Грузовые автомобили. Ведущие мосты

Мельников Илья

Рулевое управление

Рулевым управлением изменяют направление движения автомобиля путем поворота передних колес. Рулевое управление включает в себя рулевой механизм и рулевой привод.

Для обеспечения движения колес автомобиля на повороте без бокового скольжения необходимо, чтобы окружности, описываемые колесами, имели общий центр, называемый центром поворота.

Рис. Схема поворота автомобиля 1 – передняя ось, 2 – поворотные рычаги, 3 – поперечная рулевая тяга, 0 – центр поворота, (1 – угол поворота внутреннего колеса, (2 – угол поворота внешнего колеса.

В центре поворота должны пересекаться продолжения осей всех приборов автомобиля.

Для соблюдения этого, управляемые колеса должны поворачиваться на различные углы – внутренние на больший угол, внешнее на меньший (см. устройство ходовой части).

Вращая руль, который закреплен с одного конца рулевого вала, водитель поворачивает колеса, т.е. вращение рулевого колеса, через рулевой

механизм (один конец рулевого вала входит в него) передается на рычаги и тяги рулевого привода, при помощи которых и поворачиваются передние колеса. Рулевой вал в верхней части закреплен к панели приборов автомобиля хомутиком, а в нижней части к корпусу рулевого механизма втулками. Рулевой механизм превращает вращение руля в плоскостное перемещение рулевых тяг, поворачиваемых колеса на определенные углы. Так как рулевой механизм выполнен как устройство понижающее обороты и увеличивающее крутящий момент (редуктор), механизм еще и усиливает в несколько раз усилие приложенное водителем к рулевому колесу (15 – 30 раз). Именно такие передаточные числа имеют рулевые механизмы. Передаточное число рулевого управления определяется отношением угла поворота рулевого колеса к углу поворота передних колес автомобиля. Общее передаточное число рулевого управления равно произведению передаточных чисел рулевого механизма и рулевого привода. Передаточное число рулевого механизма автомобиля ЗИЛ-130 – 20, ГАЗ-53А – 20,5 и КамАЗ – 20,0. И чем выше передаточное число редуктора, тем меньше усилие, которое нужно приложить водителю для поворота рулевого колеса. Однако слишком большое передаточное число ведет к ухудшению управляемости автомобилем (для незначительного поворота колес, при большом передаточном числе, руль приходится поворачивать на большой угол).

На грузовых автомобилях ЗИЛ – 130 и КамАЗ рулевое управление имеется гидроусилитель (масляный усилитель) руля, предназначенный дополнительно снижать усилие, необходимое для поворота руля, смягчение толчков от неровностей дороги, передаваемых на рулевое колесо.

Гидроусилитель

Рис. Схема работы гидроусилителя рулевого управления: 1 – насос усилителя; 2 – распределительное устройство; 3 – трубки для подачи масла; 4 – силовой цилиндр усилителя; 5 – поршень усилителя со штоком; 6 – маятниковый рычаг; 7 – емкость для масла объединена в одно целое с рулевым механизмом.

В комплект гидроусилителя входят: масляный насос, приводимый в действие ременной передачей от коленчатого вала двигателя, распределительное устройство и исполнительное устройство, выполненное в виде гидроцилиндра. Гидроусилитель включается в работу только по мере необходимости. Если водитель прикладывает усилие к рулевому колесу в определенном направлении, распределительное устройство направляет жидкость, нагнетаемую насосом в определенную полость гидроцилиндра. Жидкость давит на поршень, шток которого начинает перемещаться и помогает водителю поворачивать колеса. При движении в прямом направлении гидроусилитель руля не работает.

Гидроусилитель повышает безопасность движения, так как при разрыве шины, позволяет сохранить управление автомобилем, что особенно важно, когда автомобиль движется на высокой скорости. Насос гидроусилителя 1 приводится в действие от двигателя. Если не работает двигатель, значит не работает и насос гидроусилителя.

При неисправном гидроусилителе руля эксплуатировать автомобиль запрещено, разрешается только доехать до места ремонта.

Насос гидроусилителя руля

Силовой цилиндр гидроусилителя является одновременно и корпусом рулевого механизма. Отлит корпус из чугуна. Он прикреплен болтами к раме. Насос 2 гидроусилителя нагнетает масло из специального бачка в цилиндр, расположенный в корпусе.

Обслуживание расходного и предохранительного клапанов насоса .

Рис. Расходный и предохранительный клапаны насоса: 1 – золотник расходного клапана; 2 – пружина предохранительного клапана; 3 – направляющая пружины предохранительного клапана; 4 – шарик предохранительного клапана; 5 – пружина золотника; 6 – седло предохранительного клапана; 7 – фильтр; 8 – кольцо; 9 – пробка-заглушка; 10 – прокладка уплотнительная; 11 – прокладки регулировочные

При загрязнении расходного и предохранительного клапанов промойте их. Для этого: пробку-заглушку 9, расположенную над выходным отверстием насоса отверните, затем выньте пружину 5 и золотник 1 расходного клапана, а пробку-заглушку установите на место, что предотвратит вытекание масла. Отверните седло 6 предохранительного клапана, выньте шарик 4, направляющую 3 и пружину 2. Выньте кольцо 8 и фильтр 7 из седла предохранительного клапана. Промойте детали и продуйте сжатым воздухом. Сборку производите в обратном порядке. При сборке соблюдайте чистоту. При разборке и сборке, чтобы не нарушить регулировку предохранительного клапана, не изменяйте количество регулировочных прокладок 11.

Рулевой механизм типа червяк – ролик

Такой рулевой механизм применяют на некоторых грузовых автомобилях, имеющих механическое рулевое управление.

Рис. Устройство рулевого управления автомобиля ГАЗ а – рулевой механизм типа червяк – ролик, б – рулевой привод, 1 – нижняя крышка, 2 – конические подшипники, 3 – рулевая колонка, 4 – рулевое колесо, 5 – рулевой вал, 6 – ролик, 7 – червяк, 8 – корпус, 9 – вал сошки, 10 – ось ролика, 11 – регулировочный винт, 12 – шайба, 13 – рулевая сошка, 14, 16 – продольная и поперечная тяги, 15 – верхний поворотный рычаг, 17 – рычаги поворотных цапф, 18 – поворотная цапфа, А – выточка, Б – паз.

Рулевой механизм состоит из рулевого колеса 4, рулевого вала 5, с червяком 7, колонки (трубы) 3, внутри которой проходит рулевой вал 5, вала 9 сошки с трехгребневым роликом 6, сошки 13 и чугунного корпуса 8 с подшипниками.

Корпус рулевого механизма прикреплен болтами к раме автомобиля. Рулевой вал 5 нижним концом запрессован на червяк 7, который вращается на двух конических роликовых подшипниках 2. Внутренними кольцами подшипников служат конические закаленные поверхности червяка. Наружные кольца запрессованы в гнезда корпуса и закрыты крышками 1.

Между нижней крышкой 1 и корпусом установлены бумажные прокладки для регулировки осевого зазора подшипников червяка. Под верхней крышкой установлена одна уплотнительная прокладка.

Вал 9 сошки вращается в бронзовой втулке, запрессованной в нижней части корпуса, и в цилиндрическом роликовом подшипнике, установленном в боковой крышке корпуса рулевого механизма. Внутренний конец вала сошки имеет кольцевую выточку А, которая входит в паз регулировочного винта 11. В месте выхода из корпуса вала сошки расположен самоподжимный сальник. Регулировочный винт 11ввертывается в боковую крышку корпуса рулевого механизма и удерживает вал сошки от осевых перемещений. Стопорится вал сошки шайбой 12, которая входит усом в паз винта. На винт надевается колпачковая гайка, которая прижимает шайбу к крышке.

В головке вала сошки установлен трехгребневой ролик 6, который вращается на оси на двух игольчатых подшипниках. Ось запрессована в отверстиях головки вала сошки 9. Для правильной установки сошки на вал на торцах выбиты риски. Гайкой закрепляют сошку на валу. При повороте рулевого колеса червяк, вращаясь, повертывает вал сошки с роликом. В это время нижний конец вала сошки передвигается вперед или назад, увлекая за собой привод и поворачивая колеса.

Для смазывания деталей корпус рулевого механизма заправляют трансмиссионным маслом до уровня наливного отверстия, которое закрывают пробкой. Вытеканию масла препятствуют самоподжимный сальник, войлочное кольцо и картонные прокладки.

Рулевой привод

Рулевой привод соединят сошку 13 с поворотными цапфами 18 и состоит из продольной рулевой тяги14, поворотных рычагов 17 и 15, поперечной рулевой тяги 16.

Передняя ось, поворотные рычаги, и поперечная рулевая тяга образуют рулевую трапецию, которая обеспечивает при повороте движение всех автомобильных колес без скольжения, а также легкость управления и минимальный износ шин.

Рулевые тяги и рычаги соединены при помощи шарниров с шаровыми пальцами 2. С обеих сторон пальца 2 находятся вкладыши 1 и 3, которые прижимаются к нему сферическими выемками с помощью пружины 4, зажатой в рулевой тяге резьбовой пробкой 6.

Рис. Шарниры рулевых тяг а – продольная тяга, б и в – поперечные тяги, 1 и 3 вкладыши, 2 – шаровой палец, 4 – пружина, 5 – ограничитель, 6 – пробка, 7 – наконечник, 8 – стяжной болт, А – сошка, Б – продольная тяга, В – рычаг цапфы, Г – поперечная тяга.

Шарниры позволяют рычагам и тягам находиться во время работы под различными углами друг к другу.

В грузовых автомобилях все чаще вместо пружин и металлических вкладышей стали применять нерегулируемые вкладыши из обрезиненного полиамида 1, 3.

Левая и правая резьба на концах поперечной тяги позволяет регулировать схождение колес, не снимая тяги с автомобиля.

Направление движения автомобиля изменяют поворотом рулевого колеса При повороте рулевого колеса по часовой стрелке – колеса поворачиваются направо. При повороте рулевого колеса против часовой стрелки – колеса поворачиваются налево.

Рулевая колонка

Рулевая колонка прикреплена одной стороной к переднему щиту и панели кабины, в нижней части к полу кабины.

Рис. Рулевая колонка автомобиля ЗИЛ-4333 1 – карданный шарнир, 2 – маховичок регулировки положения рулевой колонки по высоте, 3 – маховичок регулировки наклона рулевой колонки, 4 – переключатель сигналов и фар, 5 – рулевое колесо, 6 – переключатель стеклоочистителя и омывателя.

Осевой зазор в подшипниках, в которых вращается вал рулевой колонки регулируют гайкой. В современных автомобилях рулевое колесо можно отрегулировать по высоте и углу наклона для удобства водителей, для этих целей и предназначены два маховичка 2 и 3.

Чтобы отрегулировать рулевое колесо необходимо повернуть на себя маховичок 2 на один или полтора оборота, для регулировки колонки по высоте и маховичок 3 на ¼ оборота, чтобы можно было отрегулировать угол наклона. Затем, установив в нужное положение рулевое колесо, повернуть маховички в обратную сторону, тем самым зафиксировать новое положение колонки.

При наличии осевого перемещения рулевого колеса, необходимо подтянуть гайку крепления подшипников колонки, предварительно освободив усики стопорной шайбы. После регулировки усики надо загнуть, один – в паз гайки, другие – на поверхность гайки.

Неисправности подвески и рулевого управления

К неисправностям подвески и рулевого управления относятся:

– увеличение свободного хода (люфта) рулевого колеса;

– повышение силы, необходимой для поворота передних колес, слишком "жесткое" рулевое управление;

– подтекание масла из картера рулевого механизма;

– автомобиль уводит в сторону;

– шумы, дергание или вибрация;

– повышенное продольное раскачивание и (или) крен при поворотах или во время торможения;