Конструкція гідропідсилювача

Пристрій насоса гідропідсилювача

Пристрій насоса гідропідсилювача
рульового приводу автомобіля ЗИЛ

Якщо на керовані колеса припадає велике навантаження (вантажні автомобілі великої та середньої вантажопідйомності і автобуси), то керування автомобілем може необхідністю додатки до кермовому)’ колесу значного зусилля. У тих випадках, коли робота водія не може бути полегшена збільшенням передаточного числа рульового механізму управління, конструкція передбачає застосування підсилювачів. Підсилювачі збільшують маневреність автомобіля, підвищують безпеку руху, так як дозволяють зберегти керованість автомобілем навіть в разі розриву шини на одному з передніх коліс, зменшують зусилля, що витрачається водієм при повороті керованих коліс, і пом’якшують поштовхи, що передаються на рульове колесо при русі автомобіля по нерівній дорозі. При застосуванні підсилювача кілька погіршується стабілізація керованих коліс і більше зношується шина (з-за високої чутливості).

Підсилювачі бувають електричні підсилювачі, пневматичні і гідравлічні. Електричні підсилювачі показують хороші результати, але в даний час тільки виходять зі стадії лабораторних досліджень і розробок, а пневматичні виявилися неприйнятними з огляду на великий пружної податливості робочого тіла — повітря, приводила до запізнювання спрацьовування підсилювача і виникнення в рульовому управлінні неприпустимих коливальних процесів. Тому в даний час широко застосовують гідравлічні підсилювачі. Гідравлічний підсилювач може бути вбудованим в механізм рульового управління і окремими.
У загальному випадку гідравлічний підсилювач складається з джерела енергії (гідронасоса), розподільника, виконавчого пристрою (силового циліндра).

Вимоги, що пред’являються до конструкції гідропідсилювача:

• повинні забезпечувати слідкуючий дію як по силі, так і з переміщення рульового колеса (сила переміщення рульового колеса повинна бути пропорційна силі опору повороту і куту повороту керованих коліс);
• у разі виходу з ладу підсилювача — керування автомобілем не повинно порушуватися;
• мінімальний час спрацьовування;
• мінімальна перешкоду стабілізації керованих коліс;
• підсилювач не повинен включатися від поштовхів дороги.


За місцем установки елементів підсилювача розрізняють чотири типи конструкцій підсилювачів рульового приводу.

Перший тип — елементи розташовані близько до кермовому колесу — висока чутливість, мінімальна довжина трубопроводів, компактність (автомобілі марок «ЗІЛ», «КамАЗ»).

СИЛОВИЙ ЦИЛІНДР – РУЛЬОВИЙ МЕХАНІЗМ – РОЗПОДІЛЬНИК

Другий тип — силовий циліндр і розподільник далеко від механізму рульового управління, який встановлений автономно — чутливість погіршується, велика довжина трубопроводів (автомобілі марок «МАЗ», «КрАЗ»).

СИЛОВИЙ ЦИЛІНДР – РОЗПОДІЛЬНИК – РУЛЬОВИЙ МЕХАНІЗМ

Третій тип — автономне розташування всіх елементів — чутливість гірше, велика довжина трубопроводів, але зручна в обслуговуванні (автомобіль ГАЗ).

СИЛОВИЙ ЦИЛІНДР – РОЗПОДІЛЬНИК -РУЛЬОВИЙ МЕХАНІЗМ

Четвертий тип — механізм рульового управління з’єднаний з розподільником — чутливість хороша, велика довжина трубопроводів (автомобіль Урал-4320).

СИЛОВИЙ ЦИЛІНДР – РУЛЬОВИЙ МЕХАНІЗМ/РОЗПОДІЛЬНИК

Механізми керування автомобіля

Устройство рулевого управления

Пристрій рульового управління

і гальмівної системи автомобіля

Вбудований гідропідсилювач автомобіля ЗІЛ. Корпус розподільника кріпиться до проміжної кришці картера рульового механізму управління. Золотник розподільника кріпиться між завзятими кульковими підшипниками на гвинті. Золотник являє собою циліндр з двома проточками. Наполегливі шарикопідшипники стягнуті гайкою з підкладеною під неї конічною пружиною шайбою, зверненої увігнутою стороною до шарикоподшипнику. Довжина золотника більше отвори для нього в корпусі розподільника, внаслідок чого золотник і гвинт можуть переміщатися в осьовому напрямку приблизно на 1 мм в кожну сторону від середнього положення. Шість реактивних пружин з реактивними плунжерами з кожної сторони. Пружини прагнуть утримати золотник у середньому (нейтральному) положенні. Якщо виникає при обертанні гвинта осьова сила більше сили попереднього стиснення пружин реактивних, то гвинт і золотник зміщуються вправо або вліво (на 1 мм) в залежності від напрямку обертання гвинта, повідомляючи одну з порожнин картера (силового циліндра) механізму рульового управління з магістраллю високого тиску, а іншу зі зливним каналом. Масло під тиском (в сучасних підсилювачах використовується тиск 7-15 МПа) впливає на той чи інший торець поршня рейки, створюючи додаткове зусилля, що сприяє повороту вправо або вліво керованих коліс. При середньому (нейтральному) положенні золотника рідина з насоса, заповнивши обидві порожнини силового циліндра, витікає через золотник у бачок гідронасоса.
При повороті вправо гвинт, викручуючись з поршня-рейки, внаслідок опору, що виникає при повороті коліс, прагне зрушити в осьовому напрямку. Як тільки сдвигающая сила буде більше сили попередньо стиснутих пружин реактивних плунжерів, золотник переміститься вправо, з’єднуючи магістраль високого тиску з порожниною вправо від поршня, а порожнину зліва від поршня зі зливним каналом. Поршень-рейка переміщується під дією зусиль, що виникають при викручування гвинта і від тиску рідини.
У разі повертання коліс автомобіля вліво золотник під аналогічним впливом переміщується також вліво, з’єднуючи порожнину зліва від поршня з магістраллю високого тиску, а порожнину праворуч від поршня зі зливним каналом.
Збільшення опору повороту коліс, який чиниться дорогою, викликає підвищення тиску в робочій порожнині картера і під реактивними плунжерами. Чим більше опір повороту коліс, тим з більшою силою золотник прагне повернутися в середнє положення. Одночасно з цим зростає і зусилля на рульовому колесі, завдяки чому у водія виникає «почуття дороги».

работа гидроусилителя ЗИЛ

Робота гідропідсилювача рульового приводу автомобіля ЗИЛ-4331:

a — нейтральне положення; б — переміщення золотника вправо; в — переміщення золотника вліво; 1 і 7 — перепускний клапан; 2 — сапун; 3 і 4 — сітчасті фільтри; 5 — колектор; 6 — насос; 8 — запобіжний клапан; 9 і 10 — демпфуючі отвори; 11 — калібрований отвір; 12 — кульковий клапан; 13 — реактивний плунжер; 14 — золотник; 15 — гвинт рульового механізму управління; 16 — вал сошки; 17 — картер рульового механізму управління.

Пристрій рульового приводу

Рулевой привод

Пристрій рульового приводу,

шарнірні з’єднання

Якщо водій перестає обертати рульове колесо, то припиняється і поворот керованих коліс, так як гвинт перестає обертатися і надходить у картер рульового механізму управління рідина перемішати поршень-рейку з гвинтом і золотником в початкове середнє положення, при якому припиняється дія рідини на поршень-рейку.
В роботі гідропідсилювачів автомобілів марок «ЗІЛ» і «КамАЗ» багато спільного, але конструкція гідропідсилювача автомобілів марки «КамАЗ» має деякі особливості. Розподільник розташований попереду кутового редуктора. В центральному отворі розподільника розміщений золотник, навколо якого в трьох наскрізних отворах розташовано по два циліндра з центрирующей пружиною між ними, а у трьох глухих отворах розташовано по одному плунжеру з пружиною. Наявність трьох плунжерів в глухих отворах пояснюється наступним. Рідина, що знаходиться в корпусі кутового редуктора, діє три торця реактивних плунжерів, що перебувають у наскрізних отворах, а також на крайку перерізу гвинта за місцем його ущільнення, а в порожнині зліва під передньою кришкою діють лише на торці трьох плунжерів. Щоб забезпечити однакову реактивне зусилля на рульовому колесі від тиску рідини при повороті як направо, так і наліво з боку кутового редуктора розташовані три додаткових плунжера, загальна площа яких дорівнює площі кромки перерізу гвинта.
В одному з плунжерів вбудований зворотний клапан, який при відмові гідросистеми з’єднує між собою магістралі високого і низького тиску, забезпечуючи роботу рульового управління без підсилювача. Запобіжний клапан з’єднує магістралі нагнітання і зливу при тиску рідини понад 8 МПа, оберігаючи насос від перегріву, а деталі від перевантажень. Розміщення запобіжного клапана в окремій бобышке полегшує його регулювання та ремонт.
Окремий гідропідсилювач автомобіля МАЗ. Розподільник кріпиться до корпусу кульових шарнірів і силового циліндра. Усередині корпусу розподільника є три кільцеві канавки: дві крайні з’єднані між собою каналом і з магістраллю нагнітання, середня повідомляє магістраль зливу з бачком насоса. Дві кільцеві канавки золотника з’єднуються каналами (Одна — з лівої, інша — з правого боку) з реактивними камерами, що представляють собою замкнену порожнину. Кульові пальці сошки і поздовжньої рульової тяги закріплені в корпусі кульових шарнірів. Цей корпус фланцем скріплений з корпусом золотника. Кульові пальці затиснуті пружинами між сферичними сухарями пробкою і регулювальною гайкою. Сухарі утримуються від обертання штифтами, а кульові пальці в сухарях можуть повертатися в деяких межах. Усередині корпусу кульових шарнірів в осьовому напрямку може переміщатися склянку з закріпленим в ньому кульовим пальцем сошки. Зі склянкою переміщається і золотник, жорстко з’єднаний з ним болтами. На корпус кульових шарнірів навернений силовий циліндр, в якому розміщений поршень зі штоком. З одного боку порожнину циліндра закрита пробкою, а з іншого — кришкою. На кінці штока є голівка для його кріплення в кронштейні рами. Порожнини циліндра, розділені поршнем, з’єднані трубопроводами з каналами в корпусі розподільника, що виходять у порожнину між кільцевими проточками.

Конструкция гидроусилителя

Конструкція гідропідсилювача автомобіля МАЗ:

1 — гідроциліндр; 2 — шток; 3 — нагнітальний трубопровід; 4 — поршень; 5, 31 і 32 — пробки; 6— корпус кульових шарнірів; 7 — регулювальна гайка зазору кульового шарніра поздовжньої тяги; 8 — штовхач; 9 — кульовий палець поздовжньої рульової тяги; 10 — кульовий палець сошки; 11 — зливний трубопровід; 12 — кришка; 13 — корпус розподільника; 14 — фланець; 15 і 17 — трубопроводи; 16 — хомут кріплення ущільнювача; 18 — маслянка; 19— сухар; 20 — стопорний гвинт; 21 — кришка гідроциліндра; 22— гвинт; 23— внутрішня шайба кріплення чохла; 24 — головка штока; 25 — шплінт; 26 — штуцер зливного трубопроводу; 27— штуцер нагнітального трубопроводу; 28 — тримач шлангів; 29 — регулювальна пробка зазору кульового шарніра сошки; 30 — золотник; 33 — стяжний болт; 34 — з’єднувальний канал; 35 —стакан; 36 — зворотний клапан.

Рідина, що подається насосом по магістралі нагнітання в розподільник, заповнює дві крайні кільцеві порожнини і прямолінійному русі автомобіля, проходячи між кромками золотника в центральну кільцеву порожнину, по трубопроводу повертається в бачок насоса.
При повороті рульового колеса кульовий палець сошки переміщує золотник у бік від нейтрального (середнього) положення. Внаслідок цього крайня і центральна кільцеві порожнини роз’єднуються буртиком золотника і рідина насосом подається в одну з порожнин силового циліндра, а з іншого зливається в бачок. Під дією тиску рідини силовий циліндр переміщує кульовий палець поздовжньої рульової тяги і весь золотниковий механізм. Через канали в золотнику рідина під тиском завжди передається в реактивні камери, тому золотник прагне повернутися в нейтральне положення.

работа гидроусилителя МАЗ

Робота гідропідсилювача рульового приводу автомобіля МАЗ:

а — нейтральне положення; б — поворот коліс в ліву сторону; в — поворот коліс праворуч; 1 — реактивна камера; 2 — золотник; 3 — з’єднувальний канал; 4 — корпус розподільника; 5 — маслопровід до поршневої порожнини гідроциліндра; б — маслопровід до над поршневої порожнини гідроциліндра; 7— поршень; 8 — гідроциліндр; 9— шток поршня; 10 — поздовжня рульова тяга; 11 — кульовий палець поздовжньої тяги; 12 — кульовий палець сошки; 13 — лінія для зливу масла; 14 — нагнітальна лінія; 15 — зворотний клапан; 16 — рульове колесо; 17 — бак; 18 — насос; 19 – гідропідсилювач; 20— сошка; А і Б — порожнини; В — центральна кільцева порожнина; Р — нагнітальна порожнину.

Як тільки припиниться поворот рульового колеса, золотник зупиниться, а корпус розподільника, продовжуючи рухатися під дією гідроциліндра, встановить золотник в нейтральне положення. Поворот керованих коліс автомобіля припиниться, так як рідина почне зливатися в бачок.
При збільшенні опору повороту коліс автомобіля зростає тиск рідини в робочій порожнині циліндра, так і в реактивних камерах розподільника. При підвищенні тиску золотник прагне повернутися в нейтральне положення. Тому водій повинен докласти до рульового колеса більше зусилля, що допомагає забезпечити «відчуття дороги» так само, як і при керуванні автомобілем без підсилювача. У корпусі розподільника встановлений зворотний клапан, перепускающий рідину з однієї порожнини гідроциліндра в іншу при непрацюючому гідропідсилювачі, що дозволяє управляти автомобілем при непрацюючому двигуні (буксирування автомобіля). Слід зазначити, що допускається лише короткочасне управління автомобілем при непрацюючому підсилювачі, так як при цьому на рульовому колесі, а отже, і у всіх деталях механізму рульового керування навантаження можуть бути значні.

2