Устройство и работа рулевого управления автомобилей КамАЗ-5320, КамАЗ-4310

Устройство и работа рулевого управления автомобилей КамАЗ-5320, КамАЗ-4310

Рулевое управление состоит из рулевого колеса, колонки рулевого управления, карданной передачи, углового редуктора, рулевого механизма, гидравлического усилителя (включающего клапан управления, радиатор, насос с бачком и рулевого привода.

Рис. 6.2. Колонка рулевого управления
1 — вал; 2 — стопорное кольцо; 3 — подшипник; 4—труба; 5 — кронштейн; 6—втулка; 7 —стопорная шайба; 8 — гайка

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Колонка рулевого управления (рис. 6.2) состоит из вала 1, трубы 4 и крепится к верхней панели кабины с помощью кронштейна, в нижней части.— к трубе, закрепленной к ее полу.

Вал установлен в трубе на двух шариковых подшипниках. Верхний подшипник стопорится упорным и разжимным кольцами, нижний — стопорной шайбой и гайкой. Осевой зазор в подшипниках регулируется также гайкой. Подшипники снабжены уплотнениями. Смазка в подшипники закладывается при сборке.

На верхнем конце вала крепится рулевое колесо. Нижний конец вала снабжен канавкой для крепления вилки карданной передачи.

Карданная передача передает усилия от вала рулевой колонки на ведущую шестерню углового редуктора и состоит из вала (рис. 6.3), втулки и двух карданных шарниров.

Каждый шарнир состоит из вилок и крестовины с четырьмя игольчатыми подшипниками, установленными в стаканах. Подшипники снабжены уплотнительными кольцами, при сборке в каждый из них закладывается 1-1,2 г смазки. Перед сборкой карданной передачи во втулку также закладывают 2,8…3,3 г смазки и покрывают ею шлицы стержня и втулки.

При сборке карданной передачи шлицы вала и втулки соединяются так, чтобы вилки шарниров находились в одной плоскости. Это обеспечивает равномерное вращение валов.

Вилка шарнира, соединенная с втулкой, устанавливается на вал рулевой колонки; вилка вала соединяется с валом ведущей шестерни углового редуктора. Вилки фиксируются винтами-клиньями, входящими в отверстия, стопорятся гайками и шплинтуются.

Рис. 6.3. Карданная передача:
1, 9 — вилки; 2 — игольчатый подшипник; 3 — стакан; 4 — крестовина; 6 — вал; 7 — уплотнение; 8 втулка; 10 крепежное отверстие

Рис. 6.4. Рулевой механизм:
а— рулевой механизм в сборе с угловым редуктором: 1 — крышка; 2 — реактиЕный плунжер; 3 — корпус клапана управления; 4 — пружина; 5—регулировочная прокладка; 6 — подшипник; 7— ведущий вал с шестерней; 8— игольчатый подшипник; 9 — уплотнитель-ное устройство; 10 — корпус; 11 — ведомая шестерня; 12 — подшипник; 13 — стопорное кольцо; 14— крышка; 15 — упорное кольцо; 16 — кольцо; 17 — винт; 18 — перепускной клапан; 19 — колпачок; 20 — крышка; 21 — картер; 22 – поршень-рейка; 23 — пробка; 24 — винт; 25 — гайка; 26 — желоб; 27 — шарик; 28 — сектор; 29 — гайка; 30 — стопорная шпйба; 31 — кольцо; 32 — корпус; 33 — упорный подшипник; 34 — плунжер; 35 — пружина; 36 — золотник; 37 — шайба; 38 — гайка; 39 — регулировочный винт; 40 — гайка; 41 — крошка; 42 — уплотнение; 43 — кольцо; 44 — регулировочная шайба; 45 — упорное кольцо; 46 — вал сошки

б — угловой редуктор: 1 — ведущий вал с шестерней; 2 — уплотнительное устройство; 3 — крышка корпуса; 4 — корпус ведущей шестерни; 5,7, 10 — шарикоподшипники; 6 — регулировочная прокладка; 8, 15 — уплотнительные кольца; 9 — стопорное кольцо; И — ведомая шестерня; 12 — упорная крышка; 13 — корпус редуктора; 14 — распорная втулка

Уеловой редуктор передает усилие от карданной передачи на винт рулевого механизма. К его картеру он крепится шпильками. Передаточное отношение редуктора равно 1:1.

Вал (рис. 6.4) с ведущей шестерней установлен в корпусе на шариковом и игольчатом подшипниках. На валу шариковый подшипник фиксируется гайкой, тонкий край которой вдавлен в паз вала. Игольчатый подшипник фиксируется стопорным кольцом. В угловом редукторе рулевого механизма автомобиля КамАЗ-4310 ведущий вал с шестерней установлен на двух шариковых подшипниках в корпусе. На валу подшипники удерживаются гайкой. В связи с этими конструктивными изменениями соответственно изменена форма корпуса и крышки корпуса. Ведомая шестерня установлена в корпусе редуктора на двух шариковых подшипниках, закрепленных гайкой со стопорной шайбой. Осевые усилия воспринимаются крышкой и упорным кольцом. Ведомая шестерня соединена с винтом шлицами, что обеспечивает возможность его перемещения относительно шестерни. При этом золотник гидравлического усилителя, установленный на валу, может перемещаться относительно корпуса. Зацепление шестерен регулируется изменением толщины прокладок.

Рулевой механизм скомпонован совместно с угловым редуктором, клапаном управления и цилиндром гидравлического усилителя. Крепится болтами к кронштейну левой рессоры.

В картере рулевого механизма (рис. 6.4) размещены: винт с гайкой, поршень усилителя с зубчатой рейкой и зубчатый сектор с валом сошки. Картер рулевого механизма является одновременно цилиндром гидравлического усилителя.

Гайка соединена с поршнем установочными винтами. Винты после сборки закерниваются.

Для уменьшения сил трения в рулевом механизме винт вращается в гайке на шариках, размещенных в канавках винта и гайки. В отверстие и паз гайки установлены два желоба круглого сечения, образующие трубку. При повороте винта в гайке шарики, перекатываясь по винтовой канавке, попадают в трубку, состоящую из желобов, и вновь в винтовую канавку, т. е. обеспечивается непрерывная циркуляция шариков.

Зубчатый сектор с валом сошки установлен на бронзовой втулке в картере рулевого механизма и в отверстии боковой крышки, крепящейся к картеру. Для регулировки зазора в зацеплении рейки с сектором их зубья имеют по длине переменную толщину.

Регулировка зацепления и фиксация зубчатого сектора с валом сошки в осевом направлении обеспечивается винтом, ввернутым в боковую крышку. Головка регулировочного винта входит в отверстие вала сошки и упирается в упорное кольцо. Осевое перемещение вала сошки относительно головки винта не должно превышать 0,02…0,08 мм. Регулируется оно подбором толщины регулировочной шайбы. Винт после регулировки зазора зубчатого зацепления стопорится гайкой. В картер ввернут перепускной клапан, обеспечивающий выпуск воздуха из гидравлического усилителя. Клапан закрыт резиновым колпачком. На шлицы вала устанавливается и стопорится болтами сошка. В нижней части картера ввернута сливная пробка (см. рис. 6.4)

Гидравлический усилитель состоит из клапана управления (распределительного устройства) золотникового типа, гидравлического цилиндра-картера, насоса с бачком, радиатора, трубопроводов и шлангов.

Корпус клапана управления (рис. 6.4) крепится шпильками к корпусу углового редуктора. Золотник клапана управления установлен на переднем конце впита рулевого механизма на упорных подшипниках. Внутренние кольца подшипников большого диаметра прижаты гайкой к реактивным плунжерам, размещенным в трех отверстиях в корпусе совместно с центрирующими пружинами. Упорные подшипники с золотником зафиксированы на винте буртиком и гайкой. Коническая шайба устанавливается под гайку вогнутой стороной к подшипнику. В корпусе клапана с обеих сторон сделаны проточки. Поэтому упорные подшипники, золотник с винтом могут перемещаться в обе стороны от среднего положения на 1,1 мм (рабочий ход золотника), сдвигая при этом плунжеры и сжимая пружины.

В отверстиях корпуса клапана управления (рис. 6.5) установлены также перепускной и предохранительные клапаны и плунжеры с пружинами. Предохранительный клапан соединяет магистрали высокого и низкого давления масла при давлении 6500…7000 кПа (65…70 кгс/см2). Перепускной клапан соединяет полости цилиндра при неработающем насосе, уменьшая сопротивление усилителя при повороте колес.

Цилиндр гидроусилителя размещен в картере рулевого механизма. Поршень цилиндра снабжен уплотнительным кольном и масляными канавками.

Насос гидравлического усилителя установлен между блоками цилиндров двигателя. Вал насоса приводится во вращение от шестерни топливного насоса высокого давления.

Насос лопастного типа, двойного действия, т. е. за один оборот вала происходит два цикла всасывания и нагнетания. Насос (рис. 6.6) состоит из крышки, корпуса, ротора с валом, статора и распределительного диска. Вал, на шлицах которого установлен ротор, вращается на шариковом 4 и игольчатом подшипниках. Шестерня привода стопорится на валу шпонкой и крепится гайкой. В радиальных пазах ротора установлены лопасти.

Статор установлен в корпусе на штифтах и прижат к распределительному диску болтами.

Ротор с лопастями установлен внутри статора, рабочая поверхность которого имеет овальную форму.

При вращении ротора его лопасти под действием центробежных сил и давления масла в центральной полости ротора прижимаются к рабочим поверхностям

Рис. 6.5. Клапан управления гидравлического усилителя:
1, 10 — плунжеры; 2, 4,7, 8 — пружины; 3, 6, 12 — клапаны; 5 — колпак; 9 — корпус; 11— золЬтник; 13 — прокладка

статора, распределительного диска и корпуса, образуя камеры переменного объема.

При увеличении их объема создается разрежение и масло из бачка поступает в камеры. В дальнейшем лопасти, скользя по поверхности статора, смещаются по пазам к центру ротора, объем камер уменьшается и давление масла в них возрастает. При совпадении камер с отверстиями в распределительном диске масло поступает в полость нагнетания насоса. Рабочие поверхности корпуса, ротора, статора и распределительного диска тщательно отшлифованы, что уменьшает утечку масла.

В крышке корпуса установлен перепускной клапан с пружиной. Внутри перепускного клапана размещен предохранительный шариковый клапан с пружиной, ограничивающий давление в насосе до 7500…8000 кПа (75…80 кгс/см2).

Предохранительный клапан насоса регулируется на давление открытия на 500 кПа (5 кгс/см2) выше, чем давление открытия предохранительного клапана (рис. 6.5), расположенного в рулевом механизме.

Рис. 6.6. Насос гидраьлического усилителя:
1 — шестерня; 2 — вал; 3 — шпонка; 4 — подшипник; 5 — кольцо; б — уплотнение; 7— игольчатый подшипник; 8 — крышка; 9— указатель уровня масла; 10 — болт; 11 — прокладка; 12— стойка фильтра; 13 — предохранительный клапан; 14 —крышка; 15 — прокладка; 16 — бачок; 17 — сетчатый фильтр; 18 — коллектор; 19 — трубка; 20 — прокладка; 21 — крышка; 22 — предохранительный клапан; 23 — перепускной клапан; 24 — распределительный диск; 25 — лопасть; 26 — статор; 27 — корпус; 28—ротор

Применительно к гидросистеме рулевого усилителя управления автомобиля КамАЗ-4310 давление открытия предохранительного клапана в корпусе клапана управления установлено 7500… 8000 кПа (75…80 кгс/см2), а давление открытия предохранительного клапана в насосе — 8500…9000 кПа (85…90 кгс/см2).

Перепускной клапан и калиброванное отверстие, соединяющее полость нагнетания насоса с выходной магистралью, ограничивают количество циркулирующего в усилителе масла при повышении частоты вращения ротора насоса.

На корпусе (см. рис. 6.6) насоса через прокладку крепится коллектор, обеспечивающий создание избыточного давления в канале всасывания, что улучшает условия работы насоса, снижая шум и износ его деталей.

Рис. 6.7. Привод рулевого управления:
1 — крышка: 2 —прокладка; 3, 16 — пружины; 4, 6, 14, 15 — вкладыши; 5, 13 — пальцы; 7 — маслснка; 8 — наконечник тяги; 9, 12, 20 — уплотнительные накладки; 10 — поперечная тяга; 11 — продольная тяга; 17 — прокладка; 18 — резьОовая крышка; 19— шайба

Бачок с крышкой заправочной горловины и фильтром крепится винтами к корпусу насоса. Крышка бачка крепится болтом к стойке фильтра. Стыки крышки с болтом и корпусом уплотнены прокладками. В крышке установлен предохранительный клапан, ограничивающий- давление внутри бачка. Масло, циркулирующее в гидравлической системе усилителя, очищается в сетчатом фильтре. В пробке заливной горловины укреплен указатель уровня масла.

Радиатор предназначен для охлаждения масла, циркулирующего в гидравлическом усилителе. Радиатор в виде согнутой вдвое оребренной трубки, изготовленной из алюминиевого сплава, крепится перед радиатором системы смазки двигателя планками и винтами.

Узлы гидравлического усилителя соединены между собой шлангами и трубопроводами высокого и низкого давления. Шланги высокого давления имеют двойную внутреннюю оплетку; концы шлангов заделывают в наконечники.

Привод рулевого управления состоит из сошки, продольной и поперечной рулевых тяг и рычагов.

Рычаги новоротных кулаков, шарнирно соединенные с поперечной тягой, образуя рулевую трапецию, обеспечивающую поворот управляемых колес на соответствующие углы. Рычаги вставлены в конические отверстия кулаков и крепятся с помощью шпонок и гаек.

На резьбовые концы поперечной тяги (рис. 6.7) навинчиваются наконечники, являющиеся головками шарниров. Вращением наконечников регулируется схождение колес спереди, компенсирующее возможное в эксплуатации их расхождение вследствие износа деталей, которое повышает износ шин и утяжеляет управление автомобилем. Наконечники тяги фиксируются болтами. Шарнир тяги состоит из пальца со сферической головкой, вкладышей, прижимаемых пружиной к головке, деталей крепления и уплот нения. Пружина обеспечивает беззазорное соединение и компенсирует износ поверхностей деталей.

Продольная тяга откована совместно с головками шарниров. Шарниры закрываются резьбовыми крышками и уплотнительными накладками. Смазка шарниров производится через масленки. Поворотные оси-шкворни колес установлены с боковыми наклонами в поперечной плоскости внутрь на 8°. Поэтому при повороте колес передняя часть автомобиля слегка приподнимается, что создает стабилизацию управляемых колес (стремление управляемых колес вернуться к среднему положению после поворота).

Наклон шкворней в продольной плоскости назад на 3° создает стабилизацию управляемых колес за счет центробежных сил, возникающих при повороте.

При отпускании рулевого колеса после поворота нормальная нагрузка на управляемые колеса и центробежные силы создает стабилизирующие моменты, автоматически возвращающие управляемые колеса к среднему положению. Это существенно облегчает управление автомобилем. Оси вращения колес наклонены наружными концами вниз на 1°, образуя развал колес, что затрудняет появление обратного развала колес в эксплуатации вследствие износа подшипников. Движение с обратным развалом увеличивает износ шин и утяжеляет управление автомобилем.

В рулевом приводе автомобиля КамАЗ-4310 поперечная рулевая тяга имеет П-образную форму в связи с наличием картера главной передачи переднего ведущего моста.

Работа рулевого управления. При прямолинейном движении золотник (рис. 6.8) клапана управления удерживается пружинами в среднем положении. Масло, подаваемое насосом, проходит через кольцевые щели клапана управления, заполняет полости цилиндра и через радиатор сливается в бачок. С увеличением частоты вращения ротора интенсивность циркуляции и нагргв масла в гидравлическом усилителе возрастают. Перепускной клапан ограничивает циркуляцию масла. При повышении расхода масла создается перепад давлений на торцевых поверхностях клапана вследствие увеличения сопротивления калиброванного отверстия. Когда усилие от разности давлений на клапан превысит силу пружины, он сместится и соединит нагнетательную полость насоса с баком. При этом большая часть масла будет циркулировать по контуру насос — бак— насос.

При повороте рулевого колеса усилие через карданную передачу, угловой редуктор передается на винт рулевого механизма.

Если для поворота колес требуются значительные усилия, то винт, ввинчиваясь в гайку (или вывинчиваясь из нее), сместит упорный подшипник и золотник, сдвигая при этом плунжер и сжимая центрирующие пружины. Смещение золотника в корпусе изменяет сечение кольцевых щелей, связанных с полостями цилиндра. Уменьшение сечения щели слива с одновременным повышением количества масла вследствие увеличения сечения щели нагнетания приводит к повышению давления в одной из полостей цилиндра. В другой полости цилиндра, где изменение сечений щелей противоположное, давление масла не возрастает. Если разность давлений масла на поршень создает силу, большую силы сопротивления, то он начинает двигаться. Перемещение поршня через зубчатую рейку вызывает поворот сектора и далее, через рулевой привод, поворот управляемых колес.

Непрерывный поворот рулевого колеса поддерживает смещение золотника в корпусе, перепад давления масла в полостях цилиндра, перемещение поршня и поворот управляемых колес.

Остановка рулевого колеса приведет к остановке поршня и управляемых колес в тот момент, когда поршень, продолжая движение под действием перепада давлений масла, сместит винт с золотником в осевом направлении к среднему положению. Изменение сечений щелей в клапане управления приведет к уменьшению давления в рабочей полости цилиндра, поршень и управляемые колеса остановятся. Таким образом обеспечивается «следящее» действие усилителя по углу поворота рулевого колеса.

Нагнетательная магистраль насоса подает масло между плунжерами. Чем больше сила сопротивления повороту колес, тем выше давление масла в магистрали и на торцах плунжеров, а следовательно, и сила сопротивления их перемещению при смещении золотника. Так создается «следящее» действие по силе сопротивления повороту колес, т. е. «ощущение» дороги.

При предельном значении давления масла 7500…8000 кПа (75…80 кгс/см2) открываются клапаны, предохраняя гидравлическую систему усилителя от повреждений.

Для быстрого выхода из поворота отпускают рулевое колесо. Совместным действием реактивных плунжеров и пружин золотник смещается и удерживается в среднем положении. Управляемые колеса под действием стабилизирующих моментов поворачиваются к среднему положению, смещают поршень и выталкивают жидкость в сливную магистраль. По мере приближения к среднему положению стабилизирующие моменты уменьшаются и колеса останавливаются.

Самопроизвольный поворот колес под действием ударов о неровности дорог возможен только при перемещении поршня, т. е. Еыталкивании порции масла из цилиндра в бак. Таким образом, усилитель работает как амортизатор, снижая ударные нагрузки и уменьшая самопроизвольные повороты рулевого колеса.

В случае внезапной остановки двигателя, насоса или потери масла сохраняется возможность управления усилиями водителя. Водитель, поворачивая рулевое колесо, смещает плунжеры золотником до упора в корпус клапана управления, и далее поворот обеспечивается только за счет механической связи деталей рулевого управления. Усилие на рулевом колесе при этом возрастает. Для снижения силы сопротивления при перемещении поршня перепускной клапан, размещенный в плунжере, обеспечивает перетекание масла из полостей цилиндра.

Устройство и работа рулевого управления автомобиля Урал-4320

Категория:

   Автомобили Камаз Урал

Публикация:

   Устройство и работа рулевого управления автомобиля Урал-4320

Читать далее:

   Основные регулировки рулевых управлении

Устройство и работа рулевого управления автомобиля Урал-4320

Рулевое управление автомобиля Урал-4320 состоит из колонки рулевого управления, карданной передачи, рулевого механизма, гидравлического усилителя и рулевого привода к управляемым колесам.

В гидравлическую систему усилителя рулевого управления включены кран управления и цилиндр гидроподъемника запасного колеса.

Размещение и крепление элементов рулевого управления автомобиля Урал-4320 показано на рис. 6.9. Рулевое колесо установ-лено на валу рулевой колонки, которая креплением при помощи кронштейна укреплена на панели приборов. Нижний конец вала соединен через карданную передачу с валом рулевой передачи. Картер рулевой передачи смонтирован на левом лонжероне рамы. На выходном конце вала рулевой передачи установлена рулевая сошка, шарнирно соединенная с продольной рулевой тягой.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Дополнительные материалы по теме:

Карданная передача состоит из полого вала и двух карданных шарниров с игольчатыми подшипниками. Вилка карданного шарнира, соединенная со шлицованной втулкой, устанавливается на вал рулевого механизма. Перед установкой внутрь шлицованной втулки закладывается смазка. Шлицы вала и втулки при сборе покрываются тонким слоем смазки. В подшипники карданных шарниров смазка закладывается при сборке. Стык вала и втулки герметизирован уплотнением, установленным в гайке.

Рис. 6.9. Рулевое управление автомобиля Урал-4320:
1 — рулевое колесо; 2 — рулевая колонка; 3 — крепление рулевой колонки; 4 — карданная передача; б — вал рулевой передачи; 6 — картер рулевой передачи; 7 — рулевая сошка; 8— продольная рулевая тяга; 9 — левый лонжерон рамы

Рулевой механизм состоит из картера (рис. 6.10), вала рулевого механизма с червяком и сектора с боковыми спиральными зубьями, изготовленного совместно с валом сошки. Рулевой механизм скомпонован совместно с распределительным устройством (клапаном управления) и крепится болтами к левому лонжерону рамы автомобиля.

Двухзаходный червяк установлен на шлицах вала и вращается на радиальном цилиндрическом роликовом подшипнике. Внутренняя обойма подшипника через втулку гайки прижата к торцу червяка. Конструкция подшипника, наличие расстояния между червяком и подшипником обеспечивают возможность осевого перемещения вала с упорными подшипниками и золотником. Смещение золотника необходимо при работе гидравлического усилителя.

Боковой зубчатый сектор установлен в картере на удлиненных игольчатых подшипниках, воспринимающих повышенные нагрузки. Зацепление червяка с сектором обеспечивает минимальное значение зазора в средней, чаще используемой и больше изнашиваемой в эксплуатации зоне. При повороте сектора в обе стороны от среднего положения зазор в зацеплении постепенно возрастает. Регулировка зацепления червяка с сектором обеспечивается изменением толщины шайбы. Для того чтобы не нарушать первоначальной приработки при сборке и регулировке рулевого механизма, следует совмещать метки на червяке и секторе у второго зуба.

Рис. 6.10. Рулевой механизм автомобиля Урал-4320:
1 — картер; 2 — роликовый подшипник

Рис. 6.11. Схема гидравлической системы рулевого управления автомобиля Урал-4320:
1 — рулевой механизм; 2, 3, 8, 9 — маслопроводы высокого давления; 4 — цилиндр усилителя; 5 — поворотный рычаг; 6 — сливной маслопровод; 7 — бачок; 10 — кран управления цилиндром грузоподъемника; 11 — рукоятка; 12 — маслопровод высокого давления; 13 — маслопровод низкого давления; 14 — цилиндр гидроподъемника запасного колеса; 15 — насос; 16 — распределительное устройство; а — включен гидроподъемник; б — включен гидравлический усилитель

Смещение червяка в сторону от бокового сектора ограничивается упорным штифтом, установленным в картере.

На конических шлицах вала сектора гайкой крепится сошка рулевого механизма. Выход вала герметизирован уплотнением с замковым кольцом.

Вал рулевого механизма уплотняется сальниками. На шлицованный конец вала устанавливается втулка карданной передачи. Шлицованное соединение обеспечивает смещение вала с золотником в осевом направлении при работе усилителя.

В картере имеются заправочное и сливное отверстия, закрытые пробками.

Гидравлический усилитель состоит из цилиндра (рис. 6.11), распределительного устройства (клапана управления), насоса с бачком, трубопроводов и шлангов. В систему питания включены также кран управления с рукояткой и цилиндр гидроподъемника запасного колеса.

Распределительное устройство состоит из корпуса с крышкой, золотника, реактивных плунжеров с центрирующими пружинами и деталей крепления. В центральном отверстии корпуса размещен золотник, в периферийных отверстиях установлены реактивные плунжеры с пружинами. В корпусе установлен шариковый перепускной клапан, обеспечивающий перетекание масла из полостей цилиндров при управлении автомобилем с неработающим усилителем.

Рис. 6.12. Цилиндр гидравлического усилителя:
1 — наконечник; 2,6 — уплотнительные кольца; 3, И — гайки; 4 — цилиндр; 1 — поршень; 7 — опорное кольцо; 8—манжета; 9 — нажимное кольцо; 10, 13 — хомуты; 12 — чехол; 14 — болт; 15 — наконечник штока

На валу рулевого механизма установлены упорные шариковые подшипники, между внутренними обоймами которых гайкой закреплен золотник с подвижными кольцами. Подвижные кольца соприкасаются с торцевыми‘поверхностями плунжеров, выступающими из корпуса распределительного устройства под воздействием пружины.

Таким образом, вал с червяком и золотником может перемещаться по направлению продольной оси, смещая плунжеры и сжимая пружины до тех пор, пока подвижные кольца не соприкоснутся с торцевыми поверхностями корпуса.

Корпус распределительного устройства закрыт крышкой с уплотнительным устройством. При установке крышки гарантируется смещение вала в направлении продольной оси в пределах 2,08…2,2 мм.

Цилиндр гидравлического усилителя размещен у правого переднего колеса и крепится шарниром к переднему кронштейну рессоры. Поршень цилиндра штоком с шарниром соединен с поворотным рычагом правого переднего колеса. Размещение цилиндра у колеса улучшает защищенность рулевого управления от ударных нагрузок.

На цилиндр навернут и зафиксирован гайкой наконечник с шарниром. Поршень 5 крепится на штоке гайкой. Герметизация штока обеспечивается комбинированным уплотнением, состоящим из уплотнительных, опорных и нажимного колец. В эксплуатации уплотнение при появлении течей подтягивается гайкой.

Шток закрыт гофрированным чехлом, закрепленным хомутами. Изменение длины штока при регулировке рулевого привода обеспечивается поворотом наконечника, болт стопорит наконечник.

Насос гидравлического усилителя в основном аналогичен по конструкции насосу автомобиля КамА.3-5320. В связи с включением в систему гидроподъемника запасного колеса в бачке насоса установлена дополнительная сливная трубка.

Рис. 6.13. Кран управления гидроподъемником:
1 — возвратная пружина; 2 — фиксатор; 3 — прокладка; 4 — корпус; 5 — перепускной клапан; 6 — шарик; 7 — пружина; 8 — направляющая пружина; 9 — седло клапана; 10— регулировочные шайбы; 11 — пробка крана; 12 — уплотнительное кольцо; 13 — крышка! 14 — рычаг

Гидроподъемник запасного колеса обеспечивает подъем и плавное опускание запасного колеса.

Гидроподъемник состоит из крана управления с рукояткой и цилиндра. Кран управления крепится на правом лонжероне рамы и состоит из корпуса с крышкой, пробки крана с рычагом и возвратной пружиной. В корпусе установлен шариковый предохранительный клапан, отрегулированный на давление 5000…6000 кПа (50…60 кгс/см2). Возвратная пружина удерживает и возвращает пробку крана 11 при отпускании рукоятки в положение включения гидроусилителя рулевого управления.

Рукоятка крана установлена снаружи на полу кабины. Цилиндр гидроподъемника закреплен на правом лонжероне рамы с помощью кронштейна и пальца. Шток поршня соединен с держателем запасного колеса.

Привод рулевого управления состоит из сошки, продольной рулевой тяги, поперечной тяги (тяги рулевой трапеции), рычагов рулевой трапеции и рычага цилиндра усилителя.

Сошка устанавливается на конические шлицы вала бокового сектора и крепится гайкой. Гайка стопорится шплинтом.

В наконечниках тяг устанавливаются палец со сферической головкой, вкладыши, обоймы, пружины.

Пружина обеспечивает постоянный контакт пальца с вкладышами, компенсацию их износов в процессе эксплуатации и прижимается крышкой, стопорящейся кольцом. Внутренняя пОлость шарнира уплотнена накладками, уплотнительным кольцом и защитной муфтой.

Шарниры продольной и поперечной тяг и цилиндра гидравлического усилителя рулевого управления взаимозаменяемые и регу. лировки в эксплуатации не требуют. Смазка шарниров обеспечивается через масленки.

Рис. 6.14. Цилиндр гидроподъемника запасного колеса:
1 — наконечник цилиндра; 2,6 — штуцеры; 3 — гайка; 4 — цилиндр; 5 — поршень; 7 — уплотпительное кольцо; 8— наконечник штока; 9 —пылезащитное кольцо; 10 — кольцо; И, 12— уплотнительные кольца

Рис. 6.15. Шарнир рулевого привода:
1 — палсд; 2 — наконечник; 3 — масленка; 4 — пружина; 5 — крышка; б—стопорное кольцо; 7 — уплотпительное кольцо; 8 — обойма пружины; 9, 10 — вкладыши; 11— накладка; 12 — аащитная муфта; 13 — шайба

Работа рулевого управления автомобиля Урал-4320 во многом аналогична работе рулевого управления автомобиля КамАЗ-5320, описанной ранее, и поэтому в дальнейшем рассмотрены только ее особенности, связанные с конструктивными отличиями рулевого управления автомобиля Урал-4320.

При работе двигателя насос заполняет полости цилиндра. Излишек масла циркулирует по контуру: насос — кран — распределитель — бачок. Часть потока масла при открытом перепускном клапане циркулирует в насосе.

В процессе поворота рулевого колеса усилия через карданную передачу и ее шлицованную втулку передаются на вал рулевого механизма. При повороте вала червяк вначале скользит по зубьям неподвижного сектора, связанного с управляемыми колесами и поршнем цилиндра. Поэтому червяк, вал с закрепленным на нем гайкой золотником будут смещаться в продольном направлении в подшипнике и шлицованной втулке карданной передачи. Со смещением золотника относительно корпуса сдвигаются плунжеры, сжимаются пружины и изменяются сечения щелей нагнетания и слива в распределительном устройстве.

Разность давлений масла в полостях цилиндра создает силу, способную преодолеть сопротивление повороту колес; поршень цилиндра начнет перемещаться, обеспечивая поворот колес и через привод сектора рулевого механизма. Непрерывное смещение золотника при вращении рулевого колеса поддерживает давление масла в рабочей полости цилиндра, обеспечивая движение поршня и поворот колес. Давление масла на торцы реактивных плунжеров совместно с пружинами создает на рулевом колесе ощущение силы сопротивления повороту колес.

При остановке рулевого колеса управляемые колеса остановятся после того, как поршень через рулевой привод, поворачивая сектор совместно с усилиями плунжеров и пружин, сместит вал с червяком и золотником к его среднему положению, т. е. уменьшит давление масла в рабочей полости. При этом поршень, управляемые колеса и сектор остановятся.

Если рулевое колесо будет остановлено в промежуточном положении, то в рабочей полости сохранится некоторое давление масла, препятствующее действию стабилизирующих моментов колес.

Освобождение рулевого колеса после поворота приведет к тому, что реактивные плунжеры и сжатые пружины сдвинут вал с червяком и золотником в среднее положение и будут удерживать их. Давление масла в рабочей полости снизится, управляемые колеса и поршень под действием стабилизирующих моментов (от бокового и продольного наклона шкворней и эластичности шин) автоматически будут возвращаться к среднему положению. При перемещении поршня жидкость будет вытесняться из цилиндра в сливную магистраль.

В случае отказа усилителя, например при остановке двигателя, сохраняется возможность управления автомобилем только усилиями водителя. При этом после упора колец в корпус распределительного устройства вал 6 будет вращаться относительно неподвижного золотника в подшипниках. Перепускной клапан 31 обеспечивает перетекание жидкости по полостям цилиндра, т. е. уменьшает сопротивление цилиндра усилителя при повороте колес.

Для опускания запасного колеса достаточно вывести защелку держателя из зацепления, и оно будет опускаться под действием собственного веса, вытесняя масло в бачок по трубопроводу, вне зависимости от того, работает или не работает гидравлический усилитель.

Перед подъемом колеса необходимо пустить двигатель, повернуть на себя и удерживать рукоятку крана (нефиксированное положение). При повороте пробки крана насос соединяется с рабочей полостью цилиндра, что обеспечит подъем колеса. После срабатывания защелки фиксатора в верхнем положении колеса следует отпустить рукоятку. Пружина возвратит пробку крана в исходное положение, т. е. отключит рабочую полость и соединит насос с гидравлическим усилителем.

Если этого не произойдет, то клапан крана при давлении масла 5000…6000 кПа (50…60 кгс/см2) откроется и предохранит насос от перегрузки. В этом случае установить пробку крана в исходное положение воздействием на рычаг и устранить причину задержки. Эксплуатация автомобиля даже с частично недовернутой пробкой недопустима.

Рулевое управление — презентация онлайн

1. Рулевое управление

Преподаватель Янченко М.М.
Рулевое управление предназначено для
обеспечения движения автомобиля в
заданном водителем направлении и наряду
с тормозной системой является важнейшей
системой управления автомобилем. На
большинстве легковых автомобилей
изменение направления движения
осуществляется за счет поворота передних
колес (кинематический способ поворота).
Изменить направление движения можно и
за счет подтормаживания отдельных колес.
Силовой способ поворота положен в основу
работы системы курсовой устойчивости.

3. Рулевое управление современного автомобиля имеет следующее устройство:

рулевое колесо с рулевой колонкой;
рулевой механизм;
рулевой привод.

4. Схема рулевого управления

Рулевое колесо воспринимает от водителя
усилия, необходимые для изменения
направления движения, и передает их
через рулевую колонку рулевому
механизму. Рулевое колесо выполняет
также и информационную функцию. По
величине усилий, характеру вибраций
происходит передача водителю
информации о характере движения.
Диаметр рулевого колеса легковых
автомобилей находится в пределе 380 425 мм, грузовых автомобилей – 440 – 550
мм. Рулевое колесо спортивных
автомобилей имеет меньший диаметр.
Рулевая колонка обеспечивает соединение
рулевого колеса с рулевым механизмом.
Рулевая колонка представлена рулевым валом,
имеющим несколько шарнирных соединений. В
конструкции рулевой колонки предусмотрена
возможность складывания при сильном
фронтальном ударе, что позволяет снизить
тяжесть травмирования водителя. На
современных автомобилях предусмотрено
механическое или электрическое
регулирование положения рулевой колонки.
Регулировка может производиться по
вертикали, по длине или в обоих
направлениях. В целях защиты от угона
осуществляется механическая или
электрическая блокировка рулевой колонки.
Рулевой механизм предназначен для
увеличения, приложенного к рулевому
колесу усилия, и передачи его рулевому
приводу. В качестве рулевого механизма
используются различные типы редукторов,
которые характеризуются определенным
передаточным числом. Наибольшее
распространение на легковых автомобилях
получил реечный рулевой механизм.
Реечный рулевой механизм включает
шестерню, установленную на валу рулевого
колеса и связанную с зубчатой рейкой. При
вращении рулевого колеса рейка
перемещается в одну или другую сторону и
через рулевые тяги поворачивает колеса. В
ряде конструкций рулевого механизма
применяется рейка с переменным шагом зубьев
(в средней части зубья нарезаны с меньшим
шагом). Это обеспечивает легкое
маневрирование автомобиля при парковке.
Реечный рулевой механизм располагается, как
правило, в подрамнике подвески автомобиля.
Ряд автопроизводителей (BMW, Honda, Mazda,
Mitsubishi, Nissan, Renault, Toyota,) предлагают
на некоторых легковых автомобилях рулевые
механизмы с четырьмя управляемыми
колесами. Данное техническое решение
обеспечивает лучшую управляемость и
устойчивость при движении автомобиля на
высокой скорости (при этом передние и задние
колеса повернуты в одну сторону), а также
высокую маневренность при движении с
небольшой скоростью (передние и задние
колеса повернуты в разные стороны).
Необходимо отметить, что эффект
«подруливания» задних колес при
движении автомобиля на высокой скорости
достигается и пассивными средствами. При
повороте автомобиля резинометаллические
упругие элементы задней подвески
деформируются за счет крена кузова и
воздействия боковых сил, тем самым
обеспечивают незначительные углы
поворота колес.
Рулевой привод предназначен для
передачи усилия, необходимого для
поворота, от рулевого механизма к
колесам. Он обеспечивает оптимальное
соотношение углов поворота управляемых
колес, а также препятствует их повороту
при работе подвески. Конструкция
рулевого привода зависит от типа
применяемой подвески.
Наибольшее распространение получил
механический рулевой привод, состоящий
из рулевых тяг и рулевых шарниров.
Рулевой шарнир выполняется шаровым.
Шаровой шарнир состоит из корпуса,
вкладышей, шарового пальца и защитного
чехла. Для удобства эксплуатации шаровой
шарнир выполнен в виде съемного
наконечника рулевой тяги. По своей сути
рулевая тяга с шаровой опорой выступает
дополнительным рычагом подвески.
Рулевое управление характеризуется
множеством кинематических параметров,
основными из которых являются четыре угла
(схождения, развала, поперечного и
продольного наклона оси поворота колеса) и
два плеча (обкатки и стабилизации). В общем
виде конструкция рулевого управления
представляет собой компромисс
кинематических параметров, т.к. вынуждена
объединять противоречащие друг другу
устойчивость движения и легкость управления.
Для уменьшения усилий, необходимых для
поворота рулевого колеса, в рулевом приводе
применяется усилитель рулевого управления.
Применение усилителя обеспечивает точность
и быстродействие рулевого управления,
снижает общую физическую нагрузку на
водителя, а также позволяет устанавливать
рулевые механизмы с меньшим передаточным
числом. В зависимости от типа привода
различают следующие виды усилителей
рулевого управления: гидравлический,
электрический и пневматический.
Большинство современных автомобилей
имеют гидравлический усилитель рулевого
управления (другое название – гидроусилитель руля).
Разновидностью гидроусилителя является
электрогидравлический усилитель рулевого управления,
в котором гидронасос имеет привод от
электродвигателя. В последние годы на автомобилях
все шире применяется электрический усилитель
рулевого управления (другое название –
электроусилитель руля). Крутящий момент от
электродвигателя может передаваться непосредственно
на вал рулевого колеса или на зубчатую рейку.
Электроника позволяет использовать электроусилитель
руля для автоматического управления автомобилем,
например в системе автоматической парковки, системе
помощи движению по полосе.
Усилитель рулевого управления, в котором
поворотное усилие изменяется в
зависимости от скорости автомобиля,
называется адаптивным усилителем
рулевого управления. Известной
конструкцией адаптивного усилителя
рулевого управления является
электрогидравлический
усилитель Servotronic.
Инновационными являются система активного
рулевого управленияот BMW, система
динамического рулевого управления от Audi, в
которых передаточное число рулевого
механизма изменяется в зависимости от
скорости движения автомобиля. Компания BMW
добавила в рулевой вал сдвоенный
планетарный редуктор, корпус которого может
поворачиваться с помощью электродвигателя и
в зависимости от скорости движения
автомобиля менять передаточное отношение
рулевого механизма.
Перспективной является конструкция рулевого
управления, в которой отсутствует
механическая связь рулевого колеса и ведущих
колес, т.н. рулевое управление по проводам.
Система обеспечивает независимое
воздействие на каждое колесо с помощью
электропривода. Серийное применение
рулевого управления по проводам сдерживает
скорее психологический фактор, связанный с
высоким риском аварии в случае отказа
системы.

19. Система активного рулевого управления

(Active Front Steering, AFS)
предназначена для:
изменения передаточного отношения
рулевого механизма в зависимости от
скорости движения;
корректирования угла поворота передних
колес при прохождении поворотов и
торможении на скользком покрытии.
Система AFS является совместной
разработкой фирм Bosch и ZF. В настоящее
время система устанавливается на
большинство моделей автомобилей BMW в
качестве опции и является фирменным
атрибутом данной марки. Конкурентными
преимуществами данной системы являются
повышение комфорта и безопасности при
эксплуатации автомобиля.
Система активного рулевого управления в
своей работевзаимодействует с другими
системами, в т.ч. с гидроусилителем руля
Servotronic, системой динамической
стабилизации DSC.

22. Система AFS имеет следующее общее устройство:

планетарный редуктор;
система управления.

23. Схема системы активного рулевого управления

Планетарный редуктор служит для
изменения скорости вращения рулевого
вала. Он устанавливается на рулевом валу.
Планетарный редуктор включает солнечную
шестерню, блок сателлитов и коронную
(эпициклическую) шестерню. На входе
рулевой вал соединен с солнечной
шестерней, на выходе – с блоком
сателлитов.
Эпициклическая шестерня имеет возможность
вращения. При неподвижной шестерне
передаточное число планетарного редуктора
равно единице и рулевой вал передает
вращение напрямую. Вращение
эпициклической шестерни в одну или другую
сторону позволяет увеличить или уменьшить
передаточное число планетарной передачи,
чем достигается изменение передаточного
отношения рулевого механизма. Вращение
шестерни обеспечивает электродвигатель,
соединенный с ее внешней стороной
посредством червячной передачи.
Для реализации функций системы
активного рулевого управления
создана система управления. Электронная
система управления включает следующие
элементы:
входные датчики;
электронный блок управления;
исполнительные устройства.
Входные датчики предназначены для
измерения параметров работы системы и
преобразования их в электрические сигналы.
Система AFS в своей работе использует
следующие датчики:
датчик положения электродвигателя;
датчик суммарного угла поворота;
датчик угла поворота рулевого колеса;
датчики системы динамической стабилизации
(скорости вращения автомобиля вокруг
вертикальной оси и вертикального ускорения).
Датчик суммарного угла поворота рулевого
механизма может не устанавливаться, в
этом случае угол рассчитывается
виртуально на основании сигналов других
датчиков.
Электронный блок управления принимает
сигналы от датчиков, обрабатывает их и в
соответствии с заложенным алгоритмом
формирует управляющие воздействия на
исполнительные устройства. Электронный блок
управления имеет соединение и осуществляет
взаимодействие с блоками управления других
систем автомобиля:
системы Servotronic;
системы динамической стабилизации DSC;
системы управления двигателем;
системы доступа в автомобиль.
Исполнительными механизмами системы
AFS являются:
электродвигатель;
сигнальная лампа на панели приборов.
Электродвигатель обеспечивает вращение
эпициклической шестерни планетарного
редуктора. Электродвигатель
оборудованаварийным электромагнитным
фиксатором, блокирующим червячную
передачу. В исходном положении передача
заблокирована. При подаче тока на
электродвигатель, срабатывает электромагнит,
и фиксатор, преодолевая усилие пружины,
освобождает ротор электродвигателя. При
возникновении неисправности в системе AFS,
прекращается подача тока на
электродвигатель, фиксатор блокирует
червячную передачу.
Возникновение неисправностей в системе
сопровождается срабатыванием сигнальной
лампы на панели приборов. При этом на
информационном дисплее появляется
сообщение системы самодиагностики.
Система AFS активируется при запуске
двигателя. Работа системы заключается в
изменении передаточного отношения
рулевого механизма в зависимости от
скорости и условий движения.
При совершении маневров на низкой скорости в
соответствии с сигналом датчика угла поворота
рулевого колеса включается электродвигатель.
Электродвигатель через червячную пару передает
вращение на эпициклическую шестерню
планетарного редуктора. Вращение шестерни в
определенном направлении с максимальной
скоростью обеспечивает наименьшее передаточное
отношение рулевого механизма, которое достигает
значения 1:10. При этом руль становиться острым,
уменьшается число оборотов рулевого колеса от
упора до упора, чем достигается высокий комфорт
в управлении.
С ростом скорости движения выполнение
поворотов сопровождается уменьшением
частоты вращения электродвигателя,
соответственно увеличивается
передаточное отношение рулевого
механизма. На скорости 180-200 км/ч
передаточное отношение достигает
оптимального значения 1:18.
Электродвигатель при этом перестает
вращаться, а усилие от рулевого колеса
передается на рулевой механизм напрямую.
С дальнейшим ростом скорости
электродвигатель снова включается, при этом
вращение производится в противоположную
сторону. Передаточное отношение рулевого
механизма может достигать величины 1:20.
При данном передаточном отношении рулевое
управление обладает наименьшей остротой,
увеличивается число оборотов рулевого колеса
от упора до упора, тем самым
обеспечивается безопасность
маневрирования на высоких скоростях.
Если при прохождении поворота
фиксируется избыточная
поворачиваемость автомобиля (потеря
сцепления задних колес с дорогой) система
AFS на основании сигналов датчиков системы
DSC самостоятельно корректирует угол
поворота передних колес. В результате чего
сохраняется курсовая устойчивость
автомобиля. В случае, когда система активного
рулевого управления не может полностью
обеспечить устойчивость автомобиля,
подключается система динамической
стабилизации.
Аналогичным образом система активного
рулевого управления стабилизирует
движение автомобиля при торможении на
скользком покрытии, чем достигается
повышение эффективности
антиблокировочной системы тормозов ABS
и сокращение тормозного пути.
Система активного рулевого управления
постоянно включена и не имеет
возможности отключения.

39. Рулевой механизм

является основой рулевого
управления, где он выполняет следующие
функции:
увеличение усилия, приложенного к рулевому
колесу;
передача усилия рулевому приводу;
самопроизвольный возврат рулевого колеса в
нейтральное положение при снятии нагрузки.
По своей сути рулевой механизм является
механической передачей (редуктором),
поэтому основным его параметром
являетсяпередаточное число.
В зависимости от типа механической
передачи различают следующие типы
рулевых механизмов:
реечный;
червячный;
винтовой.

41. Реечный рулевой механизм

является самым
распространенным типом механизма,
устанавливаемым на легковые автомобили.
Реечный рулевой механизм имеет
следующее устройство: шестерня, рулевая
рейка. Шестерня устанавливается на валу
рулевого колеса и находится в постоянном
зацеплении с рулевой (зубчатой) рейкой.

42. Схема реечного рулевого механизма

Работа реечного рулевого механизма осуществляется
следующим образом. При вращении рулевого колеса
рейка перемещается вправо или влево. При движении
рейки перемещаются присоединенные к ней тяги
рулевого привода и поворачивают управляемые колеса.
Реечный рулевой механизм отличает простота
конструкции, соответственно высокий КПД, а также
высокая жесткость. Вместе с тем, данный тип рулевого
механизма чувствителен к ударным нагрузкам от
дорожных неровностей, склонен к вибрациям. В силу
своих конструктивных особенностей реечный рулевой
механизм устанавливается на переднеприводных
автомобилях с независимой подвеской управляемых
колес.

44. Червячный рулевой механизм

состоит из глобоидного червяка
(червяка с переменным диаметром), соединенного с рулевым валом,
и ролика. На валу ролика вне корпуса рулевого механизма
установлен рычаг (сошка), связанный с тягами рулевого привода.
Вращение рулевого колеса обеспечивает обкатывание ролика по
червяку, качание сошки и перемещение тяг рулевого привода, чем
достигается поворот управляемых колес.
Червячный рулевой механизм обладает меньшей чувствительностью к
ударным нагрузкам, обеспечивает большие углы поворота
управляемых колес и соответственно лучшую маневренность
автомобиля. С другой стороны червячный механизм сложен в
изготовлении, поэтому дорог. Рулевое управление с таким
механизмом имеет большое число соединений, поэтому требует
периодической регулировки.
Червячный рулевой механизм применяется на легковых автомобилях
повышенной проходимости с зависимой подвеской управляемых
колес, легких грузовых автомобилях и автобусах. Ранее такой тип
рулевого механизма устанавливался на отечественной «классике».

45. Винтовой рулевой механизм

объединяет
следующие конструктивные элементы:
винт на валу рулевого колеса;
гайку, перемещаемую по винту;
зубчатую рейку, нарезанную на гайке;
зубчатый сектор, соединенный с рейкой;
рулевую сошку, расположенную на валу
сектора.

46. Схема винтового рулевого механизма

Особенностью винтового рулевого механизма является
соединение винта и гайки с помощью шариков, чем
достигается меньшее трение и износ пары.
Принципиально работа винтового рулевого механизма
схожа с работой червячного механизма. Поворот
рулевого колеса сопровождается вращением винта,
который перемещает надетую на него гайку. При этом
происходит циркуляция шариков. Гайка посредством
зубчатой рейки перемещает зубчатый сектор и с ним
рулевую сошку.
Винтовой рулевой механизм в сравнении с червячным
механизмом имеет больший КПД и реализует большие
усилия. Данный тип рулевого механизма
устанавливается на отдельных легковых автомобилях
представительского класса, тяжелых грузовых
автомобилях и автобусах.

48. Гидроусилитель рулевого управления

Гидроусилителем рулевого управления
(обиходное название –гидроусилитель
руля) называется конструктивный
элемент рулевого управления автомобиля, в
котором дополнительное усилие при
повороте рулевого колеса создается с
помощью гидравлического привода.
Гидроусилитель руля является самым
распространенным видом усилителя
рулевого управления.
Простейший гидроусилитель руля имеет
привод гидронасоса отколенчатого вала
двигателя. У такого усилителя
производительность прямо
пропорциональна частоте вращения
колнечатого вала двигателя, что
противоречит реальным потребностям
рулевого управления (при максимальной
скорости движения требуется минимальный
коэффициент усиления, и наоборот).
ММ
Наиболее совершенным с точки зрения
потребительских свойств и конструкции
являетсяэлектрогидравлический усилитель руля.
Преимуществами электрогидравлического
усилителя являются компактность, возможность
функционирования на неработающем двигателе,
экономичность за счет включения в нужный
момент. В конструкции данного гидроусилителя
предусмотрена возможность электронного
регулирования коэффициента усиления. Поэтому,
наряду с комфортностью управления усилитель
может обеспечить легкость маневрирования на
малых скоростях, что недоступно обычному
гидроусилителю.
Электрогидравлический усилитель рулевого
управления имеет следующее устройство:
насосный агрегат;
гидравлический узел управления;
система управления.
Насосный агрегат представляет собой объединенный блок,
включающий гидравлический насос, электродвигатель насоса
и бачок для рабочей жидкости. На насосный агрегат
устанавливаетсяэлектронный блок управления.
Гидравлический насос может быть лопастного или
шестеренного типа. Наиболее простым и надежным является
шестеренный насос.
Гидравлический узел управления является исполнительным
механизмом усилителя руля. Он включает:
торсион с поворотным золотником и распределительной
гильзой;
силовой цилиндр с поршнем.
Гидравлический узел управления объединен с рулевым
механизмом. Шток поршня силового цилиндра является
продолжением рейки рулевого механизма.
Система управления обеспечивает работу
гидроусилителя. На современных
автомобилях используется электронная
система управления, которая обеспечивает
регулирование коэффициента усиления в
зависимости от скорости поворота
рулевого колеса и скорости движения
автомобиля. Усилитель с такими
характеристиками называется адаптивным
усилителем рулевого управления.
На автомобилях концерна Volkswagen и BMW
электронная система управления гидравлическим
усилителем руля имеет торговое название Servotronic.
Система Servotronic включает:
входные датчики;
электронный блок управления;
исполнительное устройство.
Входными датчиками системы являются датчик
усилителя руля (датчик угла поворота рулевого колеса –
на автомобилях, оборудованных ESP), датчик
спидометра. Помимо датчиков, система использует
информацию о частоте вращения коленчатого вала
двигателя, поступающую от системы управления
двигателем.
Электронный блок управления гидроусилителем руля
принимает и обрабатывает сигналы датчиков и в
соответствии с установленной программой воздействует
на исполнительное устройство.
В разных модификациях системы Servotronic
используются следующие исполнительные
устройства:
электродвигатель насоса;
электромагнитный клапан в гидросистеме.
В первом случае изменение
производительности гидроусилителя
осуществляется за счет изменения скорости
вращения электродвигателя. Во-втором, за
счет изменения проходного сечения
гидросистемы (открытие-закрытие клапана).
Работа гидроусилителя руля
При прямолинейном движении автомобиля
гидравлический узел управления обеспечивает
циркуляцию жидкости по кругу (от насоса по
каналам напрямую в бачек).
При повороте рулевого колеса происходит
закрутка торсиона, которая сопровождается
поворотом золотника относительно
распределительной гильзы. По открывшимся
каналам жидкость поступает в одну из полостей (в
зависимости от направления поворота) силового
цилиндра. Из другой полости силового цилиндра
жидкость по открывшимся каналам сливается в
бачек. Поршень силового цилиндра обеспечивает
перемещение рейки рулевого механизма. Усилие
от рейки передается на рулевые тяги и далее
приводит к повороту колес.
При осуществлении поворота на небольшой
скорости (при парковке, маневрах в
ограниченном пространстве) гидроусилитель
руля работает с наибольшей
производительностью. На основании сигналов
датчиков электронный блок управления
увеличивает частоту вращения
электродвигателя насоса (обеспечивает
открытие электромагнитного клапана).
Соответственно увеличивается
производительность насоса. В силовой
цилиндр интенсивнее поступает специальная
жидкость. Усилие на рулевом колесе
значительно снижается.
С увеличением скорости движения частота
вращения электродвигателя насоса
снижается (срабатывает электромагнитный
клапан и уменьшает поперечное сечение
гидросистемы).
Работа гидравлического усилителя
осуществляется в пределах поворота
рулевого колеса и ограничивается
предохранительным клапаном.

59. Электроусилитель рулевого управления

Электроусилителем рулевого управления
(обиходное название –элетроусилитель руля)
называется конструктивный элементрулевого
управления автомобиля, в котором
дополнительное усилие при повороте рулевого
колеса создается с помощью электрического
привода. В конструкции современного
автомобиля электроусилитель рулевого
управления постепенно заменяет
гидроусилитель руля. К 2016 году каждый
второй легковой автомобиль будет оснащен
гидроусилителем руля.
Основными преимуществами электроусилителя
руля в сравнении с гидроусилителем рулевого
управления являются:
удобство регулирования характеристик
рулевого управления;
высокая информативность рулевого
управления;
высокая надежность в связи с отсутствием
гидравлической системы;
топливная экономичность, обусловленная
экономным расходованием энергии (снижение
расхода топлива до 0,5 л. на 100 км).
Электроусилитель рулевого управления
открыл широкие возможности для создания
различных систем активной безопасности:
система курсовой устойчивости;
система автоматической парковки;
система аварийного рулевого управления;
система помощи движению по полосе.
Различают две основных схемы компоновки
электроусилителя рулевого управления:
усилие электродвигателя передается на вал рулевого
колеса;
усилие электродвигателя передается на рейку рулевого
механизма.
Наиболее востребован электроусилитель с приводом на
рулевую рейку. Другое его название электромеханический усилитель рулевого управления.
Известными конструкциями такого усилителя являются:
электромеханический усилитель руля с двумя
шестернями;
электромеханический усилитель руля с параллельным
приводом.
Электромеханический усилитель рулевого
управления имеет следующее устройство:
электродвигатель усилителя;
механическая передача;
система управления.
Электроусилитель руля объединен с рулевым
механизмом в одном блоке. В конструкции
усилителя используется, как правило,
асинхронный электродвигатель.
Механическая передача обеспечивает передачу
крутящего момента от электродвигателя к
рейке рулевого механизма. В электроусилителе
с двумя шестернями одна шестерня передает
крутящий момент на рейку рулевого механизма
от рулевого колеса, другая – от
электродвигателя усилителя. Для этого на
рейке предусмотрены два участка зубьев, один
из которых служит приводом усилителя.

65.

Схема электромеханического усилителя руля c параллельным приводомВ электроусилителе с параллельным приводом
усилие от электродвигателя передается на рейку
рулевого механизма с помощью ременной
передачи и специального шариковинтового
механизма.
Система управления электроусилителем руля
включает следующие элементы:
входные датчики;
электронный блок управления;
исполнительное устройство.
К входным датчикам относятся датчик угла
поворота рулевого колеса и датчик крутящего
момента на рулевом колесе. Система управления
электроусилителем руля также использует
информацию, поступающую от блока
управления ABS (датчик скорости автомобиля)
и блока управления двигателем (датчик частоты
коленчатого вала двигателя).
Электронный блок управления обрабатывает
сигналы датчиков. В соответствии с заложенной
программой вырабатывается соответствующее
управляющее воздействие на исполнительное
устройство – электродвигатель усилителя.
Электроусилитель руля обеспечивает работу
рулевого управления автомобиля в следующих
режимах:
поворот автомобиля в обычных условиях;
поворот автомобиля на малой скорости;
поворот автомобиля на большой скорости;
активный возврат колес в среднее положение;
поддержание среднего положения колес.
Поворот автомобиляосуществляется поворотом
рулевого колеса. Крутящий момент от рулевого колеса
передается через торсион на рулевой механизм.
Закрутка торсиона измеряется датчиком крутящего
момента, угол поворота рулевого колеса – датчиком
угла поворота рулевого колеса. Информация от
датчиков, а также информация о скорости автомобиля,
частоте вращения коленчатого вала двигателя,
передаются в электронный блок управления.
Блок управления рассчитывает необходимую величину
крутящего момента электродвигателя усилителя и путем
изменения величины силы тока обеспечивает ее на
электродвигателе. Крутящий момент от
электродвигателя передается на рейку рулевого
механизма и далее, через рулевые тяги, на ведущие
колеса.
Таким образом, поворот колес автомобиля
осуществляется за счет объединения усилий,
передаваемых от рулевого колеса и электродвигателя
усилителя.
Поворот автомобиля на небольшой скорости обычно производится
при парковке. Он характеризуется большими углами поворота
рулевого колеса. Электронная система управления обеспечивает в
данном случае максимальный крутящий момент электродвигателя,
соответствующий значительному усилению рулевого управления
(т.н. «легкий руль»).
При повороте на высокой скорости, напротив электронная система
управления обеспечивает наименьший крутящий момент и
минимальное усиление рулевого управления (т.н. «тяжелый руль»).
Система управления может увеличивать реактивное усилие,
возникающее при повороте колес. Происходит т.н. активный возврат
колес в среднее положение.
При эксплуатации автомобиля нередко возникает потребность
вподдержании среднего положения колес (движение при боковом
ветре, разном давлении в шинах). В этом случае система управления
обеспечивает коррекцию среднего положения управляемых колес.
В программе управления электроусилителя руля предусмотрена
компенсация увода переднеприводного автомобиля, вызванного
различной длиной приводных валов.
В ряде систем активной безопасности электроусилитель
функционирует без участия водителя. В системе курсовой
устойчивости он обеспечивает обратное подруливание колес, а в
парковочном автопилоте — автоматическую параллельную и
перпендикулярную парковку.

70. Датчик угла поворота рулевого колеса

является
одним из датчиков положения, которые
широко используются в электронных системах
автомобиля. В отличие от других датчиков
датчик угла поворота рулевого колеса
определяет угловое перемещение в широком
диапазоне (свыше 720° в каждую сторону или
четыре полных оборота рулевого колеса).
Датчик устанавливается на рулевой колонке
между переключателем и рулевым колесом,
реже – на рулевом механизме.
Датчик угла поворота рулевого колеса служит для определения угла
поворота (относительный угол), направления поворота (абсолютный
угол) и угловой скорости рулевого колеса. Перечень функций
определяется потребностями конкретной системы автомобиля. Таким
образом, с помощью датчика угла поворота рулевого колеса
определяется направление движения, которое задает водитель.
Датчик угла поворота рулевого колеса используется в нескольких
автомобильных системах:
система курсовой устойчивости;
адаптивный круиз-контроль;
система помощи движению по полосе;
электрогидравлический усилитель рулевого управления;
электромеханический усилитель рулевого управления;
система активного рулевого управления;
система адаптивного освещения;
активная подвеска.
В качестве датчика угла поворота рулевого колеса используется
несколько типов датчиков, построенных на различных физических
принципах измерений:
потенциометрический датчик;
оптический датчик;
магниторезистивный датчик.

72. Потенциометрический датчик угла поворота рулевого колеса

относится к контактным
датчикам. Он включает два потенциометра,
закрепленных на рулевой колонке. Один
потенциометр смещен относительно другого
на 90°, что позволяет определять
относительный и абсолютный углы поворота
рулевого колеса. Изменение сопротивления
потенциометра пропорционально углу
поворота рулевого колеса. Ввиду невысокой
надежности, связанной с наличием подвижных
контактов, потенциометрические датчики в
рулевом управлении в настоящее время почти
не применяются.

73. Оптический датчик угла поворота рулевого колеса

Более совершенным сенсорным устройством является бесконтактный
оптический датчик угла поворота рулевого колеса. Датчик
объединяет кодирующий диск, источники света, светочувствительные
элементы, блок определения полных оборотов вращения.
Кодирующий диск жестко закреплен на рулевой колонке. Он имеет
два сегментарных кольца – внутреннее и наружное. На внутреннем
кольце равномерно по окружности размещены прямоугольные
отверстия, на наружном кольце отверстия расположены
неравномерно. Конструкция внутреннего кольца позволяет
определять величину угла поворота рулевого колеса. С помощью
внешнего кольца оценивается направление вращения рулевого
колеса в любой момент времени.
Между кольцами расположены источники света – светодиоды.
Снаружи колец установлены светочувствительные элементы –
фоторезисторы. Количество светодиодов и фоторезисторов
различается в зависимости от конструкции датчика. При попадании
луча света от светодиода на датчик, в электрической цепи
генерируется напряжение, при отключении света – напряжение
падает. На основании импульсов напряжения электронный блок
управления рассчитывает угол и направление поворота рулевого
колеса.

74. Магниторезистивный датчик угла поворота рулевого колеса

является более
универсальным устройством, т.к. помимо
относительного и абсолютного угла
поворота рулевого колеса позволяет
определять его угловую скорость.
Конструктивно датчик включает два
магниторезистивных элемента,
закрепленных в корпусе датчика.
Магниторезисторы взаимодействуют с
двумя подвижными магнитами.
В основе датчика лежат гигантские
магниторезисторы (GMR) или анизотропные
магниторезисторы (AMR). Каждый из магнитов
вращаются посредством зубчатой передачи.
Приводные зубчатые колеса имеют различное
количество зубьев, отличающееся на единицу.
Измерения построены на том, что для каждого
положения рулевого колеса существует свое
положение магнитов, которое фиксируют
магниторезисторы. На основании этого
электронный блок управления определяет
величину угла поворота, его направление и
скорость.

76. Датчик крутящего момента на рулевом колесе

В основу работы электрического усилителя
рулевого управленияположена величина
крутящего момента на рулевом колесе. Чем
больше усилие прикладывает водитель к
рулевому колесу (создает крутящий момент),
тем больше должно быть дополнительное
усилие со стороны усилителя руля. Величину
крутящего момента на рулевом колесе
оценивает датчик крутящего момента. В ряде
конструкций датчик крутящего момента
объединен сдатчиком угла поворота рулевого
колеса
Различают несколько конструкций датчиков
крутящего момента на рулевом колесе,
построенных на различных физических
принципах: оптический, индуктивный,
датчик Холла, магниторезистивный датчик.
Все перечисленные виды датчиков
бесконтактные измерительные устройства.
Помимо физических принципов, датчики
различаются быстротой и точностью
измерения. Самым распространенным
является датчик крутящего момента,
построенный на эффекте Холла.

78. Схема датчика крутящего момента

Датчик крутящего момента встроен в рулевую
колонку. На валу рулевой колонки установлен
многополюсной магнит, имеющий несколько
пар полюсов. На валу-шестерне имеется два
статора с зубьями особой формы. Вал рулевой
колонки и вал-шестерня связаны друг с другом
торсионом — стержнем, обладающим
крутильной жесткостью. Чувствительным
элементом датчика крутящего момента
является неподвижный датчик Холла,
закрепленный на корпусе. Для повышения
надежности измерений в конструкции датчика
крутящего момента используется два датчика
Холла, т.н. схема с резервной цепью.
Принцип действия датчика построен на измерении
угла закручивания торсиона, который
пропорционален крутящему моменту на рулевом
колесе. В исходном положении (нейтральное
положение рулевого управления) зубцы статоров
расположены строго между полюсами магнитов,
что соответствует минимальному сигналу датчика.
При повороте рулевого колеса торсион
закручивается. Соответственно многополюсный
магнит поворачивается относительно статоров.
Максимальный сигнал датчика достигается, когда
зубья каждого из статоров встают напротив
полюсов магнита. В этом положении создается
максимальный магнитный поток, который
фиксируется датчиками Холла. Все остальные
положения датчика являются промежуточными.
Необходимо отметить, что угол закручивания торсиона
очень небольшой, поэтому диапазон измерения датчика
составляет 4-5° в каждую сторону. Датчик крутящего
момента, построенный на эффекте Холла, позволяет
добиться высокой точности измерения порядка 0,002°.
Для компенсации температурных перемещений при
измерении датчик крутящего момента может иметь
встроенный датчик температуры.
Во многом схожую конструкцию
имеет магниторезистивный датчик крутящего момента.
Оценка крутящего момента в нем также производится
по углу закручивания торсиона. На валу рулевой
колонки расположен многополюсный магнит, на валушестерне два магниторезистивных чувствительных
элемента. При повороте магнитного диска
магниторезистивные элементы фиксируют изменение
магнитного потока и формируют электрический сигнал.
При эксплуатации электроусилителя рулевого
управления необходимо помнить, что выход из строя
датчика крутящего момента приводит к отключению
усилителя, к счастью это происходит плавно.

Устройство рулевого управления — ptbnn.ru

Это самый древний тип рулевого управления. Система состоит из картера со встроенным винтом, получившим название «червяк». «Червяк» напрямую соединяется с рулевым валом. Помимо винта, в системе присутствует еще один вал с роликом-сектором. Вращение руля приводит к вращению «червяка» и последующему вращению ролика-сектора. К ролику-сектору присоединена рулевая сошка, связанная посредством шарнирного управления с системой тяг.

Внутри корпуса рулевой в ВАЗ-2105 спрятана карданная передача, которая идет к редуктору. Для того чтобы соединить вал кардан, применяется крестовина. Вся конструкция довольна надежная и ее хватает очень надолго. Все узлы и детали производятся из качественных стальных сплавов. Вот почему так мало ДТП с неполадками рулевого.

Одна из самых сложных деталей в рулевой – это редуктор. Он работает по принципу червячной передачи. Червяк известен своими зазорами и быстрым износом. Поэтому инженеры предусмотрительно оснастили корпус редуктора регулировочным болтом. Он регулирует зазоры между сошкой и червяком. Так, нет зазоров – не будет биений в колесах.

Устройство рулевого управления автомобиля

В последнее время автопроизводители стали выпускать модели с электрическим усилителем. Такие автомобили управляются «бортовым компьютером», то есть электронной системой, работающей в автоматическом режиме. Больше всего эта система напоминает компьютерную игру, в которой специальные датчики, установленные на руле, подают на центральный компьютер сведения обо всех изменениях и изменяют положение механизмов.

«Слабые звенья» рулевого управления

Как и любой другой механизм, рулевое управление время от времени ломается. Опытный водитель прислушивается к своему автомобилю и может определить наличие той или иной неисправности по характерным звукам.

Например, стуки или увеличение люфта рулевого колеса могут свидетельствовать о том, что в рулевом механизме ослаблено крепление картера, кронштейна маятникового рычага или рулевой сошки. Также это может быть признаком того, что шарниры рулевых тяг, передающая пара или втулка маятникового рычага пришли в негодность. Эти неисправности можно устранить при помощи нехитрых манипуляций: замены износившихся деталей, регулировки зацеплений или креплений.

В том случае, если при вращении руля ощущается чрезмерное сопротивление, можно говорить о том, что нарушилось соотношение углов установки передних колес или зацепление передающей пары. Также руль может туго двигаться при отсутствии смазки в картере. Следует устранить данные недостатки: долить смазку, сбалансировать углы установки, отрегулировать зацепление.

Профилактика

Чтобы устройство рулевого управления автомобиля служило долго, необходимо уделять внимание его профилактике. Тщательная проверка деталей и механизмов рулевого управления сможет уберечь от поломок, требующих длительного и дорогостоящего ремонта. Помимо профилактики, большое значение имеет стиль вождения.

Предупредить возникновение неисправностей может своевременное техническое обслуживание, включающее в себя диагностику состояния рулевого механизма и других важных деталей и элементов автомобиля.

Рулевое управление: назначение и виды

Рулевое управление служит для обеспечения движения автомобиля в заданном водителем направлении. Рулевое управление состоит из рулевого механизма и рулевого привода.

Рулевой механизм служит для увеличения и передачи на рулевой привод усилия, прилагаемого водителем к рулевому колесу. В легковых автомобилях в основном применяются рулевые механизмы червячного и реечного типа.

К достоинствам механизма «червяк-ролик» относятся: низкая склонность к передаче ударов от дорожных неровностей, большие углы поворота колес, возможность передачи больших усилий. Недостатками являются большое количество тяг и шарнирных сочленений с вечно накапливающимися люфтами, «тяжелый» и малоинформативный руль. Минусы в итоге оказались весомее плюсов. На современных автомобилях такие устройства практически не применяют.

Самый распространенный на сегодняшний день – реечный рулевой механизм. Малая масса, компактность, невысокая цена, минимальное количество тяг и шарниров – все это обусловило широкое применение. Механизм «шестерня-рейка» идеально подходит для переднеприводной компоновки и подвески McPherson, обеспечивая большую легкость и точность рулевого управления. Однако тут есть и минусы: из-за простоты конструкции любой толчок от колес передается на руль. Да и для тяжелых машин такой механизм не совсем подходит.

Рулевая трапеция

Рулевой привод предназначен для передачи усилия от рулевого механизма на управляемые колеса, обеспечивая при этом их поворот на неодинаковые углы. Если оба колеса повернуты на одинаковую величину, внутреннее колесо будет скрестись по дороге (скользить боком) что будет снижать эффективность рулевого управления. Это скольжение, которое также создает дополнительный нагрев и износ колеса, может быть устранено с помощью поворота внутреннего колеса на больший угол, чем угол поворота внешнего колеса. При движении на повороте каждое из колес описывает свою окружность отличную от другой, причем внешнее (дальнее от центра поворота) колесо движется по большему радиусу, чем внутреннее. А, так как центр поворота у них общий, то соответственно внутреннее колесо необходимо повернуть на больший угол, чем внешнее. Это обеспечивается конструкцией так называемой «рулевой трапеции», которая включает в себя поворотные рычаги и рулевые тяги с шарнирами. Необходимое соотношение углов поворота колес обеспечивается подбором угла наклона рулевых рычагов относительно продольной оси автомобиля и длины рулевых рычагов и поперечной тяги.

Устройство и работа гидроусилителя руля — ГУР

Современные гидроусилители интегрируются в рулевой механизм своим исполнительным механизмом. А в качестве рабочей жидкости применяют трансмиссионное масло ATF.

На рисунке представлен реечный рулевой механизм с гидроусилителем. Расположение поршня гидроусилителя зависит от крепления тяг. Если тяги крепятся по бокам, поршень размещен посередине корпуса. Поршень может располагаться сбоку, если тяги крепятся к центральной части.

Насос гидроусилителя располагается на силовом агрегате и приводится в действие от ремня коленчатого вала. Насос ГУР предназначен для создания давления масла в системе и его циркуляции (простым языком для перекачивания масла из бачка в распределитель), с давлением от 50 до 10 атм.

Распределитель предназначен для распределения рабочей жидкости по системе (т.е. дозировано улучшает поворот управляемых колес в зависимости от усилия на руле). Распределители бывают роторные и осевые, которые отличаются движением золотника.

Осевой золотник — если золотник распределителя движется поступательно.

Роторный золотник – если золотник осуществляет вращательное движение.

В этом случае используют специальное мониторинговое устройство — торсион, который встраивается в разрез рулевого вала.

Гидроцилиндр – элемент гидроусилителя, который приводит в действие поршень со штоком, повышая давления масла в системе.

Соединительные шланги – предназначены для хода рабочей жидкости по системе.

Рабочая жидкость — масло, с помощью которого обеспечивается передача усилия к гидроцилиндру от насоса.

Бачок. Емкость с фильтром для хранения и очистки рабочей жидкости.

Как работает торсион

Если автомобиль движется прямо, никаких усилий к рулевому колесу прикладывать не надо, поэтому торсион не закручен, дозирующие каналы распределителя перекрыты, масло течет в бачок. Когда же автомобиль поворачивает, возникает сопротивление, сопротивление передается и торсион закручивается еще сильнее, пропорционально прикладываемому усилию к рулевому колесу. Золотник открывает дозирующие каналы, и масло начинает поступать в исполнительное устройство. Если рулевое колесо повернуто до упора, открываются предохранительные клапана, давление масла сбрасывается.

Рулевой механизм червячного типа

Рулевой механизм червячного типа состоит из: – рулевого колеса с валом, – картера червячной пары, – пары «червяк-ролик», – рулевой сошки.

В картере рулевого механизма в постоянном зацеплении находится пара «червяк-ролик». Червяк есть ни что иное, как нижний конец рулевого вала, а ролик, в свою очередь, находится на валу рулевой сошки. При вращении рулевого колеса ролик начинает перемещаться по винтовой нарезке червяка, что приводит к повороту вала рулевой сошки.

Червячная пара, как и любое другое зубчатое соединение, требует смазки, и поэтому в картер рулевого механизма заливается масло, марка которого указана в инструкции к автомобилю. Результатом взаимодействия пары «червяк-ролик» является преобразование вращения рулевого колеса в поворот рулевой сошки в ту или другую сторону. А далее усилие передается на рулевой привод и от него уже на управляемые (передние) колеса. В современных автомобилях применяется безопасный рулевой вал, который может складываться или ломаться при ударе водителя о рулевое колесо во время аварии во избежание серьезного повреждения грудной клетки.

Рулевой привод, применяемый с механизмом червячного типа включает в себя: – правую и левую боковые тяги, – среднюю тягу, – маятниковый рычаг, – правый и левый поворотные рычаги колес.

Каждая рулевая тяга на своих концах имеет шарниры, для того чтобы подвижные детали рулевого привода могли свободно поворачиваться относительно друг друга и кузова в разных плоскостях.

Устройство гидроусилителя руля

Основные компоненты гидроусилителя руля

Гидроусилитель руля устанавливается на любого типа. Для легковых автомобилей наибольшее распространение получил реечный механизм. В этом случае схема ГУР следующая:

• бачок для рабочей жидкости;
• масляный насос;
• золотниковый распределитель;
• гидроцилиндр;
• соединительные шланги.

Бачок ГУР

Бачок гидроусилителя

В бачке или резервуаре для рабочей жидкости установлен фильтрующий элемент и щуп для контроля за уровнем масла. С помощью масла смазываются трущиеся пары механизмов и передается усилие от насоса к гидроцилиндру. Фильтром от грязи и металлической стружки, возникающей в процессе эксплуатации, в бачке служит сетка.

Уровень жидкости внутри бака можно проверить визуально в случае, когда резервуар сделан из полупрозрачного пластика. Если пластик непрозрачный или используется металлический бачок, уровень жидкости проверяется с помощью щупа.

В некоторых автомобилях уровень жидкости можно проверить только после кратковременной работы двигателя либо при вращении рулевого колеса несколько раз в разные стороны во время работы машины на холостом ходу.

На щупах или резервуарах сделаны специальные насечки, как для «холодного» двигателя, так и для «горячего», уже работающего в течение какого-то времени. Также необходимый уровень жидкости можно определить и с помощью о и «Min».

Насос гидроусилителя

Лопастной насос гидроусилителя

необходим для того, чтобы в системе поддерживалось нужное давление, а также происходила циркуляция масла. Насос устанавливается на блоке цилиндров двигателя и приводится в действие от шкива коленчатого вала при помощи приводного ремня.

Конструктивно насос может быть разных типов. Наиболее распространенными являются лопастные насосы, которые характеризуются высоким КПД и износоустойчивостью. Устройство выполнено в металлическом корпусе с вращающимся внутри него ротором с лопастями.

В процессе вращения лопасти захватывают рабочую жидкость и под давлением подают ее в распределитель и далее в гидроцилиндр.

Привод насоса осуществляется от шкива коленчатого вала, поэтому его производительность и давление зависят от количества оборотов двигателя. Для поддержания необходимого давления в ГУР используется специальный клапан. Давление, которое создает насос в системе, может достигать до 100-150 бар.

В зависимости от типа управления масляные насосы подразделяются на регулируемые и нерегулируемые:

• регулируемые насосы поддерживают постоянное давление за счет изменения производительной части насоса;
• постоянное давление в нерегулируемых насосах поддерживает редукционный клапан.

Редукционный клапан представляет собой пневматический или гидравлический дроссель, действующий автоматически и контролирующий уровень давления масла.

Распределитель ГУР

Схематичное устройство распределителя

Распределитель гидроусилителя устанавливается на рулевом валу или на элементах . Его назначение – направление потоков рабочей жидкости в соответствующую полость гидроцилиндра или обратно в бачок.

Главными элементами распределителя являются торсион, поворотный золотник и вал распределителя. Торсион представляет собой тонкий пружинистый металлический стержень, который закручивается под действием крутящего момента. Золотник и вал распределителя представляют собой две цилиндрические детали с каналами для жидкости, вставленные друг в друга. Золотник связан с шестерней рулевого механизма, а вал распределителя с карданным валом , то есть с рулем. Торсион одним концом закреплен на валу распределителя, другой его конец установлен в поворотный золотник.

Распределитель может быть осевым, при котором золотник перемещается поступательно, и роторным – здесь золотник вращается.

Гидроцилиндр и соединительные шланги

Гидроцилиндр встроен в рейку и состоит из поршня и штока, перемещающего рейку под действием давления жидкости.

Схема циркуляции жидкости в гидроусилителе

Соединительные шланги высокого давления обеспечивают циркуляцию масла между распределителем, гидроцилиндром и насосом. Масло из бачка в насос и из распределителя обратно в бачок поступает по шлангам низкого давления.

Реечный рулевой механизм

В рулевом механизме «шестерня – рейка» усилие к колесам передается с помощью прямозубой или косозубой шестерни, установленной в подшипниках, и зубчатой рейки, перемещающейся в направляющих втулках. Для обеспечения беззазорного зацепления рейка прижимается к шестерне пружинами. Шестерня рулевого механизма соединяется валом с рулевым колесом, а рейка — с двумя поперечными тягами, которые могут крепиться в середине или по концам рейки. Данные механизмы имеют небольшое передаточное число, что дает возможность быстро поворачивать управляемые колеса в требуемое положение. Полный поворот управляемых колес из одного крайнего положения в другое осуществляется за 1,75…2,5 оборота рулевого колеса.

Рулевой привод состоит из двух горизонтальных тяг и поворотных рычагов телескопических стоек передней подвески. Тяги соединяются с поворотными рычагами при помощи шаровых шарниров. Поворотные рычаги приварены к стойкам передней подвески. Тяги передают усилие на поворотные рычаги телескопических стоек подвески колес и соответственно поворачивают их вправо или влево.

Устройство и работа гидроусилителя руля — ГУР

Виды, устройство и принцип работы опоры двигателя

Современные гидроусилители интегрируются в рулевой механизм своим исполнительным механизмом. А в качестве рабочей жидкости применяют трансмиссионное масло ATF.

На рисунке представлен реечный рулевой механизм с гидроусилителем. Расположение поршня гидроусилителя зависит от крепления тяг. Если тяги крепятся по бокам, поршень размещен посередине корпуса. Поршень может располагаться сбоку, если тяги крепятся к центральной части.

Насос гидроусилителя располагается на силовом агрегате и приводится в действие от ремня коленчатого вала. Насос ГУР предназначен для создания давления масла в системе и его циркуляции (простым языком для перекачивания масла из бачка в распределитель), с давлением от 50 до 10 атм.

Распределитель предназначен для распределения рабочей жидкости по системе (т.е. дозировано улучшает поворот управляемых колес в зависимости от усилия на руле). Распределители бывают роторные и осевые, которые отличаются движением золотника.

Осевой золотник — если золотник распределителя движется поступательно.

Роторный золотник – если золотник осуществляет вращательное движение.

В этом случае используют специальное мониторинговое устройство — торсион, который встраивается в разрез рулевого вала.

Гидроцилиндр – элемент гидроусилителя, который приводит в действие поршень со штоком, повышая давления масла в системе.

Соединительные шланги – предназначены для хода рабочей жидкости по системе.

Рабочая жидкость — масло, с помощью которого обеспечивается передача усилия к гидроцилиндру от насоса.

Бачок. Емкость с фильтром для хранения и очистки рабочей жидкости.

Как работает торсион

Если автомобиль движется прямо, никаких усилий к рулевому колесу прикладывать не надо, поэтому торсион не закручен, дозирующие каналы распределителя перекрыты, масло течет в бачок. Когда же автомобиль поворачивает, возникает сопротивление, сопротивление передается и торсион закручивается еще сильнее, пропорционально прикладываемому усилию к рулевому колесу. Золотник открывает дозирующие каналы, и масло начинает поступать в исполнительное устройство. Если рулевое колесо повернуто до упора, открываются предохранительные клапана, давление масла сбрасывается.

Основные неисправности рулевого управления

Увеличенный люфт рулевого колеса, а также стуки могут явиться следствием ослабления крепления картера рулевого механизма, рулевой сошки или кронштейна маятникового рычага, чрезмерного износа шарниров рулевых тяг или втулок маятникового рычага, износа передающей пары («червяк-ролик» или «шестерня-рейка») или нарушения регулировки ее зацепления. Для устранения неисправности следует подтянуть все крепления, отрегулировать зацепление в передающей паре, заменить изношенные детали.

Тугое вращение рулевого колеса может быть из-за неправильной регулировки зацепления в передающей паре, отсутствия смазки в картере рулевого механизма, нарушения углов установки передних колес. Для устранения неисправности необходимо отрегулировать зацепление в передающей паре рулевого механизма, проверить уровень и при необходимости долить смазку в картер, отрегулировать углы установки передних колес в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя.

Уход за рулевым управлением

Всем известно выражение: «Лучшее лечение это – профилактика». Поэтому каждый раз, общаясь со своим автомобилем снизу (на смотровой яме или эстакаде), одним из первых дел следует проверить элементы рулевого привода и механизма. Все защитные резинки должны быть целы, гайки зашплинтованы, рычаги в шарнирах не должны болтаться, элементы рулевого управления не должны иметь механических повреждений и деформаций. Люфты в шарнирах привода легко определяются, когда помощник покачивает рулевое колесо, а вы на ощупь, по взаимному перемещению сочлененных деталей, находите неисправный узел. К счастью времена всеобщего дефицита прошли, и есть возможность приобрести качественные детали, а не те многочисленные подделки, которые выходят из строя через неделю эксплуатации, как это было в недавнем прошлом.

Решающую роль в долговечности деталей и узлов автомобиля играют стиль вождения, состояние дорог и своевременное обслуживание. Все это влияет и на срок службы деталей рулевого управления. Когда водитель постоянно дергает руль, крутит его на месте, прыгает по ямам и устраивает гонки по бездорожью – происходит интенсивный износ всех шарнирных соединений привода и деталей рулевого механизма. Если после «жесткой» поездки ваш автомобиль при движении стало уводить в сторону, то в лучшем случае вы обойдетесь регулировкой углов установки передних колес, ну а в худшем – затраты будут более ощутимы, так как придется заменить поврежденные детали. После замены любой из деталей рулевого привода или при уводе автомобиля от прямолинейного движения необходимо отрегулировать «сход-развал» передних колес. Работы по этим регулировкам следует проводить на стенде автосервиса с использованием специального оборудования.

Устройство и работа рулевого гидроусилителя автомобиля МАЗ. — Студопедия

Поделись  

Рисунок 3 — Рулевое управление автомобиля МАЗ-5335.

1 — продольная рулевая тяга; 2 — гидроусилитель рулевого привода; 3 — сошка; 4 — рулевой механизм; 5 — карданный шарнир привода рулевого управления; 6 — рулевой вал; 7 — рулевое колесо; 8 — поперечная рулевая тяга; 9 — левый рычаг поперечной рулевой тяги; 10 — поворотный рычаг.

Устройство гидроусилителя. Гидроусилитель рулевого механизма состоит из силового цилиндра и распределителя в сборе (рис. 4).

Распределитель состоит из корпуса распределителя 13 с золотником 30. На внутренней поверхности корпуса и на золотнике выполнены кольцевые канавки. Они предназначены для соединения с нагнетательной магистралью насоса, бачком насоса и с реактивными камерами силового цилиндра. В корпусе шарниров 6 находятся два шаровых пальца 9 и 10. К пальцу 10 присоединена рулевая сошка, а к пальцу 9 — продольная рулевая тяга. Палец 10 со стаканом 36 может перемещаться в корпусе 6 в осевом направлении на 4 мм. Вместе со стаканом перемещается и золотник 30, так как он жестко связан со стаканом при помощи болта и гайки.

Силовой цилиндр 1 соединен с другим концом корпуса 6 шарниров при помощи резьбового соединения и законтрен гайкой. В цилиндр помещен поршень 4, закрепленный на штоке 2 и уплотненный кольцами. С одной стороны цилиндр закрыт пробкой 5, а с другой — крышкой 21. Шток уплотнен в крышке резиновым кольцом и защищен от загрязнения гофрированным чехлом. На наружном конце штока закреплена головка 24.

Поршень делит цилиндр на две части: подпоршневую и надпоршневую. Эти полости соединены трубопроводами 15 и 17 с каналами в корпусе распределителя, которые заканчиваются каналами, выходящими в полость корпуса между кольцевыми канавками. Подпоршневая и надпоршневая полости сообщаются через клапан 35, состоящий из шарика и пружины.

Рисунок 4 — Гидроусилитель рулевого управления автомобиля МАЗ-5335.

1 — силовой цилиндр; 2 — шток; 3 — нагнетательный трубопровод; 4 — поршень; 5, 31 — пробки; 6 — корпус шаровых шарниров; 7- регулировочная гайка люфта шарового шарнира продольной тяги; 8 — толкатель; 9- шаровой палец продольной тяги; 10 — шаровой палец рулевой сошки; 11 — сливной трубопровод; 12 — крышка; 13 — корпус распределителя; 14 — фланец; 15- трубопровод к надпоршневой полости сливного цилиндра; 16 — хомут крепления уплотнителя; 17 — трубопровод к подпоршневой полости силового цилиндра; 18- масленка; 19- штифты фиксации сухарей; 20 — стопорный винт; 21 — крышка силового цилиндра; 22 — винт; 23- внутренняя шайба крепления чехла; 24 — головка штока; 25- шплинт; 26 — штуцер сливной магистрали; 27 — штуцер нагнетательной магистрали; 28 — держатель шлангов; 29 — регулировочная пробка люфта шарового шарнира рулевой сошки; 30 — золотник; 32 — пробка золотника; 33 — стяжной болт; 34 — соединительный канал; 35 — обратный клапан; 36 — стакан.

Работа гидроусилителя (рис. 5). При работающем двигателе автомобиля шестеренчатый насос 21 постоянно подает масло в гидроусилитель 22, и в зависимости от направления движения автомобиля масло либо возвращается в бачок 20, либо подается в одну из рабочих полостей силового цилиндра 8через трубопроводы 5 и 6. Другая полость при этом соединена через сливную магистраль 14 с бачком 20.

Рисунок 5 – Схема работы гидроусилителя рулевого управления.

а — при прямолинейном движении; б и г- при повороте влево; в и д — при повороте вправо.

1 — реактивная камера; 2 — золотник; 3 — каналы; 4 — корпус распределителя; 5, 6 — трубопроводы; 7 — поршень; 8 — силовой цилиндр; 9 — шток поршня; 10 — продольная рулевая тяга; 77, 12 — шаровые пальцы; 13 — рулевая сошка; 14 — сливная магистраль; 15 — нагнетательная полость; 16 — нагнетательный шланг; 17 — сливная полость; 18 — обратный клапан; 19 — рулевое колесо; 20 — бачок; 21 — насос; 22 – гидроусилитель.

Давление масла через каналы 3 в золотнике 2 всегда передается в реактивные камеры 1 и стремится установить золотник в нейтральное по отношению к корпусу положение.

При прямолинейном движении автомобиля (рис. 5, а) масло подается по нагнетательной линии в клапан управления и через золотник по сливной магистрали 14 возвращается в бачок 20.

При повороте рулевого колеса влево (рис. 5:б,г) или вправо (рис. 5:в,д) рулевая сошка 13 через шаровой палец 12 сдвигает золотник в сторону от нейтрального положения. При этом нагнетательная 15 и сливная 17 полости в корпусе золотника разобщаются, и жидкость начинает поступать в соответствующую полость силового цилиндра, перемещая цилиндр 8 относительно поршня 7, закрепленного на штоке 9. Движение цилиндра передается управляемым колесам через шаровой палец 11 и связанную с ним продольную рулевую тягу 10.

Если прекратить вращение рулевого колеса 19, золотник останавливается, корпус надвигается на него, устанавливаясь в нейтральное положение. Начинается слив масла в бачок, и поворот колес прекращается.

С повышением сопротивления повороту колес увеличивается и давление масла в рабочей полости силового цилиндра. Это давление передается в реактивные камеры и стремится установить золотник в нейтральное положение.

Усилие на рулевом колесе в начале поворота колес не превышает 50 Н. Максимальное усилие на ободе рулевого колеса достигает 200 Н.

Вопросы для самопроверки:

1. Объясните назначение и перечислите типы усилителей рулевого управления;

2. Объясните общее устройство и принцип работы рулевого управления с гидроусилителем;

3. объясните, какие бывают схемы компоновки гидроусилителей рулевого управления;

4. Объясните устройство рулевого гидроусилителя автомобиля МАЗ;

5. Объясните работу рулевого гидроусилителя автомобиля МАЗ;

6. Объясните устройство и работу насоса гидроусилителя рулевого привода автомобилей ЗИЛ – 130;

7. Объясните устройство и работу усилителя рулевого привода автомобиля ГАЗ – 4301.

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



Устройство и работа рулевого управления ВАЗ-2109

У переднеприводных автомобилей на передние колеса приходится большая нагрузка, вследствие чего требуется большее усилие для их поворота. Поэтому на таких автомобилях применяются рулевые механизмы с большим передаточным отношением, более высоким коэффициентом полезного действия.

На автомобилях устанавливается травмобезопасное рулевое управление с реечным рулевым механизмом. Этот тип рулевого управления компактен и прост по конструкции, более технологичен в изготовлении и хорошо сочетается с переднеприводной компоновкой автомобиля и поперечным расположением силового агрегата. С целью повышения пассивной безопасности рулевое колесо имеет демпфирующий элемент.

Рулевое управление состоит из рулевого механизма и рулевого привода.

Рулевой механизм 18 (рис. 76) в сборе с тягами 1 и 8 рулевого привода крепится двумя скобами 9 к панели передка кузова. Для гашения вибраций между картером и панелью, а также на обеих опорах картера установлены резиновые подушки.

Рис. 76. Рулевое управление в сборе:

1 – наконечник рулевой тяги; 2 – шаровой шарнир наконечника; 3 – поворотный рычаг; 4 – гайка; 5 – регулировочная тяга; 6 – левая рулевая тяга; 7 – болты крепления рулевых тяг к рейке; 8 – правая рулевая тяга; 9 – скоба крепления рулевого механизма; 10 – опора рулевого механизма; 11 – защитный чехол; 12 – соединительная пластина; 13 – стопорная пластина; 14 – резинометаллический шарнир; 15 – уплотнительное кольцо; 16 – опорная втулка рейки; 17 – рейка; 18 – картер рулевого механизма; 19 – стяжной болт муфты; 20 – пластичная муфта; 21 – верхняя часть облицовочного кожуха; 22 – демпфер; 23 – рулевое колесо; 24 – шариковый подшипник; 25 – вал рулевого управления; 26 – нижняя часть облицовочного кожуха; 27 – кронштейн крепления вала рулевого управления; 28 – защитный колпачок; 29 – роликовый подшипник; 30 – приводная шестерня; 31 – шариковый подшипник; 32 – стопорное кольцо; 33 – защитная шайба; 34 – уплотнительное кольцо; 35 – гайка подшипника; 36 – пыльник; 37 – уплотнительное кольцо упора; 38 – стопорное кольцо гайки упора; 39 – упор рейки; 40 – пружина; 41 – гайка упора; 42 – палец шарового шарнира; 43 – защитный колпачок; 44 – вкладыш шарового пальца; А – метка на картере рулевого механизма; В – метка на пыльнике.

Картер рулевого механизма отлит из алюминиевого сплава вместе с левой опорой. В полости картера на шариковом 31 и роликовом 29 подшипниках установлена приводная шестерня 30. Шариковый подшипник на валу шестерни фиксируется стопорным кольцом 32. Наружное кольцо подшипника прижимается к торцу гнезда картера гайкой 35, в выточку которой установлено уплотнительное кольцо 34 с защитной шайбой 33. Гайка стопорится в картере шайбой и закрывается пыльником 36, который насаживается на вал приводной шестерни. На картере рулевого механизма и на пыльнике выполнены метки А и В для правильной сборки рулевого механизма.

Шестерня 30 находится в зацеплении с рейкой 17, которая поджимается к шестерне пружиной 40 через металлокерамический упор 39. Этот упор уплотняется в картере резиновым кольцом 37. Пружина поджимается гайкой 41 со стопорным кольцом 38, препятствующим отворачиванию гайки. За счет подпружиненного упора 39 обеспечивается беззазорное зацепление шестерни с рейкой по всей величине хода последней. Рейка одним концом опирается на упор 39, а другим — на разрезную пластмассовую втулку 16. На наружной поверхности втулки имеются канавки, в которые устанавливаются резиновые уплотнительные кольца 15. Втулка рейки имеет три выступа, которые заходят в гнезда картера рулевого механизма при ее установке, предохраняя тем самым втулку от осевого смещения и от проворачивания.

На картер рулевого механизма с левой стороны надевается защитный колпачок 28, с правой — напрессовывается труба, имеющая продольный паз. Через паз трубы и отверстия защитного чехла 11 проходят болты 7, крепящие тяги 6 и 8 рулевого привода к рейке. Между собой болты соединяются пластиной 12. Оба болта проходят через резинометаллические шарниры 14, запрессованные в головки наконечников тяг. Фиксируются болты стопорной пластиной 13.

Ход рейки ограничивается с одной стороны кольцом, напрессованным на рейку, а с другой — втулкой резинометаллического шарнира 14 тяги. При этом и кольцо и втулка упираются в картер рулевого механизма. Полость картера рулевого механизма защищена от загрязнения гофрированным чехлом 11, который крепится двумя пластмассовыми хомутами, а также защитным колпачком 28.

Вал 25 рулевого управления соединяется с приводной шестерней 30 эластичной муфтой 20. Верхняя часть вала опирается на шариковый радиальный подшипник 24 с пластмассовой втулкой, который запрессован в трубу кронштейна 27. На верхнем конце вала на шлицах через демпфирующий элемент 22 крепится гайкой рулевое колесо 23.

Кронштейн 27 крепления вала рулевого управления крепится в четырех точках к кронштейну кузова. На трубе кронштейна 27 смонтирован соединитель подрулевого переключателя, а на нижнем торце демпфирующего элемента закреплена контактная часть звукового сигнала. Подрулевой переключатель и включатель звукового сигнала закрываются защитным кожухом, состоящим из верхней 21 и нижней 26 частей, соединенных между собой винтами.

Рулевой привод состоит из двух горизонтальных тяг 6 и 8 и поворотных рычагов 3 телескопических стоек передней подвески. Тяги составные. При регулировке схождения передних колес длина каждой тяги изменяется трубчатой тягой 5, которая навертывается на наконечники тяги и контрится гайками 4.

В головке наружного наконечника расположены детали шарового шарнира, состоящего из вкладыша 44 и шарового пальца 42, пружины и защитного колпачка 43. Пластмассовый вкладыш вместе с пальцем постоянно прижимается спиральной пружиной к конической поверхности расточки наконечника. Благодаря наличию у вкладыша продольного разреза происходит автоматический выбор зазора между вкладышем и пальцем. Другой конец пружины упирается в заглушку, завальцованную в наконечнике. Полость шарнира герметизируется защитным колпачком 43, который одним концом заходит в расточку наконечника, а другим плотно насажен на палец 42.

Поворотный рычаг 3 приварен к корпусу стойки передней подвески. В него вмонтирована втулка с коническим отверстием под палец 42 шарового шарнира.

Детали рулевого механизма смазываются смазкой Фиол-1, закладываемой в картер механизма и на детали при сборке механизма, а детали шарового шарнира — смазкой ШРБ-4, также при сборке. В процессе эксплуатации автомобиля детали рулевого управления дополнительно не смазываются, за исключением случаев повреждения защитных чехлов и колпачков, когда требуется разборка рулевого управления с заменой смазки, колпачков, чехлов, а возможно, и других поврежденных деталей. Все эти операции следует выполнять на станции технического обслуживания.

◀Техническое обслуживание рулевого управления ВАЗ-2109, Рулевое управление

Типы, детали, функции, схемы и рулевые механизмы

В этом посте вы узнаете о системе рулевого управления и ее работе, регулировке колес, типах системы рулевого управления с деталями, функциях, схемах, типах и . Рулевой механизм .

Система рулевого управления

Система рулевого управления автомобиля или просто система рулевого управления является наиболее важной частью системы рулевого управления автомобиля, так хорошо реагирующей на действия водителя во время вождения. Рулевое управление позволяет чувствовать себя в безопасности во время вождения.

Система рулевого управления в автомобиле представляет собой процесс управления транспортным средством в нужном направлении путем поворота, как правило, передних колес. Для эффективного и безопасного управления транспортным средством во всем диапазоне скоростей необходимо правильное рулевое управление.

Система позволяет водителю управлять тяжелым автомобилем только легкими силами.

Управление также возможно за счет поворота задних колес, что обычно используется в низкоскоростных низкопольных транспортных средствах для подъема и транспортировки тяжелых предметов на короткие расстояния, например, вилочного погрузчика.

Если вы хотите узнать все о системе рулевого управления автомобиля. Например, как это работает, какие бывают типы рулевого управления, как оно поддерживает управляемость, устойчивость на дороге и управляемость, тогда, пожалуйста, продолжайте читать.

Автомобили всегда оснащены системой управления передними колесами. На рисунке показан простой эскиз системы рулевого управления автомобиля.

Основы системы рулевого управления

Управлять транспортным средством довольно просто, но знаете ли вы, как это работает? Кажется, это так просто, но на самом деле это не так. Давайте посмотрим, что на самом деле делают движущиеся части вашего автомобиля.

Когда вы поворачиваете рулевое колесо, рулевой вал вращает ведущую шестерню. Зубья шестерни и рулевой рейки сцепляются при вращении шестерни. Это вращение будет толкать рейку, когда рейка перемещает прикрепленные тяги, а поворотные кулаки действуют как точки поворота и поворачивают передние колеса.

Например, вращение рулевого колеса влево толкает багажник вправо, а передние колеса поворачиваются влево.

Чем больше вы поворачиваете руль, тем больше толкается рейка и тем круче поворот будет немного запутанным, не волнуйтесь, вам не нужно быть механиком, чтобы управлять транспортным средством, но мы хотели, чтобы вы имели визуальное представление. именно то, что происходит, когда вы делаете этот поворот колеса.

Несмотря на то, что есть много движущихся частей и слов, о которых вы никогда не слышали, с небольшим усилием и помощью вашей системы рулевого управления легко управлять вашим автомобилем.

Как работает система рулевого управления автомобиля?

Система рулевого управления преобразует вращательное движение рулевого колеса в угловой поворот передних колес.

• Рулевое колесо поворачивает рулевую колонку.
• Редуктор рулевого управления установлен на конце этой стойки. Поэтому при вращении колеса поперечный вал в редукторе колеблется.
• Поперечный вал соединен с опускающимся рычагом. Этот рычаг соединен с помощью тяги с рулевыми рычагами.
• Рулевые рычаги на обоих колесах соединены стяжками с тягой.
• При повороте рулевого колеса поворотный кулак перемещается туда-сюда, при этом поворотные кулаки соединяются друг с другом.
• Один конец тяги соединен с рулевой тягой. Другой конец соединен с концом опускаемого рычага.

Назначение системы рулевого управления

Для эффективного управления автомобилем во всем его диапазоне скоростей с безопасностью и без особых усилий водителя на различных типах дорожных покрытий необходимо правильное рулевое управление.

Для правильной работы и полезной службы автомобиля необходимо, чтобы движущееся транспортное средство находилось под полным контролем водителя. Таким образом, управление автомобилем осуществляется с помощью системы рулевого управления, обеспечивающей изменение направления движения автомобиля.

Функция системы рулевого управления

Важная функция системы рулевого управления заключается в следующем :

1. С помощью системы рулевого управления водитель может управлять автомобилем по своему усмотрению
2. Рулевое управление обеспечивает устойчивость автомобиля на дороге.
3. Минимизирует износ шин.
4. Предотвращает попадание дорожных толчков на водителя.
5. Рулевое управление обеспечивает эффект самовыравнивания после поворота.

Развал-схождение

Развал-схождение определяется как правильная регулировка осей поворота, управляющих движением колес.

Таким образом, сход-развал означает правильное расположение передних колес и рулевого механизма для облегчения управления, снижения износа шин до минимума, а также обеспечения курсовой устойчивости автомобиля.

Результат правильного выставления передних колес.

• Удобство управления.
• Равномерный износ шин.
• Минимальное потребление энергии.
• Минимальные вибрации.
• Нет биения колеса.
• Уменьшите усилие водителя при повороте автомобиля.
• Для самоцентрирования колеса после поворота.
• Для достижения курсовой устойчивости автомобиля на ходу.

Типы системы рулевого управления в автомобиле

Ниже приведены три типа систем рулевого управления:

1. Рулевое управление велосипеда.
2. Рулевое управление поворотной платформой или центральной поворотной осью.
3. Рулевое управление Аккармана или боковое рулевое управление.

1.

Велосипедное рулевое управление

В этих типах систем рулевого управления редкое колесо фиксируется, а переднее колесо находится в управляемом состоянии. Для безопасного поворота важно, чтобы два колеса катились вокруг одной точки. В этом случае перпендикуляр к переднему колесу при сокращении добавляется к перпендикуляру к заднему колесу, и эта точка называется мгновенным центром .

2. Поворотная платформа или рулевое управление с центральным шарниром

В четырехколесном транспортном средстве два передних колеса установлены на оси, а ось, в свою очередь, прикреплена к поворотной платформе с одним шарниром.

При повороте передних колес вся передняя ось поворачивается вокруг центральной оси. В этом случае также перпендикуляры всех колес встречаются в одной точке при любом повороте, так что поворот безопасен, а колеса катятся свободно.

Этот тип системы рулевого управления обычно используется в конных экипажах и трейлах. Это не подходит для легковых автомобилей, потому что оно нестабильно на высоких скоростях. Кроме того, рулевое управление с центральным шарниром требует много места и потому для поворота всей оси.

3. Рулевое управление Аккермана или боковое рулевое управление

Это современная схема рулевого управления почти всех автомобилей. В этом типе системы рулевого управления каждое переднее колесо поворачивается отдельно вокруг боковой оси.

Передняя ось поворачивается с обеих сторон осей. А в качестве поворотных осей установлены колеса. Поворотные цапфы поворачиваются с помощью рулевых рычагов, соединенных с поперечной рулевой тягой.

Рулевые рычаги не параллельны, а наклонены. Линия, полученная из наклонных рычагов, встретится в центре линии задней оси, образуя угол, называемый 9.0003 «Угол Аккермана» .

Чтобы добиться хорошего сход-развала, необходимо учитывать следующие факторы:

1. Развал (угол наклона колеса или угол развала).
2. Кастер.
3. Наклон шкворня.
4. Схождение.
5. Схождение.

Развал

Угол между осевой линией шины и вертикальной линией, если смотреть спереди автомобиля, называется развалом. Когда колеса наклонены наружу в верхней части, это называется положительным развалом, а если они наклонены внутрь в верхней части, это называется отрицательным развалом. Равный угол развала обеспечен на обоих передних колесах.

При положительном развале колеса становятся вертикальными под нагрузкой, шина будет иметь полный контакт с дорогой, следовательно, износ шины будет равномерным. Если положительный развал чрезмерный, то внешняя кромка шины будет изнашиваться быстрее. Если отрицательный развал чрезмерный, внутренняя кромка шины будет изнашиваться быстрее.

Неравный развал обоих передних колес приведет к вибрации колес на низкой скорости. Старые модели имеют значительный развал. В современных автомобилях используется улучшенный дизайн и материалы, у них очень маленький развал. Развал не должен превышать 2°. Развал на современных автомобилях регулируется с помощью эксцентрикового кулачка на оси поперечного рычага.

Кастер

Ось поворотного шкворня или ось рулевого управления может быть наклонена вперед или назад от вертикальной линии. Этот наклон известен как Кастер. Угол кастера: Угол кастера — это угол, образованный наклоном оси рулевого управления вперед или назад от вертикали, если смотреть сбоку от колеса.

Наклон назад известен как положительный кастер, а наклон вперед известен как отрицательный кастер. Если кастер не будет одинаковым с обеих сторон, автомобиль будет тянуть в сторону колеса с меньшим углом кастера. Угол кастера у современных автомобилей колеблется от 2° до 8°.

Назначение Caster

• Для поддержания курсовой устойчивости и контроля.
• Для повышения устойчивости рулевого управления.
• Уменьшить усилие приводов для поворота автомобиля.

Наклон шкворня

Угол между линией автомобиля и центром шкворня или оси поворота, если смотреть спереди автомобиля, называется наклоном шкворня.

Угол наклона шкворня в современных автомобилях варьируется от 7° до 8°. Он должен быть равным с обеих сторон. С одной стороны она больше, чем с другой, автомобиль будет склоняться в сторону, имеющую больший угол.

Основные функции наклона шкворня следующие:

• Помогает в самоцентровке колес после поворота.
• Для обеспечения курсовой устойчивости.
• Уменьшает усилие на рулевом колесе.

Схождение

Передние колеса слегка наклонены внутрь спереди Расстояние между передними колесами спереди (А) меньше, чем расстояние сзади (В), измеренное на высоте ступицы уровне и в центре протектора колеса.

Разница в расстоянии составляет «схождение» (B-A). обычно это 2-3 мм. Цель схождения состоит в том, чтобы преодолеть плохой эффект развала. Схождение регулируется наконечниками рулевых тяг.

Схождение

Всякий раз, когда автомобиль выполняет поворот с геометрией рулевого управления Аккермана, внутреннее колесо поворачивается на большее количество градусов, чем внешнее колесо, так что перпендикуляры всех четырех колес находятся в точке, когда они производятся. Эта точка называется мгновенным центром, так что все колеса очень легко катятся без задиров.

Типы рулевого управления в зависимости от рычага

Существует два типа рулевого управления в зависимости от рычага, обеспечиваемого между опорным катком и рулевым колесом, а также количества ударов и вибраций, передаваемых от опорных катков к рулевым колесам , а именно

1. Реверсивное рулевое управление.
2. Нереверсивное рулевое управление.

Реверсивное рулевое управление

Реверсивное рулевое управление — это рулевое управление с передаточным отношением 1:1. Например, управление велосипедом или скутером. В редукторе любое угловое движение рукоятки вызывает такое же угловое движение руля, а колебания или вибрации руля точно передаются на рулевую рукоятку. Такое расположение подходит только для велосипедов, мотоциклов, скутеров и т. д.

Нереверсивное рулевое управление

Здесь редуктор между колесами и рулевым колесом очень высокий. Экс-В дорожных катках это примерно 40:1.

Здесь требуется очень высокая передача. Потому что нагрузка на колесо очень велика. При таком типе рулевого управления не будет передачи понятия из-за вибрации колеса от опорных колес к рулевым колесам.

Рулевые механизмы

Если рулевое колесо соединено непосредственно с рулевой тягой, для перемещения передних колес потребуется большое усилие. Поэтому в помощь водителю используется система снижения. Рулевой механизм представляет собой устройство для преобразования вращательного движения рулевого колеса в прямолинейное движение рычажного механизма с механическим преимуществом. Рулевые механизмы заключены в коробку, называемую рулевым редуктором.

Типы рулевых механизмов

Ниже перечислены восемь важных рулевых механизмов:

1. Шаровой рулевой механизм с рециркуляцией.
2. Реечный рулевой механизм.
3. Рулевой механизм червячный и секторный.
4. Червячный и роликовый рулевой механизм.
5. Червяк и гайка шарикоподшипника рулевого механизма.
6. Кулачково-роликовый рулевой механизм.
7. Кулачковый и штифтовой рулевой механизм.
8. Кулачковый и двухрычажный рулевой механизм.

1. Шариковый рулевой механизм с рециркуляцией

Шариковый редуктор аналогичен червячному и шарикоподшипниковому, а не рулевому механизму. Шарики находятся в полугайке и переходной трубке. При вращении кулачка или червяка шарики проходят от одной стороны гайки к переходной трубке на противоположную сторону. Так как гайка не может вращаться, а движение шариков по дорожке кулачка увлекает за собой гайку, позволяющую вращать вал коромысла.

2. Реечный рулевой механизм

В рулевом механизме с реечной передачей шестерня устанавливается на конце рулевого вала. Он зацепляется со стойкой, на каждом конце которой есть шаровой шарнир, позволяющий колесам подниматься и опускаться.

Дороги соединяют шаровые опоры со стабами excels. Вращательное движение рулевого колеса поворачивает шестерню, которая перемещает рейку вбок. Это движение стойки преобразуется в колеса.

3. Червячно-секторный рулевой механизм

В червячно-секторном рулевом механизме червяк на конце рулевого вала входит в зацепление с сектором, установленным на секторном валу. При вращении червяка за счет вращения руля сектор также поворачивается, вращая секторный вал. Его движение передается на колесо через рычажный механизм.

Обратите внимание, что 6секторный вал также известен как вал шатуна, вал шатуна, вал ролика, вал рулевого рычага, поперечный вал.

4. Червячно-роликовый рулевой механизм

В червячно-роликовом рулевом механизме двухзубый ролик крепится к сектору или роликовому валу так, что он входит в зацепление с резьбой червячной передачи или вала на конце рулевой вал или трубка.

Когда червячный вал вращается, это заставляет ролик двигаться по дуге, чтобы вращать вал ролика, и в то же время поворачивать штифт, соединяющий его с валом. Ролик установлен на шарикоподшипнике.

Червячный вал установлен на подшипнике, способном выдерживать как радиальную, так и осевую нагрузку. Этот тип рулевого механизма широко используется в американских легковых автомобилях.

5.

Червяк и гайка с шарикоподшипником Рулевой механизм

В червяк с гайкой с шарикоподшипником рулевого механизма шариковая гайка устанавливается на червяк рулевого вала. Червяк и гайка имеют сопрягающиеся спиральные канавки, в которых циркулируют стальные шарики, чтобы обеспечить привод без трения между червяком и гайкой.

Используются два набора шаров, каждый из которых работает независимо от других. К внешней поверхности гайки прикреплена направляющая возврата шарика. Когда рулевой вал поворачивается влево или вправо, шариковая гайка перемещается вверх и вниз под действием шариков, которые катятся между червяком и гайкой.

Секторная шестерня, установленная на валу сектора, входит в зацепление с шариковой гайкой и приводит в движение шариковую гайку.

6. Кулачковый и роликовый рулевой механизм

В кулачковом и роликовом рулевом механизме кулачок входит в зацепление с роликом. Когда кулачок вращается, ролик вынужден следовать за кулачком и при этом заставляет вращаться вал коромысла, тем самым перемещая опускаемый рычаг.

Контур кулачка предназначен для зацепления с дугой, создаваемой роликом, что обеспечивает постоянную глубину зацепления и равномерное распределение нагрузки и износа на сопрягаемые детали.

7. Кулачковый и штифтовой рулевой механизм

В кулачковом и штифтовом рулевом механизме, прикрепленном к коромыслу, имеется конический штифт, который входит в зацепление с кулачком. Когда кулачок вращается, штифт перемещается по канавке, вызывая вращение вала коромысла.

8.

Кулачковый и двухрычажный рулевой механизм r

В кулачковом и двухрычажном рулевом механизме специальный червяк, называемый кулачком, заменяет червяк, используемый в двух типах червячного и секторного рулевого механизма и червячного и роликового рулевого механизма.

Кулачок цилиндрической формы, его рабочая часть представляет собой паз переменного шага, в центре зауженный, чем на конце. Это обеспечивает необратимость в центральной части кулачка, где происходит большая часть рулевого управления автомобилем.

Двойные рычаги установлены на поперечном валу и расположены таким образом, что выступы входят в зацепление с кулачком сбоку. Когда кулачок поворачивается, выступы перемещаются вдоль канавки кулачка, заставляя рычаг поворачиваться по дуге и, таким образом, поворачивать поперечный вал.

---

Заключение

Вот и все, спасибо за внимание. Если у вас есть вопросы по «системе рулевого управления и ее видам» задавайте в комментариях. Если вам понравилась эта статья, пожалуйста, поделитесь ею с друзьями.

Подпишитесь на нашу рассылку. Это совершенно бесплатно.

[jetpack_subscription_form show_subscribers_total = «false» button_on_newline = «false» custom_font_size = «16px» custom_border_radius = «0» custom_border_weight = «1» custom_border_color = «#000000» custom_padding = «15» custom_spacing»_»10_es submit» 000000-border-color has-text-color has-white-color has-background has-virvid-cyan-blue-background-color” email_field_classes=»has-000000-border-color» show_only_email_and_button=»true»]

Скачать PDF -файл этой статьи:

Скачать PDF

Внешние ссылки:

• Подробнее о системе управления автомобилями в Wikipedia
• . :
  • Система охлаждения двигателя внутреннего сгорания.
  • Основные компоненты двигателя (названия и изображения деталей двигателя)

  AutoInfoMe: Автомобильное рулевое управление

  3.1 Введение

  
  

  Автомобиль был изобретен более 100 лет назад. В качестве важная часть автомобиля, автомобильная система рулевого управления была создана с эволюция автомобиля в конфигурации, функциях и внешнем виде. Рулевое управление системы в основном представляет собой механическую связь или механизм, с помощью которого водитель может контролирует и управляет движением или направлением движения автомобиля. Вместе с разработка самой автомобильной техники и производительности, автомобильное рулевое управление система нуждается в инновациях за счет увеличения динамизации и управляемости системы шаг за шагом. Чтобы адаптироваться к мутативной среде, необходимо точка для системы рулевого управления, как повысить ее гибкость и изменчивость.

  Раньше, когда автомобили были просто изобрели, водитель поворачивал ручку или рельс с рулевым валом в его рука для вождения. Рулевой механизм автомобиля был шестеренчато-рейочным. самый ранний предок автомобильного рулевого механизма. Передаточное отношение рулевого механизма было 1 к 1. Для движения требовалось много энергии. Когда автомобильный предварительно положительный двигатель были разработаны в 1891 году, был увеличен вес головы автомобиля, таким образом, вибрация системы рулевого управления может передаваться водителю при повороте рукоятки. или рельс, и это заставляло водителя чувствовать себя слишком усталым. Как одношарнирный механизм, исходную ручку или рейку с рулевым валом следует усовершенствовать, а ее гибкость должна быть увеличена, чтобы избежать недостатка. В ранние времена, системы ручки или рельса с рулевым валом все просты, и они только имеют функцию поворота вправо или влево. Позже рулевое колесо было применено в автомобили. После 1990, функции рулевого колеса имеют тенденцию к диверсификации. Некоторые дополнительные функции добавляются там, где преимущество многофункционального руль заключается в том, что водителям не нужно перемещаться в таком большом пространстве, и они могут удобно управлять автомобилем для многих функций. Из ручки или рельса система рулевого управления до многофункционального рулевого колеса, а затем развивается до концептуальная система без рулевого колеса, это правильный процесс от простого систему в сложную систему, а затем в простую систему.

  3.2 Функции системы рулевого управления:

  Функции рулевой системы: позволять качание колес влево или вправо для поворота автомобиля по желанию водитель (позволить водителю вести транспортное средство). Он преобразует вращательное движение руля в угловой поворот передних колес. Это обеспечивает курсовая устойчивость с помощью правильной геометрии рулевого управления. Это помогает минимизируйте износ шин, обеспечивая надлежащий контакт с дорогой. Оптимизирует срок службы шин также. Он умножает усилия водителя, выступая в качестве рычага, чтобы достаточно легко крутить колеса. Это помогает в достижении эгоцентризма усилия по поддержанию правильных рулевых механизмов. Он поглощает большую часть дорожные удары, тем самым предотвращая их передачу в руки водитель без особой нагрузки на него.

  3.3 Требования к системе рулевого управления:

  1. Правильно разработанная система рулевого управления, работает хорошо и направляет транспортное средство в правильном направлении направление.
  2. Это должно удовлетворять условию Аккермана.
  3. Когда рулевое колесо отпущено, колеса должны автоматически вернуться в исходное положение. прямолинейном положении и должен оставаться устойчивым в этом положении.
  4. рулевое управление должно иметь как можно более низкое передаточное число, чтобы обеспечить легкость управления. умение обращаться.
  Рулевое управление механизм должен быть очень точным, простым в установке и обращении или усилия должны быть минимальными, чтобы управлять.
  5. Это должна обеспечивать максимальную курсовую устойчивость автомобиля. Дорога потрясает колеса не передаются в руки водителя; он должен поглощать дорожные толчки.
  6. Это должен постоянно держать колесо в движении, не натирая его. Дорога.
  7. Эта система должна ассоциироваться с контролем скорости.
  8. Это должен быть легким и стабильным. Он должен легко эксплуатироваться с меньшими затратами на техническое обслуживание.
  9. Это должен иметь самоцентрирующееся действие в некоторой степени.
  10. на систему рулевого управления не должны воздействовать боковые тяги, силы на поворотах и эффекты ветра.
  11. Хороший рулевой механизм должен быть сконструирован таким образом, чтобы он не допускал бокового проскальзывания передних колес при управлении.
  12. Во время руления должно быть истинное качение колес. Передние колеса должны позволять поворачиваться влево и вправо для управления транспортным средством.
  13. Должна быть определенная степень необратимости, чтобы удары дорожного покрытия не передаются на руки водителя.
  

  3.4 Принцип правильного рулевого управления:

  Автомобильный рулевой механизм на основе «Акермана». Принцип рулевого управления», в то время как «Принцип правильного рулевого управления» является основу этой связи. В механизме состоит из поперечной связи, соединенной на короткие оси и передние колеса через короткие рычаги. Они образуют коленчатый рычаг рычаг. При прямолинейном движении автомобиля поперечина остается параллельной короткие звенья оба составляют угол α от горизонтальной оси шасси. Этот система обеспечивает изменение направления движения автомобиля и поддерживать положение по решению водителя, не напрягая его. Элегантный и простой механизм, приближенный к идеальному рулевому управлению, был запатентован в Англии в 1818 году Рудольфом Акерманом, и хотя он назван в его честь, Фактическим изобретателем был немецкий каретный строитель по имени Георг Ланкенспергер, который разработал его двумя годами ранее.

  Правильное рулевое управление достигается, когда все четыре колеса отлично катятся при любых условиях эксплуатации. Принимая витков (рис. 3.1) условие идеальной прокатки выполняется, если оси передние колеса при изготовлении встречаются с осью заднего колеса в одной точке. Тогда эта точка — мгновенный центр (I) геометрии рулевого управления. Видно, что внутреннее колесо должно повернуться на больший угол, чем внешнее колесо. Чем больше угол поворота, тем меньше радиус поворота. Однако есть максимум, на который мы можем пойти в отношении угла поворота рулевого колеса. Это было найдено что угол поворота (внутреннего колеса) может иметь максимальное значение около 44º. Крайние положения с обеих сторон называются положениями блокировки. диаметр наименьшего круга, который может пройти внешнее переднее колесо автомобиля и получается, когда колеса находятся в крайнем положении, называется поворотный круг.

  Рис. 3.1: Принцип правильного рулевого управления

  Для правильного управления,
             cot φ = y+c / b, (φ=угол внутренней замок)

  = y/b + c/b

                      = cotθ + c/b, (θ= угол внешнего замка)

  cot φ ₋ cotθ = с/б …. (уравнение правильное рулевое управление).

  Вышеупомянутое уравнение представляет основное условие для рулевой механизм для идеального качения всех колес.

  Условием правильного рулевого управления является то, что все четыре колеса должны вращаться вокруг одного и того же мгновенного центра I, лежащего на оси задних колес. Ось внутренних колес составляет больший угол θ чем угол φ, образуемый осью внешнего колеса; это «принцип механизма правильного рулевого управления». И этот принцип следует гораздо более известному «принципу Аккермана». Управляемая геометрия». Термин «геометрия рулевого управления» (также известный как «передняя часть геометрия») относится к угловому соотношению между подвеской и рулевым управлением. детали, передние колеса и дорожное покрытие. Поскольку выравнивание имеет дело с углами и влияет на рулевое управление, метод описания измерений центровки называется геометрия руля. Существует пять углов геометрии рулевого управления: развал, кастер. ,Схождение, Наклон оси рулевого управления и Схождение на поворотах. Намерение Аккермана геометрия заключается в том, чтобы избежать необходимости бокового скольжения шин при следовании по путь вокруг кривой. И за тем же кривым путем оба задних колеса также вращаться с немного отличающейся скоростью друг от друга, чтобы удовлетворить правильное состояние рулевого управления, чтобы принцип Аккермана работал идеально. переход задних колес и их регулирование поддерживаются «дифференциальная единица», которая играет жизненно важную, но скрытую роль в правильном рулевой механизм. И поэтому это самый скрытый компонент для рулевого управления геометрия из системы главной передачи. Линия траектории кривой передних колес и центральная линия осей задних колес всегда пересекается в одной общей точке, называемой «I». (мгновенный центр), и это возможно только при правильном функционировании рулевого управления и дифференциала.
  
  3.5 Общее расположение системы рулевого управления:

  В эволюции автомобильной системы рулевого управления два в первую очередь применяется привод замещающего вала передних колес; рулевая рейка конструкция зубчатой ​​передачи стала теоретизироваться позже, и она была точно обработана, таким образом Шестеренчато-реечный рулевой механизм применяется в автомобилях формально. С автомобильная техника совершенствуется, автомобильная система рулевого управления также быстро развивались. Там была тяга, которая соединяла навесное оборудование рулевой вал друг к другу. Специальная рулевая рейка управляла рулевой тягой. двигаясь вправо и влево, и заставляли внутреннее и внешнее колеса вращаться. Механизм с шестеренчатым редуктором сделал автомобильную систему более гибкой к контроль и изолированная вибрация. Ручка и рейка заменены на круглые руль. А круговой руль с рулевым валом переместился на справа или слева. Прежняя вертикальная фиксация превратилась в градиентную фиксацию. как для руля, так и для рулевого вала.

  В любом автомобиле рулевое управление является основным компонентом. В основном рулевое управление связано с передними осями с помощью зубчатого механизма. На передней ось, установлены колеса, а с помощью руля водитель может поворачивайте автомобиль вправо, влево или прямо. Общее расположение автомобильной рулевой системы – это рулевое колесо, рулевая колонка и ее вал, рулевой редуктор и рулевые тяги. И это было показано в Рисунок 3.2.

  Рис 3.2 Общее устройство рулевого управления автомобиля

  1.

  Рулевое колесо

  : Колесо, поворачиваемое водителем автомобиль, корабль и т. д., когда он или она хочет изменить направление движения средство передвижения. В ранние времена существовало два вида появления автомобилей. механизм управления. Они представляли собой простую ручку и две перекрещенные рейки. Идеи исходил от штурвала парохода. После 1986 года появление механизм управления автомобилем был в основном доработан под руль.

  2.

  Рулевая колонка и вал

  : 

  Вал, соединяющий рулевое колесо с рулевой механизм в сборе. Его также называют рулевым валом, в совокупности называемым система рулевого управления, рулевая колонка и вал соединяют рулевое колесо к остальной части системы рулевого управления, расположенной рядом с колесами или в них. Самый современный Автомобили поставляются с телескопическим рулевым валом, состоящим из двух стальных труб, одна из которых который твердый, а другой полый. Твердая трубка скользит внутри полой трубка, позволяющая ей разрушиться в случае столкновения. Рулевой вал также имеет рулевую муфту, расположенную внизу, которая служит для поглощения вибрации, а также допуская небольшие отклонения, происходящие в выравнивании между рулевым механизмом и валом. Многим современным автомобилям не хватает клиренса для облегчения прямого соединения рулевого вала и шестерни. Это наклоняемая колонна для движения вперед и назад полностью регулируется, чтобы сделать вождение намного удобнее.

  3.

  Рулевой механизм

  : Шестерня установлена ​​на нижнем конце рулевой колонки, которые используются для увеличения силы поворота водителя. Это преобразует вращательное движение руля в прямолинейное движение.

  4.

  Рычаг сошки

  : Передает движение коробки передач на рулевая тяга. Рычаг сошки приварен к коробке передач.

  5.

  Рулевая тяга

  : Система, соединяющая рулевое колесо к переднему колесу и позволяет колесу менять направление в реакция на команду водителя. Рулевая тяга – это устройство различные ссылки, а именно; рука питмана (перетащите руку), перетащите звено / центральное звено / нажмите или тяга, рулевые тяги и поворотный кулак/рулевой рычаг.

  Техническое руководство TSPS

  Техническое руководство TSPS

  Patriot State был учебным кораблем Массачусетской морской академии с 1986 по 1998 год.

  ---

  [Следующий раздел] [Содержание] [Информация]

  Модель Т.С. Система рулевого управления Patriot State предназначена для управления рулем направления в ответ на команды штурвала с мостика. Система состоит из следующих подсистем. Команды рулевого управления подаются на .рулевая стойка с двойным управлением, расположенная на мостике корабля. В рулевом машинном отделении команды принимаются двумя линейными гидроагрегатами л и компенсационными гидронасосами и передаются на два радиально-поршневых насоса Hele Shaw . Радиально-поршневые насосы направляют гидравлическое масло под давлением к четырем гидроцилиндрам, которые перемещают руль направления. Точное управление положением руля осуществляется с помощью дифференциальной передачи и Следящий механизм . Аварийный ручной насос поставляется для использования в случае выхода из строя обычной гидравлической системы, а также для заполнения и слива системы, а все гидравлические компоненты системы связаны вместе с системами трубопроводов высокого и низкого давления . .

  Каждый из вышеупомянутых компонентов будет подробно рассмотрен ниже.

  Технические характеристики конструкции рулевого управления

  Максимум.  Крутящий момент руля направления вперед при угле поворота руля 35° 3 048 000 дюйм-фунтов
  Максимум. Крутящий момент руля направления назад при угле поворота руля 35 ° 4 370 000 дюйм-фунтов
  Максимум. Давление вперед при угле поворота руля 35° 735 psi
  Максимум. Давление на корме при угле поворота руля 35 ° 1055 фунтов на квадратный дюйм
  Настройка предохранительного клапана 1300 фунтов на квадратный дюйм
  Угол руля направления H.O. до H.O. 70°
  Время - Х.О. к Х.О. (работает один энергоблок) 2-1/3° в секунду
  Время - Х.О. к Х.О. (оба энергоблока работают) 4-2/3° в секунду
  Количество оборотов для трюкового колеса (70° по горизонтали до 70° по горизонтали) 9.1
   

  Общее устройство системы рулевого управления

  Подставка для руля Dual Control Gyro Pilot

  Стойка управления гироскопом Sperry с двойным управлением обеспечивает три типа управления рулем направления: автоматическое управление с использованием входных данных гирокомпаса для поддержания выбранного курса, ручное управление с отслеживанием и ручное управление без отслеживания. Перемещение селекторного переключателя на рулевой стойке позволяет переключаться с одного типа управления рулем направления на другой.

  Независимо от того, какой тип управления рулем используется, электрический сигнал направляется на один из двух независимых электрогидравлических органов рулевого управления, расположенных в рулевом машинном отделении.

  Основой каждой системы автоматического рулевого управления (левого или правого борта) является мостик потенциометра. Каждый мост содержит два потенциометра, соединенных по схеме сбалансированного моста Уитстона. Один потенциометр каждого моста называется потенциометром управления. Он расположен на рулевой стойке и позиционируется как рулевым колесом, так и гирокомпасом, который воздействует на него через механическую дифференциальную передачу.

  Другой потенциометр каждого моста Уитстона называется повторным потенциометром. Он расположен в линейных гидроагрегатах и ​​управляется аппаратурой позиционирования рулей.

  Когда потенциометр управления поворачивается рулевым колесом или гирокомпасом, сигнал постоянного тока, называемый сигналом ошибки курса, отправляется на управляемый соленоидом направляющий клапан, расположенный в каждой линейной гидравлической силовой установке. Полярность и величина этого сигнала курсовой ошибки указывают на направление и величину требуемого корректирующего действия руля направления.

  Когда линейная гидравлическая силовая установка передает эту команду руля на радиально-поршневые насосы, потенциометр следящего или повторяющегося обратного хода генерирует сигнал постоянного тока, противоположный по полярности посылающему сигналу. Когда величина этого противоположного сигнала увеличивается до уровня сигнала ошибки курса, действующая команда гидравлической силовой установки становится равной нулю, и действие руля прекращается. Таким образом, обеспечивается полный последующий контроль.

  Двойной кабель соединяет рулевую стойку в рулевой рубке с гидроагрегатами, расположенными в рулевом машинном отделении. Световые индикаторы на рулевой стойке показывают, какая система работает и есть ли питание в другой системе.

  Линейная гидравлическая силовая установка

  Линейная гидравлическая силовая установка состоит из двустороннего гидравлического цилиндра управления, направляющего и перепускного клапанов, установленных на коллекторе, параллельной рейки, внешних концевых выключателей, внутреннего концевого перепускного реле и потенциометра повторного возврата.

  Блок питания получает электрические сигналы от рулевой колонки двойного управления гироскопом. В ответ на эти сигналы шток поршня позиционируется с помощью гидравлической жидкости, подаваемой под давлением агрегатами гидравлического насоса Vickers. Позиционный шток, в свою очередь, непосредственно соединен через дифференциальную передачу с плавающим кольцом радиально-поршневого насоса Hele Shaw. Величина хода поршня пропорциональна порядку рулевого управления двойного управления гироскопом. Кроме того, предусмотрены ограничения для предотвращения чрезмерного хода поршня.

  Линейная гидравлическая силовая установка

  Поршневая операция

  Управляющим элементом линейной гидравлической силовой установки является гидрораспределитель, представляющий собой четырехходовой клапан с электромагнитным управлением и пилотным управлением. Управляющий сигнал с рулевой стойки включает один из соленоидов в клапане. Соленоид отодвигает золотник пилота от центра, таким образом направляя управляющую жидкость для смещения золотника главного клапана. Это соединяет одну сторону цилиндра с входным давлением, а другую сторону с обратной линией, заставляя шток поршня и, следовательно, плавающее кольцо насоса Hele Shaw двигаться. Направление потока и, следовательно, направление движения управляющего цилиндра будет зависеть от того, на какой соленоид подается питание от рулевого управления.

  Параллельная рейка, которая активирует потенциометр повторного возврата и концевые выключатели, прикреплена к поршню и перемещается вместе с ним.

  Когда шток поршня достигает заданного положения, электрический контрольный сигнал уравновешивает сигнал приказа, тем самым обесточивая ходовой клапан.

  Перепускной клапан в силовом агрегате открывается, когда автоматическое или ручное электрическое управление не используется, позволяя маслу свободно течь из одного конца цилиндра силового агрегата в другой. В этом случае рулевым механизмом корабля можно управлять с помощью отдельных средств, при этом гидравлический силовой агрегат все еще подключен. Когда система находится под напряжением, гидравлическое давление закрывает клапан, чтобы разрешить работу. Перепускной клапан представляет собой четырехходовой клапан с гидравлическим приводом и пружинным смещением, для работы которого требуется давление не менее 50 фунтов на квадратный дюйм.

  Хотя байпасный клапан четырехходового типа, его использование в этой системе ограничено либо открытым, либо закрытым положением. Это достигается путем блокировки одного набора портов.

  Когда система не работает или в случае, если она должна выйти из строя, перепускной клапан позволяет маслу течь с одной стороны управляющего цилиндра на другую, так что шток поршня может перемещаться с помощью альтернативного средства рулевого управления, такого как как трюковое колесо или телемотор. Когда насос включается для запуска системы в работу, в системе сразу же создается давление благодаря обратному клапану. Это давление закрывает перепускной клапан, позволяя управляющему цилиндру реагировать на работу направляющего клапана.

  Концевые выключатели, реле и следящий потенциометр

  Гидравлический силовой агрегат содержит две пары концевых выключателей, обозначенных как внутренние концевые выключатели и внешние концевые выключатели. Внутренние концевые выключатели обычно ограничивают электрическую работу до десяти градусов движения руля в любом направлении, чтобы оптимизировать работу при автоматическом рулевом управлении. Таким образом, когда сигнал ошибки приводит к тому, что цилиндр выходит за пределы умеренных углов поворота руля, внутренний концевой выключатель размыкает цепь к возбужденному соленоиду направляющего клапана. Внешние концевые выключатели настроены на размыкание цепи соленоида в положении руля направления. Кроме того, эти переключатели всегда настроены так, чтобы поршень не ударялся о механические упоры. В ручно-электрическом режиме рулевого управления реле в силовом агрегате, управляемое с рулевого поста, замыкает цепи на внутренних концевых выключателях и допускает полный руль направления до угла, определяемого внешними концевыми выключателями.

  В нормальном режиме обе пары концевых выключателей замкнуты. На тот или иной соленоид гидрораспределителя подается управляющий сигнал от С1 до С+ или от С2 до С+ в зависимости от направления перекладки руля. Клапан работает, чтобы направить масло для перемещения поршня и штока. Это также перемещает прикрепленную стойку. Рейка приводит в движение шестерню, которая через зубчатую передачу соединяется с кулачковым валом концевого выключателя. Шестерни выбираются на заводе в соответствии с ходом штока поршня, так что кулачковый вал поворачивается на 270° при перемещении штока из одного положения в другое. Кулачки устанавливаются на валу во время установки для конкретных ограничений, требуемых конкретным судном.

  Концевые выключатели LHPU

  Внутренние концевые выключатели

  Когда шток поршня перемещается достаточно, чтобы создать угол руля около 10°ee в любую сторону от миделя, кулачок последовательно с электромагнитным клапаном, находящимся под напряжением, размыкает концевой выключатель, и рулевой механизм удерживается в этом положении до тех пор, пока не будет подан управляющий ток к другому соленоиду. Если требуется менее 10 °ee руля, внутренний концевой выключатель не сработает.

  Внешние концевые выключатели

  В ручном электрическом режиме работы кулачковый переключатель на рулевой стойке включает реле обхода внутреннего ограничения в силовом агрегате, когда рулевой подает руль примерно на 8°ee. Ток, подаваемый от LL1 к C+, заставляет катушку реле R1 замыкать контакты R1-1 и R1-2 на внутренних концевых выключателях. Таким образом, хотя кулачки размыкают внутренние концевые выключатели, каждый контур от C1 или C2 через соленоид клапана до C+ остается закрытым. За несколько секунд до максимального хода кулачок размыкает нормально замкнутый внешний концевой выключатель мгновенного действия, обесточивая соленоид гидрораспределителя и удерживая рулевой механизм в этом положении до тех пор, пока рулевой не прикажет вернуть руль на мидель. Таким образом, внешние концевые выключатели определяют жесткость руля направления и предотвращают выход силовой установки за механические пределы хода.

  Распределительный вал также приводит в движение вращающийся грязесъемник маслонаполненного потенциометра с проволочной обмоткой сопротивлением 5000 Ом. Этот потенциометр точно расположен так, что, когда шток поршня находится в среднем положении, скользящий элемент потенциометра имеет среднее сопротивление. Таким образом, потенциометр выдает электрический сигнал, пропорциональный положению силового агрегата, для подключения к следящей цепи автоматического или ручного электрического рулевого управления. Другими словами, этот потенциометр повторного возврата генерирует дополнительный сигнал, который отправляется на рулевую колонку. Соленоид направляющего клапана обесточивается, когда следящий сигнал отменяет управляющий сигнал.

  На обоих концах штока поршня силового агрегата установлена ​​вилка, одна из которых механически соединена через дифференциальную передачу с крейцкопфом роторного насоса Hele Shaw. Силовой агрегат способен передавать усилие около 6800 фунтов в виде толчка или тяги.

  [Следующий раздел] [Содержание] [Информация]

  ---

  Прямые комментарии Уильяму Хейнсу [email protected]
  Пн, 1 июля 1996 г.
  Руководство по проектированию TSPS ©1995 Массачусетская морская академия

  Гидравлический контур рулевого управления — радиальная динамика

  В первой статье этой серии мы рассмотрели основы того, что представляет собой полностью гидравлическая система рулевого управления, и преимущества, которые она предлагает по сравнению с традиционным усилителем рулевого управления или «гидроусилителем» рулевого управления. Теперь давайте посмотрим на компоненты, из которых состоит полноценная гидросистема рулевого управления, и на то, как они работают вместе. Для простоты мы сосредоточимся только на базовой гидросистеме с передним рулевым управлением. Дополнительные функции, такие как управление задними колесами и гидроусилитель тормозов, усложняют процесс и будут рассмотрены в следующих статьях.

  Самое главное, что нужно знать о системах рулевого управления с гидроусилителем, полностью гидроуправляемых или нет, это то, что они образуют замкнутый гидравлический контур. Пока двигатель автомобиля приводит в действие насос рулевого управления, жидкость рулевого управления постоянно движется по этому контуру.

  Процесс управления транспортным средством включает отвод жидкости из этого контура в гидравлический цилиндр или домкрат для вращения колес. Поскольку одновременно из цилиндра будет возвращаться равное (или почти равное) количество жидкости, главный гидравлический контур поддерживает почти постоянный объем циркулирующей жидкости.

  Даже у «базовых» гидросистем переднего рулевого управления компоненты и расположение могут различаться в зависимости от таких факторов, как предполагаемое использование автомобиля и тип используемого насоса. Однако основные компоненты, из которых состоит типичная полностью гидросистема рулевого управления, включают:

  • Резервуар для жидкости
  • Насос рулевого управления
  • Клапан рулевого управления (орбитальный)
  • Рулевой цилиндр (цилиндр)
  • Фильтр
  • Охладитель жидкости

   

  Бачок для жидкости

  Бачок рулевого управления похож на линию старта/финиша гидравлического контура и часто является одним из компонентов системы рулевого управления, о котором чаще всего забывают. Большинство людей думают о бачке рулевого управления просто как о небольшом резервуаре для жидкости в системе рулевого управления, однако бачок также выполняет несколько других жизненно важных функций, влияющих на общую производительность и надежность системы рулевого управления.

  Правильно спроектированный резервуар должен:

  • Держатель дополнительной жидкости для системы рулевого управления
  • Обеспечьте место для теплового расширения при повышении температуры жидкости рулевого управления
  • Отделить и удалить пузырьки газа и воздуха из жидкости рулевого управления
  • Обеспечьте циркуляцию 100 % хранимого объема, чтобы максимизировать доступную жидкость для поглощения энергии и отвода тепла
  • Обеспечение идеальных условий для подачи жидкости к насосу рулевого управления в любой ситуации

  Особенно в условиях бездорожья, где ожидаются экстремальные рабочие углы, жара и выплескивание жидкости, хорошо спроектированный резервуар может означать разницу между безотказным днем ​​на трассе или бесконечными проблемами с рулевым управлением.

  Насос рулевого управления

  Насос рулевого управления является сердцем любой системы рулевого управления. Он получает энергию от двигателя транспортного средства и преобразует ее в гидравлическую энергию, которая, в свою очередь, используется для управления положением рулевого управления оси транспортного средства.

  Подробное описание всех типов насосов, моделей, преимуществ и недостатков каждого из них достойно отдельной серии, но в целом все рулевые и гидравлические насосы работают по принципу «нагнетания». Это означает, что насосы будут перемещать определенный объем жидкости от входа к выходу с каждым оборотом. В результате скорость потока жидкости рулевого управления, проходящей через гидравлический контур, напрямую связана с рабочим объемом насоса за один оборот, частотой вращения двигателя и любым клапаном регулирования потока (если он имеется).

  Все это сводится к тому, что насосы рулевого управления создают «постоянный поток» (для данной частоты вращения двигателя), но не «постоянное давление». В состоянии покоя система рулевого управления находится под относительно низким давлением. Давление в системе повышается только во время рулевого управления, поскольку жидкости необходимо преодолевать любое сопротивление на пути своего потока, например, большие тяжелые шины, дающие задний цилиндр рулевого управления.

  Для внедорожных систем рулевого управления скорость потока легко может варьироваться от 3 до 16 галлонов в минуту (GPM) и работать при максимальном давлении в диапазоне от 1200 до 2000 фунтов на квадратный дюйм.

  Клапан рулевого управления (орбитальный)

  Если насос является сердцем полной гидросистемы рулевого управления, то клапан рулевого управления можно считать мозгом.

  Клапан управления рулевым управлением предназначен для перенаправления жидкости из главного гидравлического контура в цилиндр рулевого управления для поддержания желаемого положения рулевого управления. Поскольку клапан измеряет объем жидкости по отношению к вращению рулевого колеса, реакция автомобиля очень похожа на управление обычным автомобилем. Клапаны большего рабочего объема требуют меньшего количества оборотов для поворота от упора до упора, но они также требуют большего расхода, поэтому так важно, чтобы клапаны, цилиндры и насосы были рассчитаны на правильную совместную работу.

  Клапаны рулевого управления также известны под другими названиями, включая «орбитальные клапаны» и «клапаны Char-Lynn». В то время как Char-Lynn — это просто торговая марка, термин «орбитальный клапан», хотя и не совсем точен с технической точки зрения, получил почти повсеместное распространение в мире внедорожного автоспорта.

  Цилиндр рулевого управления (цилиндр рулевого управления)

  Цилиндр рулевого управления, также известный как гидроцилиндр рулевого управления, представляет собой устройство, которое преобразует жидкость под давлением в механическое усилие, которое прикладывается между картером моста и рычагом рулевого управления для регулировки положения рулевого управления. Создаваемая сила напрямую связана с площадью поршня цилиндра и давлением подачи жидкости. Цилиндр с большим поршнем может создавать большее усилие при заданном давлении, но также требует большего объема жидкости для достижения заданной длины хода.

  Обычно существует три типа конфигураций рулевого цилиндра:

  • Двухсторонний цилиндр
  • Односторонний цилиндр
  • Двойные односторонние цилиндры

   

  Двусторонние цилиндры имеют вал, проходящий через оба конца цилиндра. В результате создаваемая сила одинакова в обоих направлениях срабатывания, а число оборотов от упора до упора одинаково слева направо.

  Односторонние цилиндры имеют вал, который проходит только через один конец цилиндра. Как правило, они компактнее и проще в монтаже, чем двусторонние цилиндры, но они несбалансированы. Во время выдвижения односторонний цилиндр создает большее усилие, но также требует больше оборотов, чтобы достичь упора до упора, чем при втягивании. Смещение вала при втягивании также приводит к колебаниям уровня наполнения в резервуаре при рулевом управлении.

  Двойные односторонние цилиндры предполагают использование двух односторонних цилиндров, по одному соединению с каждым рулевым рычагом, с традиционной поперечной тягой, обеспечивающей синхронную работу двух цилиндров. Благодаря соединению обоих цилиндров вместе эти устройства могут создавать чрезвычайно высокие усилия на рулевом колесе в пакетах разумного размера, которые чаще всего используются в тяжелых условиях, таких как грузовики-монстры.

  Фильтр

  Чистота жидкости часто считается наиболее важным эксплуатационным свойством гидравлических систем, поэтому правильно подобранный фильтр для жидкости является одним из наиболее полезных дополнений, которые вы можете сделать, чтобы продлить срок службы вашей системы рулевого управления. Насосы и клапаны рулевого управления имеют чрезвычайно узкие внутренние зазоры, а это означает, что даже небольшие твердые частицы, присутствующие в жидкости рулевого управления, могут быстро вызвать разрушительный износ.

  Из соображений безопасности и выбора продукта фильтры обычно располагаются на обратной стороне низкого давления контура рулевого управления между клапаном управления рулевым управлением и бачком. Ни в коем случае нельзя располагать фильтры между резервуаром и насосом, так как это потенциально может привести к голоданию насоса и кавитации.

   

  Охладитель жидкости

  Полностью гидравлические системы рулевого управления обычно работают при более высоких давлениях и расходах, чем традиционные системы рулевого управления с гидроусилителем, и при этом выделяют большее количество тепла.

  Жидкость рулевого управления — это кровь системы рулевого управления, которая не только передает энергию от насоса к цилиндру рулевого управления, но также обеспечивает необходимую смазку и охлаждение внутренних компонентов насоса и клапанов. Для выполнения этих функций очень важно поддерживать надлежащую вязкость жидкости, на которую сильно влияет температура.

  Если температура жидкости становится слишком высокой, вязкость может снизиться до такой степени, что это сократит срок службы системы рулевого управления, поэтому для автомобилей, предназначенных для эксплуатации в течение длительного периода времени или в особенно сложных условиях, охладитель жидкости надлежащего размера может прослужить долго. способ поддержания идеальных свойств жидкости.

  Как и в случае с фильтрами, охладители жидкости обычно устанавливаются в возвратной части контура рулевого управления низкого давления. В то время как охладители пластинчатого или радиаторного типа могут быть очень эффективными, часто хорошо спроектированный охладитель с ребристыми трубками вполне подходит даже для самых требовательных приложений рулевого управления и его легче разместить в узком шасси.

  Заключение

  Когда речь идет о конструкции системы рулевого управления, невозможно оценить отдельный компонент, не учитывая, как он повлияет на все остальные элементы контура рулевого управления. Слишком часто недостаточный или слишком большой размер всего одного компонента приводит к серьезным непредвиденным последствиям, влияющим на общую эффективность и долговечность рулевого управления, поэтому важно понимать основы работы системы.

  Если у вас есть вопросы о том, подходит ли тот или иной продукт для вашей системы рулевого управления, проконсультируйтесь с опытным специалистом, таким как Radial Dynamics, чтобы обеспечить успех рулевого управления, прежде чем тратить сотни или тысячи долларов на неправильные детали.

  3 типа систем рулевого управления с усилителем

  Современные гидравлические и электронные системы рулевого управления с усилителем значительно снижают усилие при повороте, улучшают ощущение дороги и улучшают управляемость.

  

  Ранние системы рулевого управления представляли собой простые механические механизмы. Сегодняшний гидроусилитель руля намного сложнее. Без гидроусилителя рулевого управления практически каждым транспортным средством — от классических бегемотов середины 20-го века до современных компактных переднеприводных автомобилей, кроссоверов и внедорожников — было бы трудно управлять.

  Более полувека гидравлический усилитель руля правил дорогами. Больше никогда. Теперь гибридные электрогидравлические и полностью электрические системы рулевого управления стали обычным явлением. Такие системы могут даже варьировать помощь, применяемую к системе рулевого управления, в зависимости от условий движения.

  На этой странице

  Чем отличаются три системы рулевого управления с усилителем?

  Все три системы гидроусилителя руля выполняют одну и ту же важную функцию, но по-разному. Гидравлическая система использует механически перекачиваемую жидкость под высоким давлением, электрогидравлическая система использует электродвигатель для давления жидкости, а электрическая система использует электродвигатель и датчики. Конечный результат тот же: вы можете легко поворачивать руль в любых условиях. Системы рулевого управления с полностью электрическим усилителем экономят около одной мили на галлон, требуют меньшего обслуживания и более надежны, чем гидравлические системы.

  Гидравлический усилитель рулевого управления

  В этой системе используется жидкость для гидроусилителя рулевого управления под давлением, подаваемая насосом гидроусилителя рулевого управления, для уменьшения усилия на рулевом колесе. Привод вспомогательных агрегатов с приводом от двигателя или поликлиновой ремень включает насос и направляет жидкость гидроусилителя рулевого управления под высоким давлением по шлангу высокого давления на входную сторону клапана управления рулевым механизмом с гидроусилителем.

  Высокое давление, действующее на регулирующий клапан, помогает водителю при повороте передних колес. Жидкость гидроусилителя руля хранится в бачке. Надлежащий уровень жидкости в бачке поддерживается, когда жидкость возвращается из рулевого механизма под гораздо более низким давлением. Системы рулевого управления с гидроусилителем непрерывно перекачивают жидкость и чувствительны к частоте вращения двигателя: высокие обороты в минуту соответствуют высокому выходному давлению, более низкие обороты в минуту соответствуют низкому выходному давлению. Для поддержания постоянного давления в насосе гидроусилителя рулевого управления используется перепускной клапан для поддержания постоянного давления независимо от частоты вращения двигателя.

  Электрогидравлический усилитель рулевого управления

  В этих системах используется бесщеточный электродвигатель для привода гидравлического насоса рулевого управления вместо вспомогательного привода или поликлинового ремня с приводом от двигателя. Эта система работает так же и обеспечивает такое же ощущение, как и обычная система рулевого управления с гидравлическим усилителем.

  Рулевое управление с электроусилителем или рулевое управление с электроприводом

  Эта система исключает гидравлику и жидкость под давлением из системы. Когда водитель поворачивает руль, бесщеточный двунаправленный двигатель с постоянными магнитами, соединенный с рулевым механизмом или рулевой колонкой, поворачивает передние колеса. Датчики определяют, в какую сторону повернуто рулевое колесо, чтобы помочь рулевому механизму двигаться в правильном направлении.

  Независимо от того, какая у вас система, гидроусилитель руля воздействует на рулевой механизм только тогда, когда водитель поворачивает руль.

  Преимущества рулевого управления с электроусилителем

  Системы рулевого управления с гидроусилителем сложны, тяжелы, требуют обслуживания и занимают много места. Электроусилитель руля использует значительно меньше деталей.

  Используя датчики угла поворота рулевого колеса и крутящего момента рулевого управления, а также сложное программное обеспечение, инженеры могут регулировать степень помощи, а также то, как рулевое управление ощущается водителем, воспроизводя различные характеристики ощущения дороги для различных условий вождения. А гидроусилитель руля использует 90 процентов больше мощности двигателя, чем электроусилитель руля.

  Поскольку система рулевого управления с электроусилителем потребляет значительно меньше мощности от двигателя, она значительно снижает расход топлива и снижает выбросы выхлопных газов. А снятие приводного шкива и ремня с двигателя снижает износ. Это продлит срок службы двигателя и поможет сократить дорогостоящий ремонт.

  Что готовит будущее?

  Поскольку все больше и больше электроники добавляются к автомобилям, обратите внимание на адаптивное рулевое управление с электроусилителем с переменным передаточным отношением, чтобы оптимизировать реакцию водителя и маневренность автомобиля. Электронное рулевое управление, которое заменяет механическую связь между рулевым колесом и рулевым механизмом с помощью компьютеров и датчиков, а также самоуправляемые автомобили, которые перемещаются без участия водителя, изменят форму и функции автомобилей.

  Bob Lacivita

  Bob Lacivita — отмеченный наградами автомобильный техник ASE и General Motors, преподаватель и независимый писатель, который писал о ремонте автомобилей DYI и техническом обслуживании автомобилей. Его работы были представлены в The Family Handyman, книге Reader’s Digest и журнале Classic Bike Rider. Он был карьерным и техническим педагогом в течение 25 лет, преподает автомобильные технологии, а также пишет гранты для государственных, федеральных и организационных фондов. Он также помог разработать уникальную модель учебного плана, которая органично интегрирует строгие, актуальные академические стандарты в профессиональное и техническое образование.

  Подводная лодка флотского типа — Глава 13

  13 СИСТЕМА РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ   А. ВВЕДЕНИЕ   13А1. Общий. Руль подводной лодки приводится в движение гидравлическим приводом. Под нормальной работы, система рулевого управления имеет собственный источник энергии, размер с приводом от двигателя 5 Насос с А-образным концом Уотербери и, следовательно, за исключением аварийных ситуаций, полностью независимый от описанной основной гидравлической системы в главе 12. Собраны основные блоки управления в рулевой стойке, расположенной в органе управления номер. Однако, поскольку есть рулевое управление колесо в боевой рубке, соединенное с рулевая стойка управляется валом, управление подводной лодкой возможно как с пульта комнате или из боевой рубки. Позволять на всякий случай система рулевого управления так спланировано, что три разных метода рулевого управления доступны, основанные на трех различных источниках гидравлической энергии. Они есть обозначаются следующим образом: 1. Мощность , в которой гидравлическая мощность независимо разработана насос с электроприводом, принадлежащий сама система.   2. Рука , в которой гидравлический разработан в рулевой стойке насос прямым ручным усилием рулевого. 3. Аварийный , в котором гидравлический питание подается от главной гидравлической системы. Следует подчеркнуть, что руль сама перемещается гидравлической силой во всех трех случаи; единственная разница между этими методы в том порядке, в котором мощность разработан. Аварийное питание используется только при нормальное питание (называемое просто Power ) выходит из строя. Ручная мощность используется только тогда, когда бесшумная работа подводной лодки необходима, чтобы избежать обнаружение вражеским кораблем, или когда оба нормальный Power и Emergency power из основной гидравлической системы вышли из строя. Подводной лодкой могут управлять все три метода из диспетчерской или боевая рубка.   Б. ОПИСАНИЕ   13Б1. Общее расположение. Рулевое управление система в целом показана на рисунке A-20. Систему удобно рассматривать как разделить на четыре основные части: а. Нормальная система питания, включающий насос Waterbury размера 5 с А-образным концом, двигатель, который приводит его в движение, управляющий цилиндр и главный коллектор. б. Рулевая стойка, состоящая из главный руль, аварийный маховик, насос рулевой стойки, рычаг управления насосом, сменный клапан, аварийный клапан управления, соединительный вал боевой рубки и сцепление. в. Главные цилиндры в сборе, состоящие из цилиндров и плунжеров, а также механический указатель угла поворота руля. д. Рулевое управление, состоящее из шатуны и направляющие, крейцкопф, на самом руле.   13Б2. Подробное описание. Нормальный система электропитания. Скорость Уотербери механизм. Приведение в действие различных гидравлических агрегатов на борту подводной лодки часто требует большой точности управления и передача мощности с переменной скоростью и давления, без каких-либо резких шагов или вручение дипломов. Гидравлическая машина, используемая для многие из этих операций — Уотербери редуктор, механизм, обеспечивающий мгновенное, положительное и точное гидравлическое передача энергии. Можно использовать скоростную передачу Уотербери. в качестве насоса (преобразование роторно-механического движение в перемещение гидравлической жидкости) или, с одной важной модификацией внутреннего конструкции, как гидравлический двигатель (преобразование вытеснение гидравлической жидкости во вращающееся механическое движение).   145 Тип редуктора Уотербери, обычно используемый в качестве насоса, обозначается как Шестерня Уотербери на конце А (рис. 13-1). Тип, используемый исключительно в качестве гидравлического двигатель обозначен как Waterbury B-end скоростной редуктор или гидравлический B-конец Waterbury мотор. Тип A-конца в одной специальной установке используется в качестве гидравлического двигателя, но, поскольку это обычно не так, будет удобно описывать тип А-конца в первую очередь как гидравлический насос. Шестерни на концах А и В часто используются вместе, чтобы сформировать пару блоков передачи мощности, разделенных любыми требуемыми длина гидравлического трубопровода в соответствии с конкретными потребностями установки. Используемые таким образом, они получают вращательное механическое движение от электродвигателя в одной точке и передают его как вытеснение жидкости на любое необходимое расстояние, где он преобразуется во вращательное движение с позитивностью и тонкостью контроля это не могло быть достигнуто за счет использования только электродвигателей. Шестерня Уотербери на конце A, используемая в гидросистема подводной лодки в первую очередь как насос, обозначен как размер 5-A. Два размера используются двигатели B-конца, обозначенные соответственно как 5-B и 10-B. Насос Waterbury A-end работает вращающимся валом, который может приводиться либо электродвигателем, либо вручную. Три На подводной лодке используются моторный и три ручных насоса Waterbury A-end: по одному каждого типа в системе рулевого управления, в корме система плоскостей и система носовых плоскостей соответственно. При работе от нормальной мощности два типа используются в каждой системе как команда ; моторный агрегат передает масло или силовое срабатывание системы, в то время как блок с ручным приводом, оснащенный большим маховиком и обозначаемый как телемотор или насос рулевой стойки, подает масло к блоку управления. цилиндр для обеспечения точного контроля выходной мощности агрегатов с моторным приводом. Ручной привод блок также используется, поочередно, для управления систему вручную всякий раз, когда желательно не использовать насос с приводом от двигателя. Хотя конечная скорость Уотербери шестерня приводится в действие вращательным движением, в принципе, это многократная возвратно-поступательная передача. насос поршневого типа. Он состоит из кожуха содержащий три основных элемента:   1. Гнездовое кольцо, удерживающее шар. гнезда семи или девяти поршневых соединительных стержни расположены по кругу вокруг приводного вал. 2. Цилиндровый ствол, в котором просверлены семь или девять соответствующих цилиндров. 3. Наклонная коробка, которая меняет угол и направление гнездового кольца относительно к стволу цилиндра. Гнездовое кольцо и гильза цилиндра установлены на приводном валу так, что они вращаются вместе. Гнездовое кольцо расположено по морю, что его можно заставить вращаться либо параллельно ствол цилиндра или под углом к ​​нему. К опрокидывающейся коробке присоединен управляющий вал. проходя через корпус насоса, который, при нажатии вверх или вниз определяет угол и направление наклона коробки. Ссылка на Рисунок 13-1 поможет вам уточнить, каким образом насосное действие получается. Гнездовое кольцо вращается внутри качающаяся коробка на радиальной и осевой тяге несущий. Пока опрокидывающийся ящик удерживается в вертикальном положении, гнездовое кольцо и ствол цилиндра вращаются параллельно друг другу другой, и нет возвратно-поступательного движения поршней внутри корпуса цилиндра. Однако, когда опрокидывающийся ящик наклонен внутрь любом направлении от вертикали, кольцо гнезда больше не вращается в одном и том же плоскость, как ствол цилиндра. Это означает, что как шаровая втулка на кольце розетки достигает точка его вращения, ближайшая к ствол, принадлежащий ему поршень будет загоняется в соответствующий цилиндр, а затем, по мере того, как это самое шаровое гнездо отступает к точка, наиболее удаленная от ствола, поршень снова будет выдвинут. Схемы в нижней части рисунка 13-1, показывающие опрокидывающийся ящик, наклоненный в сторону от по вертикали и иллюстрируют ход одиночный поршень, движение которого мы можем следите за тем, как кольцо гнезда поворачивается наполовину цикл (180 градусов). Когда поршень поднимается в крайнее верхнее положение, он занимает все меньше места. в цилиндре до тех пор, пока не достигнет точки какое гнездовое кольцо и ствол находятся дальше всего отдельно. Частичный вакуум, который создается в камере движением наружу поршень втягивает жидкость в цилиндр по всасыванию.   146 Рис. 13-1. Скоростная передача Уотербери.   147 В промежуточном положении поршень возвращается в цилиндр и начинает вытеснять скопившуюся там жидкость. В самой нижней точке поршень занимает почти всю цилиндр. Выведение жидкости через разгрузочное отверстие готово. поршень снова поднимается из этого положения на ход всасывания. Последовательное повторение этих движений всеми поршнями приводит к в плавном непульсирующем потоке гидравлической жидкость. При нормальной работе гидравлическая мощность, используемая системой рулевого управления, создается за счет насос Waterbury размера 5 с А-образным концом. Он управляется электродвигателем мощностью 1,5 л.с. на постоянной скорости около 440 об/мин. Насос вращается по часовой стрелке, если смотреть со стороны двигателя. вала. Скорость насоса постоянна; только направление и угол наклона ящика сдача. Именно они определяют количество масла, которое закачивается в систему для перемещения руль и направление, в котором он накачанный. б. Цилиндр управления. Функция управляющего цилиндра заключается в переводе движение основного рулевого колеса, так как рулевой поворачивает его влево или вправо, в соответствующее движение вверх или вниз управляющий вал, тем самым изменяя положение опрокидывающейся коробки в насосе Уотербери с электроприводом. Это, в свою очередь, меняет ход поршней внутри насоса с электроприводом. Он также определяет количество и направление. расхода масла, перекачиваемого в основной бараны. Таким образом, он контролирует вывод насоса Уотербери с электроприводом в послушание действиям рулевого при рулении по нормальному сила . Узел управляющего цилиндра состоит из пары небольших гидравлических цилиндров, расположенных напротив и в осевом направлении, имеющие общую одиночные плунжеры, которые скользят между и через цилиндры. Коленчатый рычаг соединяет этот плунжер с опрокидывающейся коробкой. На всех последующих классах подводных лодок управляющий вал, который проходит через приводной насос Waterbury с А-образным концом, имеет центрирующую пружину, прикрепленную к одному концу управляющего вала, и управляющий цилиндр на другом конце. противоположный конец.   Вал управления насосом входит в дно, соединенное с опрокидывающейся коробкой. центрирующая пружина и ее рабочий шпиндель, на который опирается верхний конец вала управления насосом, находятся в высоком, трубчатый корпус, привинченный к верхней части насос Waterbury с механическим приводом. 13Б3. Коллектор выреза штока рулевого управления. Коллектор отсека штока рулевого управления состоит из многопортовый корпус с девятью клапанами встроенный в корпус, и восемь портов, которые подключить главные гидроцилиндры к источникам гидравлической энергии. Коллектор устроен так, что четыре центральных клапана отключают питание гидроцилиндры левого и правого бортов от главного рулевого насоса. Передний комплект из двух клапанов и после набора двух клапанов ручной и аварийные отключения по левому и правому борту тараны, когда питание подается от комната управления. Перепускной клапан в верхней центральной части коллектора, если его открыть, обойти главный насос рулевого управления, подключив обе стороны насоса вместе. Этот обход нормально закрыт. Коллектор имеет два соединения на сверху, которые соединяют коллектор с насос Waterbury с приводом от двигателя. Принадлежащий нижние четыре патрубка коллектора, два в центре — соединения с тараном правого борта. Оставшиеся два соединения, один носовой и один кормовой в нижней части коллектор, ручные и аварийные соединения из диспетчерской. Соединения от коллектора к Портовый баран находится на переднем и заднем плане часть коллектора. Все клапаны имеют прикреплены таблички с указанием их назначения. Узлы гидроцилиндров главного цилиндра, обычно обозначаемые как и гидроцилиндры (левый и правый борт), преобразуют гидравлическую энергию в механическая сила для перемещения руля. Каждый состоит в основном из пары гидравлических цилиндры расположены друг напротив друга и расположены в осевом направлении, имея обычно поршень или поршень, который скользит между ними и через них, и гидравлический порт на каждом конце, в которые подается масло переместите поршни вперед или назад. Плунжер имеет в центре тяжелое кованое ярмо   148 Рис. 13-2. Рулевая стойка.   149 неразрывно с ним; в хомуте просверлено отверстие в нем взять внутренний шатун который заперт в нем в этот момент тяжелым стопорные гайки, по одной с каждой стороны вилки. внутренний шатун скользит через подшипники. Утечка масла мимо плунжера предотвращает упаковка. Весь баран узел крепится болтами к каркасу через скобки. На переднем конце поршня установлен механический указатель угла поворота руля показывающий угол отклонения руля направления циферблат индикатора, который градуирован в градусах. Датчик угла поворота руля с электроприводом расположен на другом штоке. Он электрически передает угол отклонения индикатор угла поворота руля на приборе клад в комнате управления. 13Б4. Рулевая стойка. Гидравлический сила, которая перемещает руль направления, направлена рулевой с рулевого поста, сборка, содержащая контрольное оборудование для всех трех способов рулевого управления, Мощность, Рука и Чрезвычайная ситуация. (см. рис. 13-2). а. Насос рулевой стойки . Так как в Работа от нормальной мощности, это направление А-конца Уотербери с приводом от двигателя коробка наклона насоса, которая определяет, в какую сторону руль движется, а так как положение эта опрокидывающаяся коробка управляется движением масла в цилиндре управления, видно, что чтобы управлять подводной лодкой, нужен какой-то прибор который будет управлять этим маслом в одну сторону или другое по желанию. Механизм должен быть один. который будет охотно реагировать на рулевого коснитесь, но точно контролируйте мощный   давления, развиваемые моторным приводом Насос Waterbury с А-образным концом. Такое устройство является насос рулевой стойки , рулевая стойка основной модуль. Насос стойки рулевого управления на самом деле представляет собой ручной насос Waterbury A-end. Кронштейн крепится снаружи к нему и вал управления насосом так, чтобы его опрокидывающаяся коробка всегда наклоняется в одном и том же направлении , хотя его угол , то есть градуса наклона, может быть измененный. Следовательно, расход масла зависит исключительно от того, в какую сторону вращается его вал. Если на этом валу установлен большой маховик, порты насоса соединены с противоположными концы управляющего цилиндра, поворачивая колесо влево или вправо, затем будет перекачивать масло в один или другой конец управляющего цилиндра, который в поворот наклоняет опрокидывающийся ящик в мотор-драйверах Насос Waterbury с А-образным концом, таким образом перемещая руль влево или вправо. Поэтому, превращая колесо насажено на вал рулевой стойки насос будет управлять подводной лодкой. б. Главный руль. Это колесо устанавливается вертикально на заднем конце рулевая стойка. Он используется как для POWER и РУЧНОЕ рулевое управление. Поскольку ручное управление требует больших усилий, выдвижная пружинная рукоятка встроена в обод. Во время рулевого управления с усилителем эту рукоятку можно держать сложенной. Подпружиненный стопорный штифт встроен в концентратор; при вытаскивании позволяет основной рулевое колесо должно быть отсоединено от его вал. Это делается для предотвращения основного колесо от небрежного вращения, когда подводная лодка управляется из боевой рубки башня.   С. ОПЕРАЦИИ   13С1. Усилитель руля. При рулевом управлении мощность, (см. рис. 13-3 – 13-7) выполняются следующие условия: а. Клапан смены в диспетчерской устанавливается на усилитель руля . б. Рычаг управления ходом насоса рулевой стойки может находиться в любом из возможных положений. Опыт показал, однако, что наиболее удовлетворительное положение с насос примерно на три четверти Инсульт.   в. Главный рулевой двигатель работает. Для иллюстрации работы рулевого механизма при подруливании силой предположим, что желательно переместить руль направления с миделя на левый руль. Рулевой поворачивает руль влево, тем самым поворот вала насоса рулевой стойки который подает масло через сменный клапан и одна из линий управляющего цилиндра к после цилиндра управления; а масло из цилиндра переднего хода вытесняется обратно через   150 Рис. 13-3. Замените клапан. другая линия управляющего цилиндра к всасыванию сторону насоса. Подача масла в задний гидроцилиндр перемещает гидроцилиндр вперед, тем самым перемещение управления опрокидыванием главного насоса вал вниз от нейтрального к полному Инсульт. Это помещает опрокидывающийся ящик в положение для подачи масла с левой стороны насоса через разгрузочный и вырезной коллекторы. Масло из коллекторов поступает в линии к передний таран правого борта и кормовой порт таранить, переведя руль влево, при этом возврат масла из переднего порта и после правый борт таран доставляется на правый борт стороны насоса или стороны всасывания. Рис. 13-4. Регулятор хода.   Рис. 13-5. Переключение рулевого управления. Для обслуживания насоса управляющий вал в нейтральном положении, когда он желательно держать угол поворота руля постоянным, установлено подпружиненное центрирующее устройство рядом с насосом. Это устройство состоит пружины сжатия, заключенной в цилиндр и закреплен на шпинделе таким образом, чтобы если шпиндель двигается в любом направлении, пружина сжимается и стремится вернуться шпиндель в нормальное положение. Веретено соединен с рычагом, установленным на коромысле вал, который приводит в действие рычаги насоса и цилиндры управления соответственно. Когда желаемое положение руля достигается, руль должен быть доведен Рис. 13-6. Руль.   151 Рис. 13-7. Стартовый контроль. вернуться в исходное положение, чтобы остановить руль движения, так как в данном рулевом приводе отсутствует следящий механизм. Рулевой механизм с усилителем защищен два предохранительных клапана, по одному с каждой стороны главного разгрузочного коллектора. 13С2. Рулевое управление. При рулевом управлении стороны (см. рис. с 13-8 по 13-12) выполняются следующие условия: а. Главный насос рулевого управления в кормовой части остановился. б. Клапан смены в диспетчерской настроен на ручной операции. в. Рычаг хода насоса рулевой стойки Рис. 13-8. Стартовый контроль.   Рис. 13-9. Замените клапан. устанавливается в крайнее заднее положение, чтобы получить максимальную подачу масла и, следовательно, максимальную скорость хода руля при состояние ручного руля. Снова предположим, что требуется переместить руль от миделя до харда левое положение. Рулевое колесо повернуто оставил. Масло подается рулевой стойкой насос непосредственно к переднему тарану правого борта и после порта таран. руль перемещается в оставил. Масло из хвостовика правого борта и плунжер переднего порта возвращается на всасывание стороне насоса рулевой стойки. руль движется до тех пор, пока масло подается к поршням Рис. 13-10. Регулятор хода.   152 Рис. 13-11. Переключение рулевого управления. Рис. 13-12. Руль. поворотом рулевого колеса и таким образом привод насоса рулевой стойки. 13С3. Аварийное рулевое управление. Предоставление предназначен для рулевого управления путем прямой подачи масла в главные гидроцилиндры от главной гидравлической системы. Масло подается из главного выреза коллектор к рулевой стойке. Клапан аварийного рулевого управления на рулевом управлении стойка представляет собой регулирующий клапан поршневого типа. Масло обратка от этого клапана к обратке и сторона низкого давления главного отсекающего коллектора. Движение маховика управляющего клапана правого руля приводит к тому, что масло давление от главного отсечного коллектора должно быть   доставляется в носовой порт и после тарана правого борта, в то же время масло вернулся из кормового порта и вперед правый борт таранит через регулирующий клапан в обратная сторона главного отсекающего коллектора. Движение маховика регулирующего клапана для левого руля вызывает подачу масла к заднему левому и носовому правому борту тараны при этом масло возвращается из носовой левый и кормовой тараны правого борта через регулирующий клапан на обратную сторону главного выключателя коллектора. При управлении с помощью аварийного питания , сменный клапан должен быть установлен в аварийном Рис. 13-13. Стартовый контроль. Рис. 13-14. Замените клапан.   153 Рис. 13-15. Главный вырезной коллектор. должность. Клапаны аварийного отключения в коллектор ручного и аварийного отключения должен быть открыты, а ручные запорные клапаны должны быть закрытым. Когда желаемое положение достигнут руль направления, маховик должен быть вернуть в нейтральное положение, чтобы остановить движение руля направления и удерживать его в нужном положении. должность. Предусмотрена возможность подключения рычаг аварийного клапана управления к вертикальному рулевому валу съемным звеном, тем самым позволяя управлять аварийная система из боевой рубки. При аварийном рулевом управлении с Рис. 13-16. Аварийный рулевой штифт.   Рис. 13-17. Аварийный руль. рубке, штурвал управления (в диспетчерской) должен быть отключен. Сцепление предусмотрена для этой цели и должна быть задействована, за исключением случаев, когда ссылка подключена для аварийное управление из боевой рубки. Чтобы управлять аварийно из диспетчерской, это съемное звено не подключено и аварийный клапан рулевого управления перемещается маховик. Предусмотрен стопорный штифт для удерживайте регулирующий клапан в нейтральном положении когда аварийное рулевое управление не используется. (См. рисунки с 13-13 по 13-20.) Электрический угол поворота руля, показывающий система типа сельсин. руль Рис. Разное Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт Copyright © 2013 - 2019 KS-MOTO +7 (911) 924 3 942 +7 (812) 924 3 942 г. Санкт-Петербург,