Военное образование в России

Новости и учебные материалы

Глава 11. Рулевое управление

Работа рулевого управления автомобиля КамАЗ-43114

Работа рулевого управления при прямолинейном движении

При прямолинейном движении (рисунок 11.14) золотник 20 под действием центрирующих пружин находится в среднем положении. Масло, нагнетаемое насосом, подается к распределителю. В среднем положении золотника нагнетательная гидролиния 26 через четыре кольцевые щели между поясками золотника и корпуса распределителя соединяется с обеими полостями силового цилиндра 7, 25 и сливной линией 32 одновременно. Масло циркулирует по замкнутому кругу: насос – распределитель – силовой цилиндр – бачок насоса.

Работа рулевого управления при движении на повороте

При повороте рулевого колеса усилие передается через рулевую колонку на винт рулевого механизма. При вращении винта вследствие сопротивления повороту управляемых колес автомобиля, которое удерживает поршень-рейку на месте, создается сила, стремящаяся сдвинуть винт в осевом направлении в соответствующую сторону (рисунок 11.22). Когда эта сила превысит усилие предварительного сжатия центрирующих пружин, винт переместится и сместит жестко связанный с ним золотник. Максимальный ход золотника при включении рулевого усилителя составляет 1,2 мм, что соответствует зазору между большими кольцами упорных подшипников и корпусом распределителя (рисунок 11.21). Вместе с золотником, за счет воздействия больших колец упорных подшипников, смещается и часть реактивных плунжеров. Смещение золотника приводит к перекрытию его кромками двух (из четырех) кольцевых щелей в распределителе. При этом одна полость силового цилиндра сообщается с линией нагнетания и отключается от линии слива, другая - наоборот, оставаясь соединенной со сливом, отключается от линии нагнетания.

Рабочая жидкость, поступающая из насоса в соответствующую полость силового цилиндра, оказывает давление на поршень-рейку и, создавая дополнительное усилие на секторе вала 6 сошки рулевого управления, способствует повороту управляемых колес.

 

clip_image049

clip_image051

а – при повороте направо; б – при повороте налево

Рисунок 11.22 - Схема работы рулевого усилителя при повороте автомобиля

В первый момент после прекращения поворота рулевого колеса, если оно удерживается в заданном положении, золотник остается в смещенном положении. Подача масла в силовой цилиндр некоторое время продолжается, что сопровождается перемещением поршня-рейки. Усилие на поршне-рейке через не вращающийся винт передается на золотник, который, перемещаясь вместе с поршнем-рейкой, стремится вернуться в среднее положение. При этом золотник не доходит до среднего положения. Он сдвинется лишь настолько, чтобы открыть щель для прохода подаваемого насосом масла в линию слива. Размер щели автоматически устанавливается таким, чтобы в находящейся под напором полости цилиндра поддерживалось давление, необходимое для удержания управляемых колес в повернутом положении. Поршень-рейка останавливается, поворот управляемых колес прекращается.

За счет обратной связи между поршнем-рейкой и золотником распределителя, реализованной через винт рулевого механизма, осуществляется кинематическое следящее действие рулевого усилителя, которое представляет собой пропорциональную зависимость между углом поворота рулевого колеса и углом поворота управляемых колес.

Давление в рабочей полости цилиндра усилителя увеличивается пропорционально повышению сопротивления повороту колес. Одновременно возрастает давление в полостях между реактивными плунжерами 22 (рисунок 11.14), вызывая увеличение усилия, стремящегося вернуть золотник в среднее положение. Чем больше сопротивление повороту управляемых колес, а следовательно, выше давление в рабочей полости цилиндра, тем больше усилие, с которым золотник стремится вернуться в среднее положение, а также усилие на рулевом колесе. Таким образом, у водителя создается «чувство дороги», или силовое следящее действие, которое обеспечивает увеличение усилия на рулевом колесе пропорционально сопротивлению повороту управляемых колес.

При повороте налево на винт будет действовать дополнительная осевая сила, вызванная действием давления масла на торец винта (рисунок 11.22,а), для уравновешивания которой в глухие отверстия распределителя установлены три реактивных плунжера, суммарная торцевая площадь которых равна площади торцевой поверхности винта. Поскольку давление жидкости на торцевую поверхность трех плунжеров также создает осевую силу, но направленную вправо (по рисунку 11.22,а), осевые силы на винте уравновесятся и усилие на рулевом колесе при повороте налево не будет отличаться от усилия при повороте направо.

При наезде на препятствие одним из управляемых колес или при разрыве шины колеса возможна ситуация, когда колесо начнет резко поворачиваться. В этом случае усилие от колеса передается на вал сошки, который, поворачиваясь, будет перемещать поршень-рейку. Поскольку винт рулевого механизма не вращается (водитель удерживает рулевое колесо в одном положении), он тоже переместится в осевом направлении вместе с золотником. При этом в полости силового цилиндра, объем которой уменьшается вследствие перемещения поршня-рейки, увеличится давление масла и произойдет ее разъединение с линией слива. Повышенное давление в этой полости силового цилиндра смягчит удар и позволит водителю удержать автомобиль на заданной траектории движения (рисунок 11.23).

clip_image053

Рисунок 11.23 - Схема работы рулевого усилителя при разрыве шины правого колеса

При неработающем двигателе или неисправности в гидросистеме рулевого усилителя конструкция распределителя позволяет осуществлять поворот управляемых колес только за счет мускульной силы водителя. Для этого в одном из плунжеров установлен обратный шариковый клапан (рисунок 11.24). В первый момент, когда водитель начинает поворачивать рулевое колесо, происходит осевое перемещение золотника до упора кольца подшипника в корпус распределителя, после чего усилие водителя будет передаваться на управляемые колеса. Поршень-рейка, перемещаясь, вытесняет из полости силового цилиндра масло, который через обратный шариковый клапан по каналам поступает в противоположную полость силового цилиндра. Тем самым уменьшается сопротивление повороту управляемых колес.

clip_image055

Рисунок 11.24 Схема работы рулевого усилителя при повороте направо с неисправной гидросистемой

Данный режим не может длительно использоваться, поскольку на шариковинтовую пару и другие детали рулевого управления действуют увеличенные нагрузки. Поэтому при продолжительной эксплуатации с неработающей гидросистемой указанные детали преждевременно изнашиваются и могут быть выведены из строя

You are here: Главная Лекции Автомобильная подготовка Глава 11. Рулевое управление