Теоретические сведения

Назначение и принцип действия гидроусилителей.

Усилители рулевого управления служат для облегчения поворота управляемых колес автомобилей. На легковых автомобилях они, кроме того, повышают безопасность движения на высоких скоростях, так как позволяют сохранить прямолинейное движение автомобиля при повреждении пневматической шины.

Гидроусилитель рулевого управления является следящим гидростатическим приводом, обеспечивающим определенную зависимость угла поворота управляемых колес от угла поворота рулевого колеса, причем для поворота управляемых колес используются одновременно давление жидкости, создаваемое насосом, и усилие водителя Схема гидроусилителя представлена на рис. 1. Насос 1 приводится в работу от двигателя автомобиля. Насос выполнен как одно целое со сливным бачком 22. Масло от насоса по маслопроводу 2 подводится к распределителю, состоящему из корпуса 4 и золотника 3. Золотник связан штангой 19 с рулевым механизмом 18 автомобиля, а корпус — штангой 6 с рычагом поворотной цапфы управляемого колеса 7. Распределитель соединен маслопроводами 10 к 11 с двумя полостями силового цилиндра 8. Цилиндр шарнирно закреплен на раме автомобиля. Его поршень 9 через шток может воздействовать на рычаг поворотной цапфы управляемого колеса 7. Маслопровод 17 соединяет распределитель со сливным бачком насоса. Золотник 3 имеет три пояска 13, 20 и 21: В корпусе распределителя выполнены три окна 14—16. К окнам 14 и 16 жидкость подводится от насоса. К окну 15 подключен маслопровод, по которому жидкость сливается в бачок. Между поясками золотника, находящегося в корпусе распределителя, образуются две камеры а и б. В корпусе распределителя, кроме того, имеются еще две реактивные камеры в я г, соединенные с камерами с и б каналами 5. Между шайбами, которые опираются на корпус и золотник распределителя, установлена предварительно сжатая центрирующая пружина 12.

Поршень 9 делит внутренний объем силового цилиндра на две полости А и Б, к которым подведены маслопроводы от камер а и б распределителя. Обе полости цилиндра, все камеры распределителя и маслопроводы заполнены маслом.

При прямолинейном движении автомобиля золотник занимает в корпусе такое положение, при котором все три окна открыты. В дальнейшем это положение будем называть средним. При среднем положении золотника жидкость поступает от насоса через маслопровод 2 в камеры а и б распределителя, откуда по маслопроводу 17 сливается в приемный бачок насоса. Давление жидкости, установившееся в камерах а и б, передается через жидкость в маслопроводах 10 и 11 в полости А и Б силового цилиндра.

Если повернуть рулевое колесо налево, то штанга 19 переместит золотник в осевом направлении, сжимая центрирующую пружину 12. Перемещение золотника в корпусе может быть осуществлено только после того, как осевая сила, действующая на золотник, станет больше, чем сила предварительного сжатия пружины. В результате перемещения золотника камера б будет отключена от сливного маслопровода 17 и через открытое окно 14 соединена только с нагнетательным маслопроводом 2;

Рис. 1. Схема гидроусилителя рулевого управления

одновременно камера а будет отключена от маслопровода 2 закрытым окном 16 и через открытое окно 15 соединена только со сливным маслопроводом. Давление жидкости в камере б и полости Б возрастет соответственно силе сопротивления повороту управляемого колеса 7 и переместит поршень 9. При этом в увеличивающуюся полость Б цилиндра жидкость будет подаваться насосом, а из уменьшающейся полости А жидкость будет вытесняться поршнем в сливной бачок насоса.

Перемещающийся поршень повернет управляемое колесо 7 влево. Одновременно вследствие наличия связи через штангу 6 (обратная связь) корпус распределителя переместится в том же направлении, в котором раньше был смещен золотник. Как только окно 16 откроется, давление жидкости в полости А силового цилиндра уравновесит действие сил на поршень 9, он остановится, а поворот колеса 7 влево прекратится. В полости" Б цилиндра установится давление жидкости, под действием которого управляемое колесо удерживается в повернутом положении. Угол поворота управляемого колеса будет строго соответствовать углу поворота рулевого колеса (следящее действие по, перемещению).

Работа системы при повороте рулевого колеса в другую сторону отличается тем, что роль камер а и б распределителя меняется, а поворот управляемого колеса осуществляется под действием давления в полости А силового цилиндра.

В рулевых управлениях без усилителей увеличение сопротивления повороту управляемых колес сопровождается возрастанием усилия, которое требуется приложить к рулевому колесу. Это создает у водителя «чувство дороги». Для имитации аналогичного ощущения при управлении автомобиля с гидроусилителями в распределителе выполнены реактивные камеры б и г, в каждой из которых давление жидкости такое же, как в камерах а и б.

При повороте автомобиля под действием разности давлений жидкости в реактивных камерах создается осевая сила, действующая на корпус и золотник распределителя. Осевая сила от золотника передается через рулевой механизм на рулевое колесо. Так как давление жидкости в силовом цилиндре и одной из реактивных камер повышается по мере возрастания сопротивления повороту, то соответственно увеличивается усилие, необходимое для поворота рулевого колеса. Таким образом, при гидроусилителе рулевого управления достигается изменение силы на рулевом колесе, создающее у водителя привычное для него «чувство дороги» (следящее действие по силе).

Усилитель рулевого управления может вступать в работу не только под действием сил, передаваемых от рулевого механизма, но и от сил, передаваемых от управляемых колес. Предположим, что от толчка управляемое колесо повернулось на небольшой угол вправо. Вследствие обратной связи колеса 7 через рычаг и штангу 6 с корпусом 4 он смещается относительно неподвижного золотника 3, давление жидкости в камере бив полости Б возрастает, создавая препятствие повороту колеса. Так усилитель рулевого управления удерживает управляемые колеса в положении, соответствующем положению рулевого колеса, например, при внезапном выходе воздуха из шины.

Чтобы исключить возможность включения в работу усилителя под действием незначительных сил со стороны управляемых колес, в распределителе устанавливают центрирующую пружину 12. Когда осевая сила, действующая на распределитель от управляемых колес, меньше силы предварительного сжатия центрирующей пружины, распределитель не включается в работу. Самопроизвольному включению распределителя препятствует также давление жидкости в реактивных камерах.

При прямолинейном движении автомобиля сила на штоке силового цилиндра должна равняться нулю. Так как шток уменьшает активную площадь поршня с одной его стороны, то давление жидкости в полости А должно быть больше, чем в полости Б. Различное давление жидкости в этих полостях создается в результате неодинакового падения давления при движении жидкости через окна 14 и 16 вследствие разной степени их открытия. В рассмотренной схеме усилителя рулевого управления распределитель и силовой цилиндр представляют собой отдельные устройства, размещенные раздельно один от другого и от рулевого механизма. По такой схеме выполнены усилители на автомобилях ГАЗ-66, КАЗ-608. Иногда распределитель соединяют вместе с силовым цилиндром и устанавливают отдельно от рулевого механизма (автомобиль МАЗ-5335). В автомобиле ЗИЛ-130 силовой цилиндр, распределитель и рулевой механизм объединены в один блок.

Рулевые усилители классифицируются по:

- виду применяемого рабочего тела (гидравлические, пневматические);

-компоновке элементов распределителя, гидроцилиндра, рулевого механизма (всё в одном агрегате, всё отдельно, рулевой механизм отдельно распределитель и силовой цилиндр вместе, силовой цилиндр отдельно распределитель и рулевой механизм вместе);

-конструкции распределителя золотниковые (осевые, роторные), клапанные;

-устройствам определяющих их функциональные свойства (с реактивными камерами, с центрирующими пружинами, с реактивными камерами и центрирующими пружинами).

Компоновка элементов

Существует несколько схем компо­новки элементов гидроусилителей, каждой их которых присущи как дос­тоинства, так и недостатки.

Схема № 1 (рис. 2). Рулевой меха­низм РМ, гидрораспределитель ГР и гидро­цилиндр ГЦ представляют собой один аг­регат, который называют усилителем ин­тегрального типа (гидроруль); гидрона­сос ГН и бачок с рабочей жидкостью Б располагаются отдельно.

Рис. 2. Компоновка гидроусилителя по схеме 1

Такая компоновка применяется на всех автомобилях ЗИЛ и КамАЗ. Достоинством схемы является компактность, малая длина трубопроводов. При расположении гидрораспределителя перед рулевым механизмом сокращается время срабатывания усилителя. К недостаткам схемы следует отнести нагружение всех деталей рулевого управления усилием гидроцилиндра. Нагружается также кронштейн (или рама) в месте крепления картера гидроруля.

В усилителе предусмотрены предохрани­тельный клапан, ограничивающий макси­мальное давление в системе до 6,5...7,0 МПа, и предохраняющий от перегрузок гидронасос, а также перепускной клапан, соединяющий обе полости цилиндра, уменьшая этим гидросопротивление при повороте в случае, если гидронасос не работает.

Схема № 2 (рис. 3). В усилителе этого типа гидрораспределитель смонтирован в одном блоке с гидроцилиндром отдельно от рулевого механизма. Достоинством схемы является возможность примененения рулевого механизма любой конструкции, меньшая сложность и стоимость по сравнению со схемой 1, несколько меньшее число нагруженных гидроусилителем деталей.

Рис. 3. Компоновка гидроусилителя по схеме 2

Гидроусилитель автомобиля MA3-5335 выполнен по этой схеме и он обладает большой чувствительностью, включаясь при перемещении золотника на 0,4…0,6 мм.

Схема № 3 (рис. 4). В этой схеме гидрораспределитель располагается перед рулевым механизмом, а гидроцилиндр — отдельно. При установке гидрораспределителя перед рулевым механизмом увеличивается чувствительность гидроусилителя. Недостатком схемы является боль­шая длина трубопроводов, особенно если гидроцилиндр располагается на удалении от рулевого механизма. По такой схеме выполнены усилители автомобилей Урал-4320 и КАЗ-4540.

Рис. 4. Компоновка гидроусилителя по схеме 3

Схема № 4 (рис. 5). Отличительная особенность этой схемы — раздельное размещение всех элементов гидроусили­теля. Достоинством схемы является сво­бодная компоновка, возможность приме­нения рулевого механизма любой конст­рукции. Основной недостаток — большая длина трубопроводов. Следует отметить, что большая длина трубопроводов между гидрораспределителем и гидроцилиндром любой конструкции гидроусилителя часто приводит к пульсации давления в системе и возбуждению колебаний управляемых колес.

Рис. 5. Компоновка гидроусилителя по схеме 4

По такой схеме выполнен гидроусилитель рулевого привода автомобиля ГАЗ – 66.

К рулевым усилителям предъявляют следующие требования:

- обеспечение кинематического и сило­вого следящего действия (кинематическое следящее действие - пропорциональность между угловым перемещением рулевого колеса и углом поворота управляемых колес; силовое следящее действие - про­порциональность между силой, приложен­ной к рулевому колесу, и силой сопротив­ления повороту управляемых колес);

- сохранение возможности управления ав­томобилем в случае выхода из строя усилителя;

- обеспечение минимального времени сра­батывания усилителя;

- минимальное влияние на стабилизацию управляемых колес;

- исключение возможности произвольного включения от толчков управляемых колес.

Устройство гидроусилителя автомобиля ЗИЛ

Насос большинства гидроусилителей отечественных автомобилей выполняется лопастным и приводится в действие от двигателя клиноременной передачей. Шкив 1 насоса (рис. 6) закреплен на валу 5. Вал вращается в корпусе 2 на шариковом 3 и роликовом 6 подшипниках. На шлицах конца вала закреплен ротор 8. Ротор находится внутри статора 7, точно установленного относительно корпуса. Ротор имеет десять пазов, в которых помещены лопасти 18. Статор зажимают между корпусом и крышкой 10 болтами. Стыкуемые поверхности уплотнены резиновыми кольцами. Внутри крышки помещен распределительный диск 9, прижимаемый к статору пружиной перепускного клапана 11. Внутри перепускного клапана имеется шариковый предохранительный клапан 20, Сверху к корпусу и крышке прикреплен бачок 14. В крышку бачка ввернут сапун 16. Для фильтрации масла, заливаемого в бачок, служит сетчатый фильтр 15. Кроме того, в бачке установлен сетчатый фильтр 19 для фильтрации масла, возвращающегося в насос из системы.

При вращении ротора лопасти под действием центробежных сил и давления масла под ними прижимаются к криволинейным поверхностям статора. При этом между лопастями образуются полости переменного объема. Масло с двух сторон подводится в пространство между ротором и статором, попадает в полости между лопастями и при уменьшении объема этих полостей вытесняется в полость Б статора, а затем в полость В нагнетания насоса. За один оборот ротора дважды происходит всасывание и нагнетание. Из полости В нагнетания масло через калиброванное отверстие К попадает в канал, а из него в маслопровод.

Рис. 6. Гидронасос автомобиля ЗИЛ-130: а — конструкция насоса; б — схема клапанов; 1 — шкив; 2 — корпус насоса; 3 — передний подшипник; 4 — сальник; 5 — вал; 6 — задний подшипник; 7 — статор; 8 — ротор; 9 — распределительный диск; 10 — крышка; 11 — перепускной клалан; 12 — седло предохранительного клапана; 13 — коллектор; 14 — бачок; 15 и 19 — сетчатые фильтры; 16 — сапун; 17 — крышка бачка; 18 — лопасть; 20 — предохранительный клапан; К, Л — калиброванные отверстия; Б, В, Г и М — полости насоса

Через отверстие Л давление масла передается в полость Г, где помещены перепускной и предохранительный клапаны. В результате этого при работе насоса на перепускной клапан с обеих сторон действует давление масла. Вследствие значительного сопротивления калиброванного отверстия /(давление масла на перепускной клапан со стороны полости Г всегда меньше, чем со стороны полости В, перепад давлений, действующий на клапан, тем больше, чем больше угловая скорость ротора, от которой зависит производительность насоса.

При достижении насосом расчетной производительности перепускной клапан открывается и часть жидкости через канал М поступает из полости нагнетания в полость всасывания.

Рис. 7. Рулевой механизм и гидроусилитель автомобиля ЗИЛ-130

Предохранительный клапан открывается при давлении в системе. 6,5—7МН/м2, ограничивая максимальное давление насоса.

Распределитель и силовой цилиндр

Распределитель и силовой цилиндр усилителя автомобиля ЗИЛ-130 выполнены в одном блоке с рулевым механизмом (рис. 7). Рулевой механизм типа винт — шариковая гайка — сектор. Опорами винта 4 служат роликоподшипник 17, установленный в крышке 16, и шариковая гайка 5, закрепленная в поршне 3.

Рис. 8. Схема работы гидроусилителя рулевого управления автомобиля ЗИЛ-130. Положение деталей распределителя

Винт может незначительно перемещаться в осевом направлении относительно поршня вследствие разности длины золотника 12 и корпуса 13. На золотнике имеются три пояска, а в корпусе распределителя - три окна в виде кольцевых канавок. Золотником образуются в корпусе две камеры а и б. Жидкость от насоса поступает по шлангу в среднее окно, а отводится от распределителя на слив от двух крайних соединенных между собой окон через другой шланг. В каждом из шести каналов корпуса распределителя между промежуточной и верхней крышками установлено по два реактивных плунжера 23. Каждая пара реактивных плунжеров разжимается центрирующей пружиной 22. Предварительное сжатие всех центрирующих пружин осуществляется при Навертывании гайки 15. Внутренние полости каналов с реактивными плунжерами соединяются со средним окном корпуса. В корпусе распределителя установлен шариковый клапан 11, сообщающий напорную магистраль со сливной, когда насос усилителя не работает.

Картер 2 рулевого механизма служит силовым цилиндром усилителя. Поршень 3 делит цилиндр на две полости Л и Б, каждая из которых соединена с соответствующими камерами распределителя.

При прямолинейном движении автомобиля реактивные плунжеры, находящиеся под действием сжатых пружин и давления масла, заставляют золотник 12 занять в корпусе 13 распределителя среднее положение (рис. 8, а). В этом положении между большими кольцами упорных подшипников и торцами корпуса распределителя будут примерно одинаковые зазоры. Масло от насоса проходит через камеры а и б распределителя и поступает в сливную магистраль.

При повороте, например, направо винт 4 (рис. 8, б) вывертывается из гайки и перемещается вместе с золотником до упора большого кольца подшипника 10 в торец корпуса. Усилие пружин, действующих на реактивные плунжеры, будет передаваться на рулевое колесо. Зазор между подшипником 14 и торцом корпуса станет максимальным (Т). Камера а распределителя будет отсоединена от сливной магистрали, а камера б — от насоса. Давление жидкости в полости А силового цилиндра возрастет и начнет вместе"с силой, передающейся на поршень от рулевого колеса, перемещать поршень, и управляемые колеса поворачиваются. Вместе с поршнем в осевом направлении будут перемещаться винт и золотник (обратная связь) до тех пор, пока золотник не займет в корпусе распределителя среднее положение. При этом угол поворота управляемых колес будет соответствовать углу поворота рулевого колеса. Аналогично работает усилитель при повороте управляемых колес налево (рис. 8, б). Давление жидкости, действующей на реактивные плунжеры, повышается по мере увеличения сопротивления повороту управляемых колес. Вследствие этого увеличивается сила на рулевом колесе.

Для поворота управляемых колес при неработающем усилителе водитель вынужден прикладывать к рулевому колесу значительно большее усилие, которое затрачивается как на поворот управляемых колес, так и на вытеснение жидкости из одной полости силового цилиндра в другую, через шариковый клапан 11.

Гидроусилитель рулевого управления автомобиля КамАЗ

Рулевое управление автомобиля (рис. 9) снабжено гидроусилителем 12, объеди­ненный в одном агрегате с рулевым меха­низмом, клапаном  управления гидроуси­лителем и угловым редуктором 13.

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

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 сохранить контроль за направлением дви­жения автомобиля в случае разрыва шины переднего колеса.

Колонка рулевого управления (рис. 9) прикреплена в верхней части, к кронштейну,  установленному на внутренней панели ка­бины,  в нижней части -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.

Карданный вал (рис. 9) снабжен дву­мя шарнирами на игольчатых подшипниках 4, в которые при сборке закладывается смазка Литол-24.

Угловой редуктор с двумя коническими шестернями передает враще­ние от карданного вала на винт рулевого механизма. Ведущая шестерня 7 углового редуктора выполнена вместе с валом 1и установлена в корпусе 4 на шариковом 5 и игольчатом 3 подшипниках.

Рулевой механизм КамАЗ имеет две рабочие пары: винт 37 с гайкой 38 на циркулирующих шариках 40 и поршень-рейку 34, зацепляющуюся с зубчатым секто­ром 63 вала сошки. Передаточное отношение рулевого механизма равно 20:1. Рулевой механизм прикреплен к левому кронштейну передней рессоры и соединен с ва­лом колонки рулевого управления карданным валом, имеющим два шарнира.

Картер 33 рулевого механизма одновременно является цилиндром гидроусилителя, в котором перемещается пор­шень-рейка 34.

Зубья рейки и сектора вала сошки имеют переменную по длине толщину, что позволяет посредством осевого перемещения вала сошки регулировать зазор в зацепле­нии, сам вал вращается в бронзовой втулке 64, запрессо­ванной в картер. Осевое положение вала сошки установ­лено регулировочным винтом 55, головка которого входит в отверстие вала сошки и опирается на шайбу 62. Осевое перемещение регулировочного винта после сборки должно быть в пределах 0,02—0,08 мм, оно ограничивается регули­ровочной шайбой 61 и стопорным кольцом 60.

Рис. 10. Рулевой механизм КамАЗ:

1 — передняя крышка; 2 — реактивный плунжер; 3 — клапан управления; 4 — пружина реактив­ных плунжеров; 5, 7, 21, 24, 26, 31, 41, 48, 52, 58 и 59 — уплотнительные кольца; 6 — регулировоч­ные прокладки; 8, 15, 22, 45, 60 и 66 — упорные кольца; 9, 17, 62 и 68 — упорные шайбы; 10 и 20 — шарикоподшипники; 11, 43, 54 и 56 — гайки; 12 — вал с ведущей шестерней; 13 — игольчатый подшипник; 14, 65 в 67 — сальники; 16 — защит­ный чехол; 18 — корпус ведущей шестерни; 19 — ведомая шестерня; 23 и 64 — втулки; 25 и 27 — распорные кольца; 28 — установочный винт; 29 — перепускной клапан; 30 — колпачок; 32 — задняя крышка; 33 — картер рулевого механизма; 34 — поршень-рейка; 35 — магнитная пробка; 36 — прокладка пробки; 37 — винт; 38 — шари­ковая гайка; 39 — желоб; 40 — шарики; 42 — упорная крышка; 44 — запорная шайба; 46 — корпус редуктора; 47 — упорный подшипник; 49 — предохранительный клапан; 50 — пружина; 51 — золотник; 53 — пружинная шайба; 55 — регулировочный винт; 57 — боковая крышка; 61 — регулировочная шайба; 63 — зубчатый сек­тор вала сошки.

В поршень-рейку вставлена шариковая гайка 38, которая закреплена установочными винтами 28, раскерненными после сборки. В паз шариковой гайки, соединен­ной двумя отверстиями с ее винтовой канавкой, вставлены два штампованных желоба 39. В винтовых канавках винта 37 и гайки 38, а также в желобах, установленных в паз гайки 38, находятся шарики, которые при повороте винта, выкатываясь с одного конца гайки, возвращаются по же­лобам к ее другому концу.

Винт 37 рулевого механизма имеет в средней части шлицы, на которых свободно сидит ведомая шестерня 19 углового редуктора, вращающаяся в двух шарикоподшип­никах.

К корпусу 46 углового редуктора прикреплен на шпильках корпус клапана 3 управления. Золотник 51 клапана и упорные роликоподшипники 47 закреплены на винте рулевого механизма гайкой 54, утонченный край которой вдавлен в паз винта. Под гайку подложена кони­ческая пружинная шайба 53, обеспечивающая равномер­ное сжатие упорных подшипников Вогнутой стороной шайба направлена к подшипнику. Большие кольца роли­коподшипников обращены к золотнику.

Золотник 51 и винт 37 могут перемещаться в осевом направлении на 1,1 мм в каждую сторону от среднего по­ложения, так как длина золотника больше длины отвер­стия под него в корпусе клапана. В среднее положение они возвращаются под действием пружин 4 и реактивных плунжеров 2, на которые давит масло, поступающее из магистрали высокого давления.

К корпусу клапана управления от насоса гидроусили­теля подведены шланги высокого и низкого давления (слива). По первому масло отходит от насоса, а по второму возвращается.

При вращении винта 37 в ту или другую сторону, вследствие сопротивления, возникающего при повороте колес, создается сила, стремящаяся сдвинуть винт в осевом направлении в соответствующую сторону. Если эта сила превышает усилие предварительного сжатия пружин 4, то винт перемещается и смещает золотник 51. При этом в одной из полостей клапана управления и гидроусили­теля давление повышается.

Масло, поступающее из насоса в цилиндр, давит на поршень-рейку, создавая дополнительное усилие на сек­торе сошки рулевого управления, и тем способствует по­вороту колес.

Давление в рабочей полости цилиндра увеличивается с повышением сопротивления повороту колее. Одновре­менно возрастает давление под реактивными плунжерами 2. Винт и золотник под действием пружин 4 и реактивных плунжеров 2 стремятся вернуться в среднее положение.

Чем больше сопротивление повороту колес и выше да­вление в рабочей полости цилиндра, тем больше усилие, с которым золотник стремится вернуться в среднее поло­жение, а также усилие на рулевом колесе. Если усилие на рулевом колесе возрастает с увеличением сопротивле­ния повороту колес, у водителя создается «чувство до­роги».

При прекращении поворота рулевого колеса, а следова­тельно и движения поршня, поступающее в цилиндр масло действует на поршень-рейку с винтом и сдвигает золотник к среднему положению, что понижает давление в цилиндре до величины, необходимой для удержания колес в повернутом положении.

В корпусе клапана управления имеется шари­ковый обратный клапан 6, соединяющий при неработаю­щем насосе линии высокого давления и слива. В этом слу­чае рулевой механизм работает как обычный рулевой ме­ханизм без гидроусилителя. Кроме этого, в корпусе кла­пана имеется предохранительный шариковый клапан 8, соединяющий линии высокого и низкого давления при дав­лении 65—70 кгс/см² и тем самым предохраняющий насос от перегрева во время работы гидроусилителя при этом давлении.

Полости клапана управления и углового редуктора соединены со сливом и уплотнены по торцам резиновыми кольцами 48 и 41 круглого сечения. Анало­гичными кольцами уплотнены все неподвижные соедине­ния гидроусилителя.

Вал сошки уплотнен сальником 65 с упорным кольцом 66, предотвращающим выворачивание манжеты при высоком давлении. Наружный сальник 67 защищает вал сошки от попадания пыли и грязи.

Поршень в цилиндре уплотнен фторопластовым коль­цом 26 в комбинации с распорным кольцом 27. Винт 37 рулевого механизма уплотнен в корпусе углового редук­тора распорным 25 и резиновым 24 кольцами. Регулиро­вочный винт 55 вала сошки уплотнен резиновым кольцом 59 круглого сечения.

Уплотнение ведущего вала 12 с шестерней углового редуктора комбинированное, состоит из двух сальников 14, которые фиксирует от осевого перемещения разрез­ное упорное кольцо 15.

В картере рулевого механизма имеется пробка 35 с магнитом, улавливающая стальные и чугунные частицы из масла.

Угловой редуктор КамАЗ передает вращение от кар­данного вала на винт рулевого механизма. Редуктор со­стоит из ведущей 7 и ведомой 11 конических шестерен, причем ведущая шестерня выполнена как одно целое с ва­лом 1 и установлена в корпусе 4 на игольчатом 3 и шари­ковом 5 подшипниках. Шарикоподшипник закреплен на валу 1 гайкой 16, утонченный ее край (для предотвраще­ния самопроизвольного отвертывания) вдавлен в паз. Ведомая шестерня вращается в двух шариковых подшип­никах 10, закрепленных на хвостовике шестерни гайкой 14 со стопорной шайбой 15. В осевом положении ведомая шестерня 11 фиксируется стопорным кольцом 9 и упорной крышкой 12.

Зацепление конических шестерен регулируют проклад­ками 6, установленными между корпусом 4 ведущей ше­стерни и корпусом 13 редуктора.

Рис. 11. Угловой редуктор КамАЗ:

1 — вал ведущей конической шестерни; 2 — сальник; 3 — игольчатый под­шипник; 4 — корпус ведущей шестерни; 5 и 10 — шарикоподшипники; 6 — регулировочные прокладки; 7 — ведущая коническая шестерня; 8 — уплотнительное кольцо; 9 — стопорное кольцо; 11 — ведомая коническая шестерня; 12 — упорная крышка; 13 — корпус редуктора; 14 — гайка крепления под­шипников; 15 — стопорная шайба; 16 — гайка крепления подшипника.

Клапан управления гидроусилителем ру­левого управления (рис.12) крепится к корпусу углового редуктора с помощью болта  и четырех шпилек.  Корпус 9 клапана имеет выполненные с большой точностью центральное отверстие и шесть (три сквозных и три глухих) расположенных вокруг него меньших отверстий. Золотник 7 клапана управления размещен в центральном от­верстии, а упорные подшипники закреплены на винте гайкой 24, буртик которой вдавлен в паз винта 17.

Рис. 12 Клапан управления Гидроусилителем рулевого управления:

1-Плунжер;  2, 6 -Пружины;  3, 11-Предохранительные клапаны; 4-Пробка;  5 -Обратный клапан;  7-Золотник;  8- реактивный плунжер; 9-Корпус клапана;  10- Уплотнительное кольцо.

Под гайку подложена коническая пру­жинная шайба 23, обеспечивающая возмож­ность регулирования силы затяжки упорных подшипников. Вогнутой стороной шайба направлена к подшипнику. Большие кольца роликоподшипников  обращены   к  золотнику.

Гидроусилитель рулевого управления ра­ботает следующим образом: при прямолиней­ном движении винт 15 и золот­ник 20 находятся в среднем положении. Линии нагнетания 26 и слива 32, а также обе полости 7 и 25 соединены. Масло сво­бодно проходит от насоса 4 через клапан управления 19 и возвращается в бачок 31 гидросистемы.

При вращении винта вслед­ствие сопротивления, возникающего при по­вороте колес 12, 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 с линией слива, 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 увеличивается про­порционально сопротивлению 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 становится таким, что в полости цилиндра, находящейся под на­пором, поддерживается 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, то вал сошки, поворачиваясь, будет перемещать пор­шень-рейку. Поскольку винт не может вра­щаться (при удержании рулевого колеса 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. Эксплуатация с нерабо­тающей гидросистемой ведет к преждевре­менному износу или поломке шариковой пары и других нагруженных деталей. Дви­жение с неработающим гидроусилителем руля должно быть сведено к минимуму. Насос гидроусилителя рулевого управле­ния с бачком для масла (рис.13) установ­лен в развале блока цилиндров. Шестерня привода 1зафиксирована на валу 5 насоса шпонкой 6 и закреплена гайкой 2 со шплин­том 3. В роторе 38 насоса, размещенного внутри статора 37 на шлицованном конце вала насоса, имеются десять пазов, в ко­торых перемещаются пластины 35.

При сборке статор с одной стороны при­жимается к точно обработанному торцу корпу­са 40 насоса, с другой—к статору прилегает распределительный диск 34. Положение ста­тора относительно корпуса и распредели­тельного диска зафиксировано штифтами. При вращении вала насоса пластины прижи­маются к криволинейной поверхности стато­ра под действием центробежной силы и дав­ления   масла,   поступающего  в  пространство под ними из полости крышки насоса по ка­налам в распределительном диске. Между пластинами и неподвижными

Рис. 13. Насос гидроусилителя рулевого управления:

1-шестерня привода: 2—гайка крепления шестерни; 3—шплинт: 4, 15—шайбы; 5—вал насоса; 6 --сегментная шпонка; 7, 10—упорные кольца; 8—шарикоподшипник; 9—маслоотгонное кольцо; 11— манжета; 12—игольчатый подшипник; 13—крышка заливной горловины; 14—заливной фильтр; 16 -болт; 17, 36, 39—уплотнительные кольца; 18—труба фильтра; 19—предохранительный клапан; 20—крышка бачка с пружиной; 21, 28—уплотнительные прокладки; 22—бачок насоса; 23—фильтрую­щий элемент; 24—коллектор; 25—трубка бачка; 26—штуцер;  27—прокладка коллектора; 29— крышка насоса; 30—пружина перепускного клапана; 31—седло предохранительного клапана; 32— регулировочные шайбы; 33—перепускной клапан в сборе с предохранительным клапаном; 34—распре­делительный диск; 35—пластина насоса; 37—статор; 38—ротор; 40—корпус насоса; А, Б—дросселирующие отверстия; В—полость нагнетания; Г—радиальные отверстия; 1—из системы; 2—в систему.

поверхностями насоса образуются камеры переменного объе­ма, которые, проходя мимо зон всасывания, заполняются маслом. Для более полного за­полнения камер масло подводится как со стороны корпуса насоса (через два окна), так и со стороны углублений в распредели­тельном диске через шесть отверстий, выпол­ненных в статоре и расположенных по три против окон всасывания.

При уменьшении межлопастного объема масло вытесняется по каналам в распределительном диске в по­лость крышки насоса, сообщающуюся через калиброванное отверстие А с линией нагне­тания. На участках поверхности статора с постоянным радиусом (между зонами вса­сывания и нагнетания) объем камер не из­меняется. Эти участки необходимы для того, чтобы обеспечить минимальное перетекание масла между этими зонами.Во избежание «запирания» масла, кото­рое препятствовало бы перемещению пластин, пространство под ними связано посредством дополнительных малых каналов в распре­делительном диске с полостью в крышке 29 насоса. Вал насоса вращается в корпусе,  на игольчатом 12 и шариковом 8 подшипниках.Насос снабжен расположенным в крыш­ке комбинированным клапаном 33, включаю­щим в себя предохранительный и перепускной клапаны. Первый из них является допол­нительным (резервным) предохранительным клапаном в гидросистеме. Регулируется он на давление 85-90 кгс/см². Второй огра­ничивает количество масла, поступающего в систему. При минимальной частоте вращения коленчатого вала двигателя клапан прижат пружиной 30 к распределительному диску. Масло из полости в крышке насоса через калиброванное отверстие А поступает в ка­нал, соединяющийся с линией нагнетания. Полость под клапаном, где расположена пру­жина 30, сообщается с этим каналом от­верстием малого диаметра Б. С увеличением частоты вращения коленчатого вала дви­гателя за счет сопротивления отверстия А образуется разность давлений в полости крышки (перед клапаном) и канале нагне­тания насоса (за клапаном). Перепад дав­лений тем больше, чем больше масла про­ходит в единицу времени через это от­верстие и не зависит от величины давления. Избыточное давление в полости крышки, воздействуя на левый торец перепускного клапана, преодолевает сопротивление пру­жины. При определенной разности давлений усилие, стремящееся сдвинуть клапан, возра­стает настолько, что пружина сжимается и клапан, перемещаясь вправо, открывает вы­ход части масла из полости крышки в ба­чок. Чем больше масла подает насос, тем больше его перепускается через клапан об­ратно в бачок. Таким образом, увеличения подачи масла в систему свыше заданного предела почти не происходит.

Работа перепускного клапана при сра­батывании встроенного в него предохрани­тельного клапана осуществляется анало­гичным образом. Открываясь, шариковый клапан пропускает небольшой поток масла в бачок через радиальные отверстия в пере­пускном клапане. При этом давление на правый торец перепускного клапана падает, поскольку поток масла, идущий через ша­риковый клапан, ограничен отверстием Б.