Бортовийавтомобіль великої вантажності колісної формули 6х6

У середній частині вал  має рульову спіральну нарізку  На спіральну нарізку посаджена  втулка, яка шліцьовим з'єднанням також зв'язана з гвинтом рульового  механізму. На втулці між двома опорними кульковими підшипниками змонтований  золотник. Таким чином при повороті рульового колеса з початку відносно рульового гвинта механізму, в шліцьовому  з'єднанні повертається вхідний  вал розподілювача.  Оскільки при  цьому повороті муфта не повертається ( вона посаджена і на шліцах гвинта рульового механізму), то через гвинтове з'єднання вхідний вал - муфта, переміщується  в осьовому направлені захоплюючи за собою золотник. Золотник в свою чергу переміщаючись на 1,8 ± 0,15 мм від нейтрального положення з'єднує  нагнітаючу порожнину насоса з тою  чи іншою порожниною силового гідроциліндра, а протилежну порожнину гідроциліндра  зі зливом в бачок. При подальшому провертанні рульового колеса, починає  обертатися втулка і золотник, але  осьове їх положення при цьому  не змінюється.

Реактивні плунжери служать  для забезпечення "відчуття дороги", а також для центрування золотника  в нейтральному положенні. При зростанні  опору повороту, зростає тиск в  системі. Зростаючий тиск збільшує силою  дії на реактивні плунжери, котрі  прагнуть вернути золотник в початкове  положення. В результаті цього зростає  протидія повороту рульового колеса.

Перепускний клапан призначений  для забезпечення з’єднання при 

 

непрацюючому двигуні  порожнин силового гідроциліндра між  собою і бачком з метою зменшення  зусиль, необхідних для повороту передніх керованих коліс. 

Торсіон розподілювача служить для центрування золотника в нейтральному положенні. Торсіон встановлений в середині гвинта та вхідного вала.

Силовий циліндр служить для полегшення повороту керованих коліс. Його корпус прикріплений до картера переднього моста, а шток - до двоплечого важеля поворотного кулака. Від складається з корпуса, поршня , штока, елементів ущільнення, кріплення та захисту від бруду. Кріплення циліндра здійснюється за допомогою шарових шарнірів.

До рульових тяг відносяться  повздовжня і поперечна рульові  тяги.

Рульове управління працює таким чином.

При утриманні рульового  колеса в нейтральному положенні, золотник розподілювача знаходиться в  нейтральному положенні. В цьому  випадку гідравлічна рідина виявляється "закритою" в гідроциліндрі, а  рідина, яка подається насосом  до розподілювача повертається назад  в бачок. Автомобіль рухається прямо. При повороті рульового колеса в  ту чи іншу сторону золотник в розподілювачі  переміщується і з'єднує нагнітаючу порожнину насоса з тою чи іншою  порожниною силового гідроциліндра, а  протилежну порожнину гідроциліндра - зі зливом в бачок. Паралельно з  створюваним зусиллям гідроциліндра, поворот коліс здійснюється зусиллям, яке створює водій через гвинт, рейку-гайку, сектор, сошку, рульові  тяги.  Після припинення повороту рульового колеса у визначеному  положенні, золотник розподілювача  під дією реактивних плунжерів повертається в нейтральне положення. Автомобіль повертається з фіксованим радіусом.

При відмові системи гідропідсилення поворот автомобіля здійснюється за рахунок мускульної сили водія. Гідравлічна рідина в системі перетікає у відповідні порожнини через перепускний клапан.

Характерні несправності рульового управління

Ймовірна причина	Спосіб усунення
Автомобіль не тримає дорогу
Збільшений вільний хід  рульового колеса	Відрегулювати вільний хід
Збільшення зусилля повороту
Втрата продуктивності насоса гідропідсилювача		Перевірити та відрегулювати  натяг приводного ременя
Підвищений попередній натяг  сферичних підшипників рульового механізму		Відрегулювати затяжку підшипників
Недостатнє або нерівномірне зусилля повороту
Понизився рівень масла в  бачку гідропідсилювача		Довести рівень масла до норми
Послаблення ременя приводу  насоса		Відрегулювати натяг ременя
Повна відсутність зусилля  при різноманітних обертах двигуна
Обрив ременя привода насоса гідропідсилювача		Замінити ремінь
Послаблення затяжки сідла  запобіжного клапана насоса		Розібрати насос та затягнути  сідло
Зависання перепускного клапана  насоса в результаті забруднення		Розібрати насос та усунути  несправність
Підвищений шум при  роботі насоса
Пониження рівня масла  в бачку гідропідсилювача		Долити масло до потрібного рівня
Послаблення ременя приводу насосу гідропідсилювача		Відрегулювати натяг ременя
Стук в рульовому механізмі
Поява зазору в зубчатому  зачепленні		Відрегулювати зачеплення в  рульовому механізмі
Підтікання масла із-під  штока силового гідроциліндра гідропідсилювача
Знос гумового ущільнення		Замінити зношені деталі

Регулювання рульового  керування

Перевірка і регулювання  сходження передніх коліс

Ознакою необхідності регулювання  є підвищений люфт передніх коліс. Регулювання  виконується в послідовності:

поставити автомобіль на рівну  площадку для руху прямо;

розсувною лінійкою по торцях гальмівних барабанів попереду і  позаду коліс на рівні осі вимірити їх сходження. Воно повинне бути 0...2 мм.

при невідповідності сходження  технічним умовам шляхом подовження чи укорочування поперечної тяги відрегулювати  сходження. При регулювання необхідно  стежити за рівномірністю нагвинчування  на тягу обох наконечників.

Регулювання вільного ходу кермового колеса.

  Підвищення вільного ходу кермового колеса викликане ослабленням кріплення кермового колеса, кронштейна і картера рульового механізму, вилок карданного вала, кермової сошки на валу сектора, важелів поворотних кулаків, а також появою зазорів в підшипниках  гвинта чи зачеплення сектора з гайкою-рейкою. Тому при збільшеному вільному ході (більш 25⁰) спочатку необхідно зробити підтяжку всіх кріплень і лише при неможливості усунення підвищеного люфту шляхом підтяжки кріплень приступити до регулювання кермового механізму в послідовності;

злити масло з кермового  механізму і системи гідропідсилення, розібрати механізм;

видаленням регулювальних  прокладок при вийнятому секторі  і від’єднаному розподілювачі відрегулювати затягування сферичних підшипників таким чином, щоб момент повороту становив 60...120 Н·см.

шляхом повертання ексцентрикових вкладишів (вкладишів, на яких посаджений вал сектора) на однакове число отворів (по годинниковій стрілці, якщо дивитися зі сторони шліців сектора)  відрегулювати зачеплення сектора з гайкою-рейкою. Момент провертання гвинта повинний складати 100...200 Н·см;

гайкою кріплення втулки з золотником відрегулювати затяжку  упорних підшипників з  такого розрахунку, щоб момент обертання  втулки був у межах 1...2  Н·см;

зміною кількості прокладок  відрегулювати натяг шарикопідшипників  вхідного вала. Момент його обертання  повинний становити 30...60 Н·см;

з'єднати між собою кермовий механізм і розподільник.  Після  цього торсіонний  вал  установлюється тиском золотника в нейтральне положень. У цілком зібраного механізму  момент повороту гвинта повинний складати не більш 250 Н·см.

Зміна масла в системі  гідропідсилення рульового керування:

вивісити передній міст автомобіля, щоб колеса на доторкались землі;

відвернути пробку заливної горловини масляного бачка і  зливальну пробку картера кермового  механізму, від’єднати від силового циліндра один із шлангів і поворотом  кермового колеса а одну та іншу сторону при непрацюючому двигуні  злити масло із системи в чистий посуд; 

промити систему одним  літром свіжого масла, промити сітчасті фільтри заливної пробки маслобачка і зливальної магістралі;

завернути зливальну пробку картера кермового механізму  і приєднати шланг до силового циліндра;

залити в бачок гідропідсилювача  (5 л) і картер рульового механізму (1,25 л) свіжого масла і витримати 2...3 хвилини;

запустити двигун і при  його роботі на обертах холостого  ходу поворотом кермового колеса вправо і вліво (4...5 разів), прокачати  систему гідропідсилювача;

зупинити двигун, долити масло до рівня. В бачок гідропідсилювача на 30...35 мм нижче верхнього торця заливної горловини, у картері кермового механізму - до нижньої кромки заливного отвору.

 перевірити роботу  системи гідропідсилення.

Технічне обслуговування  рульового управління.

ЩТО - очистити від пилу і  бруду, при необхідності підтягти ремінь приводу насоса, усунути виявлені несправності.

ТО-1 - додатково перевірити затяжку гайок шарових пальців  рульових тяг і силового циліндра гідропідсилювача руля, рівень масла в бачку.

ТО-2 - додатково перевіряти вільний хід кермового механізму, кріплення кермового механізму, рульової сошки гідронасоса, змастити шарніри рульових тяг і силового циліндра гідропідсилювача мастилом Літол-24 (солідол).

Через три ТО-2 - додатково  перемінити масло а системі гідропідсилення і в картері рульового механізму (масло марки "Р" чи веретенне АУ, АУП).

У ході експлуатації автомобіля вчасно підтягуйте кріплення всіх складальних  одиниць Не допускайте забруднення  масла в системі гідропідсилення. Це

 

приводить до зависанні (заїдання) пропускного чи запобіжного клапанів насоса, частковій або повній відмові системи.

Перебирання елементів рульового  управління дозволяється

проводити в умовах відсутності   пилу, бруду. Розукомплектування деталей  збірних одиниць забороняється.

 

Розрахунок агрегата:

 Исходные данные

Таблица 1.1 - Исходные данные

Рулевой механизм	С гидроусилителем; Рабочая  пара - винт с гайкой на циркулирующих  шариках и рейка, зацепляющая  с зубчатым сектором
Разрешенная максимальная масса  автомобиля, кг	11200
Размерность шин	260R508
Давление воздуха в  шинах, Па	3,9х10 5
База, мм.	3800
Допустимый суммарный  люфт рулевого колеса, 0	15
Допустимое усилие на рулевом  колесе, Н	700
Минимальный радиус поворота автомобиля, м	6,9
Диаметр рулевого колеса, мм	450
Передаточное число рулевого механизма	20
КПД рулевого механизма	0,97
Распределение нагрузки передних колес на дорогу от снаряженной массы  через шины, Н	21750
Наибольший угол поворота передних колёс (вправо и влево), 0	34 и 36
Коэффициент сцепления, при  повороте  колеса на месте	0,85

Рисунок 14 – Кинематическая схема рулевого управления  
(с неразрезной трапецией и объединённым гидроусилителем) ЗИЛ-4333

 Момент сопротивления  повороту рулевого колеса [7]

 

где – коэффициент сцепления с дорогой, при повороте колеса на месте;

p_ш = 3,9х10 ⁵– давление воздуха в шине, МПа;

G_K = 21750 Н – нагрузка на переднюю ось;

 

 Усилие на  рулевом колесе для поворота на месте [7]

 

где – передаточное число рулевого механизма;

 – КПД рулевого  механизма;

 – радиус рулевого  колеса:

 

 

 

Вычисленное значение усилия на рулевом колесе превышает допустимое [] = 700 H , значит требуется установка рулевого усилителя..

 

 Гидроусилитель  руля

Гидроусилитель рулевого управления уменьшает усилие, которое  необходимо приложить к рулевому колесу для поворота передних колёс, смягчает удары, возникающие из-за неровностей  дороги, и повышает безопасность движения, позволяя сохранить контроль за направлением движения автомобиля в случае разрыва шины переднего колеса.

Схема гидроусилителя рулевого управления изображена в приложении, на листе 1.

Момент на рулевом колесе, при котором включается гидроусилитель, зависит от силы центрирующих пружин и составляет около 5 Н, что соответствует  усилию 23 Н на ободе рулевого колеса. Этот же момент при максимальном расчетном  моменте сопротивления повороту колес приблизительно равен 19 Н (усилие на ободе 86 Н). В  действительности указанные  величины несколько больше расчетных, вследствие наличия указанных выше предварительных натягов в рулевом  механизме. Несмотря на это максимальное усилие па ободе рулевого колеса автомобиля ЗИЛ-130 значительно ниже не только усилия большинства грузовых автомобилей, но и многих легковых машин. «Чувство дороги» для данного гидроусилителя может характеризоваться коэффициентом [5]:

 

где — момент на рулевом колесе при максимальном расчетном моменте сопротивления повороту колес;

 — момент на рулевом  колесе, соответствующий включению  гидроусилителя. Для автомобиля  ЗИЛ-130 коэффициент К = 3,8, что характеризует хорошее «чувство дороги».

Максимальное рабочее  давление в полости цилиндра гидроусилителя при повороте автомобиля на месте  равно 5,885 МПа.

Удельная работоспособность  гидроусилителя [5]:

 

где — рабочий объем гидроусилителя;

 — максимальное давление, развиваемое насосом.

Для автомобиля ЗИЛ-4333 при  = 5,885 МПа удельная работоспособность гидроусилителя:

 

При достаточной подаче насоса гидроусилителя частота вращения рулевого колеса такова, что насос успевает заполнить рабочую полость цилиндра гидроусилителя. У автомобиля ЗИЛ- эта частота вращения равна не менее 1,31 об/с одну сторону и 1,68 об/с в другую при минимальной частоте вращения холостого хода двигателя.