Вахламов В.К., Шатров М.Г., Юрчевский А.А. Автомобили: Теория и конструкция автомобиля и двигателя

Подождите немного. Документ загружается.

Рис. 40.2. Рулевые управления при независимой (а) и

зависимой

(б) под-

весках управляемых колес:

1 — рулевое колесо; 2 — вал; 3 — рулевая передача (механизм); 4 и 12 — цапфы;

5, 9, 11 и 14 — рычаги; 7 — сошка; 6, S, 10, 13 к 15 — тяги

560

рожно-траспортных

происшествий, применяют различные кон-

струкции

травмобезопасных

рулевых механизмов. С этой целью кро-

ме рулевого колеса с утопленной ступицей и двумя спицами, что

шачительно

снижает тяжесть наносимых травм при ударе, в

руле-

иом

механизме устанавливают специальное энергопоглощающее

устройство, а рулевой вал выполняют составным. Все это обеспе-

чивает незначительное перемещение рулевого вала внутрь кузова

автомобиля при лобовом столкновении с препятствием.

В рулевом механизме, представленном на рис. 40.3,

а,

рулевой

вал состоит из трех частей, соединенных карданными шарнира-

ми

а роль энергопоглощающего устройства играет специальное

крепление рулевого вала к кузову автомобиля. В случае лобового

столкновения, когда передняя часть автомобиля деформируется,

рулевой вал складывается и незначительно перемещается в салон

кузова автомобиля. При этом кронштейн

крепления рулевого

вала деформируется и поглощает часть энергии удара.

В рулевом механизме с энергопоглощающим устройством

силь-

фонного типа (рис. 40.3,

б)

рулевое колесо соединено с рулевым

валом металлическим гофрированным цилиндром 3, который при

столкновении деформируется, частично поглощая энергию уда-

ра, и обеспечивает небольшое перемещение рулевого вала в сто-

рону водителя.

Рис. 40.3.

Травмобезопасные

рулевые механизмы:

а — складывающийся рулевой вал; б —

сильфонный

вал; в — перфорированный

вал; 7 — кронштейн; 2 — карданный шарнир; 3 — цилиндр; 4 — труба

561

Для поглощения энергии лобового столкновения верхняя часть

рулевого вала может быть выполнена в виде перфорированной

трубы 4 (рис. 40.3, в). На рисунке показаны последовательный про-

цесс и максимальная деформация верхней части рулевого вала,

которая весьма значительна.

травмобезопасных

рулевых управлениях легковых автомоби-

лей применяют и другие энергопоглощающие устройства, кото-

рые соединяют составные рулевые валы: резиновые муфты спе-

циальной конструкции, устройства типа японского фонарика, в

виде нескольких продольных пластин, приваренных к концам со-

единяемых частей рулевого вала. При столкновениях резиновая

муфта разрушается, а соединительные пластины деформируются,

уменьшая перемещение рулевого вала внутрь салона кузова.

40.3. Рулевой механизм

Рулевым называется механизм, преобразующий вращение ру-

левого колеса в поступательное перемещение рулевого привода,

вызывающее поворот управляемых колес. Он служит для увеличе-

ния усилия водителя, прилагаемого к рулевому колесу, и переда-

чи его к рулевому приводу.

Увеличение усилия, прилагаемого к рулевому колесу, проис-

ходит за счет передаточного числа рулевого механизма. Переда-

точное число рулевого механизма — это отношение угла поворота

рулевого колеса к углу поворота вала рулевой сошки. В зависимо-

сти от типа автомобиля оно составляет

15...

20 у легковых автомо-

билей и 20... 25 у грузовых автомобилей и автобусов. Такие переда-

точные числа за 1

...2

полных оборота рулевого колеса обеспечи-

вают поворот управляемых колес автомобилей на максимальные

углы

(35...45°).

На автомобилях применяются различные типы рулевых меха-

низмов (рис. 40.4).

Червячные рулевые механизмы применяются на легковых, грузо-

вых автомобилях и автобусах. Наибольшее распространение из них

имеют

червячно-роликовые

рулевые механизмы (рис. 40.5, я),

состоящие из червяка и ролика. Червяк 7 имеет форму глобоида —

его диаметр в средней части меньше, чем по концам. Такая форма

Червячный

Червячно-роликовый

Червячно-секторный

—

Винтовой

Зубчатый

-*-|

Винторычажный

Шестеренный

-*-|

Винтореечный

| Реечный

Рис. 40.4. Типы рулевых механизмов

562

Рис. 40.5. Рулевые механизмы:

а —

червячно-роликовый;

б —

винтореечный;

в — реечный; 1 — червяк; 2, 4 и

9 — валы; 3 — ролик; 5 — винт; 6 — гайка; 7 — шарик; 8 — сектор; 10 —

шестерня;

— рейка

обеспечивает надежное зацепление червяка с роликом 3 при по-

вороте

рулевого колеса на большие углы. Ролики могут быть

двух-

или

трехгребневыми.

Двухгребневые

ролики применяются в руле-

вых

механизмах легковых автомобилей,

трехгребневые

— грузо-

вых

автомобилей и автобусов. При вращении червяка 7, закре-

пленного

на рулевом валу 2, момент от червяка передается роли-

ку

который установлен на подшипнике на оси, размещенной в

пазу вала 4 рулевой сошки.

Червячно-роликовые рулевые механизмы имеют небольшие раз-

меры, надежны в работе и просты в обслуживании. Их КПД до-

статочно высокий (0,85 при передаче усилий от рулевого колеса

на управляемые колеса и 0,7 — от управляемых колес к рулевому

колесу), поэтому усилия водителя, затрачиваемые на преодоле-

ние трения в рулевом механизме, невелики.

Менее

распространены

червячно-секторные

рулевые ме-

ханизмы — только на грузовых автомобилях. Механизм состоит из

цилиндрического червяка и бокового сектора со спиральными зу-

бьями, которые воспринимают небольшое давление при передаче

больших усилий. Однако КПД механизма

дшзкий

(0,7 и 0,55 при

передаче усилия соответственно от рулевого колеса и обратно).

Винтовые рулевые механизмы используют на тяжелых грузовых

автомобилях.

Винтореечный

рулевой механизм (рис. 40.5, б) включает в

себя винт 5, шариковую гайку-рейку 6 и сектор 8, изготовленный

имеете с валом 9 рулевой сошки. В механизме вращение винта 5 пре-

образуется в поступательное перемещение гайки

на которой на-

резана рейка, находящаяся в зацеплении с зубчатым сектором

£вала

рулевой сошки. Для уменьшения трения и повышения износостой-

кости соединение винта с гайкой осуществляется через шарики 7.

КПД

винтореечного

механизма в обоих направлениях почти оди-

наков и достаточно высок

(0,8...0,85),

поэтому при таком механиз-

563

ме применяют гидроусилитель руля, который воспринимает толчки

и удары, передаваемые на рулевое колесо от неровностей дороги.

Викторычажные

рулевые механизмы в настоящее время

применяют редко, так как они имеют низкий КПД и значитель-

ный износ, который невозможно компенсировать регулированием.

Зубчатые рулевые механизмы используют в основном на легко-

вых автомобилях малого и среднего классов.

Шестеренные

ру-

левые механизмы (с цилиндрическими или коническими шестер-

нями) применяют редко.

В реечном рулевом механизме (рис. 40.5, в) вращение шес-

терни 10, закрепленной на рулевом валу, вызывает перемещение

рейки 77, которая выполняет роль поперечной рулевой тяги.

Реечный рулевой механизм прост по конструкции, компак-

тен, имеет наименьшую стоимость по сравнению с рулевыми ме-

ханизмами других типов. КПД механизма очень высок

(0,9...

0,95),.

приблизительно одинаков в обоих направлениях.

Из-за большого значения обратного КПД реечные рулевые ме-

ханизмы без усилителя устанавливают на легковых автомобилях

особо малого и малого классов, так как только на этих автомоби-

лях они способны поглощать толчки и удары, которые

передают--»

ся от дорожных неровностей на рулевое колесо.

На легковых автомобилях более высокого класса с реечным

рулевым механизмом применяют гидроусилитель руля, поглоща-

ющий толчки и удары со стороны дороги.

40.4. Рулевой привод

Рулевым приводом называется система тяг и рычагов, осуще-

ствляющая связь управляемых колес автомобиля с рулевым меха-

низмом. Он служит для передачи усилия от рулевого механизма к

управляемым колесам и обеспечения их правильного поворота.

На автомобилях применяют различные типы рулевых приводов

(рис. 40.6).

Основной частью рулевого привода является рулевая трапеция.

Рулевой называется трапеция (см. рис. 40.2,

а),

образованная

поперечными рулевыми тягами, рычагами поворотных цапф и

осью управляемых колес. Одним основанием трапеции является

ось колес, другим — поперечные тяги 6, 8 и 10, а боковыми сто-

ронами — рычаги

и 77 поворотных цапф. Рулевая трапеция слу-

жит для поворота управляемых колес на разные углы.

Внутреннее колесо (по отношению к центру поворота автомо-

биля) поворачивается на больший угол, чем наружное. Это необ-

ходимо для того, чтобы при повороте автомобиля колеса кати-

лись без бокового скольжения и с наименьшим сопротивлением.

В противном случае ухудшается управляемость автомобиля, воз-

растают расход топлива и износ шин.

564

Рулевой привод

—|

По типу рулевой трапеции \ \ По расположению рулевой трапеции

\—

-»|С_неразрёзной~рулевой

трапецией] | С передней рулевой трапецией

J^*-

-*>|

С разрезной рулевой трапецией J [ С задней рулевой трапецией

}««-

Рис. 40.6. Типы рулевых приводов

Рулевая трапеция может быть передней или задней в зависимо-

сти от ее расположения перед осью передних управляемых колес

(см. рис. 40.2,

а) или за ней

(см. рис. 40.2,

б).

Применение рулевого привода с передней или задней рулевой

трапецией зависит от компоновки автомобиля и его рулевого уп-

равления. При этом рулевой привод может быть с неразрезной или

разрезной рулевой трапецией в зависимости от типа подвески.

Неразрезная рулевая трапеция имеет сплошную поперечную

рулевую тягу, соединяющую управляемые колеса (см. рис. 40.2, б).

Такую трапецию применяют при зависимой подвеске передних

управляемых колес на грузовых автомобилях и автобусах.

Разрезная рулевая трапеция имеет многозвенную поперечную

рулевую тягу, соединяющую управляемые колеса (см. рис. 40.2, а).

Ее используют при независимой подвеске управляемых колес на

легковых автомобилях.

40.5. Рулевой усилитель

Рулевым усилителем называется механизм, создающий под дав-

лением жидкости или сжатого воздуха дополнительное усилие на

рулевой привод, необходимое для поворота управляемых колес

автомобиля. Он служит для облегчения управления автомобилем,

повышения его маневренности и безопасности движения, а так-

же смягчает толчки и удары дорожных неровностей, передавае-

мых от

управлямых

колес на рулевое колесо.

Усилитель значительно облегчает

рабвту

водителя. При его на-

личии водитель прикладывает к рулевому колесу усилие в

2...3

раза

меньшее,

чем без усилителя, что особенно ощутимо при уп-

равлении грузовыми автомобилями средней и большой грузоподъ-

емности и автобусами, когда требуется усилие до 400

и более.

Это весьма существенно, так как из всей

затрачиваемой

водите-

лем энергии на управление автомобилем до 50 % приходится на

рулевое управление. Кроме того, улучшается маневренность авто-

мобиля с рулевым усилителем вследствие быстроты и точности

его действия, повышается безопасность движения, потому что в

случае резкого понижения давления воздуха в шине переднего

управляемого колеса из-за ее прокола или разрыва усилитель по-

565

могает водителю удержать рулевое колесо в руках и сохранить на-

правление движения автомобиля.

Однако наличие усилителя приводит к усложнению конструк-

ции рулевого управления и повышению стоимости, увеличению

износа шин, более сильному

нагружению

деталей рулевого при-

вода и ухудшению стабилизации управляемых колес автомобиля.

Кроме того, наличие усилителя на автомобиле требует, конечно,

адаптации водителя.

На легковых автомобилях, грузовых автомобилях средней и

большой грузоподъемности и на автобусах применяют пневмати-

ческие и гидравлические усилители. Принцип их действия анало-

гичен, но в них используются разные рабочие вещества: в пневма-

тических — сжатый воздух пневматической тормозной системы

автомобиля, а в гидравлических — масло (турбинное, веретенное).

Пневматические усилители в настоящее время имеют ограни-

ченное распространение — в основном на грузовых автомобилях

большой грузоподъемности с пневматической тормозной систе-

мой. Пневматический усилитель включает в работу водитель и толь-

ко в тяжелых дорожных условиях.

Такие усилители проще по конструкции, так как в них ис-

пользуется оборудование тормозной пневматической системы ав-

томобиля, но имеют большие размеры, что связано с невысоким

рабочим давлением

(0,6...0,8

МПа), и значительное время сраба-

тывания (в

5...10

раз большее, чем гидравлические усилители),

что приводит к меньшей точности при управлении автомобилем в

процессе поворота.

Наиболее широко распространены гидравлические усилители (гид-

роусилители) — 90 % всех автомобилей оборудованы усилителями

этого типа. Они очень компактны, имеют малое время срабатывания

(0,2...2,4

с) и работают при давлении 6... 10 МПа, однако требуют

тщательного ухода и особо надежных уплотнений, так как течь

жидкости приводит к выходу их из строя.

Гидроусилитель (рис. 40.7) устроен и работает следующим об-

разом.

Гидронасос

(77/)

является источником питания, гидрорас-

пределитель (ГР) — распределительным устройством, а гидроци-

линдр (ГЦ) — исполнительным. Гидронасос, приводимый в дей-

ствие от двигателя автомобиля, соединен нагнетательным 2 и слив-

ным 3 маслопроводами с гидрораспределителем, который установ-

лен на продольной рулевой тяге 6, прикрепленной к поворотному

рычагу 7 управляемого колеса 5. Внутри корпуса гидрораспредели-

теля находится золотник 7, связанный с рулевым механизмом (РМ).

Золотник имеет три пояска, а корпус гидроусилителя — три окна.

Внутри корпуса между поясками золотника образуются камеры а и б.

Кроме того, в корпусе имеются еще две реактивные камеры — в и г,

соединенные с камерами а и б осевыми каналами, выполненными

566

ГР

Рис. 40.7. Схема гидроусилителя:

— золотник; 2,

Зи

— маслопроводы; 4 — пружина;

5—

колесо;

бтл

9—

тяги;

8—

рычаги;

10—

поршень;

а...г

— камеры; А и В — полости; Б — бачок;

ГН

— гидронасос; РМ — рулевой механизм; ГР — гидрораспределитель; ГЦ —

гидроцилиндр

в крайних поясках золотника. В реактивных камерах размещены пред-

варительно сжатые центрирующие пружины 4.

Гидрораспределитель соединен маслопроводами 11 с

гидроцилиндром, который установлен на несущей системе (рама,

кузов) автомобиля. Поршень 10 гидроцилиндра через шток связан

с поперечной рулевой тягой

соединенной с рычагом 8 поворот-

ной цапфы управляемого колеса. Поршень делит внутренний объем

гидроцилиндра на две полости Л и

которые соединены масло-

проводами соответственно с камерами а и б гидрораспределителя.

Обе полости гидроцилиндра, все камеры гидрораспределителя и

маслопроводы заполнены маслом (турбинным, веретенным).

При прямолинейном движении автомобиля золотник 1 под

действием центрирующих пружин 4 и давления масла в реактив-

ных камерах в и г удерживается в нейтральном положении, при

котором все три окна гидрораспределителя открыты. Масло по-

ступает от гидронасоса через нагнетательный маслопровод 2 в

камеры а и б гидрораспределителя, из них по сливному масло-

проводу 3 в бачок Б и затем в гидронасос.

Давление масла, установившееся в

камерах

а и

б,

передается

по маслопроводам

в полости Л и В гидроцилиндра, где давле-

ние одинаково.

При повороте автомобиля усилие от рулевого механизма пере-

дается на золотник. После преодоления сопротивления

центриру-

ющих пружин 4 усилие перемещает золотник 1 из нейтрального

положения на 1

...2

мм в одну или другую сторону в зависимости

от направления поворота автомобиля. Нагнетательный маслопро-

вод через гидрораспределитель соединяется с одной из полостей

гидроцилиндра, а другая его полость соединяется со сливным мас-

лопроводом. Масло из гидронасоса по нагнетательному маслопро-

567

воду 2 поступает в гидрораспределитель, затем в гидроцилиндр и

воздействует на поршень 10. Перемешающийся поршень через тягу

9 и рычаг 8 поворачивает

управляемое

колесо 5, а масло из гидро-

цилиндра по сливному маслопроводу 3 поступает в бачок Б и из

него в гидронасос.

Одновременно из-за

наличия

связи через рычаг 7 и тягу 6 (об-

ратная связь) корпус гидрораспределителя перемещается в ту же

сторону, в которую был смещен золотник. При этом давление

масла в полостях А и В гидроцилиндра уравновешивается, и пово-

рот управляемого колеса прекращается. Угол поворота управляе-

мого колеса будет точно соответствовать углу поворота рулевого

колеса — в этом заключается следящее действие гидроусилителя

по перемещению. Таким образом, гидроусилитель следит за пово-

ротом рулевого колеса. И если водитель останавливает рулевое ко-

лесо, то гидрораспределитель обеспечивает благодаря обратной

связи фиксацию поршня гидроцилиндра в соответствующем по-

ложении. При этом дополнительная подача масла в гидроцилиндр

прекращается.

С помощью обратной связи также происходит выключение гид-

роусилителя при возращении рулевого колеса в нейтральное поло-

жение, соответствующее прямолинейному движению автомобиля.

В рулевом управлении без гидроусилителя водитель чувствует

дорогу по прилагаемому к рулевому колесу усилию, возрастаю-

щему при увеличении сопротивления повороту управляемых ко-

лес и наоборот.

При гидроусилителе водитель чувствует дорогу вследствие сле-

дящего действия гидроусилителя по силе, т. е. по изменению при-

лагаемого к рулевому колесу усилия. Для этого предназначены

реактивные камеры в и г в гидрораспределителе, в каждой из ко-

торых давление масла такое же, как и в камерах а и б.

В случае увеличения сопротивления повороту управляемых ко-

лес автомобиля возрастает давление масла в одной из реактивных

камер. Давление передается на золотник и от него через рулевой

механизм РМ на рулевое колесо. При этом усилие для поворота

рулевого колеса увеличивается пропорционально сопротивлению

поворота управляемых колес. Таким образом, гидроусилитель сле-

дит за необходимым для поворота управляемых колес усилием,

чтобы водитель чувствовал дорогу, т. е. чтобы на хорошей дороге

ему было легко поворачивать, а на трудной для поворота дороге —

несколько тяжелее.

Гидроусилители, применяемые на автомобилях, выполняются

в основном в соответствии со следующими тремя вариантами:

рулевой механизм, гидрораспределитель и гидроцилиндр на-

ходятся в агрегате, который называется гидрорулем; конструкция

гидроруля сложная, но компактная, имеет малую длину масло-

проводов и небольшое время срабатывания;

568

гидрораспределитель и гидроцилиндр расположены в одном

агрегате

отдельно от рулевого механизма — вариант менее слож-

ный, чем гидроруль; для этого случая характерны более длинные

маслопроводы и большее время срабатывания, но обеспечивается

возможность

использования рулевого механизма любого типа;

рулевой механизм, гидрораспределитель и гидроцилиндр раз-

мещены раздельно; при таком варианте обеспечивается свобод-

ное расположение элементов гидроусилителя на автомобиле и

возможно применение рулевого механизма любого типа, однако

длина

маслопроводов и время срабатывания возрастают.

40.6. Конструкции рулевого управления

Рулевое управление легкового автомобиля ВАЗ повышенной прохо-

димости (рис. 40.8) левое, травмобезопасное, без усилителя.

Трав-

мобезопасность рулевого управления обеспечивается конструкци-

ей промежуточного вала рулевого колеса и специальным крепле-

нием рулевого вала к кузову автомобиля.

Передаточное число рулевого механизма червячного типа со-

ставляет 16,4.

9 10

Рис. 40.8. Рулевое управление легкового автомобиля ВАЗ повышенной

проходимости:

/ и 3 — тяги; 2 — сошка; 4 и 7 — рычаги; 5 — муфта; 6 — кулак; 8 и 16 —

кронштейны; 9 — подшипник; 10 — труба; 11 и 13 — валы; 12 — картер; 14 —

колонка;

/5—

рулевое

колено;

17 — палец;

18—

чехол;

19—

наконечник; 20 —

вкладыш; 21 —

пружина;

22 — заглушка

569

7 8 9 10 11

Ц=У

18 17

Рис. 40.9. Рулевой механизм легкового автомобиля ВАЗ повышенной про-

ходимости:

1 — сошка; 2 и 13 — манжеты;

3—

втулка; 4 — картер; 5 и 12 — валы; 6 — ролик;

7 — винт; 8 — гайка; 9

—-

пробка; 10 и 16 — крышки;

— червяк; 14 и 18 —

подшипники; 15 — регулировочные прокладки; 17 — ось

Рулевое колесо /5,

двухспицевое,

пластмассовое, со стальным

каркасом, закреплено на шлицах верхнего конца рулевого вала 77,

который установлен в трубе 10 кронштейна 16 в двух шариковых

подшипниках 9. Рулевой вал с рулевой колонкой 14 с помощью

кронштейна 16 крепится к кузову автомобиля таким образом, что

при авариях рулевой вал 11 с рулевым колесом незначительно

перемещается в сторону водителя, чем обеспечивается его без-

опасность. Нижний конец рулевого вала через шлицы соединен

с промежуточным валом

13,

представляющим собой карданный

вал с двумя шарнирами. Промежуточный вал также через шлицы

соединен с валом

(рис. 40.9) червяка

11,

уплотненным манже-

той 13.

Глобоидальный червяк 11 установлен в отлитом из алюминие-

вого сплава картере 4 в двух шариковых подшипниках 14, затяжка

которых регулируется с помощью прокладок 75, устанавливаемых

под крышку 16. Червяк находится в зацеплении с

двухгребневым

роликом 6, который размещен в пазу головки вала 5 рулевой со-

шки на оси

на игольчатых подшипниках 18. Вал рулевой сошки

находится в картере 4, в бронзовых втулках 3, и уплотнен манже-

той 2. Зацепление червяка и ролика регулируют с помощью вин-

та 7, головка которого входит в паз вала 5 рулевой сошки. Регули-

ровочный винт ввернут в крышку 10 с заливной пробкой 9 и за-

крепляется гайкой 8. На

шлицевом

конце вала 5 установлена руле-

вая сошка J, также закрепленная гайкой. Картер рулевого меха-

низма

крепится болтами к левому лонжерону пола кузова. В него

шшвают

трансмиссионное масло.

Рулевой привод (см. рис. 40.8) состоит из рулевой сошки, маят-

никового

рычага, боковых и средней рулевых тяг с шарнирами и

рычагов поворотных кулаков. На автомобиле применяют рулевой

привод

с задней разрезной рулевой трапецией. Трапеция состоит

из

трех поперечных рулевых тяг 7 и 3 и двух рычагов 7, шарнирно

соединенных между собой. Средняя рулевая тяга 3 рулевой трапе-

ции выполнена сплошной. Одним концом она соединена с рулевой

сошкой 2, а другим — с маятниковым рычагом 4, который закреп-

1сн

неподвижно на оси. Ось установлена в двух пластмассовых втулках

кронштейне 8, прикрепленном к правому лонжерону пола кузова.

Ьоковая

рулевая тяга 7 состоит из двух наконечников, соединен-

ных между собой регулировочной муфтой 5, фиксируемой на на-

конечниках хомутами. Это позволяет изменять длину боковых руле-

ных

тяг рулевой трапеции при регулировании схождения передних

управляемых

колес автомобиля. Соединение средней и боковых ру-

иевых

тяг с сошкой и маятниковым рычагом, а также боковых тяг

с рычагами 7 поворотных кулаков 6 выполнено с помощью шаро-

ных

шарниров. Они обеспечивают возможность относительного пе-

ремещения деталей рулевого привода в горизонтальной и верти-

кальной плоскостях при одновременной надежной передаче уси-

лий

между ними. Шарниры размещаются в наконечниках

7Рруле-

иых

тяг. Палец

7 сферической головкой опирается на конусный

пластмассовый вкладыш 20, который поджимается пружиной 27,

устраняющей

зазор в шарнире при изнашивании в процессе экс-

плуатации. Шаровой шарнир с одного конца закрыт заглушкой 22,

с другого защищен резиновым чехлом 18. Палец шарнира своей

конусной

частью жестко крепится в детали рулевого привода, к

которой присоединяется рулевая тяга. Шаровые шарниры при сборке

шполняют

специальной смазкой и в процессе эксплуатации в до-

полнительном смазывании не нуждаются.

Рулевое управление легкового автомобиля ВАЗ с

передним

приво-

дом

(рис.

40.10)

левое, травмобезопасное, без усилителя. Травмо-

иезопасность

рулевого управления обеспечивается специальным

1асящим

(демпфирующим) устройством, через которое рулевое

колесо крепится к рулевому валу. Передаточное число реечного

рулевого механизма равно 20,4.

Рулевое колесо 23 через гасящее устройство 22 закреплено на

шлицах верхнего конца рулевого вала 25, который опирается на

радиальный шариковый подшипник 24, установленный в трубе

кронштейна 27. Рулевой вал вместе с рулевой колонкой 26, состо-

ящей из двух частей, с помощью кронштейна 27 крепится к кузову

-ттомобиля.

Нижний конец рулевого вала через эластичную

муф-

у 27 со стяжным болтом 20 соединен со

шлицевым

хвостовиком

приводной шестерни 30, которая установлена в

алюминиевом

кар-

570

571

23.

2 1

34 3332

Рис. 40.10. Рулевое управление переднеприводного легкового автомобиля

ВАЗ:

1 —

рычаг;

2 — шарнир; 3 и 5 —

тяг

и;

34— гайки; 6 — палец;

13— чехлы;

8 — вкладыш; 9 и

— пружины; 10 и 20 — болты;

— скоба; 12 — опора;

14 и 15 — пластины; 16 и 17 — втулки; 18 — рейка; 19 — картер; 21 — муфта;

22—

гасящее устройство, 23 — рулевое колесо;

24,

29 и 31 — подшипники; 25 —

вал; 26 — колонка; 27 — кронштейн; 28 — колпак; 30 — шестерня; 32 — упор

тере 19 рулевого механизма на роликовом 29 и шариковом 31 под-

шипниках. Шестерня находится в зацеплении с зубчатой рейкой 18,

прижимаемой к шестерне через

металлокерамический

упор 32 пру-

жиной 33, поджимаемой гайкой 34. Это обеспечивает беззазорное

зацепление приводной шестерни и зубчатой рейки по всей величи-

не их хода. Рейка одним концом опирается на

метиллокерамичес-

кий упор 32, а другим концом устанавливается в разрезной пласт-

массовой втулке

77,

которая фиксируется в картере рулевого меха-

низма специальными выступами и уплотняется резиновыми

коль-

цами. Ход рейки ограничивается в одну сторону кольцом, напрес-

сованным на нее, а в другую сторону — втулкой

Убрезинометалли-

ческого шарнира левой рулевой тяги 3, которые упираются в кар-

тер рулевого механизма. На картере с одной стороны установлен

защитный колпак 28, а с другой напрессована труба с продольным

пазом, закрытая защитным гофрированным чехлом 73, который

закреплен двумя пластмассовыми хомутами. Через паз трубы и

от-

572

верстая в защитном чехле проходят два болта 10, которые крепят

рулевые тяги 3 к зубчатой рейке 18 через

резинометаллические

шарниры. Болты, соединенные между собой пластиной

14,

фикси-

руются стопорной пластиной 75. Картер 19 рулевого механизма кре-

пится к передней панели кузова автомобиля при помощи двух скоб

через резиновые опоры 12. Между картером и панелью кузова так-

же установлена вибропоглощающая резиновая опора. Картер запол-

нен консистентной смазкой.

Рулевой привод, состоящий из двух рулевых тяг 3 и поворот-

ных рычагов 7 телескопических стоек передней подвески, выпол-

нен с разрезной рулевой трапецией, расположенной сзади оси

передних колес. Рулевые тяги изготовлены составными. Каждая тяга

состоит из двух наконечников, соединенных между собой регули-

ровочной трубчатой тягой 5, фиксируемой на наконечниках гай-

кой 4. Такое соединение позволяет изменять длину рулевых тяг

при регулировании схождения передних управляемых колес. Руле-

вые тяги соединены с поворотными рычагами телескопических

стоек с помощью шаровых шарниров 2, которые размещаются в

наружных наконечниках рулевых тяг. Шаровой шарнир состоит из

шарового пальца 6, пластмассового вкладыша 8, пружины 9 и

защищен резиновым чехлом 7. Шарнир смазывают при сборке, а

в эксплуатации не смазывают. Палец шарового шарнира конусной

частью жестко закреплен в поворотном рычаге 7, приваренном к

телескопической стойке передней подвески.

Работа рулевого управления осуществляется следующим обра-

зом. При повороте рулевого колеса 23 вместе с ним поворачивает-

ся рулевой вал 25, который через эластичную муфту 27 вращает

приводную шестерню

рулевого механизма. Приводная шестер-

ня перемещает зубчатую рейку 18, которая через рулевые тяги 3 и

поворотные рычаги 7 поворачивает телескопические стойки, свя-

занные с поворотными кулаками передних управляемых колес

автомобиля. В результате управляемые колеса поворачиваются.

Ролевое

управление грузового автомобиля ГАЗ повышенной прохо-

димости (рис.

40.11)

левое, с гидроусилителем.

Рулевой механизм червячный, выполнен в виде глобоидально-

го червяка и трехгребневого ролика, передаточное число меха-

низма равно 20,5.

Червяк 14, напрессованный на нижний рулевой вал 13, установ-

лен в чугунном картере 75 на конических роликовых подшипниках,

регулируемых прокладками 16, которые размещены под нижней

крышкой картера. Червяк находится в зацеплении с

трехгребневым

роликом 77, который установлен на игольчатых подшипниках на

оси, закрепленной в пазу вала 21 сошки. Зацепление червяка и

ролика регулируется винтом 19, закрытым колпачковой гайкой 18.

Вал сошки установлен в картере на бронзовой втулке и роликовом

подшипнике, расположенном в боковой крышке 20 картера.

573

17 18

1920

21 3

22 2324 25 26 27 28 29 1

Рис.

40.11.

Рулевое управление грузового автомобиля ГАЗ повышенной

проходимости:

а — общий вид; б — рулевой механизм; в — гидрораспределитель; / и 8 — тяги;

2 — гидрораспределитель; 3 — сошка; 4 — насос; 5, 6 и 12 — рычаги; 7 —

цилиндр; 9 — колонка;

10,

//,

13 и 21 — валы;

— червяк; /5 — картер; 16 —

прокладка;

— ролик; 18 и

25—

гайки; 19 — винт;

20-

крышка; 22 —

корпус;

23 — болт; 24

—

золотник; 26 — сухари; 27 — стакан; 28 — пружина; 29

—

ограничитель; 30 — палец

574

Нижний рулевой вал через промежуточный вал 11 и два кар-

данных шарнира соединен с верхним рулевым валом 10, который

установлен на двух шариковых подшипниках в рулевой колонке 9.

На верхнем рулевом вале закреплено рулевое колесо. Рулевая ко-

лонка соединена с кабиной автомобиля при помощи шарнирных

рычагов 5, которые при составном рулевом вале с карданными

шарнирами позволяют откидывать кабину без нарушения соеди-

нений

деталей рулевого управления. Рулевой механизм смазыва-

ется маслом, заливаемым в картер через резьбовое отверстие с

пробкой. Герметичность картера обеспечивается манжетами вала

сошки и верхней крышки картера.

Рулевой привод с задней неразрезной трапецией. Рулевая со-

шка 3, установленная на шлицах вала 21, связана с продольной

рулевой тягой 1. Тяга присоединена к поворотному рычагу 12 ле-

вого переднего колеса, которое через рычаги

поворотных цапф

и поперечную рулевую тягу

^соединено

с правым колесом. Тяги и

рычаги рулевого привода соединяются между собой при помощи

шарниров. Схождение передних управляемых колес регулируется

изменением длины поперечной рулевой тяги, на резьбовые кон-

цы которой навернуты разрезные наконечники, закрепленные

стяжными болтами.

Усилитель рулевого управления гидравлический, состоит из

лопастного гидронасоса 4 с бачком, гидрораспределителя 2 и гид-

роцилиндра 7. Рулевой механизм, гидрораспределитель и гидро-

цилиндр находятся отдельно друг от друга.

Гидронасос установлен на двигателе и приводится в действие

от коленчатого вала ременной передачей.

Гидрораспределитель прикреплен к наконечнику продольной

рулевой тяги. В его корпусе 22 размещен золотник 24, соединен-

ный болтом 23 с гайкой 25, которая завернута в стакан 27, сво-

бодно установленный в наконечнике продольной рулевой тяги.

В стакане между сухарями 26, пружиной 28 и ограничителем 29

находится шаровой палец 30 рулевой сошки. Герметичность зо-

лотника в корпусе обеспечивается резиновыми манжетами с опор-

ными шайбами. Золотник может перемещаться относительно кор-

пуса на 1,5 мм в обе стороны от среднего положения. При поворо-

те рулевого колеса перемещение производится рулевой сошкой

через стакан 27. При этом золотник соединяет нагнетательный

маслопровод с одной из полостей гидроцилиндра, а другую его

полость — со сливным маслопроводом. В результате

облегчается

поворот управляемых колес автомобиля.

Гидроцилиндр 7

шарнирно

связан с картером переднего моста

автомобиля. Он состоит из корпуса с головкой и поршня со што-

ком. Поршень в корпусе уплотнен чугунными кольцами, а шток в

головке — манжетами. Шток поршня при помощи резиновых по-

душек соединен с поперечной рулевой тягой 8.

575

Действие гидроусилителя при повороте автомобиля аналогич-

но рассмотренному ранее (см. рис. 40.7).

Рулевое управление грузового автомобиля ЗИЛ (рис.

40.12)

ле-

вое, с гидроусилителем.

Рулевой механизм

винтореечный,

выполнен в виде винта, шари-

ковой гайки, поршня-рейки и сектора; передаточное число равно 20.

Рулевой привод — с задней неразрезной рулевой трапецией. Гид-

роусилитель интегрального типа представляет собой гидроруль —

единый агрегат, в котором объединены вместе рулевой механизм,

гидрораспределитель и гидроцилиндр.

Рулевое колесо 9 закреплено на рулевом валу 8, установлен-

ном на двух шариковых подшипниках в рулевой колонке 7, кото-

рая находится в кабине автомобиля. Рулевой вал через промежу-

точный карданный вал

с двумя карданными шарнирами и сколь-

зящим

шлицевым

соединением связан с рулевым механизмом 7,

совмещенным с гидроусилителем и передающим усилие на руле-

вую сошку 75. Сошка соединена продольной рулевой тягой 14 с

поворотным рычагом 13 переднего левого управляемого колеса,

которое через рычаги 12 и 10 поворотных цапф и поперечную

рулевую тягу 11 связано с правым колесом.

Продольная рулевая тяга сплошная, в ее головках размещены

шаровые шарниры для соединения с сошкой и поворотным ры-

чагом. Поперечная рулевая тяга трубчатая, с резьбовыми конца-

ми, на которых закреплены наконечники с шаровыми шарнира-

ми для связи с рычагами поворотных цапф. Поворотом тяги в на-

конечниках регулируется схождение управляемых колес автомо-

биля.

Гидроусилитель собран в чугунном картере 16 рулевого меха-

низма, являющемся одновременно и гидроцилиндром. В картере

установлен поршень-рейка

77с

чугунными кольцами и изготов-

ленной на нем зубчатой рейкой. Поршень-рейка

7 находится в

зацеплении с зубчатым

сектором

24,

выполненным совместно с

валом 25 рулевой сошки, который установлен в картере рулевого

механизма на бронзовых втулках. Зазор в зацеплении

регулируется

смещением вала сошки при помощи специального винта. В пор-

шне закреплена шариковая гайка 79, которая через шарики свя-

зана с винтом 23 рулевого механизма, соединенным с промежу-

точным карданным валом 6. Крайние канавки в шариковой гайке

соединены между собой трубкой 18, и шарики циркулируют по

замкнутому

контуру.

Соединение винта и гайки на циркулирую-

щих шариках обладает малым трением и повышенной долговеч-

ностью.

На винте рулевого механизма между двумя упорными шарико-

выми подшипниками установлен золотник 21 гидрораспредели-

теля, закрепленный вместе с подшипниками гайкой. Он находит-

ся в отдельном корпусе 20. Золотник с винтом удерживается в

среднем положении шестью пружинами с двумя плунжерами 22

каждая, которые находятся в корпусе золотника. Золотник вместе

с винтом может перемещаться в осевом направлении на

1,1

мм в

каждую сторону вследствие разности его длины и длины корпу-

са 20. Снаружи к корпусу золотника присоединены нагнетатель-

ный и сливной шланги от насоса гидроусилителя. Внутри корпуса

шариковый клапан соединяет нагнетательную и сливную магист-

рали, когда не работает насос 2 гидроусилителя.

Насос 2 гидроусилителя лопастной, приводится в действие от

коленчатого вала двигателя

клиноременной

передачей через

шкив 27, закрепленный на его валу. Вал

^размещен

в корпусе 26

насоса на шариковом и роликовом подшипниках. На шлицевом

конце вала установлен ротор 32, расположенный в статоре

33,

который находится между корпусом 26 и крышкой 28 насоса.

В пазах ротора размещены подвижные лопасти, уплотняющие его

внутри статора. В крышке насоса находятся распределительный

диск 31, перепускной 30 и предохранительный 29 клапаны. К кор-

пусу и крышке насоса прикреплен бачок 3, имеющий сетчатые

фильтры для очистки масла, и сапун для связи его внутренней

полости с окружающей средой. При вращении ротора его лопас-

ти 35 под действием центробежных сил и давления масла плотно

прижимаются к статору. Масло из корпуса насоса через распреде-

лительный диск поступает в полость нагнетания и далее в масло-

провод.

При прямолинейном движении автомобиля золотник 21 удер-

живается в своем корпусе 20 в среднем положении пружинами и

плунжерами 22. Масло из насоса проходит через золотник 21, по-

лости А и В гидроусилителя и возвращается в бачок 3.

При повороте рулевого колеса винт 23 вывертывается из шари-

ковой гайки поршня и смещается вместе с золотником, который

отключает одну из полостей гидроцилиндра, увеличивая подачу

масла в другую полость. При этом масло перемещает поршень-

рейку 77, который поворачивает зубчатый сектор 24, связанный

с рулевой сошкой, и помогает водителю поворачивать управляе-

мые колеса автомобиля.

Ограничение подачи масла в гидроусилитель осуществляется пе-

репускным клапаном 30. Клапан при достижении определенной по-

дачи насоса открывается и перепускает часть масла из полости на-

гнетания в полость всасывания, регулируя его давление в системе.

Максимальное давление в системе ограничивается предохра-

нительным клапаном 29, установленным внутри перепускного

клапана. Предохранительный клапан срабатывает при давлении

6,5...7МПа.

При неработающем гидроусилителе поворот управляемых ко-

лес производится водителем. При этом масло в гидроусилителе из

одной полости в другую вытесняется через шариковый клапан 36.

576

Ва

577

17 23

Рис 40

Рулевое управление

а — общий вид, б — гидроусилитель, в — насос

гидроусилителя,

г — схема

шланги, 6, 8, 25 и 34 —

валы,

—

колонка, 9 — рулевое колесо, 10, 12 и 13 —

трубка,

19 — гайка, 20 и 26 — корпусы, 21 — золотник, 22 — плунжер, 23 —

диск

32 — ротор, 3? — статор,

рузового автомобиля

ЗИЛ

работы

гидроусилителя,

1 — рулевой механизм, 2 — насос, 3 — бачок, 4 и 5 —

рычаги, 11 и 14 — тяги, 15 — сошка, 16 — картер, 77— поршень-рейка, 18 —

пинт,

24 — сектор, 27 — шкив, 28 — крышка, 29, 30 и 36 — клапаны, 31 —

15 — лопасть, А и В — полости

578

579