Усилители рулевого управления
Усилители рулевого управления автомобилей.
Усилители рулевого управления
Усилитель рулевого управления служит для создания дополнительного силового воздействия, позволяющего уменьшить прикладываемое к рулевому колесу усилие, необходимое для управления автомобилем, а также для повышения маневренности автомобиля и безопасности движения.
На грузовых автомобилях средней и большой грузоподъемности усилители рулевого управления устанавливают в основном для облегчения управления, а на легковых автомобилях высокого класса, кроме того, для предотвращения потери управляемости автомобилем в случае разрыва шины на высокой скорости.
***
Требования к усилителям рулевого управления
Поскольку рулевое управление автомобиля относится к наиболеее ответственному элементу системы управления, усилители руля должны не только обеспечивать комфорт и удобство водителя, но и соответствовать условиям безопасности движения. Немаловажными условиями качества гидроусилителей, как элементов конструкции автомобилей, является их долговечность, удобство технического ухода и эксплуатации.
Усилители рулевого управления должны соответствовать следующим основным требованиям:
- сохранять возможность управления автомобилем и в случае выхода усилителя из строя;
- не препятствовать стабилизации управляемых колес;
- обеспечивать следящее действие;
- поглощать удары и толчки, воспринимаемые автомобилем со стороны дороги и передаваемые на рулевое колесо;
- иметь высокий КПД и использовать минимальное количество мощности двигателя для своей работы.
Кинематическое следящее действие обеспечивает пропорциональность между угловым перемещением рулевого колеса и углом поворота управляемых колес. Иными словами, каждому фиксированному положению рулевого колеса должно соответствовать определенное положение управляемых колес, а при остановке рулевого колеса в каком-нибудь промежуточном положении поворот управляемых колес также должен прекращаться.
Силовое воздействие обеспечивает пропорциональность между силой, приложенной к рулевому колесу, и силой сопротивления повороту управляемых колес. Силовое следящее действие создает водителю "чувство дороги".
Усилитель рулевого управления должен включаться при определенном усилии, прикладываемом к рулевому колесу. Это усилие зависит от сил трения в рулевом механизме и типа применяемого центрирующего устройства. Центрирующее устройство обязательно имеется во всех усилителях, так как оно также не позволяет включаться усилителю при незначительных толчках со стороны управляемых колес. В качестве центрирующих и реактивных устройств в усилителях рулевого управления могут применяться пружины, торсионы, плунжеры, реактивные камеры или их комбинации.
Включение усилителя рулевого управления происходит вследствие обратной связи от управляемых колес, осуществляемой с помощью рулевого привода.
***
Классификация усилителей рулевого управления
На современных автомобилях могут устанавливаться гидравлические, электрические и комбинированные усилители рулевого управления. На выпускаемых ранее грузовых автомобилях некоторых моделей применялись пневматические усилители руля, однако, в настоящее время от таких конструкций отказались из-за ряда недостатков, присущих пневматическим сервоприводам – высокой инертности при срабатывании и неэффективному следящему действию.
В настоящее время на автомобилях наиболее часто применяются гидравлические усилители рулевого управления, которые характеризуются хорошими массогабаритными и динамическими показателями при рабочих давлениях до 15 МПа, небольшим временем срабатывания (0,02…0,05 сек), хорошими демпфирующими свойствами, малой трудоемкостью технического обслуживания.
Электрические усилители отличаются высокой экономичностью, так как энергия потребляется ими только при включении, а также низким уровнем шума, высокими демпфирующими свойствами и быстродействием, легкостью обеспечения переменного реактивного действия в зависимости от скорости движения автомобиля.
Комбинированные усилители рулевого управления в виде электромеханических или электрогидравлических систем устанавливают на многоосных специальных шасси, автопоездах и легковых автомобилях высшего класса. Это перспективные конструкции, сочетающие преимущества гидравлических и электрических усилителей рулевого управления.
***
Гидравлические усилители рулевого управления (ГУР)
k-a-t.ru
Усилители рулевого управления: виды, достоинства и недостатки
При повороте рулевого колеса предполагается прикладывание усилия, которое водитель вынужден применять, чтобы изменить направление движения. В автомобилях легкового типа, где чаще всего устанавливаются реечные рулевые механизмы, приходится применять меньшее усилие при повороте руля. Такая легкость была достигнута за счет сочетания передаточного числа и зацепления червяка рулевого механизма и зубчатого колеса рейки.
Чем больше цифра передаточного числа, тем проще крутить рулевое колесо. Но у такой схемы рулевого механизма есть недостаток - чем значительнее передаточное число, тем больше оборотов рулевого колеса требуется для совершения поворота или разворота. Вследствие чего страдает реакция и маневренность управления, что может сказаться при непредвиденных ситуациях на большой скорости при езде по извилистым дорогам. Это и послужило главной причиной для отказа от этого типа рулевого механизма и перехода на более комфортное рулевое управление. Новый механизм стал оснащаться усилителем, который позволяет уменьшить значение передаточного числа без потери легкости управления на высоких скоростях.
Интересный факт, что до 1958 года немецкие производители автомобилей вообще не оборудовали свои автомобили рулевыми усилителями. Самым первым кто стал использовать усилители рулевого управления, стала компания Mercedes – Benz, причем преподнесли они это как компонент комфорта, а не безопасности. Впрочем, дело это в прошлом, а сегодня на машины устанавливается три разновидности усилителей рулевого управления. Какие достоинства и недостатки у каждого из них, за каким усилителем будущее?
Самый распространенный – это гидроусилитель (ГУР), он состоит из золотника, гидравлического цилиндра и насоса, которые соединяются между собой трубопроводами, по которым подается гидравлическая жидкость. Насос гидроусилителя создает нужное давление, а золотник распределяет это давление. В зависимости от того, куда крутит рулевое колесо водитель, он пускает необходимое количество жидкости в нужную полость силового цилиндра, и за счет этого создаваемое давление в системе облегчает водителю совершать маневры автомобилем, прилагая тем самым минимальное количество сил.
Насос гидроусилителя приводится в действие за счет приводного ремня от двигателя автомобиля. В этом и заключаются недостатки системы ГУР. Если двигатель не работает, то помощи от гидроусилителя ждать не стоит – чтобы повернуть передние колеса, водителю придется применить максимальное усилие. Продуктивность насоса повышается с оборотами коленчатого вала, что вступает в противоречие с реальными потребностями рулевого управления, оно должно выдавать максимальное усилие при работающем двигателе на холостых оборотах, а не наоборот. Эту проблему можно решить, но только через усовершенствование конструкции.
Когда двигатель работает насос ГУР, не зависимо от того, необходимо усиление в данный момент или нет, постоянно работает в пару с двигателем. Из-за этого детали насоса (и приводные детали – шкив, подшипник, ремень и т.д.) подвергаются постоянному износу, что рано или поздно приведет к ремонтным работам.
Однако гидроусилитель сдает постепенно свою позицию двум другим видам усилителей. От ГУР отказываются не по перечисленным недостаткам, а из-за того, что по некоторым оценкам приведение насоса в действие отбирает у двигателя от 2 – 8 л/с, все зависит от размеров объема двигателя и условий эксплуатации. Другими словами, гидроусилитель расходует энергию двигателя, которая должна использоваться коробкой передач, приводя автомобиль в движение.
Такой недостаток гидроусилителя способствовал появлению электрического гидроусилителя (ЭГУР), после этого обычные гидроусилители стали называться механическими, чтобы не путать два вида гидроусилителей друг с другом. Вся разница в том, что ЭГУР приводится в действие не от приводного ремня как его собрат, а от электромотора, который работает за счет бортовой сети автомобиля.
За счет такой особенности насос ЭГУР может приводиться в действие по необходимости и может запускаться, например, когда двигатель автомобиля не заведен, а может не работать совсем, если автомобиль движется в прямом направлении либо с высокой скоростью, когда необходимости в усилителе нет. Все зависит от критерия движения, которое отслеживают датчики, а командует системой усилителя руля электронный блок управления (ЭБУ). Плюсы такой системы в том, что экономится топливо, меньше вредных выбросов в атмосферу и выше долговечность деталей, страдающих при механическом износе.
Но ЭГУР как ГУР, имеет недостаток такой же, как и в гидроусилителе, а именно - наличие гидравлической жидкости, которая со временем может потечь. В то же время ЭГУР приводится в действие от электричества, и если будут неполадки в электронной системе, то возможно он не будет работать, даже если неполадка не связана с системой ЭГУР. Например, при неисправном генераторе ЭБУ двигателя может отключить питание ЭГУР из-за того, что он потребляет больше всего электроэнергии. Также негативно повлиять на его работу скачки напряжения в электрической цепи, вызванные неправильной зарядкой или снятием и установкой АКБ, и другими человеческими факторами. Из-за этих мелочей и сложной конструкции общая ремонтопригодность и надежность ЭГУР хуже, чем у ГУР.
Существует еще такая разновидность усилителей, как электронный усилитель (ЭУР), который помогает управлять передними колесами за счет электродвигателя. Он может встраиваться в рулевую колонку, устанавливаться на рулевую рейку параллельно рейке (когда электродвигатель мощный, следовательно, большой по размерам). Жидкости в ЭУР совсем нет, что исключает любые неполадки с ней. Благодаря отсутствию гидроцилиндра, рейка работающая в паре с ЭУР проще в конструкции, а значит - долговечней, надежней и дешевле. По показателям экономии топлива ЭУР превосходит своих соперников ЭГУР и ГУР. И самое главное - ЭУР может придать управлению дополнительные функции, которые не способен придать ГУР и ЭГУР. Например, благодаря ЭУР в автомобилестроении реализована система автоматической парковки, которая позволяет парковаться, не прикладывая никаких усилий со стороны водителя.
Однако за счет сложного управляющего электронного механизма, сложности ремонта ЭУР нет равных, и это самый главный его недостаток. Чтобы разобраться с неполадками ЭУР, требуется специальное оборудование, которое присутствует не на всех СТО. К недостаткам также можно отнести «блочный» принцип ремонта, который предлагает завод-изготовитель. С проблемами ЭУР могут разобраться только высококвалифицированные специалисты.
Не вызывает сомнений, что будущее стоит за электричеством. Но было бы хорошо, если бы инженеры продолжали совершенствовать электронику не для дополнительных функций ЭУР, а для надежности. Пока же, учитывая последнюю информацию по ЭУР, из-за неполадок в электронной системе, его надежность находится на невысоком уровне.
Похожие записи:
🚘 Электрический усилитель рулевого управления – виды и неисправности
Виды усилителей рулевого управления
В любом современном автомобиле присутствует такой узел, как усилитель рулевого управления. Основной его задачей является снижение силы, применяемой водителем для вращения руля. Это очень повышает показатель комфортности автомобиля. Ещё 15-20 лет назад усилитель руля был настоящей изюминкой при покупке автомобиля в России и СНГ. Сегодня же любой автомобиль даже в базовой комплектации имеет данный элемент. Существует несколько видов усилителей рулевого управления:
- гидравлический усилитель руля
- электрический усилитель руля
- электрогидравлический усилитель руля
- механический усилитель руля
- пневматический усилитель руля
Устройство и работа каждого из видов в корне различается. Пневматический усилитель далеко в прошлом и сейчас он уже практически не используется. Остальные варианты, особенно электроусилитель и гидроусилитель, вы можете встретить на многих автомобилях.
Гидроусилитель руля
Пожалуй, наиболее распространённым типом механизма усиления является гидроусилитель (ГУР). На двигателе автомобиля установлен дополнительный агрегат – насос гидроусилителя. Этот насос создаёт давление специального масла, посредством которого перемещаются элементы в рейке. В момент, когда руль находится в неподвижном положении, масло свободно перекачивается в обход рулевой рейки. Как только вы немного поворачиваете руль, масло под давлением поступает в соответствующую часть мехнизма. Колёса поворачиваются, механизм распределения возвращается в первичное положение, и масло снова начинает уходить в обход рейки.
Основной неисправностью ГУР-а является течь масла через сальники и стыки шлангов, а также неисправность самого насоса. Обычно насос выходит из строя после работы «на сухую». Таким образом, из одной неисправности вытекает другая. Чтобы этого избежать – периодически проверяйте уровень масла.
Электроусилитель руля
Всё большую популярность в последнее время набирает электроусилитель руля (ЭУР). Основным его преимуществом является высокая надёжность и низкая шумность во время эксплуатации. Устройство такого механизма довольно простое: весь агрегат, как правило, располагается под рулевой колонкой. Как только вы прикладываете усилие к рулевой колонке, автоматика это фиксирует и включается электромотор, который «помогает» поворачивать колёса.
Также существует такая разновидность, как электромеханический усилитель руля. Такой вид электроусилителя отличается тем, что передаёт усилие посредством зубчатой или ремённой передачи.
Основной неисправностью такого типа усилителя является повреждение электрооборудования: предохранители, реле, электромотор, соединения проводов. Ремонт таких агрегатов обходится на порядок дешевле ремонта других разновидностей механизмов усиления руля.
Спасибо за подписку!
Электрогидроусилитель руля
Усилители рулевого механизма такого типа также называются гибридными. Принцип работы такого механизма основан и на гидравлике, и на электрике. Основной силовой установкой, как и в случае с гидроусилителем, является насос. Но, в отличие от ГУР-а, насос приводится в движение не ремённым приводом, а электрическим током. Далее всё происходит по такому же сценарию, как и в случае с гидроусилителем – жидкость приводит в движение рейку и колёса поворачиваются, при этом водитель не применяет больших усилий со своей стороны.
Надёжность такого насоса на порядок выше и, помимо этого, исключается вероятность обрыва ремня гидроусилителя. Но, тем не менее, нет ничего вечного, и неисправность усилителя рулевого управления имеет место быть. Чаще всего в такой системе сгорает электромотор или нарушается герметичность масляных каналов. Не спешите менять рейку целиком, если вы увидели подтёки – возможно, достаточно заменить сальники.
Усилитель рулевого управления автомобилей Лада Веста
На автомобили всех без исключения комплектаций линейки Лада Веста устанавливается электроусилитель рулевого управления. Если быть точнее, то электромеханический, поскольку внутри узла используются передаточные механизмы. Сам электроусилитель – разработка Nissan, поэтому в качестве детали можно не сомневаться. Но, как и любой механизм, ЭУР имеет свойство ломаться. И если узел отказался работать, то вероятнее всего причиной поломки является электрика (сгоревший электромотор, оборванная проводка, вышедшее из строя реле или сгоревший предохранитель). Механические же повреждения практически исключены и если и возможны, то только после серьёзных дорожно-транспортных происшествий, в результате которых повреждён рулевой механизм.
olade.ru
Штурвал по ветру: сравниваем усилители рулевого управления
Эталонная система — гидравлический рулевой редуктор. Это механизм так называемого типа «винт — шариковая гайка». Зачастую его применяют на грузовом транспорте и автобусах, но раньше его также ставили и на дорогие седаны, например на Mercedes-Benz с кузовным индексом W124. Механизм отличается минимальным внутренним трением и дополнен гидравлическим усилителем. При повороте руля вращается входной вал редуктора с винтовыми канавками. Такие же сделаны и на внутренней части закрепленной на нем гайки. Вращение вала вызывает ее осевое перемещение. Внешняя часть гайки соединена зубьями с выходным валом редуктора. Таким образом, ее осевое перемещение вновь преобразуется во вращательное. Трение в паре «входной вал — гайка» снижено за счет циркуляции шариков в канавках. По сути, это подшипниковый узел.
Увы, с массовым приходом привычных рулевых реек внутренние трения неизбежно возросли, а с появлением электрических усилителей (электродвигателей) добавились еще и паразитные моменты инерции. С тех пор инженеры с переменным успехом пытаются привить современным механизмам ту эталонную информативность, присущую легковым рулевым редукторам.
Даже в обычной механической рулевой рейке без усилителя есть приличное внутреннее трение. Больше всего потерь, как ни странно, в зубчатой паре «входной вал — рейка». Свое трение есть также в опорной втулке и сухаре. В случае рейки с гидравлическим усилителем сюда добавляются и сальники.
Классический ГУР по-прежнему устанавливают на многие машины. Кроме наличия расширительного бачка под капотом его сразу выдает внешний вид рейки с гидравлическими контурами.
Дополнительные трения ухудшают самовозврат рулевого колеса и обратную связь с дорогой, делая руль ватным и неинформативным. Но инженеры отчасти нивелировали эти моменты. Они увеличили кастор на современных автомобилях (продольный наклон оси передних стоек) и поколдовали над гидравлической частью усилителя: изменили геометрию и характеристики золотниковых клапанов. Благо здесь бал правит только механика. Впрочем, человек, поездивший на легковом автомобиле с рулевым редуктором, все равно ощутит явную разницу.
При эксплуатации таких усилителей больше всего хлопот доставляет гидравлическая часть, например: течи сальников и внешних магистралей; износ насоса ГУР. Однако львиная доля проблем связана с неадекватным вмешательством. При банальной замене рулевых тяг сервисмены ленятся правильно установить пыльники, применяя вместо штатных металлических хомутов обычные пластиковые стяжки. В результате в рейку попадает влага, вызывая коррозию. В запущенных случаях ремонт будет уже невозможен и узел придется менять с сборе. Об этом мы подробно писали в материале про основные неисправности и ремонт рулевых реек. В целом, на сегодняшний день классический ГУР доставляет меньше всего хлопот и требует вменяемых затрат при ремонте по сравнению с остальными вариациями усилителей.
ЭГУР — электрогидравлический усилитель
ЭГУР — это лишь вариация схемы классического гидроусилителя с теми же самыми ощущениями при езде и проблемами в целом. Разница лишь в том, что вместо механического насоса применен электрический. В остальном это та же гидравлическая рейка и контуры. Однако при попытке копнуть глубже всплывает масса скрытых отличий, хороших и не очень.
ЭГУР можно опознать по отсутствию механического насоса в приводе навесного оборудования двигателя. Электрический насос стоит отдельно. Сегодня таким усилителем оборудуют многие модификации автомобилей концернов Renault-Nissan и GM.
В такой системе есть отдельный модуль управления. Беда в том, что он объединен в единый сборный узел с электромотором насоса и его гидравлической частью. На многих возрастных машинах герметичность такого бутерброда нарушается и в электронику попадает влага или даже само масло. Происходит это незаметно, и когда дело доходит до явных проблем в работе усилителя, то уже поздно пытаться что-то ремонтировать. Придется менять дорогостоящие элементы.
С другой стороны, у такой схемы со своим блоком управления, в отличие от классического ГУРа, есть важный плюс — своего рода «защита от дурака». Если по какой-то причине произойдет большая утечка масла из системы, то она сама отключит насос, предотвратив его скоропостижную смерть из-за работы на сухую. Как и в случае с классическим гидроусилителем, любая кровопотеря не влечет износа элементов в самой рейке.
Электрический усилитель (ЭУР), встроенный в рулевую колонку
С появлением элекрических усилителей в чистом виде к потерям на трение в рулевых механизмах добавился паразитный момент инерции. Вместо гидравлики и насоса пришли электродвигатели, встроенные в саму рейку или стоящие вне ее. Благодаря их вращению в ту или иную сторону осуществляется помощь при повороте руля. Однако ротор любого электродвигателя имеет свою массу и, следовательно, момент инерции. Поэтому его невозможно мгновенно остановить и изменить направление вращения. Электронике нужно время, чтобы адаптироваться. Этот момент выражается во временном дополнительном сопротивлении на руле, когда человек резко меняет направление его вращения на ходу.
ЭУР с элементами усилителя, встроенными в рулевую колонку, — самая дешевая вариация. Поэтому она и нашла свое массовое применение в бюджетном сегменте автомобилей.
Вдобавок большая часть схем усилителя с электромотором снабжена еще и червячным редуктором. В частности, это касается систем, где ЭУР встроен в рулевую колонку. Из-за этого дополнительно возрастают потери на трение. В результате информативность руля падает еще сильнее, чем в случае с гидроусилителем. Настроить электронику так, чтобы существенно нивелировать подобный недостаток, невозможно. Поэтому человек, пересевший с автомобиля с ГУРом за ЭУР, сразу почувствует разницу и, вероятно, будет разочарован.
В схеме с элементами усилителя в рулевой колонке мы имеем обычную механическую рейку. Простота ее конструкции гораздо предпочтительнее сложного и технологичного гидроузла. Однако и у этой медали есть обратная сторона. В случае возникновения внутренней коррозии обычная рейка будет молчать до последнего, пока валы катастрофично не сгниют и ремонтировать будет уже нечего. Гидравлический же узел очень быстро начнет течь из-за износа сальников, и восстановление будет стоить вменяемых денег.
В защиту такого типа ЭУРа можно добавить, что электронная часть в рулевой колонке отказывает крайне редко. А по ресурсу система, в целом, сопоставима с привычным гидравлическим собратом.
Электрический усилитель (ЭУР) с червячным приводом, встроенным в рулевую рейку
ЭУР с червячным приводом, встроенным в рулевую рейку, легко отличить по внешнему виду. Электромотор присоединен к ее корпусу рядом с входным валом.
Этот вид открывает группу полноценных электрических реек со встроенными элементами усилителя. По сути, такой ЭУР имеет те же негативные особенности при езде, что и в предыдущем примере. Величина паразитных потерь на трение и моментов инерции схожа.
В процессе эксплуатации тяжесть неисправностей и стоимость ремонта увеличивает то, что все элементы усилителя встроены в рейку.
Электрический усилитель (ЭУР) с червячным приводом, встроенным в рулевую рейку (двухвальный)
Двухвальный червячный ЭУР. В свое время его ставили на Тойоты и Лексусы до 2005 года и, например, на Passat B6. Такая электрическая рейка имеет характерный вид. Электромотор пристроился на противоположном конце от входного вала. Сам рулевой механизм имеет два отлива под опорные сухари.
Самый замысловатый и спорный вид ЭУРа. Вал сложной электрической рейки имеет аж две зубчатые пары по краям. На привычную первую воздействует водитель при повороте руля. А второй паре на другом конце помогает перемещаться электромотор с червячным приводом. На выходе имеем удвоенное трение из-за дополнительного опорного сухаря и пары «шестерня-рейка». Настройка электроники требует особого подхода, чтобы это менее пагубно влияло на информативность руля.
Соответственно, в этом случае все совсем плачевно при каких-либо поломках. Зато из-за наличия дополнительной полноценной опоры с сухарем на другом конце узла такая рейка не страдает от стука во втулке, в отличие от своих обычных электрических собратьев.
Электрический усилитель (ЭУР) с винт-шариковой гайкой
Это, пожалуй, самый правильный вид электрической рейки. Электромотор встроен непосредственно в рейку, ее вал проходит сквозь него. В приводе применили уже знакомую нам шариковую гайку, а не червяк. На выходе имеем сниженное трение и уменьшенный паразитный момент инерции благодаря иной конструкции ротора электродвигателя. Такой усилитель изначально проще настроить на хорошую информативность и адекватное усилие на руле.
Электрическая рейка с винт-шариковой гайкой отличается характерным цилиндрическим корпусом большого диаметра. Такие узлы ставят на Тойоты и Лексусы после 2005 года. Также их можно встретить, к примеру, на Мазде 6 второго поколения и на Фокусе 3.
Увы, но такая электрическая рейка самая дорогая. При этом некоторые производители любят экономить на мелочах. В частности, на Маздах 6 второго поколения и Фокусах 3 с завода ставят хилые опорные втулки. В результате рейка начинает стучать на сравнительно небольших пробегах. Радует хотя бы, что подобный недуг научились довольно бюджетно лечить: в профильных мастерских устанавливают более качественные втулки.
Еще одна неприятная особенность электрических реек всех типов на некоторых моделях машин — частые сбои начального нейтрального положения. По разным причинам эти настройки нарушаются, и руль на заведенной машине, особенно при вывешенных колесах, стремится самопроизвольно вращаться в одну из сторон. При этом человек всегда может своими силами управлять машиной. В одних случаях достаточно повторно выставить нулевое положение с помощью компьютера, а в других может потребоваться ремонт датчиков момента. Иногда бывает и такое, что приходится перепрошивать модуль управления рейкой.
***
Вывод напрашивается сам собой. Если вам важно всегда получать удовольствие от управления машиной и обратная связь на руле для вас не последнее дело, то лучше выбрать классический гидроусилитель. От вас потребуется лишь контролировать уровень и состояние масла в расширительном бачке, а в случае каких-либо поломок стоимость ремонта будет вменяемой. Если же в приоритете беззаботные перемещения из пункта А в Б, то выбирайте ЭУР, встроенный в рулевую колонку. Такой усилитель требует меньше всего внимания.
Источник
koleso.temaretik.com
Усилители рулевых управлений
Строительные машины и оборудование, справочник
Категория:
Автомобили и трактора
Усилители рулевых управленийВ целях уменьшения усилия, затрачиваемого на поворот рулевого колеса, смягчения ударов, передающихся на рулевое колесо при наезде управляемых колес на неровности дороги, и повышения безопасности при разрыве шин переднего колеса в конструкцию рулевого управления некоторых грузовых автомобилей вводят специальные усилители. Усилители бывают гидравлические и пневматические.
Наибольшее распространение получили .гидравлические усилители, которые выполняются отдельно от рулевого механизма (ГАЗ-66, МАЗ-500А, КрАЗ-255Б и др..) или объединяются с ним в одном картере (ЗИЛ-130ДамАЗ-5320 и др.).
На автомобилях ЗИЛ-130 и его модификациях рулевое управление состоит из: рулевого колеса; рулевого вала, размещенного внутри рулевой колонки; карданной передачи рулевого управления с двумя карданными шарнирами; рулевого механизма, объединенного в одном агрегате с гидроусилителем; насоса гидроусилителя, соединенного с рулевым механизмом шлангами высокого и низкого давления, и рулевого привода.
В гидросистему усилителя входит лопастной насос, помещенный в корпусе и приводимый в действие от коленчатого вала, бачок для жидкости, цилиндр усилителя и клапан управления.
В цилиндре перемещается поршень-рейка, в которую входит гайка, получающая осевое перемещение при вращении винта, сидящего на валу. К картеру, который служит одновременно цилиндром гидроусилителя, крепится корпус клапана управления, в котором расположен золотник, перемещающийся при повороте вала. С поршнем-рейкой входит в зацепление зубчатый сектор, изготовленный вместе с валом, который установлен в бронзовых втулках в приливе корпуса и боковой крышки, прикрепленной к корпусу на уплотнительном кольце.
При прямолинейном движении автомобиля жидкость, подаваемая насосом, проходит через клапан управления и возвращается в бачок жидкость проходит также и в обе полости цилиндра усилителя. Поворот рулевого колеса вправо или влево вызывает перемещение золотника по отношению к корпусу клапана управления. Золотник отключает одну из полостей цилиндра усилителя, увеличивая подачу жидкости в другую полость. В результате жидкость давит на поршень-рейку, вызывая поворот зубчатого сектора, связанного с рулевой сошкой, и помогая водителю в повороте управляемых колес автомобиля. Клапан управления усилителем центрируется шестью пружинами и шестью парами реактивных плунжеров. Аварийный шариковый клапан при неработающем насосе или поврежденном шланге соединяет линию высокого давления с линией слива жидкости. Для ограничения подачи жидкости в систему при высоких скоростях вращения вала насоса предусмотрен перепускной клапан, а для предохранения системы от повышенного (6—7 МПа) давления— предохранительный клапан. расположенный внутри перепускного.
Рис. 138. Шарнирные соединения рулевых тяг: и продольная тяга; б ив поперечные тяги
В качестве рабочей жидкости в гидроусилителе рулевого управления применяют всесезонное масло марки Р.
Рис. 140. Гидроусилитель рулевого управления автомобиля МАЗ-500А
Распределитель состоит из корпуса и золотника. На внутренней поверхности корпуса золотника имеются три кольцевые канавки. Крайние из них сообщаются между собой каналом и имеют связь с нагнетательной магистралью насоса, а средняя — через сливную магистраль с бачком насоса. На поверхности золотника имеются две кольцевые канавки, сообщающиеся каналами с реактивными камерами. Корпус распределителя прикреплен к фланцу корпуса шарниров.
В корпусе шарниров размещены два шаровых пальца . К пальцу прикреплена рулевая сошка, а шаровой палец о соединен с продольной рулевой тягой. Оба пальца зажаты между сферическими сухарями пробкой и регулировочной гайкой посредством пружин. Палец рулевой сошки помещен в стакане, который может перемещаться в корпусе в осевом направлении в пределах мм. Вместе со стаканом перемещается и золотник, так как он жестко связан с ним болтом и гайкой.
Корпус силового цилиндра соединен с другим концом корпуса шарниром при помощи резьбового соединения. Внутри герметизированного силового цилиндра перемещается поршень со штоком, который шарнирно соединен с рамой автомобиля. Полости цилиндра, разделенные поршнем, соединены трубопроводами с каналами корпуса распределителя и полостью золотника.
При работающем двигателе автомобиля насос непрерывно подает масло в нагнетательную систему гидроусилителя. При прямолинейном движении автомобиля масло циркулирует от насоса к распределителю гидроусилителя и далее по сливной магистрали возвращается в бачок насоса.
При повороте рулевого колеса влево или вправо рулевая сошка через шаровой палец перемещает золотник в сторону от нейтрального положения. При этом нагнетательная и сливная полости в корпусах золотника разобщаются и масло начинает поступать в соответствующую полость силового цилиндра. перемещая его относительно поршня, закрепленного на штоке. Движение цилиндра передается управляемым колесам через шаровой палец и связанную с ним продольную рулевую тягу. Если прекратить вращение рулевого колеса, золотник останавливается, а корпус надвигается па него, устанавливаясь в нейтральное положение. При этом начинается слив масла в бачок и поворот колес прекращается.
Гидроусилитель обладает высокой чувствительностью. Для поворота колес необходимо перемещение золотника на 0.4—0,6 мм. Усилие на рулевом колесе в начале поворота колес не превышает 50 Н, и наибольшее усиление — около 200 Н.
Применение гидроусилителей облегчает управление автомобилем, уменьшает утомляемость водителей, особенно при движении автомобиля в плохих дорожных условиях.
Читать далее: Тормозная система
Категория: - Автомобили и трактора
Главная → Справочник → Статьи → Форум
stroy-technics.ru
Усилители рулевых приводов
Строительные машины и оборудование, справочник
Категория:
Техническое обслуживание автомобилей
Усилители рулевых приводовЧтобы уменьшить усилия, затрачиваемые при повороте рулевого колеса, смягчения ударов, передающихся на рулевое колесо при наезде управляемых колес на неровности дороги, и повышения безопасности при разрыве шин переднего колеса, в конструкцию рулевого управления некоторых автомобилей вводят специальные усилители. Усилители бывают гидравлические и пневматические.
Наибольшее распространение получили гидравлические усилители, объединенные с рулевым механизмом в одном картере (на автомобилях ЗИЛ-130, КамАЭ-5320 и др.) или выполненные отдельно от рулевого механизма (на автомобилях ГАЗ-66, MA3-5335 и др.).
Рис. 16.8. Гидроусилитель рулевого привода автомобиля ЗИЛ-130: а — общий вид; б — схема работы
На автомобиле ЗИЛ-130 и его модификациях рулевое управление с гидроусилителем (рис. 16.8, а) состоит из рулевого колеса, рулевого вала, размещенного внутри рулевой колонки, карданной передачи рулевого управления с двумя карданами, рулевого механизма, объединенного в одном агрегате с гидроусилителем, насоса 6 гидроусилителя, соединенного с рулевым механизмом шлангами высокого и низкого давления, и рулевого привода.
В гидросистему усилителя (рис. 16.8, б) входит лопастной насос, помещенный в корпусе и приводимый в действие клиновидным ремнем от шкива коленчатого вала, бачок для жидкости, цилиндр усилителя и клапан управления.
В цилиндре перемещается поршень-рейка, в которую входит гайка, получающая осевое перемещение при поворачивании винта. К цилиндру, который служит одновременно картером гидроусилителя, крепится корпус клапана 16 управления, в котором расположен золотник, перемещающийся при повороте вала. С поршнем-рейкой входит в зацепление зубчатый сектор, изготовленный вместе с валом, который установлен в бронзовых втулках в приливе корпуса и боковой крышки.
При прямолинейном движении автомобиля жидкость, подаваемая насосом, проходит через клапан управления и обе полости цилиндра усилителя и возвращается в бачок. Поворот рулевого колеса вправо или влево вызывает перемещение золотника по отношению к корпусу клапана управления. Золотник отключает одну из полостей цилиндра усилителя, увеличивая подачу жидкости в другую полость. В результате жидкость давит на поршень-рейку, вызывая поворот зубчатого сектора, связанного с рулевой сошкой, и помогая водителю в повороте управляемых колес автомобиля. Клапан управления усилителем центрируется шестью пружинами и шестью парами реактивных плунжеров. Аварийный шариковый клапан при неработающем насосе или поврежденном шланге соединяет линию высокого давления с линией слива жидкости. Для ограничения подачи жидкости в систему при высоких скоростях вращения вала насоса предусмотрен перепускной клапан, а для предохранения системы от повышенного (6—7 МПа) давления — предохранительный клапан, расположенный внутри перепускного.
В качестве рабочей жидкости в гидроусилителе применяют всесе-зонное масло марки Р. Его заменителем может быть летом турбинное масло или индустриальное, зимой — веретенное АУ.
Люфт рулевого колеса автомобиля ЗИЛ-130, который не должен превышать 15°, проверяют при работающем двигателе на минимальной частоте вращения коленчатого вала.
На автомобиле MA3-5335 и его модификациях устанавливают гидроусилитель (рис. 16.9), выполненный отдельно от рулевого механизма. Гидроусилитель состоит из распределителя, расположенного в корпусе, корпуса шаровых шарниров и силового цилиндра. В гидросистему усилителя входит также шестеренчатый насос, установленный на двигателе автомобиля, бачок для масла, соединительные шланги и трубопроводы.
Рис. 16.9. Гидроусилитель рулевого привода автомобиля MA3-5335
В корпусе распределителя имеется золотник. На внутренней поверхности золотника сделаны три кольцевые канавки. Крайние из них сообщаются между собой каналом и имеют связь с нагнетательной магистралью насоса, а средняя — через сливную магистраль с бачком насоса. На внешней поверхности золотника имеются две кольцевые канавки, сообщающиеся каналами одна с левой, а другая с правой реактивными камерами, представляющими собой замкнутую полость. Корпус распределителя прикреплен к фланцу корпуса шарниров.
В корпусе шарниров размещены два шаровых пальца. Палец соединен с рулевой сошкой, а палец — с продольной рулевой тягой. Оба пальца зажаты между сферическими сухарями пробкой и регулировочной гайкой посредством пружин. Палец рулевой сошки помещен в стакане, который может перемещаться в корпусе в осевом направлении в пределах 4 мм. Вместе со стаканом перемещается и золотник У, так как он жестко связан с ним болтом и гайкой.
Корпус силового цилиндра соединен с другим концом корпуса шарниров при помощи резьбового соединения. Внутри силового цилиндра перемещается поршень со штоком, который шарнирно соединен с рамой автомобиля. Полости цилиндра, разделенные поршнем, соединены трубопроводами с каналами корпуса распределителя и полостью золотника.
При работающем двигателе автомобиля насос непрерывно подает масло по нагнетательной магистрали в распределитель гидроусилителя.
При прямолинейном движении автомобиля циркуляция масла осуществляется от насоса к распределителю гидроусилителя и далее по сливной магистрали возвращается в бачок насоса.
При повороте рулевого колеса влево или вправо рулевая сошка через шаровой палец перемещает золотник в сторону от нейтрального положения. При этом нагнетательная и сливная полости в корпусе золотника разобщаются средним буртиком золотника и масло начинает поступать в соответствующую полость силового цилиндра, перемещая его относительно поршня, закрепленного на штоке. Движение цилиндра передается управляемым колесам через шаровой палец и связанную с ним продольную рулевую тягу. Если прекратить вращение рулевого колеса, золотник останавливается, но корпус распределителя будет перемещаться до тех пор, пока золотник не установится в нейтральное положение. При этом начинается слив масла в бачок и поворот колес прекращается.
Гидроусилитель обладает высокой чувствительностью. Для поворота колес необходимо перемещение золотника на 0,4—0,6 мм. Усилие на рулевом колесе в начале поворота колес не превышает 50 Н, а наибольшее усилие — 200 Н, которое зависит от сопротивления дорожного покрытия.
Читать далее: Общие сведения о тормозных системах автомобиля
Категория: - Техническое обслуживание автомобилей
Главная → Справочник → Статьи → Форум
stroy-technics.ru
