Рулевой механизм с передачей типа винт - гайка - рейка - сектор с усилителем

Рассмотрим устройство механизма на примере автомобиля ЗИЛ-5301. На этом автомобиле рулевой механизм объединен с усилителем.

Рис. 8.5а. Рулевой механизм со встроенным гидроусилителем: 1 – нижняя крышка, 2 – цилиндр усилителя, 3 – поршень – рейка, 4 – рулевой винт, 5 – шариковая гайка, 6 – желоб, 7 – шарик, 8 – промежуточная крышка, 9 – золотник клапана управления усилителем, 10 – корпус клапана усилителя, 11 – регулировочная гайка, 12 – крышка, 13 – игольчатый подшипник, 14 – боковая крышка, 15 – упорная шайба, 16 – регулировочный винт, 17 – магнитная пробка, 18 – вал рулевой сошки, 19 – центрирующая пружина, 20 – реактивный плунжер, 21 – установочный винт, 22 – зубчатый сектор

Рис. 8.5б. Рулевое управление с гидроусилителем автомобиля ЗИЛ: 1 – бачок насоса, 2 – кронштейн крепления насоса, 3 – сливной шланг низкого давления, 4 – корпус клапана управления, 5 – карданный вал, 6 – рулевая тяга, 7 – вал сошки, 8 – корпус рулевого механизма и гидроусилителя, 9 – трубка высокого давления, 10 – ремень привода насоса, А – насос гидроусилителя, Б – рулевой механизм с гидроусилителем.

Рулевой механизм с гидроусилителем состоит из корпуса (цилиндра) усилителя 2 (рис. 8.5а), герметично закрытого нижней крышкой 1 и промежуточной крышкой 8. Внутри цилиндра находится поршень-рейка 3. Поршень в цилиндре уплотнен кольцами. В выточку поршня вставлена шариковая гайка 5, закрепленная в поршне установочными винтами 21. Через гайку и поршень проходит рулевой винт 4. На винте и внутри шариковой гайки нарезаны спиральные канавки, в которые вложены шарики 7. Они являются шариковой резьбой, облегчающей вращение рулевого винта. Для обеспечения циркуляции шариков начало и конец шариковой резьбы соединены желобом 6. Поршень имеет зубчатую рейку для зацепления с зубчатым сектором 22, выполненным заодно с валом рулевой сошки 18. Зацепление сектора с рейкой регулируется винтом 16.

От самопроизвольного вращения винт удерживается контргайкой. Вал сошки установлен в корпусе на двух втулках, одна из которых установлена в боковой крышке, а другая в приливе корпуса. Этот конец вала уплотнен сальником, на его конических шлицах установлена сошка, которая закреплена стопорной шайбой и гайкой.

Внизу картера рулевого механизма имеется отверстие для слива рабочей жидкости, закрывающееся пробкой 17.

В верхней части цилиндра закреплен корпус клапана управления 10. Внутри его на рулевом винте 4 между двумя шариковыми подшипниками находится золотник 9 клапана. В среднем, нейтральном положении золотник удерживается двенадцатью реактивными плунжерами 20 и пружинами 19. Подшипники и золотник зажимаются регулировочной гайкой 11 и от среднего положения могут перемещаться вместе с рулевым винтом на 1…1,5 мм.

Принцип действия гидроусилителя следующий: насос нагнетает давление в системе, но если руль стоит на месте, то насос просто создает циркуляцию жидкости. Стоит только водителю начать поворачивать руль, как перекрывается циркуляция, и жидкость начинает давить на рейку, «помогая» водителю. Давление направлено в ту сторону, в которую вращается руль.

Для автомобилей большой массы (обычно полная масса свыше 12 т) наиболее рациональна компоновочная схема рулевого управления с вынесенным гидроусилителем (рис.8.6). Достоинства данной компоновки по сравнению со встроенным усилителем заключается в меньшей нагруженности рулевого привода, большей чувствительности при повороте рулевого колеса, сравнительно легком монтаже гидроусилителя в рулевом приводе. Кроме того, расположенный у колес гидроцилиндр воспринимает удары со стороны дороги, предохраняя рулевой механизм от перегрузок.

Сущность работы гидроусилителя заключается в том, что усилие водителя при повороте рулевого колеса увеличивается давлением масла, которое подается в гидроусилитель насосом, приводимым клиноременной передачей от коленчатого вала двигателя.

Рис. 8.6. Схема рулевого управления с вынесенным гидроусилителем: 1— рулевое колесо; 2 — рулевая колонка; 3 — насос; 4 — масляный бак; 5 — балка передней оси; 6 — поперечная рулевая тяга; 7—тормозной барабан; 8—продольная рулевая тяга; 9 —силовой цилиндр гидроусилителя; 10 – рулевой механизм