книги из ГПНТБ / Боевые колесные машины (армейские автомобили и бронетранспортеры) учебник

возвращение колес к положению прямолинейного движения. Для компенсации отрицательного влияния усилителя на процесс ста­ билизации колес увеличивают суммарный стабилизирующий мо­ мент за счет больших углов наклона шкворней.

§Г 4. УСИЛИТЕЛИ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ

Управление тяжелой и в особенности многоосной колесной ма­ шиной требует значительных усилий. Трудности управления воз­ растают при движении машин на местности с пониженным давле­ нием воздуха или поврежденными шинами.

Облегчение поворота управляемых колес может быть достиг­ нуто увеличением передаточного числа рулевого управления. Од­ нако при порышенпых значениях передаточных.чисел затрудняет­ ся маневрирование, да и не снижаются энергетические затраты во­ дителя при повороте управляемых колес.

Усилители рулевого управления, используя энергию двигателя (насоса, компрессора), снижают утомляемость водителя, обеспе­ чивают возможность управления при повреждениях шин и ходо­ вой части, т. е. повышают безопасность движения. Кроме того, усилители в значительной мере повышают надежность и комфор­ табельность рулевого управления за счет снижения динамических нагрузок при ударах колес о неровности дорог и местности. Эти обстоятельства являются причинами широкого применения на бое­

Для реализации надежной управляемости усилитель должен обеспечивать: необходимое быстродействие, пропорциональную зависимость между углами поворота и усилиями на рулевом ко­ лесе и управляемых колесах, снижение динамических нагрузок на возможно большем числе деталей рулевого управления. Кроме то­ го, усилитель не должен препятствовать управлению машиной при внезапном его выключении вследствие остановки двигателя, насо­ са или компрессора.

Г и д р а в л и ч е с к и е у с и л и т е л и р у л е в о г о у п р а в л е ­

(0,05 сек гидравлические, 0,3—0,5 сек пневматические усилители), а также по габаритам и массе. Кроме того, гидравлические уси­ лители обладают лучшими демпфирующими качествами, стабиль­ ными характеристиками под нагрузкой, меньшим объемом тех­ нического обслуживания (не требуют смазки, удаления влаги, как, например, пневматические).

Система усилителя рулевого управления состоит из источника энергии (гидравлического насоса), управляющего устройства (распределителя золотникового или клапанного типа), исполни­ тельного цилиндра н вспомогательной аппаратуры (фильтра, ба­ ка, предохранительного и перепускного клапанов, кранов и т. д.).

Компоновочные схемы усилителей разделяются по принципу размещения основных узлов рулевого управления.

2 2 3

Целесообразно располагать распределитель и цилиндр ближе к рулевому колесу, с тем чтобы уменьшить число звеньев, кото­ рые участвуют в передаче управляющего воздействия от водите­ ля к распределителю и сигнала обратной связи от цилиндра к распределителю. Вместе с тем для разгрузки возможно большего числа деталей при ударах колес о препятствия целесообразно ци­ линдры размещать возможно ближе к колесам.

Всхеме с раздельным размещением рулевого механизма и распределителя гидравлического цилиндра усилители у колес (ГАЗ-66, БТР-60П) обеспечивается разгрузка большинства дета­ лей рулевого управления, сохраняется типовой рулевой механизм. Однако при этом увеличивается число звеньев, связывающих уп­ равляющие и исполнительные элементы усилителя, увеличивается длина трубопроводов, что снижает чувствительность рулевого управления.

Совместное размещение рулевого механизма распределителя и цилиндра' (ЗИЛ-131, рис. 4.5) обеспечивает повышенную чувст­ вительность усилителя к управляющему сигналу и уменьшает длину шлангов. Однако при этом детали рулевого привода и ру­ левой передачи испытывают повышенные нагрузки и рулевой ме­ ханизм в таких схемах значительно сложнее.

Всхемах с совместным расположением цилиндра и распреде­ лителя (КрАЗ-255Б) сохраняется типовой рулевой механизм, обес­ печивается сравнительно небольшая длина трубопроводов, пре­

дохранение механизма при ударах колес о неровности и пре­ пятствия.

В схеме рулевого управления автомобиля Урал-375 с совмест­ ным расположением распределителя и рулевого механизма при расположении цилиндра у колес обеспечивается устранение неко­ торых недостатков предыдущих схем.

Лопастной насос двойного действия имеет привод от коленча­ того вала двигателя с помощью клиноременной передачи. В кор­ пусе насоса 5 установлены перепускной 6 и предохранительный 7 клапаны. Сверху расположен бак 3. Золотник 1 распределителя связан с сошкой 9 рулевого механизма 10, а корпус его через де­ тали рулевого привода — с поршнем цилиндра 14.

При работающем двигателе и неподвижном золотнике 1 жид­ кость, подаваемая насосом, заполнив полости цилиндра 14, через распределитель сливается в бак. Перепускной клапан 6 ограничи­ вает циркуляцию жидкости при повышении оборотов коленчатого вала двигателя. Повышенный расход жидкости создает разность давлений на торцевых поверхностях клапана за счет калиброван­ ного отверстия. Когда усилие от разности давлений жидкости на торцевые поверхности клапана 6 превысит силу пружины, клапан сместится и соединит полость нагнетания насоса с баком. Боль­

2 2 4

шая часть жидкости при этом будет циркулировать по контуру насос — бак — насос.

ка 1 внутри корпуса 2 распределителя, т. е. к изменению сечений щелей, соединенных с насосом и баком.

Рис. 4.9. Схема рулевого управления автомобиля ГАЗ-66:

Уменьшение сечения щели слива с одновременным повыше­ нием количества поступающей жидкости вследствие увеличения щели нагнетания приводит к повышению давления жидкости в одной из полостей цилиндра.

В другой полости вследствие уменьшения сечения щели нагне­ тания и увеличения сечения щели, соединенной с баком, сохра­ няется давление, определяемое сопротивлением сливной магистрали. При разности давлений жидкости в полостях цилиндра 14, вели­ чина которой зависит от величины момента сопротивления пово­ роту управляемых колес 13, поршень цилиндра начнет двигаться. Перемещение поршня через тяги и рычаги рулевого привода вы­ зывает поворот колес и смещение корпуса распределителя вслед за золотником. Непрерывный поворот рулевого колеса, а следова­ тельно, и смещение золотника в корпусе распределителя обеспе­ чивают постоянное перемещение поршня цилиндра, т. е. поворот управляемых колес. Остановка рулевого колеса и связанного с ним золотника в любом положении приведет к остановке поршня и управляемых колес в тот момент, когда корпус распределителя, перемещаемый поршнем, догонит неподвижный золотник, т. е. изменит сечение щелей и уменьшит тем самым давление в рабочей полости цилиндра. Поршень, корпус распределителя и управляе­ мые колеса остановятся.

Таким образом обеспечивается «следящее» действие в руле­ вом управлении по углу поворота рулевого колеса. Детали же ру­ левого привода, соединяющие корпус 2 распределителя с поршнем цилиндра 14, выполняют функции механической отрицательной об­ ратной связи в системе усилителя.

С увеличением момента сопротивления повороту колес возрас­ тает давление в рабочей полости цилиндра. При достижении пре­ дельного давления открывается предохранительный клапан и дальнейший поворот управляемых колес обеспечивается совмест­ ным действием усилителя и водителя.

Ощущение водителем величины сил сопротивления повороту колес на рулевом колесе обеспечивается реактивными камерами а и б, которые соединяются отверстиями в золотнике с соответст­ вующими полостями А и Б цилиндра. При изменении давления жидкости в рабочей полости Л и Б примерно так же изменяется давление ее и в соответствующей реактивной камере а пли б. Чем больше момент сопротивления повороту колес, тем больше раз­ ность давлений жидкости в полостях цилиндра и в реактивных камерах распределителя, тем большее усилие потребуется для пе­ ремещения золотника при повороте колес. Таким образом, у во­ дителя на рулевом колесе создается ощущение величины силы со­ противления повороту колес, так называемое «чувство дороги».

Помимо этого, реактивные камеры а и б выполняют функции демпфера-гасителя возможных колебаний, создавая сопротивле­ ние перемещению корпуса при ударах колес о препятствия. Часть энергии ударов расходуется на перемещение поршня цилиндра и выталкивание жидкости через распределитель в бак.

Для быстрого выхода машины изповорота за счет действия стабилизирующих моментов водитель часто отпускает рулевое ко­ лесо. Разность давлений жидкости в реактивных камерах должна

2 2 6

обеспечить перемещение и удержание (центрирование) золотника внутри корпуса в нейтральном положении для снижения давле­ ния и выхода жидкости из.рабочей полости цилиндра в бак при смещении поршня к среднему положению.

При неработающем усилителе возможен поворот колес уси­ лиями водителя. С поворотом рулевого колеса упор 8 золотни­ ка 1 соприкасается с корпусом 2 распределителя и обеспечивает передачу усилия водителя к колесам. Величина свободного хода рулевого колеса за счет перемещения золотника возрастает. Ша­ риковый клапан 11 в распределителе в этом случае обеспечивает

Рис. 4.10. Схема рулевого управления бронетранспортера БТР-60П:

отличия. Шестеренчатый насос 10 приводится в движение от вто­ ричного вала левой коробки передач с помощью коробки отбора мощности.

В систему усилителя включен цилиндр 12 и кран 7 управления заслонками водометного движителя. Усилитель включается при работающем левом двигателе, отпущенной педали сцепления и при рукоятке крана 7 управления в положении «Руль». Рабочий процесс усилителя аналогичен описанному выше. При установке рукоятки крана 7 управления в крайние положения усилитель ру­ левого управления выключается, так как насос в этих случаях

подает жидкость в одну из полостей цилиндра 12. После открыва­ ния (закрывания) заслонок рукоятку крана управления следует поставить в положение «Руль», для того чтобы обеспечить работу усилителя.

На с о с у с и л и т е л я р у л е в о г о у п р а в л е н и я а в т о м о ­ б и л я ЗИЛ-131 аналогичен насосу автомобиля ГАЗ-66 (рис. 4.9).

В проточном распределителе 11 (рис. 4.11) золотник удержи­ вается- в среднем положении с помощью реактивных плунже­ ров 10 и центрирующих пружин 9, что обеспечивает более четкую его фиксацию. Картер рулевой передачи является одновременно цилиндром усилителя. В схему усилителя включен радиатор 13, размещаемый на радиаторе системы охлаждения двигателя.

Несмотря на конструктивные отличия, принцип работы (прин­ цип «следящего» действия, ощущение сил сопротивления повороту колес на рулевом колесе и т. д.) аналогичен описанному выше.

При вращении рулевого колеса в ту или иную сторону вра­ щается винт 4 (рис. 4.5) в гайке 5. Если силы сопротивления по­ вороту колес, удерживающие гайку больше, чем усилия сжатия центрирующих пружин 12, то винт через один из подшипни­ ков 8 сместит в ту или другую сторону золотник 10 в корпусе рас­ пределителя. При этом в одной из полостей цилиндра возрастет давление жидкости. При определенной разности давлений, опре­ деляемой моментом сопротивления повороту колес., поршень-рей­ ка 3 начнет перемещаться и создаст дополнительное усилие при повороте колес.

При остановке рулевого колеса, под давлением жидкости в ра­ бочей полости поршень и винт с золотником смещаются в осевом направлении до тех пор, пока последний не сообщит рабочую по­ лость со сливной магистралью и в полости цилиндра установится давление жидкости, необходимое для удерживания колес.

При освобождении рулевого колеса для выхода машины из по­ ворота пружины и плунжеры возвращают и удерживают золотник в нейтральном положении, обеспечивая выход жидкости из ци­

Цилиндр усилителя размещен у колес. Кроме того, в систему уси­ лителя включены цилиндр и кран управления гидроподъемником запасного колеса.

золотник которого соединен с сошкой 3 рулевого механизма 2.

Поршень цилиндра крепится к раме 8 автомобиля. При пово­ роте колес с помощью усилителя корпус распределителя 4 с ци­ линдром 6 смещается вслед за золотником и обеспечивает «сле­ дящее» действие по углу поворота рулевого колеса.

2 2 8

«5

Конструкция и размещение отдельных узлов усилителя ока­ зывают существенное влияние на эксплуатационно-технические

качества колесных машин.

При движении накатом (по инерции) ие следует останавливать двигатель (насос), так как, помимо увеличения свободного хода рулевого колеса за счет хода золотника, резко возрастают усилия на рулевом колесе, что затрудняет управление.

Н а с о с у с и л и т е л я б р о н е т р а н с п о р т е р а БТР-60П имеет привод от промежуточного вала коробки передач. Поэтому при движении на пониженных скоростях или при повороте колес на месте не следует выключать сцепление, так как насос при этом отключается, что приводит к увеличению свободного хода и уси­ лия на рулевом колесе.

Рис. 4.12. Усилитель рулевого управления автомобиля КрАЗ-255Б:

1 — бак; 2 — рулевой механизм: 3 — сошка; 4 — распределитель; 3 — продольная тяга; 6 — цилиндр; 7 — насос; 8 — рама

В схемах усилителей с дополнительными гидравлическими устройствами (БТР-60П. Урал-375) необходимо контролировать положение рукояток кранов управления и устанавливать их в по­ ложения, обеспечивающие работу усилителя.

С целью разгрузки насосов при работе двигателя на повышен­ ных оборотах передаточное число привода к ним понижено. В связи с этим при совершении крутых поворотов с выключенной передачей в коробке передач следует несколько увеличивать обо­ роты коленчатого вала двигателя. При маневрировании на пони­ женных скоростях следует включать пониженную передачу и уве­ личивать обороты вала насоса.

230

* На бронетранспортере БТР-60П в числителе указаны значения для управляемых колес первой оси, в знаменателе — для колес второй оси.