Всё для ремонта авто

Меню

Метка: Рулевое управление

Уход за рулевым управлением автомобиля

Уход за рулевым управлением состоит в регулярной проверке крепления картера рулевого механизма к раме, рулевой сошки на валу, рулевого колеса к валу, соединений всех рычагов и тяг, а также крепления деталей усилителя рулевого управления, особенно трубопроводов и защитных резиновых гофрированных чехлов. При этом одновременно проверяются наличие и качество шплинтов в местах креплений.

Особое внимание следует обращать на свободный ход (люфт) рулевого колеса.

Нормальный свободный ход рулевого колеса при положении колес для движения по прямой не должен превышать 8—10°. При увеличенном свободном ходе рулевого колеса прежде всего следует проверить исправность и регулировку всех соединений рулевого управления и колес (крепление картера рулевого механизма, рулевой колонки и рулевого колеса, шарнирных соединений рычагов и тяг, люфт подшипников направляющих колес, шкворней поворотных кулаков в их втулках). Если указанные соединения исправны и правильно отрегулированы, следует отрегулировать рулевой механизм.

Регулировка рулевого механизма выполняется для каждой марки автомобиля согласно инструкции завода-изготовителя. Однако основные правила регулировки и приемы их выполнения имеют много общего для автомобилей всех марок. Приступать к регулировке рулевого механизма следует только после того, как передний мост автомобиля будет вывешен, а рулевая сошка разъединена с продольной рулевой тягой. Осевой люфт червяка в подшипниках устраняется регулировкой подшипников червяка: удалением регулировочных прокладок из-под нижней или верхней крышки картера. Зацепление червяка с роликом или с сектором регулируется подвертыванием бокового регулировочного болта или изменением количества регулировочных прокладок под боковой крышкой картера или под зажимной гайкой крышки.

После проведения регулировки рулевое колесо должно легко поворачиваться в обе стороны без заедания.

В картере рулевого механизма следует периодически менять масло согласно таблице смазки автомобиля. Уровень масла должен находиться у кромки заливного отверстия, закрываемого пробкой. При излишнем количестве масла оно будет проходить через уплотнительные сальники, а при недостаточном — не будет обеспечиваться надежная смазка рабочей пары рулевой передачи.

Характерные неисправности рулевого управления

Неисправность Причина неисправности Способ устранения неисправности
Увеличенный свободный ход (люфт) рулевого колеса Нарушение регулиров ки зацепления рабочей пары рулевой передачи Отрегулировать зацепление, при необходимости заменить изношенные детали
Чрезмерное осевое перемещение червяка или вала рулевой сошки Отрегулировать осевое перемещение червяка или вала рулевой сошки
Увеличенные зазоры в шарнирных соединениях тяг Подтянуть шарнирные соединения или заменить изношенные детали
Заедание рулевого колеса Отсутствует масло или его недостаточно в картере рулевого механизма Залить в картер рулевого механизма свежее масло до нормального уровня
Неправильная регулировка рулевого механизма Отрегулировать рулевой механизм
Перекос рулевой колонки Устранить перекос, проверив крепление колонки
Повреждение подшипников червяка Поврежденные подшипники заменить
Загрязнение и недостаточная смазка шарнирных сочленений Разобрать, промыть в керосине и смазать сочленения
Заедание поворотных кулаков на шкворнях Проверить и при необходимости заменить втулки шкворней и шкворни
Течь масла из картера рулевого механизма Ослабление крепления крышек к картеру Подтянуть крепления
Выход из строя сальников или прокладок Заменить вышедшие из строя сальники или прокладки

Особенности устройства рулевого управления отечественных автомобилей

На автомобилях ГАЗ-69 и ГАЗ-69А устанавливаются одинаковые и полностью взаимозаменяемые рулевые управления. Рулевая сошка 13 устанавливается на шлицах вала 12 и закрепляется гайкой со стопорной шайбой.

Рулевой вал 4 помещен внутри рулевой колонки 5, которая нижним концом надевается на выступ картера рулевого механизма и затягивается хомутом 6. Верхний конец колонки крепится в резиновой втулке к щитку приборов.

Рулевая сошка соединена промежуточной тягой 15 с плечом двойного рычага 18 правого поворотного кулака. Второе плечо рычага через поперечную тягу 17, расположенную спереди моста, соединено с рычагом 16 левого поворотного кулака.

Рис. Рулевое управление автомобилей ГАЗ-69 и ГАЗ-69А: 1 — рулевое колесо; 2 — поджимная пружина; 3 — упорный подшипник; 4 — рулевой вал; 5 — рулевая колонка; 6 — стяжной хомут; 7 — пробка заливного отверстия; 8 — верхняя крышка картера; 9 — регулировочные прокладки; 10 — картер; 11 — нижняя крышка картера; 12 — вал рулевой сошки; 13 — рулевая сошка; 14 — стяжной хомут крепления наконечника; 15 — промежуточная тяга; 16 — рычаг левого поворотного кулака; 17 — поперечная рулевая тяга; 18 — двойной рычаг правого поворотного кулака

Автомобили ГАЗ-63 и ГАЗ-51А имеют аналогичное по своему устройству рулевое управление с некоторыми различиями в конструкции рулевого привода.

Поперечная рулевая тяга 4 автомобиля ГАЗ-63 изогнута и имеет вильчатые наконечники 5, навернутые на резьбе на тягу и закрепленные стяжными болтами 3. Наконечники тяги соединяются с рычагами 1 поворотных кулаков при помощи пальцев 2 и бронзовых втулок 7.

Рис. Шарнирное соединение поперечной рулевой тяги автомобиля ГАЗ-63: 1 — рычаг поворотного кулака; 2 — палец; 3 — стяжные болты наконечника; 4 — поперечная рулевая тяга; 5 — вильчатый наконечник тяги; 6 — гайка; 7 — бронзовая втулка рычага поворотного кулака

Поперечная рулевая тяга автомобиля ГАЗ-51А соединяется с рычагами поворотных кулаков колес саморегулирующимися коническими шарнирными соединениями.

Тип рулевой передачи автомобилей ГАЗ-63 и ГАЗ-51А — глобоидальный червяк и двухгребневый ролик.

Конструкция рулевого управления автомобилей ЗИЛ-157К, ЗИЛ-157, ЗИЛ-151, ЗИЛ-164А, ЗИЛ-164 и ЗИЛ-150 в основном одинакова.

Тип рулевой передачи — глобоидальный червяк и трехгребневый ролик. Трехгребневый ролик 7 на двух игольчатых подшипниках 9 установлен на пальце 8 головки 11 вала 6 рулевой сошки. Глобоидальный червяк установлен на двух конических роликоподшипниках 20, расположенных в картере 22 рулевого механизма. Роликоподшипники не имеют внутренней обоймы, и ролики непосредственно опираются на поверхность червяка. Наружная обойма верхнего роликоподшипника запрессована в гнездо картера рулевого механизма. Наружная обойма нижнего роликоподшипника упирается в крышку картера, под которой установлены регулировочные прокладки 18.

Рис. Рулевое управление автомобилей ЗИЛ-164А и ЗИЛ-164: 1 — ступица колеса; 2 — рычаг поворотного кулака; 3 — шаровой палец: 4 — сухарь; 5 — пробка; 6 — вал рулевой сошки; 7 — трехгребневый ролик; 8 — палец; 9 — игольчатые подшипники; 10 — разрезная шайба; 11 — головка вала рулевой сошки; 12 — поджимная пружина наконечника продольной рулевой тяги; 13 — ограничитель; 14 — подпятник наконечника продольной рулевой тяги; 15 — продольная тяга; 16 и 27 — бронзовые втулки; 17 — сальник; 18 и 28 — регулировочные прокладки; 19 — крышка картера; 20 — роликоподшипник; 21 — червяк; 22 — картер рулевого механизма; 23 — пробка заливного отверстия; 24 — рулевое колесо; 25 — рулевая колонка; 26 — рулевой вал; 29 — колпак крышки картера; 30 — кронштейн; 31 — рулевая сошка; 32 —поперечная тяга; 33 — стяжные болты; 34 — съемный наконечник поперечной тяги; 35 — сухари наконечника поперечной тяги; 36 — спиральная прижимная пружина; 37 — уплотнительная прокладка; 38 — амортизирующая пружина

Вал рулевой сошки вращается в двух бронзовых втулках 16 и 27; втулка 16 запрессована в приливе картера, а втулка 27 — в боковой крышке картера. От осевого перемещения вал рулевой сошки удерживается разрезной бронзовой шайбой 10, под которой установлены регулировочные прокладки 28. Упорная шайба входит в выточку хвостовика вала рулевой сошки. Чтобы шайба и прокладки не выпали, они зажимаются колпаком 29, который на резьбе ввернут в крышку картера и застопорен. С наружной стороны вал рулевой сошки уплотнен сальником 17. Рулевая сошка насажена на конусный со шлицами конец вала и закреплена гайкой.

Соединение рычагов и продольной тяги осуществлено при помощи сферических сухарей 4 и шаровых пальцев 3. Шаровые пальцы закреплены гайками, которые шплинтуются. Во избежание попадания грязи в шарниры и вытекания из них смазки места соединений шарниров закрыты войлочными накладками. Выпадание сухарей предотвращается установкой в наконечники пробок 5, которые ввертываются в них на резьбе и шплинтуются.

Поперечная рулевая тяга на автомобилях ЗИЛ-157К и ЗИЛ-157 имеет изгиб в средней части и резьбу на концах. На резьбовые концы тяги навернуты наконечники 1 вильчатого типа, которые соединены с рычагами поворотных кулаков при помощи пальцев 5.

Рис. Соединение поперечной рулевой тяги с поворотным кулаком на автомобилях ЗИЛ-157К и ЗИЛ-157: 1 — наконечник поперечной рулевой тяги; 2 — пресс-масленка; 3 — стяжной болт; 4 — сальник; 5 — палец поперечной рулевой тяги; 6 — втулка пальца; 7 — корпус поворотного кулака

В нижнем ушке вилки наконечника палец крепится гайкой и шплинтуется, а в верхнем ушке вилки наконечника он крепится стяжным болтом 3. Смазка в шарнире удерживается сальниками 4, установленными на пальце. Наличие различного шага резьбы на концах тяги позволяет вращением обоих наконечников более точно регулировать схождение колес.

Устройство поперечной рулевой тяги и соединение ее с рычагами поворотных кулаков передних колес на автомобиле ЗИЛ-151 такое же, как и на автомобиле ГАЗ-63.

Поперечная рулевая тяга автомобилей ЗИЛ-164А, ЗИЛ-164 и ЗИЛ-150 соединяется с рычагами поворотных кулаков саморегулирующимися шарнирными соединениями.

Шаровые пальцы рычагов размещаются между эксцентрическими сухарями, установленными в наконечнике 34 поперечной рулевой тяги 32. Спиральные пружины 36, укрепленные своими конусами в сухарях 35, стремятся раздвинуть сухари и тем самым по мере износа шарового пальца смещают сухари на некоторый угол, заклиниваясь между стенками наконечников и шаровыми пальцами.

Наличие пружины 36 в соединениях рычагов с тягой смягчает удары, передаваемые от колес автомобиля к рулевому механизму. Рулевой вал 26 с рулевым колесом 24 расположен в рулевой колонке 25. Его верхний конец установлен в шарикоподшипнике и уплотнен сальником. Картер рулевого механизма крепится на левом лонжероне рамы к кронштейну 30, прикрепленному к раме.

В рулевой передаче автомобиля Урал-375 применены двухходовой цилиндрический червяк и боковой сектор со спиральными коническими зубьями.

Червяк 5 закреплен гайками 2 и 22 на рулевом валу 32, который установлен в картере рулевого механизма на трех цилиндрических роликоподшипниках 3, 14 и 23. Вал установлен так, что может несколько перемещаться в осевом направлении.

Рулевой вал 32 с рулевым колесом соединен карданным валом.

Сектор выполнен заодно с валом, на шлицах которого установлена и закреплена гайкой сошка 34, соединенная с продольной тягой рулевого управления.

Рулевое управление снабжено гидравлическим усилителем, облегчающим управление автомобилем. Усилитель, кроме того, смягчает удары, передаваемые на рулевое колесо при движении по неровной дороге, и позволяет сохранить первоначальное направление движения при проколе шины переднего колеса. Гидравлический усилитель, схема которого показана на рис. 225, состоит из следующих основных частей: рабочего цилиндра 3, распределительного устройства 15 и гидравлического насоса 6. В гидравлическую систему автомобиля, кроме усилителя рулевого управления, входит также гидравлический подъемник 12 запасного колеса. Включается подъемник краном 10; при этом усилитель рулевого управления выключается.

Рабочий цилиндр 3 гидравлического усилителя шарнирно закреплен на раме с правой стороны автомобиля. Поршень 19, помещенный внутри цилиндра, делит цилиндр на две полости, соединенные трубопроводами 2 и 7 с распределительным устройством. Шток поршня рычагом 4 связан с поворотным кулаком правого переднего колеса.

Распределительное устройство состоит из корпуса 21 и золотника 20, который может перемещаться в корпусе вместе с валом рулевого механизма в осевом направлении.

Гидравлический усилитель действует только при работающем двигателе. Работает он следующим образом.

Насос 6 по трубопроводам 13 и 14 через кран 40 подает, масло в распределительное устройство.

При прямолинейном движении автомобиля рулевое колесо, вал рулевого механизма и золотник 20 распределительного механизма занимают среднее положение. Масло, нагнетаемое насосом, проходит по кольцевым каналам корпуса распределительного устройства и через сливной трубопровод 8 возвращается в бачок 5 насоса.

Давление в обоих полостях рабочего цилиндра усилителя при этом одинаковое, и поршень 19 занимает среднее положение.

Когда рулевое колесо поворачивают вправо, червяк стремится повернуть сектор влево (против часовой стрелки), но для этого надо преодолеть сопротивление колес повороту и червяк под действием силы сопротивления вместе с валом рулевого механизма и золотником смещается вправо (вверх).

В этом положении задняя по ходу движения автомобиля полость рабочего цилиндра через трубопровод 7 и зазор между золотником и корпусом распределительного устройства соединяется, с нагнетающим трубопроводом 14, а передняя полость — со сливным трубопроводом 8. Благодаря разности давлений в полостях рабочего цилиндра поршень 19 перемещается влево и тем самым через шток воздействует на рычаг 4 правого поворотного кулака, значительно облегчая поворот колес.

Как только прекратится поворот, золотник снова займет среднее положение, в обеих полостях рабочего цилиндра усилителя вновь установится одинаковое давление и поршень 19 перестанет перемещаться.

Рис. Рулевой механизм автомобиля Урал-375: 1 — нижняя крышка картера; 2 и 22 — гайки; 3, 11 и 23 — роликоподшипники; 4 — кольцо упорное подшипников; 5 — червяк; 6 — червячный сектор; 7 и 37 — распорные втулки; 8 — картер; 9 — уплотнительное кольцо; 10, 24 и 35 — сальники; 12 и 19 — подвижные кольца плунжеров; 13 и 18 — опорные кольца плунжеров; 14 — плунжер; 15 — пружина; 16 — золотник; 17 — корпус золотника; 20 — упорный подшипник; 21 — стопорная шайба; 25 — упорная шайба сальника; 26 — крышка золотника; 27 — перепускной клапан; 28 — пружина перепускного клапана; 29 и 42 — прокладки; 30 — пробка обратного клапана; 31 — кольцо сальника; 32 — рулевой вал; 33 — шаровой палец; 34 — сошка руля; 35 — подшипники; 38 и 44 — упорные штифты; 39 — шпилька червячного сектора; 40 — упорная бронзовая шайба; 41 — боковая крышка картера; 43 — сектор

Золотник и вал рулевого механизма возвращаются в среднее положение под действием пружины 15. Во время поворота руля вал 32, смещаясь вправо, через подвижное опорное кольцо 12 и плунжер 14 сжимает пружину 15, которая через второй плунжер опирается на неподвижное опорное кольцо 18. Как только поворот руля прекратится, пружина 15 разжимается до упора плунжера 14 в неподвижное опорное кольцо 13 и возвращает золотник в среднее положение.

При повороте рулевого колеса влево золотник распределительного устройства перемещается также влево, соединяя с нагнетающим трубопроводом переднюю полость рабочего цилиндра, поршень перемещается назад по ходу автомобиля и поворачивает колеса влево.

Если двигатель не работает, колеса автомобиля поворачиваются только усилием водителя. Для того чтобы при этом поршень в рабочем цилиндре не оказывал бы сопротивления, в корпусе распределительного устройства предусмотрен перепускной клапан 27, через который масло свободно перетекает из одной полости цилиндра в другую.

 

Рис. Схема гидравлического усилителя рулевого управления автомобиля Урал-375: 1 — рулевой механизм; 2, 7, 8, 9, 11, 13 и 14 — трубопроводы; 3 — цилиндр гидравлического усилителя; 4 — рычаг поворотного кулака правого переднего колеса; 5 — бачок; 6 — гидравлический насос; 10 — кран; 12 — гидравлический подъемник запасного колеса; 15 — распределительное устройство; 16 — продольная рулевая тяга; 17 — сошка; 18 — поперечная рулевая тяга; 19 — поршень цилиндра гидравлического усилителя; 20 — золотник распределительного устройства; 21 — корпус распределительного устройства

Насос гидравлического усилителя лопастный, двойного действия (две полости всасывания и нагнетания).

Ротор насоса 8 имеет радиальные пазы, в которых размещаются лопасти 22. Ротор закреплен на валу 5, который приводится во вращение клиновидным ремнем от шкива, расположенного на носке коленчатого вала двигателя. При вращении ротора лопасти 22 под действием центробежной силы прижимаются к внутренней криволинейной поверхности статора 7; при этом объем пространства между лопастями изменяется. При увеличении объема в полостях а создается разрежение и из бачка 17 через каналы 23 в насос поступает масло, которое затем выдавливается в полостях б и через каналы 24 нагнетается в гидравлическую систему автомобиля.

Количество подаваемого насосом масла ограничивается калиброванным отверстием 9, а также перепускным клапаном 11, который под действием избыточного давления в полости нагнетания насоса смещается назад (открывается) вправо, сжимая пружину, и сообщает полость нагнетания с бачком 17 через коллектор 13.

Для ограничения давления масла в гидравлической системе автомобиля предусмотрен предохранительный клапан 12, который открывается при давлении 65—70 кг/см2 и сообщает систему с бачком.

Рис. Насос гидравлического усилителя рулевого управления автомобилей Урал-375: а — полость всасывания; б — полость нагнетания; 1 — шкив; 2 — корпус насоса; 3 и 6 — подшипники; 4 — сальник; 5 — вал насоса; 7 — статор; 8 — ротор; 9 — калиброванное отверстие; 10 — диск распределительный; 11 — перпускной клапан фильтра; 12 — предохранительный клапан; 13 — коллектор; 14 — фильтр; 15 — пружина; 16 — перепускной клапан фильтра; 17 — бачок; 18 — прокладка; 19 — сетчатый фильтр; 20 — крышка; 21 — гайка-барашек; 22 — лопасть; 23 и 24 — каналы в теле статора

В рулевой передаче автомобиля КрАЗ-214 применен двухходовой цилиндрический червяк и боковой сектор со спиральными коническими зубьями. Рулевое колесо крепится на валу конусным соединением со шпонкой и затяжной гайкой. Установлен рулевой механизм на двух опорах. Нижней опорой является стяжной кронштейн на боковом рукаве картера рулевого механизма, прикрепленного болтами к вертикальной стенке лонжерона рамы. Верхней опорой является резиновая манжета, зажимаемая кронштейном на панели приборов. Рулевое управление снабжено пневматическим усилителем. Усилитель состоит из трех самостоятельных механизмов: силового цилиндра двухстороннего действия, воздухораспределителя с клапанами и следящего рычажного механизма.

Силовой цилиндр установлен на правом лонжероне рамы под крылом автомобиля. Шток 26 поршня 24 силового цилиндра 27 через двуплечий рычаг и продольную тягу соединен с рычагом поворотного кулака правого колеса.

Воздухораспределитель расположен на левом лонжероне рамы под крылом и через кран включения связан трубопроводами с пневматической системой автомобиля.

Кран включения пневматического усилителя расположен под панелью приборов в нижней части переднего щита кабины.

Рис. Пневматический усилитель рулевого управления автомобиля КрАЗ-214: а — воздухораспределитель; б — следящий рычажный механизм; в — силовой цилиндр; 1 — кронштейн воздухораспределителя; 2 — клапан; 3 — канал отвода воздуха; 4 — корпус; 5 — корпус клапана; 5 — клапаны; 7 и 9 — каналы подвода воздуха; 8 — штоки поршня; 10 — тяга привода воздухораспределителя; 11 — вал сектора рулевой передачи; 12 — пружина сопротивления; 13 — шток; 14 — болт; 15 — гайка крепления ведущей сошки; 16 — болт; 17 — ведомая сошка; 18 — цилиндрический палец; 19 — ведущая сошка; 20 — шаровой палец; 21 — кожух штока; 22 — воздушный канал; 23 — задняя крышка; 24 — поршень; 25 — манжета поршня; 26 — шток; 27 — цилиндр; 28 — крышка корпуса; 29 — палец коромысла; 30 — коромысло; 31 — установочный винт; 32 — задняя крышка цилиндра; 33 — манжета крышки цилиндра; 34 — защитный чехол; 35 — вилка штока; 36 — регулировочный винт; 37 — защитный колпак

Следящий рычажный механизм состоит из ведущей и ведомой сошек.

Ведущая сошка 19 сидит на шлицах вала 11 сектора рулевой передачи и закреплена на нем круглой гайкой 15 с внутренним шестигранником.

На нижнем конце ведущей сошки имеется палец 18, которым она соединена с ведомой сошкой 17.

В верхней части ведомой сошки выполнено большое отверстие, в которое входит с зазором цилиндричеокая гайка 15. Этот зазор позволяет ведомой сошке поворачиваться иа пальце 18 в обе стороны относительно оси вала сошки на небольшой угол.

Ведомая сошка удерживается в среднем положении предварительно сжатой пружиной 12. При отклонении сошки в ту или иную сторону она с помощью тяги 10 поворачивает коромысло 30 воздухораспределителя и приводит в движение клапаны.

Нижний конец ведомой сошки посредством пальца 20 и продольной рулевой тяги соединен с рычагом левого поворотного кулака.

Нижний рычаг левого поворотного кулака через изогнутую поперечную тягу соединен с нижним рычагом правого поворотного кулака.

Продольная рулевая тяга трубчатая, в ее заднем конце расположено шаровое сочленение с сухарями, двумя регулировочными шайбами и пробкой. На переднем конце тяги имеется наконечник саморегулирующегося типа с шаровым сочленением. Наконечник навернут на тягу и закреплен стяжными болтами. Наконечники поперечной рулевой тяги имеют сухари с боковыми пружинами.

Максимальный угол поворота колес ограничивается болтами.

Работает пневматический усилитель следующим образом.

При повороте рулевого колеса влево ведущая сошка 11 поворачивается по часовой стрелке и через ведомую сошку 12 воздействует на продольную рулевую тягу 10, преодолевая силу сопротивления колес повороту.

Рис. Схема действия пневматического усилителя рулевого управления автомобиля КрАЗ-214: 1 — силовой цилиндр; 2 — поршень; 3 — шток; 4 — двуплечий рычаг; 5 — пружина сопротивления; 6 — круглая гайка; 7 — правая продольная тяга; 8 — цилиндрический палец; 9 — шаровой палец; 10 — левая продольная тяга; 11 — ведущая сошка; 12 — ведомая сошка; 13 — вал сектора рулевого механизма; 14 — шток клапана; 15 — тяга привода воздухораспределителя; 16 — кран включения пневматического усилителя; 17 — коромысло; 18 — клапан воздухораспределителя

Если сила сопротивления на пальце 9 будет такой, что для поворота рулевого колеса водителю .потребуется приложить усилие более 10 кг, ведомая сошка 12 под действием ведущей сошки сожмет пружину 5, отклонится влево и через тягу 15 повернет коромысло 17 воздухораспределителя. Клапан 18 воздухораспределителя откроется и воздух из магистрали пойдет в правую полость силового цилиндра. В результате давления воздуха на поршень создается усилие, которое через шток 3, рычаг 4 и тягу 7 воздействует на рычаг правого поворотного кулака, помогая тем самым водителю повернуть колеса.

При прекращении поворота рулевого колеса ведущая сошка не будет воздействовать на ведомую сошку и она под действием пружины 5 возвратится в среднее положение. Клапан воздухораспределителя закроется, и поступление воздуха в силовой цилиндр прекратится.

При повороте рулевого колеса вправо ведомая сошка будет отклоняться вправо и откроет левый клапан воздухораспределителя. Воздух из магистрали заполнит левую полость силового цилиндра, и колеса будут поворачиваться вправо.

Включать пневматический усилитель следует только при движении в тяжелых дорожных условиях и при маневрировании автомобиля. Усилитель включается краном 16.

Рулевое управление автомобиля КрАЗ-219 отличается от рулевого управления автомобиля КрАЗ-214 иным устройством рулевого привода и тем, что оно не имеет пневматического усилителя.

Назначение и устройство рулевого управления автомобиля

Рулевое управление служит для изменения направления движения автомобиля. Изменяют направление при помощи поворота передних направляющих колес.

В рулевое управление входят рулевой механизм и рулевой привод.

Рулевой механизм

Рулевой механизм служит для передачи усилия от рулевого колеса к рулевой сошке.

Рулевой механизм состоит из рулевого колеса 9, рулевого вала 10, рулевой колонки 8, картера 6 с рулевой передачей и вала 5 рулевой сошки 4.

Рис. Схема рулевого управления: 1 — поворотный кулак; 2 — верхний рычаг левого поворотного кулака; 3 — продольная рулевая тяга; 4 — рулевая сошка; 5 — вал рулевой сошки; 6 — картер рулевого механизма; 7 — червяк; 8 — рулевая колонка; 9 — рулевое колесо; 10 — рулевой вал; 11 — ролик; 12 — поперечная рулевая тяга; 13 — наконечник поперечной тяги; 14 — нижняя тяга

На автомобилях применяются главным образом следующие типы рулевых передач: глобоидальный червяк с двух- или с трехгребневым роликом и червяк с боковым сектором.

Рулевая передача, состоящая из глобоидального червяка и ролика, устроена следующим образом. На нижнем конце рулевого вала 8 напрессован глобоидальный червяк 5 (червяк со специальной резьбой). Опорами для червяка служат два роликоподшипника 3. С червяком зацепляется своими гребнями ролик 10, сидящий на шариковых 14 или на игольчатых подшипниках на оси 15, смонтированной в прорези головки 16 вала 11 рулевой сошки 17.

Рис. Рулевая передача с глобоидальным червяком и двухгребневым роликом (автомобили ГАЗ-63 и ГАЗ-51 А): 1 — нижняя крышка картера; 2 — регулировочные прокладки; 3 — роликоподшипник червяка; 4 — картер; 5 — глобоидальный червяк; 6 — пробка заливного отверстия; 7 — верхняя крышка картера; 8 — рулевой вал; 9 — роликоподшипник вала сошки; 10 — двухгребневый ролик; 11 — вал рулевой сошки; 12 — бронзовая втулка; 13 — сальниковое уплотнение; 14 — шарикоподшипник ролика; 15 — ось ролика; 16 — головка вала сошки; 17 — рулевая сошка

При вращении рулевого колеса червяк заставляет находящийся с ним в зацеплении ролик вместе с рулевой сошкой поворачиваться относительно оси вала сошки. Вогнутая форма червяка обеспечивает правильное зацепление пары червяк — ролик в различных положениях рулевой сошки. Установка ролика на подшипниках качения уменьшает потери на трение и износ (при вращении червяка ролик не скользит по поверхности его резьбы, а перекатывается).

Рис. Рулевая передача с цилиндрическим червяком и боковым сектором (автомобили КрАЗ-214 и КрАЗ-219): 1 — сальниковое уплотнение подшипников червяка; 2 — роликоподшипник червяка; 3 — цилиндрический червяк; 4 — рулевой вал; 5 — пробка заливного отверстия; 6 — регулировочные прокладки; 7 — картер; 8 — боковой сектор; 9 — игольчатые подшипники; 10 — пробка сливного отверстия; 11 — сальник; 12 — рулевая сошка

Рулевая передача, состоящая из червяка и бокового сектора, показана на рисунке. Для этой передачи применяется цилиндрический червяк 3. Червяк напрессован на рулевой вал 4 и опирается на два роликоподшипника 2. Червяк находится в зацеплении со спиральными зубьями бокового сектора 8, который выполнен заодно с валом рулевой сошки и вращается в картере 7 на двух игольчатых подшипниках 9. Такого типа передачи применяются на автомобилях большой грузоподъемности, где через рулевое управление передаются большие усилия.

Рулевые передачи размещаются в литом картере, заполненном, маслом. В картере имеются обычно два отверстия: верхнее, закрытое пробкой 5, для заливки масла и нижнее, закрытое пробкой 10, для слива масла. Картер рулевого механизма крепится при помощи болтов к раме автомобиля.

Для обеспечения нормальной работы рулевой передачи в ней регулируются осевой зазор червяка в подшипниках и правильность зацепления передаточной пары.

Рулевая передача значительно облегчает работу водителя. Однако на автомобилях большой грузоподъемности усилие, которое должен прикладывать водитель к рулевому колесу, бывает настолько велико, что уменьшить его, только увеличив передаточное число в рулевой передаче, не удается. Поэтому на автомобилях типа КрАЗ-214 применяются специальные устройства — усилители рулевого управления, которые облегчают управление автомобилем и резко снижают усилие, необходимое для поворота рулевого колеса.

Рулевой привод

Рулевой привод служит для передачи усилия от рулевого механизма к управляемым колесам. Он состоит из рулевой сошки 1, продольной рулевой тяги 7, верхнего рычага 11 левого поворотного кулака, правого и левого нижних рычагов 24 поворотных кулаков 25 и поперечной рулевой тяги 14. Перечисленные детали соединены между собой шарнирно.

Рулевая сошка одним концом жестко связана с наружным концом вала, а другим через продольную рулевую тягу 7 шарнирно соединена с верхним рычагом 11 поворотного кулака 25 левого колеса. Крепление рулевой сошки к валу осуществляется на мелких конусных шлицах при помощи гайки.

Продольная рулевая тяга соединяется с рулевой сошкой и рычагом поворотного кулака при помощи шаровых пальцев 2, закрепленных на концах сошки и рычага. Шаровые пальцы входят в наконечники 5 продольной рулевой тяги, в которых установлены сухари 8. Сухари охватывают шаровые пальцы, под действием сжимающих пружин 4. Пробки 9, ввернутые в наконечники продольной рулевой тяги, дают возможность регулировать затяжку пружин и предохраняют пружины и сухари от выпадания из наконечников тяги. Чтобы пробки не могли самопроизвольно отвертываться, их шплинтуют. Ограничители 3 ограничивают предельное сжатие пружин сухарей при их регулировке. Наличие пружин в соединениях тяг способствует смягчению ударов, передающихся от колес автомобиля. Для защиты шаровых пальцев и сухарей от пыли и грязи места прохода шаровых пальцев в. наконечники тяг закрываются уплотнительными кольцами 10. Смазка к шаровым пальцам и сухарям подводится через масленки 6, установленные на наконечниках продольной рулевой тяги.

Рис. Рулевой привод (автомобиль ГАЗ-51А): 1 — рулевая сошка; 2 — шаровой палец; 3 — ограничитель пружин; 4 — пружина; 5 — наконечник продольной рулевой тяги; 6 и 19 — масленки; 7 — продольная рулевая тяга; 8 — сухари шарового пальца; 9 — пробка; 10 — уплотнительное кольцо; 11 — верхний рычаг поворотного кулака; 12 — гайка крепления рычага поворотного кулака; 13 — ограничитель поворота колес; 14 — поперечная рулевая тяга; 15 — наконечник поперечной рулевой тяги 16 — козырек уплотнительного кольца; 17 — стяжные болты; 18 — конический палец; 20 — пружина; 21 — шайба; 22 — пята конического пальца; 23 — вкладыш конического пальца; 24 — нижний рычаг поворотного кулака; 25 — поворотный кулак

Рычаги поворотных кулаков устанавливаются в отверстиях вилок кулаков на шпонках и крепятся гайками 12, которые затем шплинтуются. Рычаги поворотных кулаков автомобилей с ведущим передним мостом выполняются заодно с крышками подшипников шкворней. Соединение поперечной рулевой тяги с рулевыми рычагами выполнено также шарнирно. Наконечники крепятся на поперечной рулевой тяге при помощи резьбы (с одной стороны правая, с другой — левая) и стяжными болтами 17. Вращением этих наконечников можно изменять длину тяги и тем самым регулировать схождение передних колес.

Для соединения поперечной рулевой тяги с рычагами поворотных кулаков колес используются обычно саморегулирующиеся конические шарнирные соединения. Палец 18 поворотного рычага конической поверхностью прижимается к вкладышу 23 усилием пружины. 20. Вкладыш устанавливается в наконечник поперечной рулевой тяги и от повертывания стопорится винтом, входящим в паз вкладыша. Прижимная пружина верхним концом упирается в пяту 22 пальца, а нижним — в шайбу 21, закрепленную в наконечнике стопорным кольцом. По мере износа конических поверхностей пальца и вкладыша зазор между трущимися поверхностями выбирается перемещением пальца в осевом направлении под действием прижимной пружины.

На автомобилях повышенной проходимости шарнирное соединение поперечной рулевой тяги осуществляется с помощью пальцев и бронзовых втулок. Поперечная рулевая тяга таких автомобилей имеет вильчатые наконечники.

Правильным поворотом направляющих колес является только такой поворот автомобиля, при котором его колеса будут катиться по дороге без скольжения. А это возможно лишь в том случае, если направляющие колеса при повороте автомобиля будут поворачиваться на различные углы, причем внутреннее по отношению к центру поворота колесо должно поворачиваться на больший угол, чем наружное.

Одновременность поворота направляющих колес на необходимые углы обеспечивается рулевой трапецией, которую составляют передняя ось, рулевые рычаги и поперечная рулевая тяга. Правильные соотношения сторон и углов рулевой трапеции выбираются при конструировании автомобиля.

ГУР (гидроусилитель) или ЭУР (электроусилитель) руля. Что лучше выбрать?

Разбираем какие плюсы есть у ГУРА, а какие у ЭУРА. За какой системой будущее? Подробно и просто.

Как свернуть руль с гарантом в автомобиле?

По просьбам наших подписчиков мы тестируем стойкость рулевого вала на прокручивание. На руле установлен противоугонный замок Гарант Угона.нет.

Усилители управления руля. Виды и принцип работы

В качестве усилителя рулевого управления наибольшее распространение получили гидравлические усилители, состоящие из источника энергии — насоса (Н) с баком (Б), распределительного устройства (РУ) — клапана управления, исполнительного механизма (ИМ) — силового цилиндра.

Схема гидравлического усилителя рулевого управления

Рис. Схема гидравлического усилителя рулевого управления:
1 — реактивные полости; 2 — центрирующие пружины; 3 — золотник РУ; 4 — корпус золотника РУ; 5 — продольная рулевая тяга; 6, 7 — каналы корпуса золотника; Б — бак; Н — насос; РМ — рулевой механизм; РУ — распределительное устройство (клапан); ИМ — исполнительный механизм (гидроцилиндр); S — перемещение золотника; А, В — полости

Достоинства усилителей рулевою управления следующие:

  • облегчение управления автомобилем
  • снижение ударных нагрузок от неровностей дороги, передающихся на рулевое колесо
  • повышение безопасности при разрыве шин (автомобиль можно удержать на заданной траектории)

недостатки:

  • ухудшение стабилизации управляемых колес
  • повышение износа шин из-за излишне частых поворотов на месте

Кроме того, рулевое управление с гидравлическим усилителем более склонно к появлению автоколебаний. Недостатки гидравлического усилителя в основном связаны с тем, что насос приводится в действие от вала двигателя: при неработающем двигателе усилитель не работает, при малой частоте вращения вала двигателя производительность насоса может оказаться недостаточной, а при высокой частоте она обычно избыточная. Кроме того, отбор мощности составляет 4…5% мощности двигателя. В последние годы все большее распространение получают усилители, не обладающие этими недостатками: электрогидравлические и электрические.

Электрогидравлические усилители отличаются от гидравлических в основном тем, что у них привод насоса осуществляется от электродвигателя, причем часто с электронным блоком управления.

Электрические усилители вместо системы насос—клапан управления— гидроцилиндр используют электродвигатель с электронным блоком управления. Их основные преимущества: более высокая экономичность, низкий уровень шума, небольшие масса, габариты и стоимость. Одна из схем электрического усилителя рулевого управления представлена на рисунке.

Структурная схема электрического усилителя рулевого управления

Рис. Структурная схема электрического усилителя рулевого управления:
1 — рулевое колесо; 2 — датчик крутящего момента; 3 — рулевой механизм; 4 — исполнительный электродвигатель; 5 — блок управления; 6 — датчик скорости автомобиля; 7 — датчик угловой скорости электродвигателя

Компоновочные схемы рулевых управлений с гидравлическим усилителем

Рис. Компоновочные схемы рулевых управлений с гидравлическим усилителем: а — ЗИЛ; б — «Урал»; в — МАЗ; г — ГАЗ; Б — бак; Н — насос; РМ ~ рулевой механизм; РУ — распределительное устройство (клапан); ИМ — исполнительный механизм (гидроцилиндр)

В настоящее время основная масса отечественных грузовых автомобилей оснащена гидравлическими усилителями рулевого управления. Остановимся на них более подробно. По компоновке с рулевым механизмом (РМ) возможны следующие варианты:

  1. РУ — ИМ — РМ в одном блоке (ЗИЛ);
  2. ИМ отдельно, РУ—РМ в одном блоке («Урал»);
  3. РМ отдельно, РУ—ИМ в одном блоке (МАЗ);
  4. РУ, ИМ, РМ отдельно (ГАЗ).

Особенности этих компоновочных схем:

  • 1-я схема: компактность, два коротких трубопровода к насосу. Недостатки: привод и вал сошки воспринимают полные нагрузки и толчки;
  • 2-я схема: вал сошки разгружен, но добавились трубопроводы между РУ и ИМ;
  • 3-я схема: вал сошки разгружен, имеются два длинных трубопровода;
  • 4-я схема: если ИМ воздействует на рулевую трапецию, то разгружен вал сошки и часть деталей привода при удлинении трубопроводов и опасности возникновения колебаний давления в усилителе.

Требования к усилителям рулевого управления:

  • при неисправном усилителе автомобиль не должен терять управляемость;
  • усилитель не должен самостоятельно включаться от толчков со стороны дороги и предоставлять возможность поддерживать нужное направление движения при торможении с поврежденной шиной;
  • должно обеспечиваться минимальное запаздывание в срабатывании и пропорциональность углов поворота колес и рулевого колеса;
  • усилие на рулевом колесе должно быть небольшим, но пропорциональным сопротивлению повороту колес («чувство дороги»).

Рабочий процесс гидравлического усилителя заключается в следующем. При повороте рулевого колеса, например вправо, водитель смещает золотник 3 РУ влево, преодолевая усилие левой центрирующей пружины 2 и давление жидкости в левой реактивной полости 1. Каналы 6 и 7 перекрываются. Жидкость под давлением проходит в полость А ИМ, перемещая поршень ИМ вниз, так как полость А ИМ сообщена теперь только с линией нагнетания насоса, а полость В ИМ — только с линией слива.

Через тягу 5, выполняющую роль механической обратной связи колеса с РУ усилителя, обеспечивается перемещение корпуса 4 РУ влево (с золотником в крайнем левом положении). Усилитель обеспечивает слежение по перемещению: угол поворота рулевого колеса пропорционален углу поворота управляемых колес. Как только прекратится поворот рулевого колеса, остановится золотник 3, но корпус 4, продолжая смещаться, займет относительно золотника среднее положение, в котором все каналы вновь соединятся между собой. Давление в полости А упадет, так как жидкость сможет свободно проходить из линии нагнетания в линию слива. Прекратится поворот управляемых колес.

Распределительное устройство, представленное на первом рисунке, имеет открытый центр: в среднем положении жидкость свободно проходит из линии нагнетания в линию слива. В гидроусилителях рулевого управления РУ с закрытым центром и отключаемым насосом применяются редко.

На рисунке приведена зависимость усилия на рулевом колесе без усилителя Ррк и с усилителем, имеющим в РУ центрирующие пружины 2 и реактивные полости 1, Ррку от момента сопротивления повороту управляемых колес Мс.

Характеристика руленою управлении с усилителем

Рис. Характеристика рулевого управлении с усилителем:
Ррк — усилие на рулевом колесе без усилители; Ррку — усилие на рулевом колесе с усилителем; Мс — момент сопротивлении повороту управляемых колес

Классификация рулевых управлений и требования к ним

Рулевое управление предназначено для изменения направления движения автомобиля.

Рулевые управления колесных машин подразделяются по следующим основным классификационным признакам:

по способу поворота:

  • управляемыми колесами
  • управляемой осью
  • складыванием звеньев
  • бортовым поворотом (принудительным вращением ведущих колес одного борта с иной угловой скоростью, чем ведущих колес другого борта)

расположению места водителя:

  • правое — при левостороннем движении
  • левое — при правостороннем движении

Кроме того, для получившего наибольшее применение на автомобилях рулевого управления с управляемыми колесами (оно состоит из рулевого колеса, рулевого механизма, рулевого привода, а также часто и усилителя) выделяют классификацию рулевых механизмов и рулевых приводов.

Классификация рулевых механизмов:

по типу передачи:

  • механический
  • гидравлический (рулевой механизм или рулевое управление)

передаточному числу:

  • изменяемое
  • неизменяемое
  • обратимости
  • обратимый
  • на пределе обратимости

Классификация рулевых приводов (рулевых трапеций):

по расположению:

  • передняя — перед осью
  • задняя — за осью

в зависимости от типа подвески:

  • цельная (при зависимой подвеске)
  • разрезная (при независимой подвеске)

Схемы типовых способов поворота колесных машин

Рис. Схемы типовых способов поворота колесных машин:
а, б — управляемыми колесами; в — управляемой осью; г — складыванием звеньев; д — бортовой поворот; 0ш — ось шкворня; Оип — центр поворота. Оим — центр масс

Основные требования к рулевому управлению следующие:

  • обеспечение высокой маневренности автомобиля;
  • удобство и легкость управления, в том числе минимальная передача толчков ог дороги на рулевое колесо;
  • соответствие радиуса поворота управляющему воздействию водителя;
  • высокая надежность;
  • минимальное боковое скольжение колес при повороте автомобиля;
  • стабилизация повернутых управляемых колес;
  • минимальные вибрации, в том числе отсутствие автоколебаний управляемых колес;
  • кинематическая согласованность с подвеской.

Кроме того, к рулевым управлениям, как и к остальным механизмам и системам автомобиля, предъявляют также общие требования:

  • обеспечение минимальных размеров и массы, высокая надежность (здесь она выделена отдельным пунктом, поскольку из механизмов и систем автомобиля рулевое управление и тормозное управление прежде всего влияют на безопасность движения);
  • минимальное обслуживание;
  • технологичность.

Рассмотрим, какими конструктивными мероприятиями обеспечивается выполнение требований к рулевым управлениям с управляемыми колесами.

Высокая маневренность (малый радиус поворота и малая ширина коридора) обеспечивается в основном уменьшением базы и увеличением угла поворота управляемых колес. Обычно минимальный радиус поворота легковых автомобилей составляет 4,5… 5,5 м, грузовых — 8… 12 м. Маневренность существенно улучшается, если, кроме передних управляемых колес, используются сше и задние управляемые колеса.

Удобство и легкость управления, как и для любого органа управления, определяются обычно удобным расположением органа управления (рулевого колеса), величиной его полного хода (который не должен превышать 5 оборотов от одного до другого крайнего положения), невысокими значениями усилия, необходимого для перемещения рулевого колеса. Обычно считается, что его усилие не должно превышать 100 Н для легковых автомобилей и 250 Н для грузовых. Удобство расположения определяется в частности соответствием расположения плоскости рулевого колеса посадке водителя.

Соответствие радиуса поворота управляющему воздействию водителя обеспечивается в основном использованием жесткой кинематической связи между управляемыми колесами и рулевым колесом. Кроме того, суммарный люфт рулевого колеса должен находиться в заданных минимальных значениях. При этом управляющее воздействие водителя не должно вызывать боковых скольжений управляемых и неуправляемых колес.

Высокая надежность рулевого управления обеспечивается в основном достаточно большими запасами по напряжениям в деталях рулевого управления. Применение дублирующих систем в рулевом управлении, как и в тормозном управлении, пока не представляется возможным.

Минимальное боковое скольжение колес при повороте автомобиля обеспечивается в основном применением рулевых трапеций в приводе управляемых колес, а при трех и более осях, кроме того, расположением осей, обеспечивающим минимальное боковое скольжение. Меньшая высота профиля и более широкий протектор шины уменьшают углы увода наружных колес при движении на повороте.

Стабилизация повернутых управляемых колес обеспечивается в основном при малых скоростях движения применением поперечного наклона оси шкворня, а при больших скоростях движения — упругостью шин и продольным наклоном оси шкворня.

Рулевая рейка

Рулевая рейка как механизм управления колесами на сегодняшний день является самым распространенным техническим решением для легковых автомобилей.

Рейка, которая связана наконечниками и рулевыми тягами с колесами, являет собой зубчатую передачу. Закрепленная на рулевом валу шестерня сцепляется с зубцами на рейке и при повороте руля двигает ее в сторону, соответствующую направлению вращения. Рейка с помощью тяг и шарниров поворачивает колеса.

Схема рулевой рейки

Рис. Схема рулевой рейки

На современных автомобилях устанавливаются механизмы, которые облегчают вращение руля, особенно если транспортное средство стоит. Наибольшее распространение получил гидроусилитель (ГУР), чья конструкция предусматривает насос, который приводится в действие ремнем коленвала; он засасывает гидравлическую жидкость из расширительного бачка и доставляет ее в золотниковый распределитель. Основа последнего — торсион, который закручивается по мере возрастания приложенного к рулю усилия и находится в состоянии покоя, если усилие не прилагается. Торсион направляет жидкость в исполнительное устройство и, в зависимости от того, куда он закручен, давление подается или до поршня устройства, или за него. Поршень надежно зафиксирован на рейке, благодаря давлению масла он вращает колеса в нужную водителю сторону. Если образуется лишнее давление, открывается предохранительный клапан и жидкость возвращается обратно в бачок.

Такая система значительно облегчает процесс вождения, но некоторые требовательные водители жалуются на недостаточную отзывчивость и информативность конструкции. На современных автомобилях можно точно настроить рулевое управление, так что оно будет удовлетворять запросы большинства автомобилистов. Обслуживание сводится к регулярной проверке уровня жидкости, состояния пыльников и замене приводного ремня.

Электрогидравлическая система рулевого управления является гибридной, так как использует технологию ГУР, но создающий давление жидкости насос работает не от мотора автомобиля, а от отдельного электродвигателя.

Электроусилитель руля отличается наличием электрического двигателя (который располагается или на самой рейке, или на валу) и системы управления ним. В этой системе нет гидравлики, а передача усилия осуществляется блоком управления под контролем различных датчиков — скорости, угла поворота колес, ускорения.

Рулевая рейка имеет немало преимуществ:

  • несложность конструкции, ее компактность;
  • простота обслуживания (если количество шарниров и тяг небольшое);
  • высокая точность управления, которая обеспечивается малыми люфтами и высокой жесткостью;
  • малый вес;
  • невысокая цена;
  • неплохой самовозврат рулевого колеса в нейтральное положение;

Что касается недостатков, их не так уж много, но для кого-то они могут оказаться критическими:

  • конструкция рейки склонна к появлению сторонних стуков;
  • применяется в основном на легковых авто с независимой подвеской;
  • периодически требует подтяжки или проведения ремонтных работ;
  • ощутимо передает удары от неровностей дорожного покрытия на руль.

Для чего нужен усилитель рулевого управления?

Усилители рулевого управления служат для облегчения управления автомобилем.

Они применяются на большегрузных и на больших легковых машинах. Усилитель руля очень помогает водителю при маневрировании, когда приходится поворачивать колеса на месте или на малой скорости на большой угол.

Усилитель руля

Принцип работы усилителя сводится к тому, что на рулевом валу установлен золотник, который при повороте руля перекрывает и соединяет те или иные каналы жидкостной системы усилителя. Когда автомобиль идет по прямой, жидкость под действием насоса циркулирует вкруговую. При повороте руля золотник направляет поток жидкости к поршню (плунжеру), который, перемещаясь, поворачивает вал рулевой сошки. Водитель уже не прикладывает к рулевому колесу усилия для поворота передних колес, а только поворотом руля «дает команду» усилителю — повернуть колеса!

Чтобы водитель не терял вовсе «чувства дороги», золотник устроен так, что при небольшом повороте руль действует без помощи усилителя. Для сохранения «чувства дороги» в прочих условиях усилитель снабжен пружинами, которые создают у водителя впечатление некоторого сопротивления.

Рулевое управление автомобиля ЛУАЗ-969М

Техническое обслуживание рулевого управления заключается в своевременной подтяжке болтов крепления картера рулевого механизма к лонжерону и конусных соединений шарниров, проверке угла свободного поворота рулевого колеса, регулировке рулевого механизма, а также периодической проверке уровня масла в картере рулевого механизма.

Заливка масла производится через отверстие, закрываемое пробкой 1. Уровень масла должен быть по нижнюю кромку этого отверстия. Проверку состояния шарниров рулевых тяг удобнее всего проводить вдвоем, установив автомобиль на смотровую яму.

Шарниры рулевых тяг самоподжимающиеся и не требуют регулировки в эксплуатации.

Механизм рулевой

Рис. Механизм рулевой:
1 — пробка заливного отверстия (контрольного); 2 — винт специальный; 3 — контргайка; 4 — гайка стопорная; 5 — пробка регулировочная; 6 — картер рулевого механизма

Перемещение наконечника тяги относительно пальца при резком покачивании рулевого колеса вправо и влево указывает на наличие повышенных зазоров между вкладышами и шаровыми пальцами и необходимость замены вкладышей.

Регулировка рулевого управления

Состояние рулевого механизма считается нормальным и не требующим регулировки, если угол свободного поворота рулевого колеса в положении движения по прямой не превышает 14 градусов. Если угол будет больше указанного, то прежде чем приступить к регулировке рулевого механизма, необходимо убедиться в плотности затяжки болтов крепления картера, маятниковых рычагов и исправности шарнирных соединений. Для регулировки осевого зазора червяка необходимо повернуть рулевое колесо в какую-либо сторону до отказа, а затем в обратную сторону настолько, чтобы в зацеплении рабочей пары появился боковой зазор.

Отвернуть на 2—3 оборота стопорную гайку 4 и вращением регулировочной пробки 5 затянуть подшипники червяка так, чтобы не было заметно осевого зазора червяка, а рулевое колесо свободно поворачивалось. После этого затянуть стопорную гайку.

Если после регулировки осевого перемещения червяка возникает течь масла по резьбе регулировочной пробки, то под стопорную гайку нужно подложить картонную прокладку толщиной 0,5—1 мм или резьбу пробки 5 и резьбу в крышке под винт 2 смазать тонким слоем шпатлевки М6-006 ГОСТ 10277—76 (вместо шпатлевки допускается применение алюминиевой эмали НЦ-28). Попадание шпатлевки внутрь картера не допускается.

Для регулировки бокового зазора в зацеплении червяка с двухгребневым роликом следует отсоединить шаровой палец продольной рулевой тяги от сошки. Сохраняя сошку в положении, соответствующем езде по прямой, и покачивая за головку, определить величину бокового зазора в зацеплении. В пределах поворота червяка примерно на угол 45° от среднего положения (2°40′ поворота сошки) вправо и влево зазора в зацеплении не должно быть.

При наличии бокового зазора отвернуть на 1—2 оборота контргайку 3 и, вращая отверткой винт 2, установить беззазорное зацепление. Затянуть контртайку и проверить регулировку.

При регулировке осевого перемещения червяка и бокового зазора в зацеплении нельзя производить излишнюю затяжку. При чрезмерной затяжке преждевременно изнашиваются подшипники червяка. Чрезмерная затяжка зацепления (червяка и ролика) может привести к износу ролика и червяка и даже разрушению их рабочих поверхностей. Кроме того, при очень тугом вращении рулевого механизма передние колеса не будут стремиться под действием массы передней части автомобиля возвратиться в положение, соответствующее движению по прямой после выхода автомобиля из поворота, что значительно ухудшит управление автомобилем.

По окончании регулировки нужно соединить шаровой палец рулевых тяг с сошкой и проверить правильность регулировки рулевого механизма при движении автомобиля.

Рычаг маятниковый

Рис. Рычаг маятниковый:
1 — болт; 2 — шайба; 3 — гайка; 4 — рычаг маятниковый; 5 — чехол защитный; 6 — кронштейн; 7 — масленка; 8 — втулка оси; 9 — ось; 10 — шайба опорная; 11 — болт М6Х16; 12 — прокладка регулировочная; 13 — крышка

Для устранения осевого зазора в результате износа оси маятникового рычага необходимо уменьшить толщину пакета регулировочных прокладок 12.

Проверка и регулировка схождения передних колес

Для определения схождения колес расстояние между выступами боковин шин на уровне центров передних колес. Точки измерения отметить мелом. Затем сдвинуть автомобиль с места так, чтобы колеса повернулись на 180°, и замерить расстояние в точках, отмеченных мелом.

При правильной установке колес размер спереди должен быть меньше размера сзади на 1—3 мм.

Привод рулевой

Рис. Привод рулевой:
1 — труба регулировочная; 2 — тяга боковая; 3 — контргайка; 4 — наконечник; 5 — тяга поперечная; 6 — рычаг маятниковый левый; 7 — рычаг маятниковый правый; 8 — гайка; 9 — чехол защитный; 10 — наконечник тяги; 11 — палец шаровой; 12 — кольцо защитное; 13 — кольцо упорное; 14 — пружина; 15 — шайба пружины опорная; 16 — вкладыш шарового пальца; 17 — тяга продольная

При несоответствии этих размеров схождение колес регулируется изменением длины боковых рулевых тяг 2, для чего отвернуть гайки 3 обеих тяг (гайка с проточкой имеет левую резьбу) и вращать регулировочные трубы 1 на одинаковую величину. После регулировки, придерживая трубы ключом, затянуть гайки 3, предварительно убедившись в том, что донышки тяг 2 и наконечников 4 параллельны.

Номенклатура рулевых приводов

Номенклатура рулевых приводов

 

Рис. Номенклатура рулевых приводов: 1 — привод с поперечной тягой; 2 — привод с центральным рычагом (при нерегулируемой колее); 3 — привод с центральным рычагом и трапецией расположенной впереди передней оси; 4 — привод с параллелограммными поперечными тягами; 5 — привод с продольной и поперечной тягами; 6 — привод с центральным рычагом (при регулируемой колее).

Схема рулевого привода с независимой подвеской колёс

Схема рулевого привода с независимой подвеской колёс

 

Рис. Схема рулевого привода с независимой подвеской колёс: 1 — поперечная рулевая тяга; 2 — продольная рулевая тяга; 3 — нижний рычаг; 4 — рулевая сошка; 5 — промежуточный рычаг рулевого привода; 6 — рычаг поворотного кулака; 7 — стойка передней подвески колеса; 8 — нижний рычаг.

Схема рулевого привода с зависимой подвеской колёс

Схема рулевого привода с зависимой подвеской колёс

Рис. Схема рулевого привода с зависимой подвеской колёс: 1 — рулевое колесо; 2 — рулевая колонка; 3 — рулевой механизм; 4 — рулевая сошка; 5 — поворотная цапфа, поворотный кулак; 6 — рычаг поворотного кулака; 7 — неразрезная поперечная рулевая тяга; 8 — рычаг поворотного кулака; 9 — продольная рулевая тяга.

Рулевой привод с усилителем ZF Servolectric

Система ZF Servolectric — одна из наиболее дружественных к пользователю электрических систем рулевого привода с усилителем, доступных в настоящий момент. Она обеспечивает значительное улучшение показателей по сравнению с гидравлическими рулевыми системам для широкого диапазона автомобилей, а также повышает экономические и экологические характеристики автомобиля. Кроме того, новую электрическую систему намного легче установить на автомобиль при помощи разработанного оригинального оборудования. Вместо сложного набора частей, система ZF Servolectric поставляется как универсальный, рентабельный в применении модульный комплект. Комплект доступен в трех версиях.

Рулевой привод с усилителем - ZF Servoelecfric

Для маленьких легковых автомобилей

Система Servolectric с интегральным сервамотором внедрена в рулевую колонку. Она, прежде всего, подходит для небольших легковых автомобилей с пространственными ограничениями в двигательном отсеке. Максимальная нагрузка на ось руля — 600 кг.

Для машин среднего класса

Система Servolectric, сконструированная для автомобилей среднего класса, имеет сервоблок с шестереночной передачей. Максимальная нагрузка на руль составляет 900 кг.

Для автомобилей высокого класса

Система Servolectric, сконструированная для пассажирских автомобилей и легких служебных автобусов более высокого класса, чем средний. Система имеет рулевую колонку, которая сама приводится в действие при помощи электрического мотора.

В данной системе возможно сокращение потребление энергии вплоть до 80% по сравнению с гидравлическими системами. Машина средних размеров, оборудованная системой Servolectric, имела бы экономию топлива примерно 0,25 л на 100 км. Это возможно благодаря тому, что электрический мотор работает только в момент поворота руля, в отличие от постоянно работающего масляного насоса, который не является ни экономичном, ни дружественным к окружающей среде. Электрическая рулевая колонка обеспечивает также значительные выгоды для производителей автомобилей, поскольку систему легче — не говоря уже о том, что много быстрее — установить в автомобиль при его изготовлении. Встроенный блок управления дает производителям возможность адаптировать рулевую систему к их специфическим требованиям, например, чтобы уточнить параметры рулевого управлении автомобиля или предусмотреть сервоподдержку, зависящую от скорости движения. Интегральные датчики, вмонтированные в корпус рулевой колонки, могут передавать информацию об углах и скоростях поворота руля на блоки управления шасси и даже на спутниковые навигационные системы, обеспечивающие водителя информацией.

Система Servolectric обеспечивает уровни комфортного руления, сравнимые с обычными гидравлическими рулевыми системами. Кроме того, вождение по неровным дорожным поверхностям производится без усилий за счет программируемой амортизации системы. Существует много факторов, которые следует принимать во внимание при выборе рулевой системы, они включают качество работы, безопасность, усилия, условия установки и, конечно, цены. Компания ZF теперь может предложить широкий диапазон решений из набора гидравлических, электрических и даже электро-гидравлических вариантов усилителей руля — давление масла для последних обеспечивается масляным насосом с электрическим приводом. Более того, считается, что со временем электрические системы полностью заменят гидравлические.

Электрическая рулевая колонка

В настоящее время все системы рулевого привода с усилителем, находящиеся в серийном производстве, поддерживают механическую связь между передними колесами транспортного средства и рулем. Если система поддержки, будь она электрической или гидравлической, откажет, механическая связь все еще сохраняет работоспособность как резервная. Более того, действующие сегодня инструкции требуют обязательного наличия такой механической связи. Однако жесткая механическая связь — это доминирующий недостаток, поскольку он влияет на характеристики функционирования системы. Проблемы типа шума, вибрации и низкочастотного громыхания (noise, vibration, harshness — NVH), и склонности приводить к авариям — все это следствия данной жесткой системы.

Успехи в мехатронных системах означают, что жесткая механическая связь может быть заменена проводами. Автомобили с электрической колонкой преобразуют вращение руля в поворот передних колес, используя датчики и привод, управляемый с помощью электроники, вместо обычной рулевой стойки. Обратная связь для водителя — важная особенность рулевой системы — создается при помощи привода обратной силы, размещаемого позади руля. Пункт инструкции о жесткой связи заменяется требованиями к системе в целом.

Компоновка отказоустойчивой системы электрической рулевой колонки

Рис. Компоновка отказоустойчивой системы электрической рулевой колонки (источник: TRW Automotive)

Понятно, что развитие систем электрического руля определяется надежностью используемых компонентов. Сейчас ведется много разработок по «архитектуре системы, толерантной к отказам», то есть отказоустойчивым системам. Целью работ является достижение потока фатальных отказов менее 10^-7 в час рабочего времени. Этот показатель не может быть достигнут в настоящее время при использовании одноканальных электронных блоков управления (ECU). Чтобы получить «уровень целостности» (integrity value), сопоставимый с таковым с системами с механической связью, электрическая рулевая колонка должна быть в состоянии игнорировать одиночные электрические или электронные ошибки в любой из ее подсистем. Она должна также включать метод обнаружения этих ошибок. Такая толерантность, похоже, исключила бы возможность внезапного фатального отказа. Однако соответствующая обработка ошибки может привести к ограничению скорости транспортного средства, а в критических условиях она препятствовала бы автомобилю стронуться с места.

Обратная связь с передачей усилия на рулевое колесо, как принято считать, является менее критической в смысле безопасности. Однако для высокоскоростного пассажирского автомобиля может быть критическим время реакции водителя. По этой причине привод обратной силы должен также быть частью отказоустойчивой системы. Полная архитектура системы рулевой колонки, толерантной к отказам, должна иметь значительную избыточность. Другими словами, это означает, что почти все компоненты дублируются и должны быть обеспечены отказоустойчивой системой электропитания.

Архитектура системы электрической рулевой колонки

Рис. Архитектура системы электрической рулевой колонки (источник: TRW Automotive)

На рисунке приводы «обратной силы» помечены символами HWA, а приводы «рулевой стойки» — символами FAA. Электронный блок управления рулем (CECU) содержит два идентичных ECU. Индексы М и S относятся соответственно к двигателям и датчикам.

Электропитание является критическим фактором для любой системы X-by-wire. Автомобиль среднего размера будет требовать пиковой выходной мощности приблизительно 1000 Вт для работы рулевой колонки с максимальным качеством. Общее потребление энергии относительно низко, но из-за пиковой нагрузки большинство систем разрабатывается с расчетом на источник 42 В. Блок управления в случае необходимости может работать и при 14 В. Сценарий в настоящее время таков — блоки электропривода будут требовать дублированных источников 42 В, a ECU — дублированных источников 42/14 В.

Многие преимущества, которые способны обеспечить электрические рулевые колонки, дают основание предположить, что они станут доступны в ближайшее время. Компания TRW Automotive, известный и уважаемый OEM-производитель, обещает, что электрические рулевые колонки будут готовы к производству к 2007 г.

Электронный водитель компании Delphi

Автомобильные технологии развивались постепенно. и большая часть этого процесса заключалась просто в доработке существующих систем. Технологии «электронного водителя» и корне изменят нее, что мы знаем о проектировании, производстве и вождении автомобилей.

Технология электронного водителя включает в себя замену традиционных механических систем руления, торможения, функций дроссельного клапана и подвески на электронные контроллеры, приводы и датчики. Например, в электрической рулевой системе компании Delphi механические связи между рулем и передними колесами заменены на два эдектроприводных механизма поддержки, одно устройство обратной связи с ручным колесом и один электронный контроллер  В результате полностью исчезли рулевая колонка, рулевой вал, насос и промежуточный вал, шланги, жидкости и ремни, связанные с традиционной системой рулевого привода с гидроусилителем. Такое решение позволяет улучшить работу системы, упростить размещение компонент и сделать конструкцию предельно гибкой.

Система электрических тормозов от компании Delphi, известная под названием «Система управления тормозом по идее Галидея» (Galileo Intelligent Brake Control System), уже находится в эксплуатации в электрическом автомобиле EV-1, созданном компанией General Motors. Передние тормоза здесь гидравлические, хотя и с электронным управлением, тогда как задние тормоза полностью оборудованы электрической системой. Это устраняет потребность в вакуумном усилителе, что расширяет возможности выбора компоновочного решения автомобиля. Дополнительные выгоды включают уменьшение массы для улучшенной топливной эффективности транспортных средств с газовой установкой, более легкую сборку и лучшие характеристики торможения.

Электронный дроссельный клапан (elecirontc throiler control — ETC) позволяет отказаться от троса управления между педалью акселератора и двигателем. Электронная связь заменяет традиционную механическую связь с модулем управления двигателем (engine control module — ЕСМ). «Корвет Шевроле» выпуска 1997 года оборудовался системой ETC, разработанной компанией Delphi, и был первым легковым автомобилем компании GM с газовой установкой. Использование ETC дает множество преимуществ, включая уменьшение массы, более низкую эмиссию и улучшенную реакцию дроссельного клапана.

Другие системы «электронного водителя», находящиеся в стадии разработки, включают электрическое демпфирование и управление креном, где приводы и контроллеры заменяют обычные амортизаторы и стабилизирующие штанги. Датчики измеряют занос и наклон транспортного средства, а также скорость транспортного средства. На основании этих данных электронная систему управления вырабатывает сигнал для специальных приводов, которые обеспечивают активное демпфирование подвески. Эта система, постоянно отслеживающая условия движения, может даже компенсировать выработку топлива в баке. Такая подвеска уменьшает массу автомобиля и позволяет экономить топливо при одновременном повышении качества езды и реакции подвески на неровности дороги. Она также уменьшает время сборки автомобиля за счет меньшего количества деталей и более простой конструкции.

В совокупности эти системы «электронного водителя» позволяют повысить степень модульности автомобиля, что упрощает его сборку и потенциально делает автомобиль дешевле. Кроме того, эти системы благоприятно влияют на окружающую среду, так как определенное количество шлангов, шкивов и жидкостей сокращается или вовсе устраняется. Но еще более важным является дополнительная свобода для создателей и изготовителей транспортных средств, и, в конечном счете, дтя его пользователей. Будьте готовы к драматическому изменению парадигмы автомобилестроения по мере эволюции совершенно новой философии конструирования и сборки.

Автомобиль примет невиданные формы, новая технология позволит изготовителям делать вещи  о которых ранее, при традиционных технологиях и производственных процессах, невозможно было бы и подумать. Рулевое колесо автомобиля — один из примеров. Технология «электронного водителя» сделает возможной полную замену руля и колонки, так как механическая связь между рулевым колесом и передними колесами перестала быть необходимой. Свободное место будет доступно для конструктора, чтобы сделать нечто, совершенно иное, типа объединения новых энергопоглощающих систем в конструкции кузова.

Вся система для рулении, демпфирования и торможения сможет располагаться в одном модуле, который прибудет на сборочный участок как полностью проверенная единица, которая просто монтируется в транспортное средство. Модульный подход существенно упростит сборку и уменьшит необходимое на нее время при одновременном повышении ее качества, так как модуль поступит уже полностью проверенным. Изготовители автомобилей найдут возможности для экономии средств в самых разнообразных областях.

Электрическая рулевая система

Есть три метода руления с помощью электричества:

  • замена насоса обычной системы электрическим двигателем, в то время как сервомеханизм остается во всем почти таким же
  • с помотцью привода, который непосредственно помогает управлению рулем и не имеет никаких гидравлических компонентов
  • активный руль — рулевое колесо заменяется джойстиком

Первая из этих систем популярна, так как насос будет работать только тогда, когда необходимо. Это дает некоторую экономию в потреблении топлива, а также позволяет упростить устройство приводного ремня перед двигателем.

Вторая система из списка теперь становится самой распространенной. Электрический мотор действует непосредственно на рулевую колонку через планетарный механизм. Он полностью заменяет гидравлический насос и цилиндр сервомотора. Он устраняет потери топлива, обусловленные, применением обычного насоса, и очень упрощает систему управления. При использовании электрического рулевого привода также исключается критическая ситуация с остановкой двигателя. Оптический датчик вращающего момента используется, чтобы измерять усилие на руль, прилагаемое водителем. Принцип работы датчика заключается в измерении излучения светодиода через отверстия, которые размешены определенным образом в дисках на каждом из концов 50-миллиметрового рычага торсиона, соединенного с рулевой колонкой. Эта система занимает немного места под капотом (что очень ценится в наши дни). Мотор в 400 Вт потребляет в среднем всего 2 А в городских условиях движения. Выигрыш по стоимости в сравнении с обычными гидравлическими методами весьма значителен.

Схема системы активного руля

Рис. Схема системы активного руля

«Активный руль» — название системы, разработанной компанией Saab на основе ее опыт в авиационной промышленности. Этот технический прием известен как «электрический водитель». Вместо руля используется джойстик, а линейка датчиков формирует необходимый выходной сигнал для блока управления, который приводит в действие два регулирующих гидравлических клапана. ECU отфильтровывает случайные данные от датчиков и обеспечивает обратную связь на джойстик, чтобы поддерживать у водителя «ощущение управления». Как элемент системы безопасности электронные схемы руления встроены в модули, обладающие свойствами самопроверки и восстановления. Давление жидкости в гидравлическом контуре передается и поддерживается ее резервным запасом в аккумуляторе. На рисунке представлена схема системы активного руля. Большое преимущество при использовании этого метода дало бы полное удаление рулевой колонки, хотя ожидается некоторая оппозиция этому радикальному подходу! Однако водители, лишенные привычного автомобильного аксессуара, могут посчитать, что это и есть главное усовершенствование.

Уход за рулевым управлением

Уход за рулевым управлением заключается в своевременной смазке шарниров рулевых тяг, подтяжке болтов крепления картера рулевого механизма к кронштейну па раме и конусных соединений шарниров, проверке свободного хода рулевого колеса, регулировке рулевого механизма, подтяжке втулок маятникового рычага, а также в периодической, согласно карте смазки, доливке масла в картер рулевого механизма. Количество масла, заливаемого в картер рулевого механизма, составляет 150 г.

Уровень масла должен быть на 20—30 мм ниже пробки 32 маслоналивного отверстия и крышке картера. Сливное отверстие в картере рулевого механизма не предусмотрено.

Один раз в год желательно снимать рулевые тяги, не отвертывая наконечников, чтобы не изменять их длины, и разбирать шарниры для промывки и осмотра; изношенные детали при этом обязательно нужно заменять.

Регулировка рулевого механизма

В процессе эксплуатации изнашиваются рабочие поверхности червяка, ролика, подшипников, а также вала сошки, бронзовых втулок, головки регулировочного винта, шайбы и Т-образный паз вала сошки. Вследствие этого в рулевом механизме появляются зазоры, которые могут быть причинами стуков во время движения, вибрации передних колес, потери устойчивости автомобиля и других вредных явлений. Показателем появления зазора служит увеличенный свободный ход рулевого колеса. Повышенный зазор возникает в первую очередь в зацеплении червяка и ролика, а затем увеличивается осевое перемещение червяка (вместе с валом рулевого механизма). Указанные зазоры по мере их возникновения должны устраняться регулировкой рулевого механизма.

Кроме износа перечисленных деталей, причинами увеличенного свободного хода рулевого колеса могут быть ослабление крепления сошки на валу рулевого механизма или крепления картера рулевого механизма к раме, а также увеличенные зазоры в шарнирах рулевых тяг и передней подвески. Поэтому перед регулировкой рулевого механизма следует проверить состояние рулевых тяг передней подвески, устранить зазоры в шарнирах и подтянуть ослабевшие крепления.

Регулировка рулевого механизма

Рулевой механизм не нуждается в регулировке в том случае, если свободный ход рулевого колеса при движении по прямой не превышает 25 мм (около 8°) при измерении его на ободе.

Больший свободный ход, остающийся после подтяжки ослабевших соединений и устранения зазоров в шарнирах, свидетельствует о необходимости регулировки рулевого механизма.

Осевое перемещение червяка и боковой зазор в зацеплении можно регулировать без снятия рулевого механизма с автомобиля.

Рулевой механизм нужно регулировать в такой последовательности:

  • Проверить, нет ли осевого перемещения червяка. Для этого нужно, приложив палец к ступице рулевого колеса и к корпусу переключателя указателей поворота, несколько раз повернуть рулевое колесо на небольшой угол вправо и влево. При наличии осевого перемещения червяка палец будет ощущать осевое перемещение ступицы рулевого колеса относительно корпуса переключателя.
  • Для устранения осевого перемещения червяка необходимо повернуть червяк вправо или влево примерно на один-полтора оборота и затем повернуть его на некоторый угол в обратном направлении так, чтобы гребни ролика не касались нитки нарезки и в зацеплении червяка и ролика был достаточно большой боковой зазор. После этого необходимо отвернуть на две-три нитки стопорную гайку 1 и подтянуть регулировочную гайку 2 так, чтобы червяк легко вращался и не имел осевого перемещения. Затем, придерживая регулировочную гайку ключом от проворачивания, необходимо затянуть стопорную гайку и убедиться, нет ли осевого перемещения червяка и легко ли он вращается.
  • Если после регулировки осевого перемещения червяка возникнет течь масла по резьбе регулировочной гайки, то под стопорную гайку необходимо подложить картонную или алюминиевую прокладку толщиной 0,1—1 мм. Затем нужно проверить величину бокового зазора в зацеплении. Для этого необходимо установить колеса в положении езды по прямой и отъединить левый шаровой палец средней рулевой тяги от сошки.
  • Во избежание повреждения резьбы на пальце необходимо предварительно ударить несколько раз молотком по боковой поверхности головки сошки или сдвинуть палец с места специальным съемником. После этого, сохраняя положение сошки, соответствующее движению по прямой, и покачивая сошку за головку, определяют величину бокового зазора в зацеплении. В пределах поворота червяка на угол около 60° от среднего положения (3°32′ поворота сошки) вправо и влево зазора в зацеплении не должно быть.
  • Если беззазорного зацепления нет или беззазорное зацепление ощущается на участках больше 60° поворота рулевого колеса от среднего положения, необходимо отрегулировать боковой зазор в зацеплении червяка и ролика. Для этого, отвернув на 1—2 оборота гайку 27 регулировочного винта 30 вала сошки и вставив в прорезь винта отвертку, установить беззазорное зацепление в пределах поворота червяка на угол 60° от среднего положения вправо и влево. Затем, придерживая отверткой регулировочный винт от проворачивания, затянуть контргайку и проверить произведенную регулировку.
  • Убедившись в правильности сделанной регулировки, необходимо провернуть рулевое колесо из одного крайнего положения в другое и убедиться в том, что во всем диапазоне поворота рулевого механизма нет заеданий или тугого вращения.
  • При регулировке осевого перемещения червяка и бокового зазора в зацеплении ни в коем случае нельзя делать излишнюю затяжку, так как она приведет при чрезмерно затянутых подшипниках червяка к их преждевременному износу, а излишняя затяжка зацепления (червяка и ролика) может привести к износу ролика и червяка или даже разрушению их рабочих поверхностей. Кроме того, при излишне тугом вращении рулевого механизма передние колеса не будут стремиться под действием веса передней части автомобиля возвратиться в положение, соответствующее движению по прямой при выходе автомобиля из поворота, что значительно ухудшит устойчивость автомобиля.
  • По окончании регулировки необходимо соединить шаровой палец рулевых тяг с сошкой и проверить правильность регулировки рулевого механизма при движении автомобиля.
  • Регулировку можно считать законченной, если свободный ход рулевого колеса при неподвижных передних колесах, установленных при движении по прямой (при отсутствии зазоров в шарнирах рулевых тяг и передней подвески и надежном закреплении рулевого механизма на раме), будет не более 10—15 мм при измерении по ободу рулевого колеса. Перед снятием рулевого механизма с автомобиля необходимо учитывать; что он вынимается только через подкапотное пространство вниз, при снятых рулевом колесе 58, рычаге 52 механизма управления коробкой перемены передач и рукоятке 79 переключателя указателей поворота.

Рулевой механизм после разборки и регулировки устанавливается в обратном порядке и в той же комплектности. Следует учесть, что при соединении сошки с рулевым механизмом ее нужно устанавливать по меткам, имеющимся на торце большой головки сошки и торце резьбового конца вала сошки. Сошка должна быть надета так, чтобы риска на торце ее большой головки совпадала с меткой (керном) на торце резьбового конца вала сошки.

Несовпадение рисок приведет при крайнем положении руля к упору ролика в картер рулевого механизма, что очень опасно, так как повлечет за собой недостаточный разворот передних колес в одну из сторон и, возможно, поломку рулевого механизма.

При имеющихся 36 шлицах ошибка хотя бы на один шлиц при установке сошки даст уменьшение возможного поворота сошки в одну из сторон на 10°.

Продольная ось правильно установленной сошки в среднем положении должна быть параллельна оси рулевой колонки и расположена впереди по ходу автомобиля, а сошка должна свободно поворачиваться от среднего положения вправо и влево на угол 45° в каждую сторону (немного более двух оборотов рулевого колеса). Размеры сошки маятникового рычага и рычагов рулевой трапеции, а также их взаимное расположение подобраны так, что для поворота колес вправо и влево сошка должна повернуться на угол около 37°.

Таким образом, при полностью повернутых передних колесах в рулевом механизме остается запас хода.

Рулевой механизм следует устанавливать на автомобиль так, чтобы при полностью затянутых болтах 15 крепления картера к лонжерону и рулевой колонке с надетой на нее прокладкой 50, прижатой к опоре 45 колонки, отверстия в кронштейне 49 крепления рулевой колонки совпадали с отверстиями фланцевых гаек, приваренных к подвижной планке 47, помещенной внутри опоры. Возможны случаи, когда вследствие деформации кузова при аварии или длительной езды но неблагоустроенным дорогам при передвижении планки не удается добиться совпадения отверстий и требуется приложение усилия для установки на место рулевой колонки. В этом случае необходимо подпилить внутренние торцы одной или двух приваренных к лонжерону втулок 13 и 14, к которым крепится картер рулевого механизма, и проверить правильность положения колонки.

При деформациях кузова и подмоторной рамы автомобиля возможны также случаи, когда при предварительно поднятой вверх рулевой колонке и затянутых болтах крепления картера рулевого механизма колонка не будет касаться опоры 45. Для устранения этого необходимо распилить в нужную сторону два отверстия в картере рулевого механизма или положить прокладки требуемой толщины между опорой и рулевой колонкой и поставить удлиненные болты.

Неправильная установка рулевого механизма на автомобиль, при которой вал и рулевая колонка могут изогнуться, вызовет повышенные усилия на рулевом колесе и в механизме управления коробкой перемены передач, а также расшатывание крепления колонки к картеру. Кроме того, это явится причиной повышенного износа верхнего подшипника вала руля. При большом же смещении изгиб вала руля может вызвать поломку вала рулевого механизма около червяка.

При снятии рулевого колеса с вала необходимо предварительно сделать метки на ступице и валу, позволяющие установить рулевое колесо при сборке в среднее положение.

Ставить рулевое колесо на вал по среднему положению, определенному по его оборотам вправо и влево, не следует, так как в этом случае спицы рулевого колеса при движении по прямой не будут располагаться горизонтально.

Для того чтобы снять рулевое колесо с автомобиля, необходимо вначале вынуть крышку 61 включателя сигнала 59. Это необходимо сделать с помощью тонкой отвертки или, еще лучше, лезвием ножа, вставляя их в горизонтальный зазор между крышкой и включателем около одного из концов крышки со стороны большего сектора рулевого колеса, и последующего подъема конца крышки. При этом одна из пружин 60, удерживающих крышку, будет утоплена внутрь включателя, и крышка легко снимется. Затем, отвернув два винта 65, снять включатель сигнала и основание 66 включателя сигнала, для чего отвернуть три винта 70 и вынуть пружины 73 из углублений ступицы рулевого колеса. После этого, отвернув гайку на валу руля, снять рулевое колесо с помощью специального съемника.

При отсутствии съемника рулевое колесо можно снимать, ударяя молотком, обязательно только через медную или алюминиевую прокладку, по торцу вала руля, навернув во избежание повреждения резьбы предварительно заподлицо с торцом вала гайку 69.

Рулевое колесо устанавливают в обратном порядке. Однако крышки включателя сигнала во избежание деформации или поломки пружин необходимо устанавливать в следующем порядке. Необходимо надеть выемку на торце крышки на одну из пружин 60, расположив при этом крышку так, чтобы ее нижний торец был прижат к включателю сигнала, а второй конец не входил бы в паз включателя. Утопить пальцем руки вторую пружину в прорезь включателя и, прижимая другой рукой крышку к плоскости включателя и не отпуская пружины, плавно вдвинуть крышку на место.

После этого, нажимая на крышку, несколько сдвинуть ее в сторону меньшего сектора рулевого колеса и вставить зуб на торце крышки в паз включателя сигнала со стороны большего сектора рулевого колеса.

Установка крышки на место в другой последовательности или другим способом, например сверху, приведет к деформации или даже поломкам пластинчатых пружин, в связи с чем необходимо строго придерживаться указанного выше порядка установки крышки во включатель сигнала.

Сошка рулевого механизма соединяется с валом сошки при помощи мелких конических шлицев с малым углом конуса на валу и затягивается гайкой с пружинной шайбой. Поэтому для снятия сошки необходимо применять специальный съемник. Нельзя снимать сошку ударами молотка, так как это вызовет появление вмятин на ролике вала сошки, что в дальнейшем приведет к преждевременному износу рабочей пары рулевого механизма.

Механизм рулевой

Рулевой механизм состоит из червяка 4, к хвостовику которого приварен сплошной вал 76, и вала 40 сошки, размещенных в картере 39.

Установленный в пазу головки вала 40 сошки рулевого механизма ролик 11 вращается на двухрядном радиально-упорном шарикоподшипнике, который после установки в пазу вала сошки имеет предварительный натяг. Величина предварительного натяга определяется высотой внутренних колец подшипника и шириной паза вала сошки. Ролик 11 имеет две беговые дорожки для шариков и заменяет наружное кольцо подшипника. Концы оси 9, на которой установлен ролик, расклепаны с электронагревом.

В крышке 33 картера имеется третья опора вала сошки. В связи с этим на головке вала сошки выполнен дополнительный хвостовик, который вращается в бронзовой свертной тонкостенной втулке 34, запрессованной в алюминиевую крышку картера.

Хвостовик имеет Т-образный паз, в который входит головка регулировочного винта 30 и надетая на стержень винта стальная каленая шайба 31.

Под нижней втулкой в горловину картера запрессован резиновый самоподжимной сальник 8. Для предотвращения течи смазки при износе сальника последний имеет кольцевую пружину, прижимающую его рабочую кромку к валу сошки.

Червяк 4 установлен в картере на двух одинаковых конических подшипниках 3. Оба конца червяка имеют конические поверхности для роликов, поэтому подшипники выполняются без внутренних колец. Наружное кольцо нижнего подшипника входит в отверстие картера и поджимается торцом регулировочной гайки 2, ввернутой в картер. На регулировочную гайку навернута стопорная гайка 1.

Повышенный зазор между червяком и роликом, возникающий при износе, устраняют регулировкой бокового зазора в зацеплении. Для этого центр ролика 11 вала 40 сошки смещен вверх относительно плоскости, которая перпендикулярна оси вала сошки и в которой лежит продольная ось червяка. Если вал сошки вместе с роликом опускаются вниз, боковой зазор в зацеплении будет уменьшаться, а если вал сошки поднимается — зазор увеличивается.

Рулевой механизм схема
Рулевой механизм

Рис. Схема рулевого механизма:
1 — стопорная гайка: 2 — регулировочная гайка; 3 — подшипник червяка; 4 — червяк; 5 — хомут: 6 — кронштейн; 7, 17, 27 и 69 — гайки; 8 — сальник;; 9 — ось ролика; 10 — внутренняя обойма ролика; 11 — ролик вала сошки; 12, 54, 62 и 82 — простые шайбы; 13 — большая распорная втулка; 14 — малая распорная втулка; 15, 35, 48 и 80 — болты; 16, 36, 42, 71 и 81 — пружинные шайбы; 18 — сошка рулевого управления: 19 — лонжерон; 20 — скоба; 21 — обойма сальника; 22 — войлочный сальник вала управления коробкой передач; 23 и 73 — пружины; 24 — войлочное уплотнительное кольцо; 25 — картонная накладна; 26 — резиновая манжета; 28 — стяжной хомут; 29 — шплинт стяжного хомута; 30 — регулировочный винт; 31 — каленая шайба; 32 — пробка маслоналивного отверстия; 33 — Крышка картера руля; 34 — бронзовая свертная втулка; 37 — картонная прокладка; 38 — бронзовая свертная втулка; 39 — картер рулевого управления; 40 — вал сошки; 41 — стопорная шайба; 43 — гайка вала сошки; 44 — поперечина передка; 45 — опора крепления рулевой колонки; 46 — держатель; 47 — Подвижная планка; 49 — кронштейн крепления рулевой колонки; 50 — резиновая прокладка; 51 — вал управления коробкой передач; 52 — рычаг управления коробкой передач; 53 — переключатель указателей поворота; 55, 63 в 70 — винты; 56 — кольцо контактных пружин; 57 — заклепка; 58 — колесо рулевого управления; 59 — включатель сигнала; 60 — пружина крышки включателя сигнала; 61 — крышка включателя сигнала; 64 — орнамент крышки включателя сигнала; 65 — винт с конической головкой; 66 — основание включателя сигнала; 67 — сухарь контактных пружин; 68 — штифт переключатели указателей поворота; 72 — втулка; 74 — контактная пружина включателя сигнала; 75 — токонесущее кольцо включателя сигнала; 76 — вал рулевого управления; 77 — пластмассовая втулка; 78 — корпус верхнего подшипника вала руля; 79 — рукоятка переключателя указателей поворота; 83 — шплинтовая проволока; 84 — волнистая шайба; 85 — плоская шайба; 86 — труба колонки рулевого управления; 87 — шпонка; 88 — головка вала управления коробкой передач; 89 — плоская шайба с усом; 90 — декоративный кожух; 91 — пучок проводов

Вал сошки перемещается регулировочным винтом 30.

Толщина шайбы 31, высота головки регулировочного винта 30 и ширина паза хвостовика вала сошки подобраны так, чтобы в соединении был минимальный осевой зазор. Регулировочный винт стопорится гайкой 27. Для вращения регулировочного винта при регулировке и для удержания его от проворачивания при затягивании контргайки на конце его предусмотрена прорезь под отвертку.

Крышка крепится к картеру рулевого механизма тремя болтами 35 с пружинными шайбами 36. Между крышкой и картером установлена уплотнительная картонная прокладка 37. Маслоналивное отверстие в крышке закрывается пробкой 32.

В правильно отрегулированном рулевом механизме в среднем положении, соответствующем движению автомобиля по прямой, в пределах поворота рулевого колеса на угол около 45° в каждую сторону от этого положения зазора не должно быть. При повороте же рулевого колеса на угол, больший 45°, зазор в зацеплении увеличивается, достигая наибольшей величины в крайних положениях.

Нарезка червяка выполнена эксцентрично относительно конических поверхностей, поэтому в пределах первых 180° поворота зазор быстро возрастает, при повороте же на следующие 180° уменьшается, но не должен доходить до нуля. Затем зазор вновь увеличивается и т. д. Вследствие этого регулировать боковой зазор в зацеплении червяка и ролика нужно только при положении рулевого механизма, соответствующем движению автомобиля по прямой.

На горловину картера рулевого механизма надета труба 86 рулевой колонки, которая крепится к картеру с помощью кронштейна 6 и хомута 5, стягиваемых двумя шпильками, на которые навертываются гайки 7. Для обеспечения надежной затяжки на нижнем конце трубы имеется прорезь.

В верхний конец трубы колонки вставлен подшипник вала рулевого механизма, состоящий из корпуса 78 и пластмассовой втулки 77.

Верхний подшипник вала руля крепится к рулевой колонке тремя болтами 80. В связи с тем, что верхний конец трубы колонки, так же как и нижний, имеет прорезь, два отверстия для болтов выполнены овальными. Под болты подложены простые 82 и пружинные 81 шайбы. Для предотвращения самоотвертывания в головках болтов просверлены отверстия, через которые пропущена шплинтовая проволока 83.

Внутри рулевой колонки пропущен трубчатый вал 51 управления коробкой перемены передач, нижний конец которого входит в отверстие горловины картера рулевого механизма, а верхний конец — в отверстие верхнего подшипника вала руля. Внутри вала управления коробкой перемены передач проходит вал 76 рулевого механизма. Чтобы грязь не попадала в картер рулевого механизма, около верхнего подшипника червяка установлен второй самоподжимной резиновый сальник 8, насаженный на выступ хвостовика червяка. Для исключения попадания грязи через зазор между валом управления и стенкой отверстия картера на горловине картера установлен дополнительный войлочный сальник 22, расположенный в обойме 21, поджимаемой к картеру пружиной 23.

В верхней части рулевой колонки помещена головка 88 вала управления коробкой перемены передач, соединенная с валом управления двумя шпонками 87.

Между трубой и головкой имеется зазор, допускающий угловое перемещение головки относительно трубы. Головка вала управления коробкой фиксируется в осевом направлении шайбами 89 с усом, регулировочными волнистыми 84 и плоскими 85 шайбами. К головке 88 вала управления привернут двумя винтами с пружинными шайбами декоративный пластмассовый кожух 90. К приливам корпуса верхнего подшипника вала рулевого механизма с помощью трех винтов 55 с шайбами 54 привернут переключатель 53 указателей поворота, в корпусе которого смонтировано контактное токонесущее кольцо 75 звукового сигнала, изолированное от «массы» фибровой прокладкой. Контактное кольцо крепится к пружинным шайбам тремя винтами. От контактного кольца звукового сигнала и контактов переключателя указателей поворота через трубу рулевой колонки пропущен пучок 91 из четырех проводов. Для входа и выхода пучка в трубке колонки.рулевого управления предусмотрены два отверстия.

Для крепления рулевого колеса 58 верхний конец вала рулевого механизма имеет коническую поверхность, мелкие цилиндрические шлицы и резьбу, на которую навертывается гайка 69.

Вал рулевого механизма в верхней части ниже конуса имеет шлифованную цилиндрическую поверхность, которая входит в пластмассовую втулку верхнего подшипника.

В нижней части ступицы рулевого колеса тремя заклепками укреплено штампованное кольцо 56, к которому приклепаны, каждая двумя заклепками, три контактные пружины 74 серповидной формы.

В верхнем торце ступицы имеются три углубления, в которых установлены пружины 73, отжимающие вверх основание 66 включателя сигнала. Внутри пружины расположены три втулки 72, конические буртики которых удерживают основание включателя сигнала на определенном расстоянии от верхнего торца ступицы. Через отверстия ступицы проходят три сухаря 67, каждый из которых упирается одним концом в контактную пружину, а другим — в основание включателя сигнала. В конические углубления двух бобышек основания входят выступы включателя 59 сигнала, который крепится к основанию двумя винтами 65 с коническими головками.

В корпус включателя сигнала залито хромированное сигнальное кольцо. При нажиме включатель сигнала и соединенное с ним основание перекашиваются и через один из сухарей 67 прижимают контактную пружину 74 к токонесущему кольцу 75, замыкая цепь звукового сигнала.

В средней части включателя сигнала установлена декоративная крышка 61, удерживаемая двумя пластинчатыми пружинами 60, приклепанными к включателю сигнала заклепками.

В отверстии крышки установлен пластмассовый орнамент 64, крепящийся двумя винтами 63 с простыми шайбами 62.

На выступающий из горловины картера конец вала сошки, имеющий мелкие конические шлицы, насажена сошка 18 рулевого управления, которая затягивается гайкой 43 с подложенной под нее пружинной шайбой 42, и контрится стопорной шайбой 41. Выступы шайбы 41 отгибаются на грани гайки.

Устройство рулевого управления

Рулевое управление автомобиля состоит из рулевого механизма, имеющего рабочую пару (глобоидальный червяк — двойной ролик) с передаточным отношением 17 : 1 в среднем положении, и рулевого привода, в который входят рычаги рулевой трапеции, маятниковый рычаг, сошка, средняя тяга и две боковые тяги рулевой трапеции.

Труба 86 рулевой колонки с помощью кронштейна 49 и резиновой прокладки 50 крепится к опоре 45, приваренной к поперечине передней части кузова. Внутри опоры 45, для компенсации перекосов рулевой колонки в поперечном направлении, имеется подвижная планка 47 с двумя фланцевыми гайками. Перемещение планки ограничивается держателем 46, приваренным к опоре. Хомут рулевой колонки крепится двумя болтами 48, ввертываемыми во фланцевые гайки, приваренные к подвижной планке.

Картер 39 рулевого механизма прикреплен тремя болтами 15 к торцам трех втулок 13 и 14, приваренных к левому лонжерону 19 подмоторной рамы кузова. На правом лонжероне, аналогично картеру руля, крепится кронштейн маятникового рычага.

Рулевой механизм схема
Рулевой механизм

Рис. Рулевой механизм:
1 — стопорная гайка: 2 — регулировочная гайка; 3 — подшипник червяка; 4 — червяк; 5 — хомут: 6 — кронштейн; 7, 17, 27 и 69 — гайки; 8 — сальник;; 9 — ось ролика; 10 — внутренняя обойма ролика; 11 — ролик вала сошки; 12, 54, 62 и 82 — простые шайбы; 13 — большая распорная втулка; 14 — малая распорная втулка; 15, 35, 48 и 80 — болты; 16, 36, 42, 71 и 81 — пружинные шайбы; 18 — сошка рулевого управления: 19 — лонжерон; 20 — скоба; 21 — обойма сальника; 22 — войлочный сальник вала управления коробкой передач; 23 и 73 — пружины; 24 — войлочное уплотнительное кольцо; 25 — картонная накладна; 26 — резиновая манжета; 28 — стяжной хомут; 29 — шплинт стяжного хомута; 30 — регулировочный винт; 31 — каленая шайба; 32 — пробка маслоналивного отверстия; 33 — Крышка картера руля; 34 — бронзовая свертная втулка; 37 — картонная прокладка; 38 — бронзовая свертная втулка; 39 — картер рулевого управления; 40 — вал сошки; 41 — стопорная шайба; 43 — гайка вала сошки; 44 — поперечина передка; 45 — опора крепления рулевой колонки; 46 — держатель; 47 — Подвижная планка; 49 — кронштейн крепления рулевой колонки; 50 — резиновая прокладка; 51 — вал управления коробкой передач; 52 — рычаг управления коробкой передач; 53 — переключатель указателей поворота; 55, 63 в 70 — винты; 56 — кольцо контактных пружин; 57 — заклепка; 58 — колесо рулевого управления; 59 — включатель сигнала; 60 — пружина крышки включателя сигнала; 61 — крышка включателя сигнала; 64 — орнамент крышки включателя сигнала; 65 — винт с конической головкой; 66 — основание включателя сигнала; 67 — сухарь контактных пружин; 68 — штифт переключатели указателей поворота; 72 — втулка; 74 — контактная пружина включателя сигнала; 75 — токонесущее кольцо включателя сигнала; 76 — вал рулевого управления; 77 — пластмассовая втулка; 78 — корпус верхнего подшипника вала руля; 79 — рукоятка переключателя указателей поворота; 83 — шплинтовая проволока; 84 — волнистая шайба; 85 — плоская шайба; 86 — труба колонки рулевого управления; 87 — шпонка; 88 — головка вала управления коробкой передач; 89 — плоская шайба с усом; 90 — декоративный кожух; 91 — пучок проводов

Бесступенчатые механизмы поворота гусеничной машины

Все бесступенчатые МП позволяют изменять передаточное отношение МП непрерывно (бесступенчато). Как правило, это обеспечивается применением различных фрикционных вариаторов или гидропередач. Обычно используют гидрообъемные регулируемые передачи. Последние наиболее широко распространены в качестве механизмов поворота гусеничных машин различного назначения.

Все механизмы поворота, в том числе бесступенчатые, подразделяются на несколько типов. На рисунке а показана принципиальная кинематическая схема трансмиссии гусеничной машины с бесступенчатым механизмом поворота первого типа, а на рисунке б — с механизмом второго типа. Механизмы поворота первого типа сохраняют в процессе поворота машины скорость vc ее центра масс постоянной, равной скорости прямолинейного движения, поскольку, обеспечивая увеличение скорости v2 забегающей гусеницы на величину дельта_v, на такую же величину уменьшают скорость v1 отстающей в процессе поворота гусеницы. Механизмы поворота второго типа обеспечивают (за счет уменьшения скорости отстающей гусеницы) сохранение в процессе его выполнения постоянной скорости v2, равной скорости прямолинейного движения машины.

Схемы бесступенчатых механизмов поворота гусеничных машин

Рис. Схемы бесступенчатых механизмов поворота гусеничных машин:
а, б — механизмы первого и второго типов соответственно

Бесступенчатый МП (см. рис. а) включает в себя гидравлическую передачу, состоящую из регулируемого насоса Н и нерегулируемого гидродвигателя М, т.е. является гидрообъемным механизмом поворота (ГОМП). Насос, приводимый во вращение от ведущего вала КП, связан гидролиниями с гидродвигателя. Вал последнего через коническую зубчатую передачу соединен с промежуточным валом, который, в свою очередь, посредством зубчатых передач связан с бортовыми суммирующими планетарными передачами (СПП). Эти планетарные передачи называют суммирующими, поскольку они предназначены для суммирования двух потоков мощности, поступающих от двигателя при повороте машины: через КП и гидропередачу. Поток мощности, проходящий через КП, поступает на эпициклические шестерни СПП, связанные с ведомым (выходным) валом КП. Поток, проходящий через гидропередачу, поступает на промежуточный вал и далее на солнечные шестерни СПП. Потоки мощности суммируются на водилах СПП, связанных с ведущими колесами гусениц.

При прямолинейном движении гусеничной машины с бесступенчатым механизмом поворота первого типа мощность к ведущим колесам подводится одним потоком — только через КП. Гидропередача не работает, а вал гидродвигателя гидравлически заторможен, поэтому промежуточный вал остается неподвижным. Неподвижны при этом и солнечные шестерни СПП.

Гидрообъемные механизмы поворота первого типа используются на гусеничных машинах ГМ-569 и -352; ГОМП гусеничного шасси ГМ-352, например, состоит из гидропривода аксиально-поршневого насоса с переменной подачей, гидродвигателя постоянной производительности, механизма управления, питающей установки с лопастным насосом (служит для подпитки гидропривода, механизмов управления), клапанной коробки, фильтра и других элементов. Все узлы смонтированы на корпусе гидропривода в едином агрегате, который устанавливается на картер гидромеханической передачи машины.

Органом управления поворотом является рулевой штурвал, напоминающий автомобильное рулевое колесо. Штурвал связан с устройством для изменения подачи насоса. Поворачивая штурвал на определенный угол, водитель меняет количество жидкости, поступающей от насоса к гидромотору в единицу времени. При увеличении подачи насоса возрастает частота вращения вала гидромотора и, следовательно, солнечных шестерен СПП. При повороте машины солнечные шестерни вращаются с одинаковой частотой, но в разные стороны по отношению к эпициклическим шестерням СПП. Направления вращения солнечной и эпициклической шестерен СПП забегающего борта машины совпадают. Направления вращения аналогичных шестерен СПП отстающего борта не совпадают, поэтому водило забегающего борта будет вращаться с большей угловой скоростью, чем водило отстающего борта. В результате скорость забегающей гусеницы окажется больше, чем скорость отстающей (изменение скоростей по сравнению со скоростью центра масс машины осуществляется на одну величину Ас). Регулирование подачи насоса, а следовательно, и радиуса поворота машины производится бесступенчато.

Управление ГОМП осуществляется с места механика-водителя. Привод управления включает в себя рулевую колонку 5, которая может откидываться на определенный угол для облегчения посадки водителя, штурвал 35, систему тяг и рычагов для связи штурвала с органом управления изменением подачи насоса гидропривода 21. Для ограничения угла поворота рулевой колонки имеются упоры 1. При повороте рулевого штурвала с помощью системы тяг перемещается шток 18 нуль-установителя 31 пружинного типа. Вместе со штоком в ту или иную сторону перемещаются втулки 15 и 19 в зависимости от направления поворота штурвала. При этом сжимается пружина 17, создавая запас энергии, необходимой для возврата привода управления ГОМП в исходное (нейтральное) положение. Тяга 30 нуль-установителя кинематически связана с валиком 24 механизма управления гидроприводом ГОМП.

Для поворота машины вправо штурвал поворачивают также вправо, и наоборот. Радиус поворота машины зависит от угла поворота штурвала (максимальный угол поворота ±40°): чем больше угол поворота штурвала, тем меньше радиус поворота машины.

Бесступенчатый механизм поворота второго типа, представленный на рисунке б, конструктивно несколько сложнее. Он также имеет две СПП и регулируемую гидропередачу. Однако гидропередача состоит из двух регулируемых насосов-моторов (Н-М1 и Н-М2). Каждый насос-мотор представляет собой гидромашину, которая может работать в режиме насоса либо гидродвигателя. Насос предназначен для преобразования механической энергии в энергию рабочей жидкости, а гидродвигатель — для преобразования энергии жидкости в механическую энергию.

Для обеспечения прямолинейного движения или поворота гусеничной машины с данным механизмом поворота служат фрикционы — Ф4 и тормоза T1 и Т2.

При прямолинейном движении гидропередача не работает. В этом случае возможны два режима. При первом, когда мощность от двигателя передается к ведущим колесам гусениц одним потоком, все фрикционы выключены, а тормоза Т1 и Т2 щрцочены. Таким образом, солнечные шестерни СПП будут заторможены, а поток мощности от двигателя пройдет через КП, эпициклические шестерни, водила СПП и далее к ведущим колесам, что обеспечит движение машины на передачах нормального ряда.

Привод управления гидрообъемным механизмом поворота

Рис. Привод управления гидрообъемным механизмом поворота:
1 — упор; 2 — рукоятка стопора; 3 — рулевая колонка; 4 — втулка картера; 5 — зубчатая рейка; 6, 7, 14 — гайки; 8 — палец; 9 — в.илка; 10 — чехол; 11, 12 — вкладыши; 13 — уплотнительное кольцо; 15, 19 — втулки; 16 — корпус; 17 — пружина; шток; 20— вертикальный валик; 21 — гидропривод; 22 — упорные винты; 23, 27, 29, 33 — рычаги; 24 — валик; 25 — регулировочная тяга; 26, 28, 30, 32, 34 — тяги; 31 — нуль-установитель; 35 — штурвал; О, I, II — положения штурвала 1

Возможно также прямолинейное движение машины на передачах замедленного ряда (второй режим), т. е. с пониженной скоростью движения и, следовательно, с большим вращающим моментом, подводимым к ведущим колесам гусениц. При этом обеспечиваются большие тяговые усилия на гусеницах, что необходимо для движения в тяжелых дорожных условиях (по рыхлому снегу, заболоченной местности и т.д.). В данном случае водитель включает фрикционы Фх и Ф2, выключая тормоза Т1 и Т2. Фрикционы поворота Ф3 и Ф4 остаются выключенными. Тогда мощность от двигателя к ведущим колесам гусениц поступает двумя потоками: через ведомый вал КП на эпициклические шестерни СПП и одновременно от промежуточного вала КП через сблокированные фрикционы Фх и Ф2, зубчатые передачи и далее к солнечным шестерням СПП, направление вращения которых противоположно направлению вращения эпициклических шестерен, что уменьшает окружную скорость водил СПП. Поэтому и гусеницы при движении машины на замедленной передаче будут перематываться с меньшей скоростью, чем при движении на передаче нормального ряда.

При повороте машины включают фрикционы поворота Ф3 и Ф4 и в зависимости от его направления — фрикццрн Фх или Ф2. Тормоза Tjи Т2 выключены. Предположим, что для осуществления поворота включают фрикцион Ф1. Тогда один поток мощности поступает от двигателя на эпициклические щестерни СПП обоих бортов машины, а другой — от промежуточного вала через сблокированный фрикцион Ф3 к солнечной шестерне СПП забегающего борта (посредством зубчатой передачи) и гидромашине H-M1. Гидромашина H-M1 работает в режиме насоса, а гидромашина Н-М2 — в режиме гидродвигателя. Водитель, уменьшая подачу рабочей жидкости поворотом рулевого штурвала, снижает частоту вращения гидродвигателя М2, связанного посредством фрикциона Ф4 и зубчатой передачи с солнечной шестерней СПП отстающего борта. Поэтому скорость забегающей гусеницы при повороте не изменяется, а отстающей плавно уменьшается вплоть до нуля. Таким образом регулируют радиус поворота машины в зависимости от требуемой траектории криволинейного движения. При остановке вала гидродвигателя М2 автоматически включается тормоз Т2, воздействующий на солнечную шестерню СПП отстающего борта.

Аналогично осуществляют поворот машины и в другую сторону, включая фрикцион Ф2 и заставляя работать гидромашину Н-М2 в режиме насоса. При этом потоки мощности от двигателя к СПП изменятся.

Интересным решением по управлению поворотом сочлененных гусеничных машин является конструкция механизма поворота двухзвенных транспортеров. В состав двухзвенных сочлененных гусеничных транспортеров входят два корпусных шарнирно связанных звена, которые могут взаимно складываться в трех плоскостях: горизонтальной, продольной вертикальной и поперечной вертикальной. Звенья соединены друг с другом с помощью специального поворотно-сцецного устройства, а изменение их положения обеспечивается с помощью гидроцилиндров с золотниковым управлением. Для осуществления поворота машин используется рулевое управление (привод золотников).

Рулевое управление двухзвенного транспортера

Рис. Рулевое управление двухзвенного транспортера:
1 — рулевая колонка; 2, 10, 15 — рычаги; 3 — регулировочная втулка; 4 — гайка; 5, 6 — тяги; 7 — качающийся рычаг; 8 — золотник вертикального складывания; 9 — золотник гидравлического привода управления поворотом; 17, 12 — валики; 13 — текстолитовая втулка; 14 — палец

Рулевое управление двухзвенного транспортера обеспечивает поворот его звеньев в горизонтальной плоскости и их складывание в вертикальной плоскости.

В кабине механика-водителя установлена рулевая колонка 7, которая через систему тяг и рычагов связана с золотником 9 гидравлического привода управления поворотом. Рычаг 2, установленный справа от сиденья водителя, связан через валик 11, рычаг 15, систему тяг 5 и качающиеся рычаги 7 с золотником 8 вертикального складывания. Тяги и рычаги соединены пальцами 14. С помощью золотников 8 и 9 производится управление соответствующими гидроцилиндрами транспортера.

Рулевая колонка и рычаг 2 крепятся на полике кабины, а тяги проходят по правому борту рамы первого звена транспортера. Все качающиеся рычаги установлены на текстолитовых втулках 13. Максимальный угол поворота рулевого колеса (автомобильного типа) составляет ±35°. Поворот рулевого колеса вправо обеспечивает поворот машины также вправо, и наоборот.

При перемещении рычага 2 вперед транспортер складывается в вертикальной плоскости, наклоняя первое звено вперед. При перемещении этого рычага назад складывание осуществляется в обратную сторону.

Длина тяг регулируется с помощью регулировочных втулок 3, которые фиксируют с помощью корончатых гаек 4.

Рулевой привод

Рулевой привод ⭐ — это устройство предназначенное для передачи от рулевого механизма усилия, необходимого для поворота управляемых колес обоих бортов автомобиля.

Рулевой привод обеспечивает поворот колес на разные углы и тем самым — их качение без проскальзывания по концентрическим окружностям с общим центром, являющимся центром поворота автомобиля.

Движение автомобиля не сопровождается боковым скольжением его колес, если траектории качения всех колес имеют единый центр поворота.

Рулевой привод автомобиля состоит из рулевых рычагов и рулевых тяг, образующих рулевую трапецию, которая и обеспечивает одновременный поворот управляемых колес на неодинаковые углы.

Правильное соотношение углов поворота управляемых колес устанавливается при повороте автомобиля за счет разных длин рычагов, входящих в рулевую трапецию.

Различают цельную (единую) трапецию, применяемую при наличии зависимой подвески управляемых колес, и расчлененную, используемую в сочетании независимой подвеской. В первом случае левое и правое управляемые колеса 3 связаны жесткой балкой 7 управляемого моста. Сошка 11 шарнирно соединена с продольной тягой 10, жестко связанной с левым поворотным кулаком, рычаг 9 которого, в свою очередь, шарнирно соединен с поперечной тягой 8. Во втором случае сошка 5 шарнирно связана с левым концом средней поперечной тяги б. Правый конец тяги также шарнирно соединен с маятниковым рычагом 7, имеющим опору на раме (кузове) автомобиля и в точности имитирующим перемещение сошки в процессе поворота. Тяга 6 шарнирно связана с боковыми тягами 4, соединенными посредством поворотных рычагов 1 трапеции с поворотными кулаками, на оси которых установлены управляемые колеса.

Рулевой привод с цельной трапецией

Рис. Рулевой привод с цельной трапецией:
1 — рулевая колонка; 2 — рулевой вал; 3 — управляемые колеса; 4,9 — рычаги левого поворотного кулака; 5 — правый поворотный кулак; 6 — рычаг правого поворотного кулака; 7 — балка управляемого моста; 8 — поперечная рулевая тяга; 10 — продольная тяга; 11 — сошка; 12 — червячный механизм; 13 — рулевое колесо; стрелками показано направление движения элементов рулевого управления

Расчлененная трапеция

Рис. Расчлененная трапеция:
1 — поворотные рычага; 2 — наконечник; 3 — регулировочные втулки; 4 — боковые тяги; 5 — сошка; 6 — средняя поперечная тяга; 7 — маятниковый рычаг; 8 — стяжные болты; 9 — хомутик втулки; 10 — шаровой палец; 11 — вкладыш; 12 — пресс-масленка; 13 — заглушка; 14 — пружина; 15 — опорная пята; 16 — уплотнитель

В процессе эксплуатации автомобиля на детали рулевой трапеции (сошка, тяги) действуют значительные нагрузки, вызывающие износ этих деталей. Поэтому шарнирные соединения деталей трапеции обычно выполняют шаровыми и саморегулирующимися. Саморегулирование заключается в автоматическом устранении зазоров, возникающих по мере изнашивания деталей. Излишние зазоры в приводе вызывают увеличение свободного хода рулевого колеса.

Шаровой наконечник сошки зажат между двумя полусферическими вкладышами и регулировочной пробкой для устранения зазора в соединении по мере изнашивания деталей.

Шаровые пальцы защищены от попадания грязи специальным резиновым уплотнителем 16. Поверхность вкладыша (сухарей) 11 прижимается к шаровой поверхности пальца пружиной 14. При сборке шарнира поджатие пружины к опорной пяте 15 обеспечивается установкой заглушки 13. В некоторых случаях применяют винтовые пробки, которые после регулирования зазоров в шарнире шплинтуются в наконечнике. Трущиеся поверхности шарниров обычно смазываются консистентной смазкой с помощью специальных пресс-масленок 12.