картера двигателя предназначена для удаления картерных газов (состоящих из горю­чей смеси и продуктов сгорания), которые разжижают масло и обра­зуют смолистые вещества и кисло­ты. Кроме того, картерные газы по­вышают давление в картере двига­теля и вызывают утечку масла че­рез уплотнения. На автомобилях система вентиляции картера дви­гателя чаще закрытого типа. Она обеспечивает за счет вакуума во впускном трубопроводе принуди­тельное удаление картерных газов в цилиндры двигателя на догора­ние. В результате предотвращается попадание картерных газов в салон кузова автомобиля и уменьшается выброс ядовитых веществ в окру­жающую среду.При работе двигателя (рис. 2.29) картерные газы отсасываются через маслоотделитель 7 и шланг 6 в вы­тяжной коллектор 4 воздушного фильтра 3. Из вытяжного коллектора при холостом ходе и малых нагрузках двигателя газы поступают через шланг 2 и золотник / под дроссельные заслонки карбюратора. При остальных режимах работы двигателя картерные газы поступают в карбюратор через воздушный фильтр 3. В маслоотделителе 7из газов выделяется мас­ло, которое по трубке 8 стекает в масляный поддон. Пламегаси­тель 5 исключает проникновение пламени в картер двигателя при вспышках.

52

Современные механические транс­миссии надежны в работе и имеют сравнительно высокие к. п. д. (0,85— 0,95). Однако одним из недостатков их является разрыв потока мощ­ности от двигателя при переклю­чении передач, вызывающий замед­ление движения, что снижает интен­сивность разгона и ухудшает прохо­димость автомобиля. Наряду с этим правильность выбора момента пере­ключения передач в зависимости от условий движения во многом зави­сит от квалификации водителя, а по­этому выбор момента переключения передач не всегда близок к наиболее выгодным режимам работы двигате­ля, что существенно снижает срок службы автомобилей и автобусов и ухудшает их экономичность. Значи­тельное же число переключений пе­редач в городских условиях движе­ния вызывает сильное утомление водителя. Для устранения этих не­достатков на автобусах ЛиАЗ применяют гидромеханические передачи, уста­навливаемые вместо сцепления и ко­робки передач. При наличии гидро­механической передачи скорость дви­жения автомобиля управляется лишь педалью управления дроссельной заслонкой и при необходимости пе­далью тормоза.

Гидромеханическая передача сос­тоит из двух основных частей: гидромеханического трансформатора и двухступенча­той коробки передач, действующей автоматически в зависимости от из­менения скоростного и нагрузочного режимов работы автомобиля.

Включаемый между двигателем и трансмиссией автомобиля гидро­трансформатор представляет собой гидравлический механизм, обеспечи­вающий автоматическое изменение передаваемого от двигателя крутя­щего момента в соответствии с изме­нениями нагрузки на ведомом валу коробки передач. В гидротрансфор­маторе имеются три рабочих колеса с криволинейными лопатками: вращающееся на­сосное, турбинное и колесо-реактор. Насосное колесо соеди­нено с корпусом (ротором) гидро­трансформатора и через него — с коленчатым валом двигателя. Турбинное колесо свя­зано через ведомый вал с транс­миссией автомобиля.

Колесо-реактор установлено на неподвижном пустотелом валу, закрепленном на картере гидротран­сформатора. Муфта свободного хода позволяет колесу-реактору вра­щаться только в одном направлении попутно с вращением насосного ко­леса. Турбинное колесо, колесо-реактор и насосное колесо уста­новлены внутри корпуса, закреп­ленного на маховике двигателя. Внутренняя часть корпуса является рабочей полостью гидротрансформатора, ко­торая заполняется циркулирующим под давлением маловязким маслом.

Корпус гидротрансформатора в сборе с расположенными в нем рабо­чими колесами помещен на подшип­никах внутри закрытого неподвиж­ного картера, передняя часть которо­го является опорой гидротрансфор­матора при установке его на авто­мобиле или автобусе.

При работе гидротрансформатора масло, нагнетаемое в рабочую по­лость, захватывается лопатками вра­щающегося насосного колеса, от­брасывается центробежной силой вдоль криволинейных лопаток к его наружной окружности и поступает на лопатки турбинного колеса. В ре­зультате создаваемого при этом на­пора масла турбинное колесо приводится в движение вместе с ве­домым валом. Далее масло посту­пает на лопатки колеса-реактора, изменяющего направление потока жидкости, и затем в насосное колесо, непрерывно циркулируя по замкнутому кругу рабочей полости и участвуя в общем вращении с колесами гидротрансформатора, как указано стрелками. От давления масла, приложенного к турбинному колесу, заклинивается муфта свобод­ного хода, благодаря чему колесо-реактор становится неподвижным.

Наличие неподвижного колеса-реактора (лопатки которого рас­положены так, что они изменяют направление проходящего через него потока жидкости) способствует воз­никновению на лопатках реактора реактивного момента, воздействую­щего через жидкость на лопатки турбинного колеса дополнительно к моменту, передаваемому на него от насосного колеса. Следовательно, колесо реактора дает возможность получать на валу турбинного коле­са крутящий момент, отличный от момента, передаваемого двигателем.

Чем медленнее вращается турбин­ное колесо (по сравнению с насос­ным) от приложенной к валу тур­бинного колеса внешней нагрузки, тем значительнее лопатки реактора изменяют направление проходящего через него потока жидкости и тем больший дополнительный момент передается от колеса-реактора тур­бинному колесу, в результате чего увеличивается крутящий момент, передаваемый от его вала на транс­миссию.

Способность гидротрансформато­ра автоматически изменять (транс­формировать) соотношение момен­тов на валах в зависимости от соотношения частоты вращения ве­дущего и ведомого валов, а следо­вательно, и от внешней нагрузки является его основной особенностью. Таким образом, действие гидротран­сформатора подобно действию короб­ки передач с автоматическим изме­нением передаточных чисел.

Но так как диапазон изменения крутящего момента гидротрансфор­матором недостаточен для различных условий движения автомобилей, а также он не обеспечивает получе­ние передачи заднего хода, на авто­мобилях и автобусах гидротранс­форматор обычно устанавливают с механической коробкой передач.

Типичным примером взаимодейст­вия гидротрансформатора и механи­ческой коробки передач является гидромеханическая передача (рис. 14.25) автобуса ЛиАЗ-677М. Переда­ча состоит из гидротрансформатора А, корпус 3 которого через приводной вал 1 соединяется с коленча­тым валом двигателя и механической двухступенчатой коробкой передач Б с автоматическим управлением. По­нижающая передача коробки имеет передаточное число 1,79, задний ход—1,71.

Коробка передач представляет собой зубчатый двух­ступенчатый редуктор с расположен­ным в нем ведущим 7, ведомым 13 и промежуточным 16 валами.

Ведущий вал 7 установлен на двух шарикоподшипниках и про­ходит через опору 20, на которой установлено колесо-реактор 5 с муф­той свободного хода. На шлицах переднего конца вала крепится тур­бинное колесо 4, приводящее вал во вращение. На заднем конце вала 7 установлена шестерня 8 привода промежуточного вала и расположен двойной фрикцион В типа много­дискового сцепления с передними дисками 9 и задними 10. Передние фрикционные диски служат для включения прямой, а задние — для включения понижающей передачи.

Промежуточный вал 16 установлен на двух подшипниках качения. На нем жестко закреплены зубчатое колесо 19 привода вала и ведущие колеса 18 передачи пе­реднего и 15 заднего ходов. В зацеплении с последним находится шестерня 14.

Ведомый вал 13 изготовлен за одно целое со ступицей муфты 11. На переднем конце вала установ­лены фрикционные диски 10. В сред­ней части вала на подшипниках скольжения установлены ведомая шестерня 17 передачи переднего хода и ведомая шестерня 12 переда­чи заднего хода с зубчатыми полу­муфтами.

При работе двигателя через гидро­трансформатор (насосное и тур­бинное колеса, колесо-реактор) крутящий момент передается на вал 7 коробки передач.

На понижающей переда­че замкнуты передние диски двой­ного фрикциона В, блокирующие шестерню 8 ведущего вала 7. Муфта 11 свободного хода находит­ся в крайнем левом положении и блокирует на ведомом валу шестер­ню 17. При этом крутящий момент от ведущего вала через передние диски 9 фрикциона В, шестерню 8, зубчатые колеса 19, 18, шестерню 17 и муфту 11 передается на ведо­мый вал коробки передач, а от него к ведущим колесам автомобиля.

На прямой передаче замк­нуты задние диски 10 двойного фрикциона В. При этом муфта 11 находится в нейтральном положении. В этом случае в результате фрик­ционного сопряжения ведущий и ве­домый валы жестко соединяются между собой, и крутящий момент передается без изменений.

При передаче заднего хода включаются передние диски 9 двойного фрикциона, муфта 11 пере­водится в крайне правое положение, блокируя шестерню 12 заднего хода. При этом крутящий момент от веду­щего вала через зубчатые колеса 8 и 19 передается на промежу­точный вал 16, а от него — через колесо 15, шестерни 14 и 12 на ведомый вал 13, изменяя при этом при помощи шестерни 14 его направ­ление вращения.

В условиях эксплуатации могут возникать такие режимы работы гид­ромеханических передач, когда гид­ротрансформатор принудительно бло­кируется, т. е. его насосное и тур­бинное колеса жестко соединяются между собой в результате включения фрикциона 2, и он переходит на режим работы гидромуфты, при ко­тором передаваемый момент не изме­няется.

Гидромеханические передачи ука­занных автобусов и автомобилей оснащены электрогидравлической системой автоматического управле­ния коробкой передач, которое осу­ществляется при помощи центробеж­ного регулятора и гидравлического переключателя в зависимости от ско­рости движения и степени нажатия на педаль управления подачей топ­лива.

53. Назначение и типы

Рулевым управлением называется совокупность устройств, осу­ществляющих поворот управляемых колес автомобиля. Рулевое управление служит для изменения и поддержания направления движения автомобиля. Оно в значительной степени обеспечивает безопасность движения автомобиля.

Рулевые управления без усилителя обычно устанавливаются на легковых автомобилях особо малого и малого классов и грузовых малой грузоподъемности, рулевые управления с усилителем — на других автомобилях. При этом значительно облегчается их управление, улучшается маневренность и повышается безопасность дви­жения — при разрыве шины автомобиль можно удержать на за­данной траектории движения.

Конструкция рулевого управления во многом зависит от типа подвески передних колес автомобиля.

2. Рулевой механизм

Рулевым называется механизм, преобразующий вращение ру­левого колеса в поступательное перемещение рулевого привода, вызывающее поворот управляемых колес. Рулевой механизм слу­жит для увеличения усилия водителя, прилагаемого к рулевому колесу за счет передаточного числа рулевого механизма, и пере­дачи его к рулевому приводу. Увеличивать усилие водителя необ­ходимо для облегчения управления автомобилем.

Передаточным числом рулевого механизма называется отноше­ние угла поворота рулевого колеса к углу поворота вала рулевой сошки. Передаточное число рулевого механизма зависит от типа автомобиля и составляет 15... 20 у легковых автомобилей и 20... 25 у грузовых автомобилей и автобусов.

На автомобилях применяются различные типы рулевых меха­низмов. Червячные рулевые механизмы применяются на легковых, грузо­вых автомобилях и автобусах. Наибольшее распространение из них имеют червячно-роликовые рулевые механизмы (рис. 9.5, а), состо ящие из червяка и ролика. Ролики могут быть двух- или трехгребневыми. Двухгребневые ролики применяются в руле­вых механизмах легковых автомобилей, а трехгребневые — грузо­вых автомобилей и автобусов.

Меньшее распространение получили червячно-секторные руле­вые механизмы, применяемые только на грузовых автомобилях. Эти механизмы состоят из цилиндрического червяка и бокового сек­тора со спиральными зубьями.

Винтовые рулевые механизмы используются на тяжелых грузо­вых автомобилях. Из них наибольшее распространение получили винтореечные рулевые механизмы.

Винтореечный рулевой механизм (рис. 9.5, б) включает в себя винт 5, шариковую гайку-рейку 6 и зубчатый сектор 8, изготов­ленный вместе с валом 9 рулевой сошки. В винтореечном меха­низме вращение винта 5 преобразуется в поступательное переме­щение гайки 6, на которой нарезана рейка, находящаяся в зацеп­лении с зубчатым сектором 8 вала рулевой сошки. Для уменьше­ния трения и повышения износостойкости соединение винта с гайкой осуществляется через шарики 7.

Рис. 9.5. Рулевые механизмы:

а — червячно-роликовый; б — винтореечный; в — реечный; / — червяк; 2, 4 и

9 — валы; 3 — ролик; 5 — винт; 6 — шариковая гайка-рейка; 7 — шарик; 8 —

зубчатый сектор; 10 — шестерня; 11 — рейка

КПД винтореечного механизма почти одинаков в обоих на­правлениях и достаточно высокий (0,8...0,85). Поэтому при винтореечном рулевом механизме применяют гидроусилитель руля, который воспринимает толчки и удары, передаваемые на рулевое колесо от неровностей дороги.

Винторычажные рулевые механизмы в настоящее время приме­няются редко, так как имеют низкий КПД и значительный из­нос, который невозможно компенсировать регулировкой.

Зубчатые рулевые механизмы применяются в основном на лег­ковых автомобилях малого и среднего классов. При этом шесте­ренчатые рулевые механизмы, включающие в себя цилиндричес­кие или конические шестерни, используются редко. Наиболее ши­роко применяются реечные рулевые механизмы.

Реечный рулевой механизм (рис. 9.5, в) состоит из шестерни 10 и рейки 11. Вращение шестерни 10, закрепленной на рулевом валу, вызывает перемещение рейки 11, которая выполняет роль попе­речной рулевой тяги.

Реечные рулевые механизмы просты по конструкции, компакт­ны и имеют наименьшую стоимость по сравнению с рулевыми механизмами других типов. Их КПД очень высок, приблизительно одинаков в обоих направлениях и равен 0,9...0,95.

3 Рулевой привод

Рулевым приводом называется система тяг и рычагов, осуществ­ляющая связь управляемых колес автомобиля с рулевым механиз­мом. Рулевой привод служит для передачи усилия от рулевого ме­ханизма к управляемым колесам и для обеспечения правильно­го поворота колес. На автомобилях применяются различные типы рулевых приводов (рис. 9.6). Основной частью рулевого привода является рулевая трапеция.

Рулевой называется трапеция (см. рис. 9.2), образованная попе­речными рулевыми тягами, рычагами поворотных цапф и осью управляемых колес. Основанием трапеции является ось колес, вер­шиной — поперечные тяги 6, 8 и 10, а боковыми сторонами — рычаги 5 и 11 поворотных цапф. Рулевая трапеция служит для ^! поворота управляемых колес на разные углы.

Внутреннее колесо (по отношению к центру поворота автомо­биля) поворачивается на больший угол, чем наружное. Это необ­ходимо, чтобы при повороте автомобиля колеса катились без бо­кового скольжения и с наименьшим сопротивлением. В против­ном случае ухудшится управляемость автомобиля, возрастут рас­ход топлива и износ шин.

Рулевая трапеция может быть передней или задней. Передней является рулевая трапеция, которая располагается перед осью передних управляемых колес (см. рис. 9.2, а), задней — за осью передних управляемых колес (см. рис. 9.2, б).

Применение на автомобилях рулевого привода с передней или задней рулевой трапецией зависит от компоновки автомобиля и его рулевого управления. При этом рулевой привод может быть с неразрезной или разрезной рулевой трапецией. Использование рулевого привода с неразрезной или разрезной трапецией зави­сит от подвески передних управляемых колес автомобиля.

Неразрезной называется рулевая трапеция, имеющая сплошную поперечную рулевую тягу, соединяющую управляемые колеса (см. рис. 9.2, б). Неразрезная рулевая трапеция применяется при зави­симой подвеске передних управляемых колес на грузовых автомо­билях и автобусах. Разрезной называется рулевая трапеция, кото­рая имеет многозвенную поперечную рулевую тягу.