Усилители рулевых приводов

Для уменьшения усилия, затрачиваемого при повороте рулевого колеса, смягчения ударов от неровностей дороги и повышения безопасности при разрыве шин передних колес в конструкцию рулевого управления некоторых автомобилей вводят усилители. Различают пневматические и гидравлические, электрические усилители. Предпоследние получили наибольшее распространение по причине компактности эффективности и надежности. Конструктивно их выполняют объединенными с рулевым механизмом в одном картере (ЗИЛ, КАМАЗ) или вынесенными отдельно (МАЗ, ГАЗ 66, ПАЗ).

Гидроусилитель, объединенный с рулевым механизмом состоит из следующих элементов: цилиндр (картер), поршень – рейка с жестко закрепленной в нем гайкой, которая посредством шариков и винтовых канавок зацеплена (соединяется) с винтом, приводимым во вращение рулевым валом; к картеру крепится корпус клапана, в котором размещен золотник, перемещающийся при вращении рулевого вала за счет соединения винт – гайка: поршень – рейка находится в зубчатом зацеплении с зубчатым сектором вала, на котором крепится сошка. Усилитель рулевого управления имеет гидропривод от лопастного насоса, приводимого в действие клиновым ремнем от шкива коленчатого вала. Масло или жидкость заливается в специальный бачок с фильтром. Принцип действия усилителя основан на использовании давления масла на торцы поршня – рейки, которое создает дополнительную силу, передвигающую поршень – рейку.

Когда автомобиль движется прямо, жидкость подаваемая насосом, через клапан управления, в обе полости цилиндра и возвращается в бачок. Поворот рулевого колеса вправо или влево вызывает перемещение золотника по отношению к корпусу клапана управления. При этом отключается подача в одну из полостей цилиндра, увеличивая подачу жидкости в другую полость. В результате происходит усиленное перемещение поршня – рейки и поворот зубчатого сектора.

В картере размещен аварийный шариковый клапан на случай отказа насоса или повреждения гидролинии. Он соединяет линию высокого давления с линией слива.

Насос гидроусилителя лопастного типа состоит из следующих основных элементов: корпус, вал шлицевой, ротор с лопастями, статор, закрепленный между корпусом и крышкой, внутри которой размещен распределительный диск, перепускной и предохранительный клапаны.

Насос начинает работать одновременно с двигателем. При этом лопасти прижимаются к статору под действием центробежных сил. Масло из корпуса попадает в пространство между лопастями и вытесняется ими при вращении ротора через распределительный диск в полость нагнетания и далее в магистраль высокого давления. Через перепускной клапан жидкость начинает поступать обратно в бачок при больших скоростях вращения насоса, когда в систему начинает поступать излишнее количество масла. За один оборот ротора происходит два цикла всасывания и нагнетения.

Гидроусилитель, выполненный отдельно от рулевого механизма (МАЗ, ГАЗ 66), состоит из следующих основных компонентов: распределитель, корпус с шаровыми шарнирными пальцами, к которым крепятся рулевая сошка и продольная тяга, силовой гидроцилиндр со штоком, шарнирно закрепленным к кронштейну рамы автомобиля, трубопроводы, шестеренчатый насос, установленный на двигатель автомобиля, соединительные шланги и трубопроводы. Полости гидроцилиндра, разделенные поршнем, соединены трубопроводами с каналами корпуса распределителя и полостью золотника.

При прямолинейном движении автомобиля масло от насоса поступает к распределителю и далее по средней кольцевой полости в сливную магистраль и бачок. Во время поворота рулевого колеса рулевая сошка через шаровый палец перемещает золотник в сторону от нейтрального положения. При этом нагнетательная и сливная полости в корпусе распределителя разобщаются средним буртиком золотника, и масло начинает поступать в соответствующую полость силового цилиндра, перемещая его относительно поршня, закрепленного на штоке. Жидкость из другой полости цилиндра выдавливается через средний паз распределителя в сливной трубопровод. Движение цилиндра через шаровый палец и связанную с ним рулевую тягу передается колесам.

Если прекратить вращение рулевого колеса, золотник останавливается, но корпус распределителя будет перемещаться до тех пор, пока золотник не займет среднее положение. При этом начинается слив масла в бачок, а поворот колес прекращается. Этот недостаток – инертность системы гидроусилителя.

В корпусе распределителя устанавливают обратный клапан для перепуска масла из одного отсека гидроцилиндра в другой при неработающем двигателе или при буксировке автомобиля.

Система питания