2.2.5. Рульове керування автомобіля

Рульове керування автомобіля загальна будова

Рульове керування автомобіля складається з рульового механізму з убудованим гідравлічним підсилювачем, клапана керування гідравлічного підсилювача, кутового редуктора, колонки з кермом, карданного вала, насоса гідравлічного підсилювача рульового керування в зборі з бачком гідросистеми, радіатора, трубопроводів високого і низького тиску, тяг рульового приводу. Передаточне число рульового механізму дорівнює 21,7.

Привод насоса гідравлічного підсилювача рульового керування здійснюється від колінчатого вала через шестірні механізму передач двигуна. Передаточне число дорівнює 1,25.

Рульовий привод включає подовжню і поперечну тяги з нерегульованими кульовими шарнірами.

Колонка рульового керування, у якій обертається вал з кермом, кріпиться у верхній частині до кронштейна, установленому на внутрішній панелі кабіни, у нижній - до фланця на підлозі кабіни. Вал з кермом з'єднується з рульовим механізмом карданним валом.

Карданний вал рульового керування має два шарніри. Кожен шарнір складається з двох вилок, з'єднаних хрестовиною, на шипах (цапфі) якої встановлені голчасті підшипники. Підшипники встановлені у вилки і закріплені від випадання стопорними кільцями.

Карданний вал має ковзне шліцьове з'єднання, що забезпечує можливість зміни відстані між шарнірами при переміщеннях кабіни. Шліци перед зборкою змазують тонким шаром, а у втулку закладають 28-32г. змащення. Ущільнювальні кільця служать для утримання змащення і запобігання з'єднання зі забрудненням. У кожен голчастий підшипник при зборці закладено 1,0-1,2г змащення № 158. Поповнювати змащення в процесі експлуатації немає необхідності. Для запобігання влучення бруду і вологи в шарнірне з'єднання служать гумові кільця 5.

Кутовий редуктор із двома конічними шестірнями зі спіральним зубом передає обертання від карданного вала на гвинт рульового механізму. В осьовому положенні ведена шестірня фіксується стопорним кільцем і упорною кришкою. Передаточне число кутової передачі дорівнює 1.

Рульовий механізм з убудованим гідравлічним підсилювачем прикріплений до переднього кронштейна передньої лівої ресори (до рами). Картер рульового механізму, у якому переміщається поршень-рейка, є одночасно робочим циліндром гідравлічного підсилювача. На частині гвинта рульового механізму, розташованої в порожнині корпуса кутового редуктора, нарізані шліци, якими гвинт сполучається з веденою шестірнею кутової передачі.

Клапан керування гідравлічним підсилювачем рульового керування закріплений на торці кутового редуктора чотирма шпильками і болтом.

Робота гідравлічного підсилювача рульового керування здійснюється в такий спосіб. При прямолінійному русі гвинт і золотник знаходяться в середнім положенні. Лінії нагнітання і зливу, а також обидві порожнини гідравлічного циліндра з'єднані. Масло вільна проходить від насоса через клапан керування і повертається в бачок гідросистеми. При обертанні гвинта внаслідок опору, який виникає при повороті коліс, і утримує поршень-рейку на місці, створюється сила, що прагне зрушити гвинт в осьовому напрямку у відповідну сторону. Коли ця сила перевищить зусилля попереднього стиску пружин, що центрують гвинт, він переміщується і зміщає жорстко зв'язаний з ним золотник. При цьому одна порожнина циліндра гідравлічного підсилювача сполучується з лінією нагнітання і відключається від лінії зливу, інша – навпаки - залишаючись з'єднаної зі зливом, відключається від лінії нагнітання.

Робоча рідина, що надходить з насосу у відповідну порожнину циліндра, натискає на поршень-рейку і, створюючи додаткове зусилля на секторі вала сошки рульового керування, сприяє повороту керованих коліс. Тиск у робочій порожнині циліндра підсилювача збільшується пропорційно підвищенню опору повороту коліс. Одночасно зростає тиск у порожнинах під реактивними плунжерами. Чим більше опір повороту коліс, а отже, і вище тиск у робочій порожнині циліндра, тим більше зусилля, з яким золотник прагне повернутися в середнє положення, а також зусилля на кермі. Таким чином, у водія створюється «почуття дороги».

При припиненні повороту керма, якщо воно утримується водієм у поверненому положенні, золотник, який знаходиться під дією пружин, що центрують, і наростаючого тиску в реактивних порожнинах, зрушується до середнього положення. При цьому золотник не доходить до середнього положення. Він зрушиться лише настільки, щоб відкрити щілину для проходу подаваного насосом масла в поворотну лінію. Розмір щілини установиться таким, щоб під напором порожнини циліндра підтримувався тиск, необхідний для утримання керованих коліс у повернутому положенні. Якщо переднє колесо при прямолінійному русі автомобіля почне різко повертатися, наприклад, унаслідок наїзду на яку-небудь перешкоду на дорозі, вал сошки, повертаючись, буде переміщати поршень-рейку. Оскільки гвинт не обертається (водій утримує кермо в одному положенні), гвинт теж переміститься в осьовому напрямку разом із золотником. При цьому порожнина циліндра, усередину якої рухається поршень-рейка, буде з'єднана з лінією нагнітання насоса і відділена від поворотної лінії. Тиск у цій порожнині циліндра почне зростати, і удар буде урівноважений (зм'якшений) зростаючим тиском.

Коли гідравлічний підсилювач не працює, рульовий механізм як і раніше забезпечує поворот коліс, але на кулькову гвинтову пару й інші деталі діють уже повні навантаження. Тому при тривалій експлуатації з непрацюючою гідросистемою з'являється передчасний знос і можуть мати місце поломки згаданих деталей.

Насос гідравлічного підсилювача рульового керування з бачком для масла встановлений у розвалі блоку циліндрів і приводиться в дію від колінчатого вала двигуна через шестірні механізму передач.

Насос лопатевого типу, подвійної дії, тобто за один оборот вала відбуваються два повних цикли усмоктування і два — нагнітання.

Бачок гідросистеми кріпиться безпосередньо до корпуса і кришки насоса чотирма болтами через прокладки, які ущільнюють. У бачку розміщені розбірний сітчастий фільтр, який представляє собою пакет окремих фільтруючих елементів, що у випадку значного засмічення віджимається нагору зрослим тиском. При цьому масло безпосередньо надходить у бачок. Крім того, у бачку маються заливний фільтр і запобіжний клапан, що перешкоджає збільшенню тиску в порожнині бачка над олією більше чим на 0,2—0,3 кг/см².

Трубопроводи системи гідравлічного підсилювача рульового керування — сталеві суцільнотягнені труби і гумові рукави оплетеної конструкції. Рукава високого тиску мають дві внутрішні комбіновані оплети, що складаються з бавовняних і лавсанових ниток. Кінці рукавів зашпаровуються в спеціальні наконечники, які обжимаються при зборці.

Рукава низького тиску мають одну внутрішню нитяну (лавсанову) оплету і кріпляться на трубопроводах гідросистеми за допомогою хомутиків.

Радіатор призначений для охолодження масла в системі гідравлічного підсилювача рульового керування і являє собою алюмінієву поребрину трубку, установлену перед радіатором охолодження двигуна.

Подовжня тяга з'єднує сошку рульового керування з верхнім важелем лівого поворотного важеля і являє собою цільну ковану деталь з нерегульованими шарнірами, що включають кульовий палець, верхній і нижній вкладиші, пружину і різьбову кришку зі стопорною шайбою.

Поперечна тяга кермової трапеції трубчаста з різьбовими кінцями, на які нагвинчені наконечники з кульовими шарнірами. Змінюючи положення наконечників на тязі, можна регулювати сходження керованих коліс.