Рулевое управление ЗИЛ-130
Рулевое управление ЗИЛ-130 в целом схоже с рулевыми других большегрузных автомобилей.
Схема рулевого управления автомобиля ЗИЛ-130
На автомобиле устанавливается гидроусилитель, объединенный в одном корпусе с рулевым механизмом. Гидроусилитель рулевого управления увеличивает усилиеприкладываемое к рулевому колесу при повороте передних колес, смягчает удары, возникающие при неровности дороги, и повышает безопасность движения, позволяет сохранять контроль за направлением движения автомобиля в случае разрыва шины переднего колеса.
rulevoe-upravlenie-zil-130.gif
Применяют в рулевом управлении ЗИЛ -130 рулевой механизм с передачей типа винт, гайка, рейка, селектор с усилителем. Усилитель рулевого управления объединен вместе с рулевой передачей в один узел и имеет гидропривод от насоса, который продвигается клиновидным ремнем от шкива коленчатого вала двигателя автомобиля.
Рулевая колонка объединена с рулевым механизмом, через короткий карданный вал, потому что оси рулевого вала и рулевого механизма не совпадают. Это сделано для уменьшения конструкции рулевого управления. Основной частью его является картер, который имеет форму цилиндра. Внутри цилиндра находятся поршень, рейка с жестко закрепленной в ней гайкой.
Гайка оснащена резьбой в виде полукруглой канавки, куда заложены шарики. Благодаря шарикам гайка закреплена винтом, он в свою очередь, соединяется с рулевым валом. В верхней части картера к нему прикреплен корпус клапана управление гидроусилителем. Управляющим элементом в клапане служит золотник.
Исполнительным механизмом гидроусилителя является поршень-рейка, установленная в цилиндре картера с помощью поршневых колец. Рейка поршня соединяется нарезкой с зубчатым селектором вала сошки.
Как работает рулевое управление на автомобиле ЗИЛ-130
Вращение рулевого вала осуществляется передачей рулевого механизма в хождение гайки-поршня по винту. При этом зубья рейки проворачивают селектор и вал с прикрепленной к нему сошкой, благодаря чему осуществляется поворот управляемых колес.
При заведенном двигателе насос гидроусилителя качает масло под давлением в гидроусилитель, и при совершении поворота он выдает дополнительное усилие, прикладываемое к рулевому приводу. Принцип действия усилителя основывается на прикладывании давления масла на торцы пошня-рейки, которое создает дополнительную силу, перемещающую поршень и облегчающую поворот управляемых колес автомобиля.
Рулевое управление с гидравлическим усилителем автомобиля ЗИЛ-130
При управлении большегрузными автомобилями (ЗИЛ, КамАЗ) водителю приходится прилагать большие усилия к рулевому колесу, что приводит к снижению его работоспособности. Поэтому в рулевом управлении таких автомобилей устанавливают гидравлический или пневматический усилитель рулевого привода. Больше распространены гидравлические усилители как более компактные и надежные. Кроме того, они хорошо поглощают толчки от неровностей дороги. Гидравлические усилители могут устанавливаться (совмещаться) в рулевом механизме (ЗИЛ-130, КамАЗ-5320) или в рулевом приводе (ГАЗ-66).
Как устроено рулевое управление с гидравлическим усилителем?
В устройство рулевого управления с гидравлическим усилителем автомобиля ЗИЛ-130 (рис.140, а) входят: картер 11 рулевого механизма, имеющий форму цилиндра, в котором устанавливается поршень-рейка 10 с уплотнительными кольцами. Рейка находится в постоянном зацеплении с зубчатым сектором 23, изготовленным совместно с валом сошки 24. В поршне закреплена шариковая гайка 14, в которую ввернут винт 12. Наружный конец винта соединен с рулевым колесом 19 через промежуточный вал и карданную передачу 20. В винтовой канал, образованный канавками на винте 12 и в гайке 14, заложены шарики 13, облегчающие поворот винта в гайке. Шарики циркулируют по замкнутому контуру, так как крайние канавки на гайке соединены трубкой и желобом. Картер герметично закрывается крышками. Над верхней крышкой крепится корпус клапана управления 16. На валу между двумя упорными шарикоподшипниками 15 смонтирован золотник 18, имеющий на наружной поверхности две выточки. Внутренние кольца подшипников при среднем нейтральном положении золотника 18 располагаются с зазором 1 мм от выступающей части корпуса золотника, что дает возможность золотнику вместе с валом перемещаться в осевом направлении на эту величину.
Рис.140. Рулевое управление с гидроусилителем автомобиля ЗИЛ-130:
а – общее устройство; б – привод.
Золотник с валом в среднем нейтральном положении фиксируется шестью пружинами 21 с плунжерами 22, установленными в каналах корпуса золотника. С внешней стороны к корпусу клапана управления присоединяются два шланга от насоса гидроусилителя: сливной 6 – к отверстию, сообщающемуся двумя каналами с концами золотника, а нагнетательный 9 сообщается с отверстием канала, подходящего к середине золотника. Между каналами расположен клапан управления 17, соединяющий каналы при неработающем насосе гидроусилителя. В этом случае возможна работа рулевого механизма без гидроусилителя.
Насос гидравлического усилителя роторный двойного действия, т. е. в нем происходит два полных цикла всасывания и подачи рабочей жидкости за один оборот вала. В его корпусе 2 выполнен статор 25, внутренняя полость которого имеет специальную форму для установки ротора 26. Ротор жестко крепится на валу с приводным шкивом 1. В пазах ротора свободно расположены десять стальных лопастей 27.
На корпусе насоса крепится бачок 3 для масла, в корпусе – перепускной клапан 7, ограничивающий количество масла, подаваемого к золотнику. Внутри этого клапана имеется предохранительный клапан, ограничивающий давление масла в системе в пределах 6,5-7 МПа, что необходимо при большой частоте вращения коленчатого вала двигателя. В бачке смонтирована фильтрующая сетка для очистки заливаемого масла и фильтр 4 для очистки масла, возвращающегося из гидравлического усилителя. В бачок летом заливают турбинное масло 22 (заменитель – индустриальное масло 20), зимой – менее вязкое веретенное масло АУ. Сверху бачок закрывается крышкой с сапуном, сообщающим его внутреннюю полость с атмосферой.
Работает насос так. При вращении ротора его лопасти под действием центробежной силы прижимаются к статору. Подходя к всасывающей полости, они захватывают масло и подают его к нагнетательной полости, где из-за уменьшения объема масло вытесняется и далее по шлангу 9 поступает в гидравлический усилитель, выполнив работу. После этого по шлангу 6 через фильтр 4 оно возвращается в бачок.
Как работает рулевое управление с гидравлическим усилителем?
При движении автомобиля по прямой дороге золотник 18 под давлением плунжеров 22 удерживается в среднем нейтральном положении и масло, поступающее к золотнику 18, через его выточки и сливные каналы по шлангу 6 возвращается в бачок 3. Следовательно, масло не воздействует на поршень, а он на сектор и рулевой привод. Однако наличие масла в гидравлическом усилителе способствует поглощению толчков, передаваемых на руль от неровностей дороги (положение II). Во время поворота рулевого колеса в любую сторону (например, вправо) на винте 12 вследствие сопротивления, оказываемого сектором 23 перемещению рейки, возникает реактивное осевое усилие, сдвигающее винт назад. Вместе с винтом сдвигается и золотник в пределах его возможного хода и задняя выточка золотника соединяет канал передней полости А цилиндра со сливным каналом и шлангом 6, а передняя выточка – нагнетательную магистраль 9 с каналами задней полости Б цилиндра. Поршень перемещается вперед, т. е. в ту же сторону, что и водитель перемешает его, поворачивая рулевое колесо. При этом рейка поршня поворачивает зубчатый сектор 23, воздействуя на рулевую сошку 24 и через продольную тягу 28 (рис.140, б), верхний поворотный рычаг 29, боковые рычаги 30 и поперечную тягу 31 на колеса автомобиля, поворачивая их вправо (положение I). Когда водитель прекращает поворот рулевого колеса, золотник под давлением плунжеров возвращается в нейтральное положение и гидроусилитель выключается из работы.
При повороте влево золотник 18 смещается вперед, направляя масло в переднюю полость А цилиндра, т. е. под поршень. Полость. Б в это время сливным шлангом 6 соединяется с бачком. Под давлением масла и усилия, создаваемого водителем, поршень перемещается вверх и своей рейкой поворачивает сектор и далее через рулевую сошку и рулевые тяги он повернет колеса автомобиля влево (положение III). Следовательно, при работающем двигателе и исправном гидравлическом усилителе для поворота автомобиля водителю не приходится затрачивать большие усилия, что повышает его работоспособность и надежность рулевого управления. Однако это усилие может оказаться настолько незначительным, что водитель может потерять «чувство» дороги. Чтобы этого не случилось, в гидравлическом, усилителе пространство между плунжерами сообщается с нагнетательной полостью. С повышением сопротивления повороту колес для перемещения поршня 10 требуется приложить большее усилие, поэтому давление масла в нагнетательной полости возрастает. Под этим давлением плунжеры 22 сильнее прижимаются к кольцам подшипников и для сдвига, золотника требуется приложить большее усилие, что и вызывает «чувство» дороги. При неработающем двигателе насос не подает масло в гидравлический усилитель и рулевой механизм работает как обычный механический. В этом случае водителю приходится затрачивать значительные усилия на управление автомобилем.
Что подразумевается под передаточным отношением рулевого управления?
Под передаточным отношением рулевого управления подразумевается отношение угла поворота рулевого колеса к углу поворота управляемых колес около шкворней поворотных цапф. Его подбирают таким образом, чтобы сошка не поворачивалась вокруг оси, а получала лишь колебательное движение.
Передаточное отношение рулевого управления определяется как произведение передаточных отношений рулевого механизма и рулевого привода. Оно находится в таких пределах: 19,1 – ГАЗ-24 «Волга», 20 – ЗИЛ-130 и КамАЗ-5320.
Устройство рулевого привода грузового автомобиля ЗИЛ — 130.
Одной из конструктивных особенностей рулевого привода является наличие продольной рулевой тяги.
Рулевой привод автомобиля ЗИЛ – 130 состоит из продольной и поперечной тяг и рычагов поворотных кулаков.
При движении автомобиля по неровной дороге на детали рулевого привода (сошку, продольную и поперечную рулевые тяги, рулевые рычаги) действуют большие нагрузки. Поэтому в рулевой привод вводят пружины для смягчения толчков и для автоматического устранения зазоров, возникающих при изнашивании деталей.
Продольная тяга — трубчатая, с регулируемыми шарнирами шарового типа. При сборке шарнира регулировочную пробку 9 (рис. 5) заворачивают до конца, а затем отворачивают до первого возможного для шплинтовки положения (не менее 1/4 оборота) и шплинтуют. Это обеспечивает зазор в шарнире, необходимый для исключения поломки шарового пальца или тяги.
Рисунок 5 – Продольная рулевая тяга автомобиля ЗИЛ – 130.
1 – тяга; 2 – маслёнка; 3 – упор; 4 – пружина; 5 – шаровой палец; 6 – вкладыш; 7 – чехол; 8 – войлочная прокладка; 9 – пробка; 10 – шплинт.
Поперечная тяга — трубчатая. Для навинчивания головок (наконечников) с шаровыми шарнирами на концах тяги выполнена правая и левая резьба. С помощью головок регулируют схождение управляемых колес. Шарниры с самоподжимными сухарями (вкладышами) 3 (рис. 6) регулирования не требуют. Шаровые пальцы 4 должны поворачиваться с головкой от руки без заедания. Шарниры рулевых тяг смазывают по потребности. Сорт смазки: Литол-24, заменители — солидолы.
Рисунок 6 – Поперечная рулевая тяга автомобиля ЗИЛ – 130.
1 – тяга; 2 – головка; 3 – вкладыш; 4 – шаровой палец; 5 – пружина; 6 – крышка; 7 – резиновый уплотнитель; 8 – втулка; 9 – рычаг корпуса поворотного кулака.
Вопросы для самопроверки:
1. Объясните общее устройство рулевого привода;
2. Перечислите типы рулевого привода;
3. Объясните устройство рулевого привода автомобиля ГАЗ – 24;
4. Объясните устройство рулевого привода автомобиля ВАЗ — 2108;
5. Объясните устройство рулевого привода автомобиля ЗИЛ – 130.
Литература:
1. Тур Е.Я. Устройство автомобиля. – М.: Машиностроение, 1990.
2. Михайловский Е.В. Устройство автомобиля. – М.: Машиностроение, 1985.
3. Роговцев В.Л. Устройство и эксплуатация автотранспортных средств. – М.: Транспорт, 1989.
4. Пехальский А.П. Устройство автомобилей. – М.: «Академия», 2005.
Лекция
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
«Система рулевого управления автомобилем ЗИЛ-130»
Изменение направления движения автомобиля осуществляется поворотом передних колес при помощи рулевого управления, которое включает в себя рулевой механизм и рулевой привод. Вращение левого колеса через рулевой механизм передается на рычаги и тяги рулевого привода, при помощи которых и поворачиваются управляемые колеса.
В кабине автомобиля установлена рулевая колонка с рулевым колесом с рулевым колесом. Рулевая колонка в верхней части закреплена к панелям приборов хомутом, а нижней части – к картеру рулевого механизма втулками.
Рулевой механизм увеличивает усилие, передаваемое от рулевого колеса к сошке, увеличивая этим поворот управления колес. Передаточное число рулевого механизма автомобиля ЗИЛ-130 – 20,0.
На автомобиле ЗИЛ-130 рулевое управление имеет гидроусилитель, предназначенный для уменьшения усилия, затраченного водителем для поворота колес и смягчения толчков от неровностей дороги, передаваемых на рулевое колесо.
Гидроусилитель объединен в один агрегат рулевым механизмом.
Рулевой механизм состоит из картера, винта с гайкой на циркулирующих шарнирах, рейка вместе с поршнем, гидроусилителя и зубчатого сектора, выполненного как одно целое валом рулевой сошке. Гайка рулевого механизма тесно закреплена внутри поршня-рейки. Зубчатая рейка и зубчатый сектор имеют зубья, толщина которых переменно по их длине. Это позволяет регулировать зазор в зацеплении гайка-сектор регулировочным винтом, ввернутым в боковую крышку картера. Для уменьшения трения между винтами и гайкой в их резьбе укрепляют. На поршне-рейке имеются разрезные чугунные кольца, отягивающие плотную его посадку в поршне-цилиндре рулевого механизма.
Вращение рулевого вала преобразуется поступательное движение поршня-рейки в результате перемещения гайки по винту. Движение поршня рейки поворачивают сектор, вместе с ним и вал с сошкой.
Перед картером рулевого механизма установлен клапан управления. Насос гидроусилителя лопатного типа двойного действия (имеет две камеры) с бачком и фильтром закреплен на двигателе и приводится в действие клиновидным ремнем от шкива коленчатого вала. Нормальный прогиб приводных ремней под действием усилия 40Н должен составлять 8-14 мм. Насос соединен с клапаном управления шлангами: шлангами высокого давления, по которому подводится масло от насоса, и шлангом жидкого давления (слева), по которому масло возвращается к насосу.
Во время движения автомобиля по прямой золотник находится в среднем положении и масло из насоса перекачивается в бачок. При повороте вправо золотник, перемещаясь, открывает доступ масла в полость А. В результате давления масла на поршень-рейку уменьшается усилие, которое затрачивается на поворот рулевого колеса. При повороте рулевого колеса влево золотник перемещается и открывает доступ масла в полость Б, в результате чего облегчается поворот колеса влево.
Карданная передача рулевого механизма автомобиля ЗИЛ-130 позволяет уменьшить деформации колебания кабины относительно рамы автомобиля, и также уменьшить размеры системы рулевого управления. Вилки карданов соединены в верхней части с рулевым валом, в нижней части в ведущим валом рулевого механизма. В отверстиях вилки бронзовых втулок установлены крестовины.
Для поворота управляемых колес и изменения направления движения автомобиля усилия от рулевого механизма необходимо передать к управляемым колесам. Для этой цели служит рулевой привод, состоящий из рулевой сошки, рулевых тяг (продольной и поперечной), верхнего рычага поворотный цапфы и двух поворотных рычагов (левого и правового).
Конструкция рулевого привода выполнена так, чтобы при повороте автомобиля движение всех его колес осуществлялось без скольжения, что обеспечивает легкость управления автомобилем при минимальном износе шин. Для этого необходимо, чтобы геометрические оси колес пересекались в одной точке – общем центре окружностей, описывая колесами. Чтобы все колеса имели общий центр поворота, внутреннее управляемое колесо должно поворачиваться на больший угол, чем внешнее. Выполнение этого требования обеспечивается рулевой трапецией, где основаниями служат передняя ось автомобиля и поперечная рулевая тяга, а боковыми сторонами – рычаги поворотных цапф.
Рулевая сошка на выступающей части должна быть закреплена так, чтобы включалось проворачивание ее, для чего на валу и в рулевой части выполнены мелкие шлицы.
Для правильной установки рулевой сошки на валу имеются метки, или несколько пар шлицев, выполненных вместе. Закреплена рулевая сошка гайкой, завернутой на конец вала. В нижнем кожухе рулевой сошки, имеющем конусное отверстие, при помощи гайки закреплен конец с шаровой головкой.
Рулевые тяги выполнены из труб и имеют наконечники, в которые через боковые отверстия с прорезью входят шаровые пальцы сошки и рычагов поворотных цапф. Шаровые пальцы в наконечниках и закреплены сухарями, которые вжимаются пружиной и закреплены пробкой, ввернутой в торцевое отверстие тяги. Ввертывая и вывертывая пробку, регулируют натяжение пружины.
Наконечники поперечной тяги навернуты на левую или правую резьбу и закреплены от произвольного отворачивания болтами. Такое устройство дает возможность изменить длину тяг, а следовательно, изменить скольжение колес.
Для установки рычагов в поворотных цапфах имеются отверстие с канавкой для шпонки. Шаровые пальцы устанавливают в конусные отверстия в рычагах. Рычаги и шаровые пальцы закреплены гайками. Для надежности соединений деталей рулевого привода пробки наконечников продольной рулевой тяги и для применения поворотных рычагов и шаровых пальцев закреплены гайками.
Все шаровые соединения рулевого привода для уменьшения износа деталей надеваются через масленки и имеют защитные приспособления от попадания грязи и вытекания смазки.
При проверке уровня масла в гидросистеме, передние колеса автомобиля устанавливают в положение, соответствующее движению по прямой и масло сливают при работающем на холостом ходу двигателе до метки “Уровень масла” на боковой стенке бачка картера. При снятии крышки бачка ее следует очистить и промыть бензином.
Для смазки шарнирных соединений рулевого привода автомобиля ЗИЛ-130 используется смазка УС, пресс-солидол или УС-1 или С.
2. Неисправности рулевого управления
Основными неисправностями рулевого управления могут быть: большой износ деталей рулевого управления; заедание рулевого управления; ослабление креплений; недостаточное или неравномерное усиление; полное отсутствие усиления.
Главными признаками неисправности рулевого управления является повышенный свободный ход рулевого колеса или чрезмерное усилие, необходимое для поворота.
Величину свободного хода рулевого колеса определяют люфтометр при положении передних колес, соответствующим движению.
Повышенный свободный ход рулевого колеса свидетельствует об износе деталей шарниров рулевых тяг; поломка пружин шарниров рулевых тяг; ослабление крепления картера рулевого механизма, рулевой сошки поворотных рычагов, а также от увеличения зазоров в подшипниках ступец передних колес и шкварней. Неисправность устраняется выполнением регулировочных работ, заменой изношенных деталей, подтяжкой тяг, рабочих пар рулевых механизмов, карданных шарниров, рулевых креплений.
Недостаточное или неравномерное усилие при поворотах может быть вследствие слабого натяжения ремня привода насоса, недостаточного уровня масла в бачке, наличие воздуха в системе гидроусилителя, зависания нерегулированного клапана насоса из-за загрязнения масла, ослабления затяжки гайки упорных подшипников распределителя. Для устранения необходимо: подтянуть ремни, долить масло до уровня заливного фильтра, сменит масло, отремонтировать насос или рулевой механизм.
Для удаления воздуха из системы гидроусилителя следует пустить двигатель, долить свежее масло до появления его под сеткой, а затем при работе двигателя на холостом ходу повернуть рулевое колесо от упора до упора, удерживая его в течение 2-3 с в крайних положениях и доливая при необходимости масло.
Причины полного отсутствия усиления: обрыв ремня привода насоса, заедание ? клапана насоса, отворачивание седла предохранительного клапана.
Для устранения необходимо заменить ремень, разобрать и промыть насос, завернуть седло предохранительного клапана.
Заедание рулевого управления может быт вследствие может быть вследствие повреждения подшипников рулевого механизма, неправильной его регулировки, погнутости тяг или отсутствия смазки в их шарнирах. В этом случае нужно заменить поврежденный подшипники, отрегулировать рулевой механизм, выправить тяги, смазать их шарниры.
Повышенный шум при работе насоса свидетельствует о недостаточном уровне масла в бачке, слабом натяжении ремня привода, попадании воздуха в систему, засорение фильтров. Стуки в насосе возникают при износе его подшипников. При высоком уровне масла или засорении фильтра может быть выбрасывание масла через сапон бачка. Эти неисправности устраняются с доведением уровня масла до нормы, очисткой фильтров, ремонтом насоса.
3. Техническое обслуживание рулевого управления автомобиля ЗИЛ-130
При контрольном осмотре проверяют состояние и наличие люфтов в тягах рулевого привода, отсутствие подтекания масла из картера рулевого механизма и усилителя, а на ходу автомобиля – работу усилителя.
При ЕТО проверяют свободный ход рулевого колеса, надежность крепления ТО и тяг, натяжения ремня привода насоса.
При ТО-1 проверяют крепления всех деталей рулевого управления, смазывают шарниры рулевых тяг и усилителя смазкой Литон–24 или солидолом; проверяют и при необходимости доливают масло в бачок насоса и картера рулевого механизма.
При ТО-2 дополнительно проверяют и при необходимости регулируют рулевой механизм, смазывают шлицевые соединения (Литон-24) и игольчатые подшипники карданного вала (ТАД-15 при наличие масленок), заменяют масло в картере рулевого механизма (через одно ТО-2).
Применяемое для усилителей масло марки Р может работать без замены до капитального ремонта. Его заменителем может быть летом турбинное масло – 22 или индустриальное – 20, зимой – веретенное АУ. В случае применения заменителей при сезонном обслуживании производится их замена.
На автомобилях ЗИЛ-130 масло из системы сливают через пробку в картере рулевого механизма при повернутом рулевом колесе влево до упора. В таком же положении масло заливают до уровня сетки заливного фильтра, а затем доливают до кормы при работающем двигателе и повороте рулевого колеса до упора влево и вправо.