Рулевой механизм автомобилей КамАЗ, КрАЗ и МАЗ

Рулевой механизм автомобилей КамАЗ, КрАЗ и МАЗ

Рулевой механизм автомобилей КамАЗ, КрАЗ и МАЗ

Рулевое управление

Рулевое управление служит для изменения направления движения автомобиля. При этом оно должно обеспечивать затрату водителем минимального усилия на вождение автомобиля и автопоезда. Поэтому на большегрузных автомобилях с дизельными двигателями применяют гидравлические усилители рулевого управления, облегчающие поворачивание передних колес. Рулевое управление состоит из рулевого механизма, усилителя и рулевого привода. В некоторых конструкциях силовой цилиндр и клапан управления гидроусилителя встроены в рулевой механизм.

Рулевой механизм

Рулевой механизм преобразует вращательное движение рулевого колеса в угловое перемещение звеньев рулевого привода, его выполняют с большим передаточным числом (20-24) для снижения усилия, затрачиваемого водителем.

На автомобилях КамАЗ применяют рулевой механизм с гидроусилителем, который показан на рис. 93. В собственно рулевой механизм входят винт 12, по которому перемещается ганка 13, установленная на циркулирующих шариках, и поршень-рейка 11, зацепленная зубьями с зубчатым сектором 10.

Поскольку кабина автомобилей КамАЗ вынесена вперед и выполнена откидной, потребовалось ввести шарнирное соединение рулевой колонки с рулевым механизмом и дополнительный угловой редуктор.

Рис. 93. Схема установки передних колес на автомобилях КрАЗ, МАЗ и КамАЗ: 1 — реактивный плунжер- 2 — масляный радиатор- 3 — шланг высокого давления- 4 — насос- 5 — рулевая колонка- 6 — карданный вал- 7 — ведущая шестерня- 8 — ведомая шестерня- 9 — вал сошки- 10 — зубчатый сектор вала сошки- 11 — поршень-репка- 12 — винт- 13 — шариковая гайка- 14 — шариковые подшипники- 15 — упорный задний подшипник- 16 — золотник- 17 — клапан управления- 18 — шланг низкого давления- 19 — упорный передний подшипник

Вал рулевой колонки соединен шарниром с карданным валом 6. Другой конец вала 6 при помощи шарнира соединен с ведущей шестерней 7 углового редуктора. Угловой редуктор состоит из ведущей 7 и ведомой 8 конических шестерен.

Ведущая шестерня выполнена за одно целое со своим валом, вращающимся на игольчатом и шариковом подшипниках. Шариковый подшипник ведущей шестерни находится в верхней крышке картера. Ведомая шестерня 8 установлена на валу винта 12, вращающегося в двух шариковых подшипниках 14. Перемещающаяся по винту 12 гайка 13 помещена в поршне- рейке 11. На его наружной поверхности нарезаны зубья, образующие рейку и входящие в зацепление с зубчатым сектором 10.

Для облегчения передвижения гайки 13 в ней и в винте 12 выполнены полукруглые винтовые канавки, образующие спиральный канал, заполненный шариками. Выпадение шариков из канавок предотвращается установкой в пазы гайки штампованных направляющих, состоящих из двух половин. Образованный таким образом желоб создает два замкнутых потока перекатывающихся шариков. По этому желобу при повороте винта перекатываются шарики, выходящие с одной стороны гайки и возвращающиеся в нее с другой. На валу винта 12 установлены два упорных подшипника 15 и 19 с золотником 16 клапана управления между ними. Подшипники и золотник закреплены гайкой с пружинной шайбой. Золотник имеет несколько большую длину, чем гнездо в клапане управления.

В осевом направлении винт и золотник могут перемещаться в пределах 1,1 мм в каждую сторону от среднего положения, в которое их возвращают спиральные пружины и реактивные плунжеры 1, находящиеся под давлением масла, поступающего по нагнетательной магистрали от лопастного насоса. Всякий поворот рулевого колеса передается винту и вызывает соответствующее поворачивание колес. Однако колеса при этом создают сопротивление, которое, передаваясь на винт 12, стремится сместить его в осевом направлении. Когда это сопротивление превысит силу предварительного сжатия пружин, то смещение винта изменит положение золотника. Соответственно направлению сдвига винта 12 золотник соединит одну полость усилителя с линией нагнетания, а другую — с линией слива. Под давлением масла поршень-рейка 11 создает дополнительное усилие, действующее на сектор 10 сошки и способствующее повороту управляемых колес автомобиля.

По мере повышения сопротивления повороту передних колес увеличивается давление в рабочей полости цилиндра гидроусилителя. Вместе с тем растет давление и под реактивными плунжерами 1. Под давлением пружин и реактивных плунжеров золотник стремится вернуться в среднее положение.

Водитель, управляя автомобилем, всегда сохраняет чувство дороги, т.е. для поворота рулевого колеса ему необходимо затратить некоторое усилие.

С увеличением сопротивления повороту передних колес и увеличением давления в полости цилиндра гидроусилителя возрастает также и усилие на рулевом колесе.

По окончании воздействия на рулевое колесо золотник перемещается в среднее положение, связь данной полости цилиндра с линией нагнетания прекращается и давление в ней падает.

В среднем положении осевой зазор между поршнем-рейкой и зубчатым сектором наименьший. По мере поворота рулевого колеса вправо и влево зазор в этом зацеплении увеличивается.

При неработающем двигателе и отсутствии подачи жидкости насосом гидроусилителя рулевой механизм работает обычным образом, однако при этом водителю приходится затрачивать большее усилие на управление автомобилем.

В нижней части корпуса рулевого механизма расположена сливная пробка с магнитом, улавливающая металлические частицы, попадающие в жидкость.

У автомобилей Минского автозавода применен рулевой механизм типа винт — шариковая гайка, но с вынесенным отдельно гидроусилителем.

Вал рулевого механизма (рис. 94), установленный на двух конических роликовых подшипниках 7 и 13, имеет винт 11, по которому передвигается гайка-рейка 9. На наружной поверхности гайки нарезана рейка, входящая в зацепление с зубчатым сектором вала 1. Для более легкого перемещения гайки в ней и в винте выполнены полукруглые винтовые канавки, образующие спиральный канал, заполненный шариками 10. Выпадение шариков из канавок предотвращается установкой в пазы гайки штампованных направляющих, образующих трубчатый желоб. По этому желобу при повороте винта перекатываются шарики, выходящие с одной стороны гайки и возвращающиеся в нее с другой.

Рис. 94. Рулевой механизм автомобилей МАЗ: 1 — вал сектора- 2 — сальник- 3 — игольчатые подшипники- 4 — боковая крышка- 5 — пробка сливного отверстия- 6 — гайка регулировочная- 7 — подшипник- 8 — картер рулевого механизма- 9 — гайка-рейка- 10 — шарики- 11 — винт- 12 — пробка заливного отверстия- 13 — подшипник

Вал зубчатого сектора установлен на трех игольчатых подшипниках 3, два из которых расположены со стороны крепления сошки. Сектор с пятью зубьями входит в зацепление с зубьями рейки. Средний зуб сектора имеет несколько большую толщину, чем другие. На одном конце вала сектора 1 выполнены мелкие шлицы для соединения с рулевой сошкой, которая удерживается от осевого смещения гайкой. На другом конце вала сектора имеется регулировочное устройство, позволяющее устанавливать необходимый осевой зазор в зацеплении сектор — гайка. Оно состоит из регулировочного винта, фиксируемого контргайкой.

Картер 8 рулевого механизма отливают из чугуна и закрывают с боков съемными крышками с уплотнительными прокладками. Места выхода из картера вала руля и вала сектора уплотнены резиновыми сальниками. В верхней части картера расположена пробка 12, закрывающая наливное отверстие для масла. В нижней части имеется отверстие с такой же пробкой 5 для слива масла.

На автомобилях КрАЗ ранее устанавливали рулевой механизм, состоящий из червяка и бокового зубчатого сектора со спиральными зубьями (таких автомобилей сейчас много в эксплуатации), а в настоящее время применяют механизм в виде винта и шариковой гайки-рейки, т.е. такого же типа, как и на автомобилях Минского автозавода, также с вынесенным отдельно гидроусилителем.