книги из ГПНТБ / Шасси автомобиля ЗИЛ-130. Практика проектирования, испытаний и доводки

Характеристика работы гидроусилителя приведена на рис. 77, а основных деталей рулевого механизма — в табл. 61.

Крутящий момент на балу сошки

Рис. 77. Характеристика гидроусилителя ЗИЛ-130:

---------- — поворот направо; — — — — — поворот налево; / — крутящий момент на рулевом колесе; 2 — дав­

ление в гидроусилителе

Карданный вал и рулевая колонка

Первоначально карданный вал (рис. 78, а) рулевого управ­ ления имел два шарнира с бронзо-графитовыми втулками 2, ко­ торые удерживались в вилках 1, 8 и 12 закаленными крышками

Рис. 78. Карданный вал рулевого управления автомобиля ЗИЛ-130:

а — со втулками; б — с игольчатыми подшипниками; / — вилка; 2 — втулка крестовины; 3 — стопорное кольцо; 4 — пресс-масленка; 5 — крышка втулки крестовины; 6 — уплотнительное кольцо; 7 — крестовина; 8 — вилка шлицевого стержня; 9 — резиновое кольцо; 10 — войлочное кольцо; И — гай­ ка крепления уплотнения; 12 — вилка со шлицевой втулкой; 13 — замочная

шайба; 14 — игольчатый подшипник

191

5 и стопорными кольцами 3. В качестве уплотнения шарниров использовались резиновые кольца 6. Смазка шарниров произво­ дилась через пресс-масленку 4.

Опыт эксплуатации показал, что желательно увеличить дол­ говечность этих шарниров, поэтому с 1969 г. карданные валы снабжаются шарнирами, имеющими обычные игольчатые под­ шипники 14 (рнс. 78, б), запирающиеся подковообразными за­ мочными шайбами 13. Шарниры заполняются на заводе посто­ янным запасом смазки 158 (МРТУ 12Н 139—64).

Втулка шлицевого соединения карданных валов обоих вари­ антов подвергается улучшению, а стержень — закалке при на­ греве т. в. ч. Последний еще фосфатируется, и покрытие пропи­ тывается дисульфидом молибдена. Вилки карданного вала клиньями крепятся к винту рулевого механизма и валу рулевой колонки.

Рулевая колонка (рис. 79) жестко крепится нижней частью к полу кабины, а верхней — к переднему щиту.

Вал 7 вращается в шарикоподшипниках 4 и 8 со штампован­ ными кольцами. Осевой зазор в шарикоподшипниках регулиру­ ют гайкой 1, которая стопорится шайбой 2.

192

Насос гидроусилителя

Насос гидроусилителя с бачком (рис. 80) установлен на дви­ гателе и приводится в действие клиновидным ремнем от шкива на переднем конце коленчатого вала. Шкив 3 насоса крепится на

А-А

21

20

ВозВрат из системы

ПодВод

Всистему

Рис. 80. Насос гидроусилите­

2 — конусная втулка; 3 —

сальник; 7 — вал насоса; 8 — задний подшипник; 9 — ста­ тор; 10 — ротор; 11 — распре­

делительный диск; 12 — крыш­ ка насоса; 13 — перепускной клапан насоса; 14 — регули­ ровочные прокладки; 15 — сед­ ло предохранительного клапа­

на; 16 — предохранительный клапан; 17 — коллектор; 1 8 — бачок; }9 ... заливочный фильтр; 20 — сапун; 21 — крышка бачка; 22 — лопасть; 23 — сетчатый фильтр; 24 — перепускной

клапан фильтра

валу 7 разрезной конусной втулкой 2, шпонкой и гайкой. Ротор 10 насоса, свободно сидящий на шлицах вала 7, имеет десять пазов, в которых перемещаются лопасти 22.

Рабочая поверхность статора 9, прикрепленного к корпусу 4 насоса, имеет овальную форму, которая обеспечивает два цикла всасывания и нагнетания за один оборот вала. Распределитель-

ный диск 11, расположенный в полости крышки 12 насоса, при­ жимается к статору пружиной перепускного клапана 13 и дав­ лением масла, которое поступает в полость крышки из зон нагне­ тания через два окна в диске. В зоны всасывания масло подается с обеих сторон ротора через два окна в торце корпуса, а также через два углубления в распределительном диске, соединенные с окнами при помощи шести сквозных отверстий в статоре.

Корпус и распределительный диск отлиты из высококачест­ венного серого чугуна, содержащего 0,25—0,40% Сг п 0,10— 0,25% Ni, и имеют твердость НВ 201—241. Микроструктура это­ го чугуна представляет собой пластинчатый перлит с равномер­ но распределенными средними и мелкими пластинами графита

Рис. 81. Характеристика насоса гидроусилителя:

1 — подача при давлении 55 кгс/см?; 2 — подача при давлении 5 кгс/см2

прямой или завихренной формы. Содержание феррита не бо­ лее 5%.

Пазы ротора соединены под лопастями через соответствую­ щие каналы и отверстия с полостью крышки 12 насоса. Благо­ даря этому давление масла на лопасти, прижимаемые к статору центробежной силой, действует в том же направлении, что и эта сила. С указанной полостью сообщается также разгрузочная ка­ навка на торце корпуса, предотвращающая его задир при рабо­ те в тяжелых условиях. Из полости крышки 12 масло поступает в систему гидроусилителя через калиброванное отверстие а.

Перепускной клапан 13, ограничивающий количество масла, поступающего в систему, открывается благодаря разности дав­ лений до и после калиброванного отверстия а, равной приблизи­ тельно 1,5 кгс/см2 Эта разность давлений возникает при часто­ те вращения вала насоса около 750 об/мин, что соответствует подаче насоса около 1 2 л/мин.

В перепускном клапане 13 помещен шариковый предохрани­

ным клапаном. При этом последний также открывается, посколь-

194

196

ку расход масла через шариковый клапан ограничен калибро­ ванным отверстием б.

Масло, которое выходит через перепускной клапан, для уменьшения кавитации принудительно подается обратно во внутреннюю полость корпуса насоса при помощи коллектора 17, создающего в этой полости повышенное давление.

Бачок 18 насоса герметизирован. В крышке бачка установ­ лен сапун 20, который соединяет с атмосферой внутреннюю по­

пать в бачок через клапан 24 фильтра. Кроме того, в бачке уста­ новлен заливочный фильтр 19.

Характеристика насоса показана на рис. 81, а в табл. 62 при­ ведены некоторые данные по его основным деталям.

Трубопроводы и радиатор гидроусилителя

Насос соединяется с рулевым механизмом шлангами, изго­ товленными нз маслостойкой резины. Шланг низкого давления, имеющий одну внутреннюю оплетку, крепится хомутиками. Он

Рис. 82. Рулевое управление автомобиля ЗИЛ-130 с радиатором и измененной трассой шланга высокого давления:

I — радиатор; 2 — насос гидроусилителя; 3 — рулевой механизм; 4 — трубопровод высокого давления; 5 — шланг высокого давления; ff и 7 - шланги низкого давления

197

не должен разрываться при давлении 45 кгс/см2. Шланг высокого давления имеет две внутренние оплетки. Его концы заделаны в наконечники, заканчивающиеся трубками с двойной разваль­ цовкой; штуцера прижимают трубки к латунным коническим седлам, которые запрессованы в соответствующие детали. На­ конечники обжаты при помощи восьми одновременно сходящихся кулачков. Трубки наконечников шланга высокого давления изог­ нуты таким образом, чтобы обеспечить доступ к расположенным сзади деталям двигателя. Шланги в сборе с наконечниками проверяют под давлением 140 кгс/см2. До 1969 г. на шланг вы­ сокого давления надевался чехол из резиновой трубки, крепив­ шийся к наконечнику шланга у насоса и выходивший из мотор­ ного отсека (рис. 74). Чехол предотвращал попадание масла на горячий выпускной трубопровод двигателя в случае внезапного разрыва шланга. В 1969 г. была изменена трасса шланга высо­ кого давления. При этом он был удален от выпускного трубо­ провода двигателя, радиус его изгиба увеличен. Это мероприя­ тие повысило срок службы шланга и позволило отменить чехол.

На автомобили ЗИЛ-130, предназначенные для работы в рай­ онах с тропическим климатом, устанавливается трубчатый ради­ атор (рис. 82), чтобы температура масла в бачке насоса не пре­ вышала 120°С.

ТРЕБОВАНИЯ К СБОРКЕ, РЕГУЛИРОВКЕ И КОНТРОЛЮ УЗЛОВ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ

Рулевой механизм

Шариковая гайка 8 (см. рис. 76) и винт 7 рулевого механиз­ ма собираются с предварительным натягом, что способствует удлинению срока службы винтовой пары. Момент, необходимый для проворачивания гайки, находящейся в средней части винта, должен быть равен 3— 8 кгс-см.

Предварительный натяг создается подбором шариков необхо­ димого диаметра в соответствии со средними диаметрами винто­ вых канавок гайки и винта. Для облегчения подбора шариков винты и гайки предварительно сортируют по среднему диамет­ ру винтовой канавки на двенадцать групп через 4 мкм. Шарики сортируют по диаметру на семь групп также через 4 мкм. Разноразмерность шариков в пределах группы каждой партии по­ ставки допускается не более 2 мкм, что необходимо для равно­

мерного распределения нагрузки между шариками.

В связи с тем что гайки, винты и шарики сортируются на группы, поля допусков на средние диаметры винтовых канавок могут быть расширены при условии выдерживания их цнлиндричности в пределах 0,005 мм.

Необходимая зона контакта шариков с винтовыми канавка­ ми обеспечивается профилем канавки, обусловленным соответ­

198

ствующими угловыми допусками. Отклонения от этих допусков приводят к недопустимой разнице моментов, необходимых для поворота гайки вправо и влево. Правильность подбора шариков дополнительно проверяют на собранном рулевом механизме.

Момент, требуемый для вращения винта при среднем поло­ жении гайки и при наличии гарантированного зазора в зуб­ чатом зацеплении сектора и рейки, должен быть равен 2 0 —

40 кгс-см.

Упорные шарикоподшипники 13 регулируют с предваритель­ ным натягом. Момент, необходимый для проворачивания корпу­ са 17 клапана управления относительно винта, должен быть ра­ вен 6 —8,5 кгс-см. Предварительный натяг создается соответст­

вующей затяжкой регулировочной гайки 19. Предварительный натяг был увеличен в процессе доводки рулевого механизма до указанного значения, так как при испытаниях выяснилось, что при меньшем моменте коническая пружинная шайба 18, распо­ ложенная между кольцом шарикоподшипника и регулировочной гайкой, во время работы может прогибаться более чем на 0,05 мм. Золотник может соответственно перемещаться в осевом направлении относительно винта, а это приводит к тому, что ав­ томобиль недостаточно точно держит дорогу. Правильность ре­

вращения должен быть равен 15—25 кгс-см.

Осевое перемещение регулировочного винта 29 относительно вала сошки должно быть равно 0,02—0,08 мм. Чрезмерно боль­ шой зазор может привести к заклиниванию зубчатого зацепле­ ния. Зазор регулируют, подбирая регулировочные шайбы 26 соответствующей толщины.

При повороте винта рулевого механизма до упора в любую сторону II возникающем при этом осевом перемещении винта центрирующие пружины должны обеспечивать его четкий воз­ врат в среднее положение. Осевое перемещение винта при по­ вороте должно быть равно 1 —1 , 2 мм в каждую сторону.

Необходимость указанной проверки вызывается следующим. Винт рулевого механизма центрируется в шариковой гайке и проходит через отверстия в поршне-рейке, промежуточной крышке и в игольчатом подшипнике верхней крышки. Учитывая реально выполнимые допуски на радиальное и торцовое биение деталей, определяющих расположение этих отверстий, а также ограниченность зазоров, с которыми винт установлен в деталях, между ними возможны контакты, вызывающие деформацию винта и увеличенное трение при его осевом перемещении.

Отсутствие четкого возврата винта в среднее положение под действием центрирующих пружин указывает на недопустимую деформацию винта.

1 9 9

Зубчатое зацепление рейки и сектора регулируют с некото­ рым предварительным натягом в среднем положении, что обес­ печивает длительную работу рулевого механизма без повторной регулировки. Момент, необходимый для вращения винта после регулировки зацепления, должен быть на 10— 15 кгс-см больше момента, замеренного при наличии в зацеплении гарантирован­ ного зазора, но не должен превышать 50 кгс-см. Регулировка зацепления достигается вращением регулировочного винта 29.

Правильность работы рулевого механизма проверяют при подводе к нему масла от насоса ЗИЛ-130. При этом должно быть обеспечено следующее:

—плавное, без заеданий вращение винта в любую сторону (проверяют при моменте сопротивления вращению вала сошки 0

и130 кгс-м);

—при нейтральном положении клапана управления гидро­ усилителя давление в подводящей сети не более 3 кгс/см2;

—при повороте винта рулевого управления до упора в лю­ бую сторону давление в подводящей сети не менее 60 кгс/см2; после прекращения действия на винт силы давление должно быстро падать до величины, замеренной при нейтральном поло­ жении клапана;

—при сопротивлении на вале сошки 130 кгс-м момент на винте рулевого управления не более 175 кгс-см;

—поворот вала сошки от одного крайнего положения до дру­ гого под действием момента не более 1 2 кгс-м;

—при повороте винта рулевого управления до упора в лю­ бую сторону утечка через выходное отверстие клапана 15 уп­

равления гидроусилителя не более установленной вели­ чины.

Эти проверки характеризуют механический к. п. д. механиз­ ма при передаче усилия как от водителя, так и в обратном на­ правлении, а также объемный к. п. д. рулевого механизма, кото­ рый является одним из параметров, определяющих долговеч­ ность насоса гидроусилителя.

В основном утечки внутри рулевого механизма происходят через детали клапана управления гидроусилителя, уплотнения винта и установочные вины 41 шариковой гайки (см. рис. 76). Минимальные внутренние утечки в клапане управления обеспе­ чиваются подбором его деталей.

Золотник (по наружному диаметру) и корпус клапана (по диаметру отверстия) сортируют на группы через 4 мкм. Это позволяет расширить допуски при условии соблюдения цилиндричности поверхностей в пределах 2 мкм. Имеется по шесть групп корпусов клапана и золотников. Как показали испытания, зазор менее 4 мкм в этом соединении может привести к закли­ ниванию золотника при нагреве масла в системе выше 100° С. Зазор менее 4 мкм недопустим. Селективный подбор обеспечи­ вает зазор в пределах 6— 14 мкм.

2 0 0