Файл: Учебное пособие издание второе, дополненное рекомендовано Министерством общего и профессионального.pdf

Рис. 97. Травмобезопасные рулевые механизмы:
а — с энергопоглощающим сильфоном;
б — с перфорированным трубчатым рулевым валом
193

Рис. 98. Схемы рулевого управления:
а — при зависимой подвеске управляемых колес: 1 — рулевая пере-
дача, 2 — рулевой вал, 3 — рулевое колесо, 4 — поворотная цапфа,
5 — нижний рычаг, 6 — поперечная тяга, 7 — верхний рычаг, 8 —
продольная тяга, 9 — рулевая сошка; б — при независимой подвеске
управляемых колес: 1 — рулевая сошка, 2 — рычаг поворотной цап-
фы, 3 и 6 — рулевые тяги, 4 — поперечная тяга, 5 — продольная тяга
В зависимости от компоновки рулевую трапецию (рис.
98) располагают перед осью (передняя рулевая трапеция) или за ней (задняя рулевая трапеция). При зависимой подвеске колес применяют трапеции с цельной поперечной тягой, при независимой подвеске — только трапеции с рычажной попе- речной тягой, что необходимо для предотвращения самопро- извольного поворота управляемых колес при их колебаниях на подвеске. При зависимой и независимой подвесках могут применяться как задняя, так и передняя трапеции.
194

Поперечная тяга изготовляется из бесшовной стальной трубы, на резьбовые концы которой навертываются нако-
нечники с шаровыми кольцами. Длина поперечной тяги должна быть регулируемой, так как она определяет схож- дение колес. При независимой подвеске регулирование осу- ществляют поворотом поперечной тяги относительно нако- нечников.
Наличие зазоров в шарнирах поперечной тяги недопус- тимо. Поэтому предпочтительно применение шарниров с автоматическим регулированием зазора в процессе эксплуа- тации автомобиля, что обеспечивается усилием пружины по оси шарового кольца. Регулируемые шаровые наконечники поперечной тяги (рис. 99, а), где зазор, образовавшийся в результате изнашивания, выбирается вращением пробки, сжимающей пружину.
Рис. 99. Устройство наконечников рулевой тяги:
а — продольной рулевой тяги автомобиля ЗИЛ-130;
б — рулевой тяги автомобиля ΓΑ3-53Α
195

Продольная тяга, связывающая сошку с поворотным рычагом, применяется главным образом при зависимой под- веске. Шаровые шарниры, размещенные по концам тяги, поджимаются жесткими пружинами. Причем расположе- ние шарниров и пружин дает возможность несколько амор- тизировать удары, воспринимаемые управляемыми коле- сами.
Рулевые усилители устанавливают на легковых автомо- билях высокого класса, грузовых автомобилях средней и большой грузоподъемности, а также на автобусах. При этом облегчается управление автомобилем, повышается его ма- невренность, увеличивается безопасность при разрыве шины
(автомобиль можно удержать на заданной траектории). Од- нако при применении усилителя несколько повышается из- нос шин и ухудшается стабилизация управляемых колес.
Усилитель имеет следующие составные части:
• источник питания, в пневмоусилителе — компрессор, в гидроусилителе — гидронасос;
• распределительное устройство;
• исполнительное устройство, пневмо- или гидроци- линдр, создающий необходимое усилие.
Пневмоусилители в настоящее время применяются ред- ко. Их применяли на грузовых автомобилях большой гру- зоподъемности, имевших тормозное пневмоборудование.
Рулевое управление автомобиля с реечным механизмом
(рис. 100) распространено на переднеприводных автомоби- лях. Реечный рулевой механизм располагается в алюмини- евом картере, где на подшипниках установлен вал-шестер- ня, находящийся в зацеплении с рейкой. Рейка прижимает- ся к шестерне металлокерамическим упором, который под- жат размещенной в пробке пружиной. За счет этого обеспе- чивается беззазорное зацепление шестерни с рейкой по все- му ее ходу. Ход рейки в одну сторону ограничивается на- прессованным на нее кольцом, а в другую — втулкой рези-
196

Рис. 100. Рееч-
ный рулевой
механизм:
1 — рулевой вал;
2 — шестерня;
3 — рейка;
4 — упор

нометаллического шарнира тяги. Полость картера защище- на от грязи резиновым гофрированным чехлом.
Вал рулевого управления соединен с валом-шестерней через упругую муфту. На верхней части вала, вращающей- ся в подшипнике качения, на шлицах крепится рулевое ко- лесо через демпфер, который служит для повышения пас- сивной безопасности.
Рулевой привод включает в себя составные рулевые тяги, которые при помощи шаровых шарниров соединены с поворотными рычагами стоек. Длина рулевой тяги из- меняется при помощи регулировочной тяги с внутренней резьбой, которая навертывается на наконечники тяги и кон- трится гайками. Изменение длины рулевых тяг позволяет регулировать схождение колес. Поворотный рычаг прива- рен к телескопической стойке и имеет отверстие, в кото- рое вмонтирована втулка для установки пальца шарового шарнира.
Рулевое управление с механизмом передачи типа «чер-
вяк — ролик» (рис. 101) распространено на легковых и гру- зовых заднеприводных автомобилях.
В автомобиле ВАЗ-2105 верхний рулевой вал вращается в радиально-упорных шариковых подшипниках и соединен с нижним через промежуточный вал, карданные шарниры которого выполнены неразборными.
Редуктор рулевого механизма закреплен на лонжеро- не кузова и представляет собой червячную пару. Червяк, напрессованный на вал, вращается в радиально-упорных подшипниках. Зазоры в подшипниках регулируются под- бором прокладок. Ролик, находящийся в зацеплении с чер- вяком, установлен на ось и вращается в подшипнике каче- ния.
Рулевой привод включает в себя:
• рулевую сошку, шарнирно соединенную с ней сред- нюю тягу и левую боковую тягу;
198

Рис. 101. Рулевое управление
автомобиля ВАЗ-2105:
1 — ось колеса с поворотной
цапфой; 2 — поворотный рычаг;
3 — ось маятникового рычага;
4 — редуктор; 5, 7 и 8 — соот-
ветственно нижний, промежуточ-
ный и верхний рулевые валы; 6
и 12 — соответственно кардан-
ный и шаровой шарниры; 9 —
кронштейн; 10 — рулевое коле-
со; 11 — лонжерон кузова; 13
и 15 — боковая и средняя ру-
левые тяги; 14 — рулевая со-
шка; 16 — маятниковый рычаг;
17 — регулировочная муфта; 18
— вкладыш; 19 — шаровой па-
лец; 20 — резиновый чехол; 21
— пружина; 22 — опорная шай-
ба; 23 — подшипники; 24 —
труба кронштейна; А — пробка
маслоналивного отверстия

• маятниковый рычаг и шарнирно соединенную с ним правую боковую тягу;
• поворотные рычаги.
Ось маятникового рычага вращается во втулках, встав- ленных в кронштейне оси, который крепится к правому лон- жерону пола кузова. Боковые тяги состоят из двух нако- нечников, соединенных разрезной регулировочной муфтой.
Для крепления тяг к рычагам и сошке используются одно- типные шаровые шарниры, состоящие из шарового коль- ца, вкладыша с пружиной и опорной шайбы пружины. Па- лец своей шаровой головкой вместе с вкладышем вставлен в конусную расточку головки наконечника тяги, а вкладыш поджат пружиной, что автоматически устраняет зазор, воз- никающий по мере износа пальца и вкладыша. Шарнир за- щищен резиновым чехлом и в процессе эксплуатации не требует смазки.
Рулевое управление с механизмом передачи типа винт —
гайка — рейка — сектор с усилителем применяют в управ- лении автомобиля ЗИЛ-130.
Усилитель рулевого управления конструктивно объеди- нен с рулевой передачей в один агрегат. Благодаря работе этого механизма, усилие водителя при повороте рулевого колеса увеличивается за счет давления жидкости, подавае- мой в усилитель гидронасосом. Рулевая колонка соединена с рулевым механизмом через короткий карданный вал, так как их оси не совпадают. Это сделано для уменьшения га- баритных размеров рулевого управления.
В систему гидравлического усилителя (рис. 102) руле- вого механизма входят:
• лопастной насос, приводимый в действие от колен- чатого вала двигателя через ременную передачу:
• бачок для жидкости;
• цилиндр усилителя;
• клапан управления.
200

В цилиндре размещена поршень-рейка, находящаяся в зацеплении с зубчатым сектором вала рулевой сошки. Че- рез винт рулевого механизма поршень-рейка связана с ва- лом рулевого механизма. Когда автомобиль движется по прямой, жидкость от насоса проходит через клапан управ- ления и возвращается в бачок. Жидкость также заполняет и обе полости (А и Б) цилиндра усилителя.
Поворот рулевого колеса в ту или иную сторону вызы- вает перемещение золотника. При этом золотник отключа- ет одну из полостей цилиндра усилителя, увеличивая по- дачу жидкости в другую полость. В результате в одной из полостей образуется давление, которое передается в пор- шень-рейку. Увеличение давления в полости А стремится передвинуть поршень-рейку вправо, а увеличение в полос- ти Б — влево. Таким образом, усилие, прикладываемое во- дителем к рулевому колесу, необходимо лишь для включе- ния гидроусилителя, который и обеспечивает в основном поворот управляемых колес.
Для ограничения подачи жидкости при высоких скоро- стях вращения вала гидронасоса имеется перепускной кла- пан, а для предохранения системы от повышенного давле- ния — предохранительный клапан.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Описать общее устройство рулевого управления.
2. Какие типы рулевых механизмов применяются в автомо-
билях?
3. Как устроены рулевые приводы ?
4. В чем состоит отличие рулевого привода с независимой
подвеской от рулевого привода с зависимой подвеской?
5. Как устроен и работает гидроусилитель рулевого управле-
ния?
201

Рис. 102. Схема работы гидравлического усилителя рулевого
механизма:
а — нейтральное положение: 1 — бачок гидронасоса; 2 — ротор
насоса; 3 — перепускной клапан; 4 — предохранительный клапан;
5 — нагнетательный трубопровод высокого давления; 6 — винт ру-
левого механизма; 7 — золотник; 8 — реактивный плунжер; 9 —
шариковый клапан; 10 — корпус клапана управления; 11 — вал со-
шки; 12 — картер рулевого механизма; 13 — сливной трубопровод
202

Рис. 102. Схема работы гидравлического усилителя рулевого
механизма:
б — поворот направо; в — поворот налево
203