Гидроусилитель рулевого управления автомобиля КамАЗ-5320

Министерство образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение

Высшего профессионального образования

Пермский национальный исследовательский политехнический

 университет

Кафедра «Автомобили и технологические машины»

 

 

 

 

 

Реферат

по дисциплине «Гидравлические и пневматические системы. Автомобили и гаражное оборудование»

на тему: «Гидроусилитель рулевого управления автомобиля КамАЗ-5320»

 

 

Выполнил ст. гр.: ЭТС-10

Кардаш К. А.

 

Проверил и принял:

Пугин К. Г.

 

 

 

 

 

Пермь 2013

Содержание:

 

1) Назначение гидроусилителя руля……….........................................................3

 

2) Устройство гидроусилителя руля КамаЗ 5320.................................................7

 

3) Работа гидроусилителя руля КамаЗ 5320.........................................................9

 

4) Список литературы...........................................................................................15

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

       Рулевое управление автомобиля (рис. 2) снабжено гидроусилителем 12, объединенный в одном агрегате с рулевым механизмом, клапаном  управления гидроусилителем и угловым редуктором 13.

Рис. 2 Рулевое управление: 1— клапан управления гидроусилителем; 2—радиатор; 3—карданный вал; 4—колонка; 5-—рулевое колесо, 6—бачок гидросистемы; 7—насос гидроусилителя; 8—трубопровод высокого давления; 9—трубопровод низкого давления; 10—сошка; 11 — продольная тяга; 12—гидроусилитель с рулевым механизмом; 13—угловой редуктор

 

           Гидроусилитель рулевого управления уменьшает усилие, которое необходимо приложить к рулевому колесу для поворота передних колес, смягчает удары, передающиеся  от  неровностей  дороги,   а  также  повышает безопасность движения, позволяя сохранить контроль за направлением движения автомобиля в случае разрыва шины переднего колеса.

Колонка рулевого управления (рис. 3 прикреплена в верхней части, к кронштейну,  установленному на внутренней панели кабины,  в нижней части-к фланцу на полу кабины. Колонка соединена с рулевым механизмом карданным валом.

Вал 1 колонки вращается в двух шарикоподшипниках 4. Осевой зазор в подшипниках регулируется гайкой 8.

Карданный вал (рис. 3)снабжен двумя шарнирами на игольчатых подшипниках 4, в которые при сборке закладывается смазка Литол-24.

В эксплуатации подшипники не нуждаются в пополнении смазки.

Для предотвращения попадания грязи и влаги в шарнирное соединение служат резиновые кольца 5. Скользящее шлицевое соединение карданного вала обеспечивает возможность изменения расстояния между шарнирами при опрокидывании кабины и служит для компенсации   неточностей   установки   кабины

с колонкой рулевого управления относительно рамы с рулевым механизмом, а также их взаимных перемещений.

Перед сборкой во втулку закладывают 28—32 г смазки Литол-24. шлицы покрывают тонким ее слоем. Для удержания смазки и предохранения соединения от загрязнения служат резиновое уплотнение и упорное кольцо 9, поджимаемое обоймой 7.

Вилки карданного вала крепятся к валу колонки и валу ведущей шестерни углового редуктора клиньями, которые затянуты гайками с пружинными шайбами. Для дополнительной страховки от потери гаек установлены шплинты.

 

Угловой редуктор с двумя коническими шестернями передает вращение от карданного вала на винт рулевого

механизма. Ведущая шестерня 7 углового редуктора выполнена вместе с валом 1и установлена в корпусе 4 на шариковом 5 и игольчатом 3 подшипниках.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.3. Угловой редуктор.

1-ведущая  шестерня; 2—манжета; 3—крышка корпуса; 4—корпус ведущей шестерни; 5, 7 и 10—шарикоподшипники; 6—регулировочные прокладки; 8, 15 и 19—уплотнительные кольца; 9—стопорное кольцо;11-ведомая шестерня; 12—упорная крышка: 13—корпус редуктора; 14—распорная втулка; 16—гайка крепления подшипников; 17—шайба; 18—упорное кольцо; 20— защитная крышка

 

        Шарикоподшипник напрессован на вал шестерни и удерживается от осевого перемещения гайкой 20. Для предотвращения самопроизвольного отвертывания буртик гайки вдавлен в паз на валу шестерни.Для выборки технологического зазора, обеспечения надежной фиксации шестерни в корпусе и, следовательно, сохранения правильного зацепления зубчатой пары служит пружинная шайба 16, установленная между упорной шайбой 17 и шарикоподшипником 5. От выпадения из корпуса 4 ведущая шестерня удерживается пружинным упорным кольцом 18, вложенным во внутреннюю канавку корпуса.

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.  4 Рулевой механизм со встроенным гидроусилителем:

1—  передняя крышка; 2— клапан управления  гидроусилителем; 3, 28—стопорные кольца; 4 — плавающая втулка; 5, 7—уплотнительные кольца; 6. 8—распорные кольца; 9—установочный винт; 10 — вал сошки: 11 — перепускной клапан; 12—защитный колпачок: 13—задняя крышка; 14—картер рулевого механизма; 15— поршень-рейка; 16—сливная магнитная пробка; 17—винт: 18—шариковая гайкя; 19—желоб; 20—шарик; 21 — угловой редуктор; 22—упорный роликоподшипник: 23—пружиннная шайба; 24, 26—гайки; 25—регулировочный винт; 27—боковая крышка; 29—регулировочная шайба; 30—упорная шайба

 

Ведомая шестерня 11 вращается в двух шариковых подшипниках 10, посаженных на хвостовик шестерни с натягом. От продольных смещений ведомая шестерня удерживается стопорным кольцом 9 и упорной крышкой 12. Зацепление конических шестерен регулируют прокладками 6, установленными между корпусами ведущей шестерни и углового редуктора.Рулевой механизм со встроенным гидроусилителем прикреплен к переднему кронштейну передней левой рессоры. Кронштейн, в свою очередь, закреплен на раме автомобиля. Картер 14 рулевого механизма, в котором перемещается поршень-рейка, служит одновременно рабочим цилиндром гидроусилителя.

    Винт 17 рулевого механизма ' имеет шлифованную винтовую канавку. В гайке 18 прошлифована такая же канавка и просверлены два отверстия. Отверстия соединяются косым пазом, выфрезерованным на наружной поверхности гайки.

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5 . Угловой редуктор.

1—вал  ведущей шестерни; 2—манжета; 3—игольчатый  подшипник. 
ник;   4—корпус   ведущей   шестерни;   5,   10—шарикоподшипники;   6—регулировочные   прокладки;   7 ведущая шестерня; 8. 19—уплотнительные кольца; 9, 23—стопорные кольца; 11—ведомая шестерня; 12—упорная крышка; 13—корпус редуктора; 14, 20—ram» крепления подшипников; 15—стопорная шайба; 16—пружинная шайба; 17—упорная шайба; 18—стопорное кольцо; 21 — наружная манжета; 22 — шайба

        Два одинаковых желоба 19 полукруглого сечения, установленные в упомянутые отверстия и паз, образуют обводной канал, по которому шарики 20, выкатываясь из винтового канала, образованного нарезками винта и гайки, вновь поступают в него.

Для предотвращения выпадания шариков из винтового канала

наружу в каждом желобе предусмотрен язычок, входящий в винтовую канавку винта и способствующий тому, что шарики меняют направление своего движения.

Число шариков, циркулирующих в замкнутом винтовом канале,—31. Восемь из них находятся в обводном канале.

Винтовая канавка на винте в ее средней зоне выполнена так, что здесь между винтом, гайкой и шариками образуется небольшой натяг. Это необходимо для обеспечения беззазорного сопряжения деталей в этой зоне.

При перемещении гайки вследствие того, что глубина канавки на винте от середины к концам несколько увеличивается, в сопряжении винта и гайки появляется небольшой зазор. Такая конструкция обеспечивает большую долговечность пары винт-гайка и улучшает стабилизацию движения автомобиля. Кроме того, ослабление посадки шариковой гайки на винте к краям его винтовой канавки облегчает подбор шариков и сборку шариковинтовой пары.

Гайку после сборки с винтом и шариками устанавливают в поршень-рейку 15 и фиксируют двумя установочными винтами 9, которые закернивают в кольцевую проточку, выполненную на поршень-рейке. Последняя зацепляется с зубчатым сектором вала 10 сошки. Вал сошки вращается в бронзовой втулке картера и крышке 27.

Толщина зубьев сектора вала сошки переменная по длине, что позволяет изменять зазор в

зацеплении перемещением регулировочного   винта  25,   ввернутого   в   боковую крышку. Головка регулировочного винта, которая опирается на упорную шайбу 30, входит в гнездо вала сошки. Осевое перемещение регулировочного винта в вале сошки, равное 0,02—0,08 мм, обеспечивается подбором регулировочной шайбы 29 соответствующей толщины. Детали 25, 29, 30 удерживаются в гнезде вала сошки стопорным кольцом 28. Средняя впадина между зубьями рейки, входящая в зацепление со средним зубом зубчатого сектора вала сошки, выполнена несколько меньшей ширины, чем остальные. Это необходимо для предотвращения заклинивания механизма при повороте вала сошки. На части винта рулевого механизма, расположенной в полости корпуса углового редуктора, нарезаны шлицы, которыми винт сопрягается с ведомой шестерней угловой передачи.

Клапан управления гидроусилителем рулевого управления(рис.6)крепится к корпусу углового редуктора с помощью болта  и четырех шпилек.  Корпус 9 клапана имеет выполненные с большой точностью центральное отверстие и шесть (три сквозных и три глухих) расположенных вокруг него меньших отверстий. Золотник 7 клапана управления размещен в центральном отверстии, а упорные подшипники закреплены на винте гайкой 24, буртик которой вдавлен в паз винта 17.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 6 Клапан управления Гидроусилителем рулевого управления:

1-Плунжер;  2, 6.-Пружины;  3, 11.-Предохранительные  клапаны;

4.-Пробка;  5.-Обратный клапан;  7.-Золотник;  8- Реактивный плунжер;

9-Корпус  клапана;  10- Уплотнительное кольцо.

Под гайку подложена коническая пружинная шайба 23, обеспечивающая возможность регулирования силы затяжки упорных подшипников. Вогнутой стороной шайба направлена к подшипнику. Большие кольца роликоподшипников  обращены   к  золотнику.

Гидроусилитель рулевого управления работает следующим образом: при прямолинейном движении винт 15 и золотник 20 находятся в среднем положении. Линии нагнетания 26 и слива 32, а также обе полости 7 и 25 соединены. Масло свободно проходит от насоса 4 через клапан управления 19 и возвращается в бачок 31 гидросистемы.

При вращении винта вследствие сопротивления, возникающего при повороте колес 12, возникает сила, стремящаяся сдвинуть винт в осевом направлении в соответствующую сторону. Когда эта сила превысит усилие предварительного сжатия центрирующих пружин 23, винт перемещается и смещает жестко связанный с ним золотник. При этом одна полость цилиндра гидроусилителя сообщается с линией нагнетания и отключается от линии слива, другая, наоборот, оставаясь соединенной с линией слива, отключается от линии нагнетания. Рабочая жидкость, поступающая от насоса в соответствующую полость цилиндра, оказывает давление на поршень-рейку 8 и, создавая дополнительное усилие на секторе вала 6 сошки рулевого управления, способствует повороту управляемых колес. Давление в рабочей полости цилиндра увеличивается пропорционально сопротивлению повороту колес. Одновременно возрастает давление в полостях под реактивными плунжерами 22. Чем больше сопротивление повороту 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».

При прекращении поворота рулевого колеса, если оно удерживается водителем в повернутом положении, золотник, находящийся под действием центрирующих пружин и нарастающего давления в реактивных полостях, сдвигается к среднему положению. При этом золотник не доходит до среднего положения. Размер щели для прохода масла в возвратную линию становится таким, что в полости цилиндра, находящейся под напором, поддерживается давление, необходимое для удерживания управляемых колес в повернутом положении. Если переднее колесо при прямолинейном движении автомобиля начнет резко поворачиваться, например, вследствие наезда на какое-либо препятствие на дороге, то вал сошки, поворачиваясь, будет перемещать поршень-рейку. Поскольку винт не может вращаться (при удержании рулевого колеса в одном положении), он тоже переместится в осевом направлении вместе с золотником. При этом полость цилиндра, внутрь которой движется поршень-рейка, будет соединена с линией нагнетания насоса и отделена от возвратной линии.

          Давление в этой полости цилиндра начнет возрастать, и удар будет уравновешен (смягчен) возрастающим давлением.

Винт, гайка, шарики, упорные подшипники, а также угловая передача, карданный вал и колонка рулевого управления при работе гидроусилителя нагружены относительно небольшими силами.

 В то же  время зубчатое зацепление рулевого  механизма, вал сошки и картер  воспринимают основное усилие, создаваемое  давлением масла на поршень-рейку.

Внимание! Эксплуатация с неработающей гидросистемой ведет к преждевременному износу или поломке шариковой пары и других нагруженных деталей. Движение с неработающим гидроусилителем руля должно быть сведено к минимуму.

Насос гидроусилителя рулевого управления с бачком для масла (рис.7) установлен в развале блока цилиндров. Шестерня привода 1зафиксирована на валу 5 насоса шпонкой 6 и закреплена гайкой 2 со шплинтом 3. В роторе 38 насоса, размещенного внутри статора 37 на шлицованном конце вала насоса, имеются десять пазов, в которых перемещаются пластины 35.

При сборке статор с одной стороны прижимается к точно обработанному торцу корпуса 40 насоса, с другой—к статору прилегает распределительный диск 34. Положение статора относительно корпуса и распределительного диска зафиксировано штифтами. При вращении вала насоса пластины прижимаются к криволинейной поверхности статора под действием центробежной силы и давления   масла,   поступающего  в  пространство под ними из полости крышки насоса по каналам в распределительном диске. Между пластинами и неподвижными поверхностями насоса образуются камеры переменного объема, которые, проходя мимо зон всасывания, заполняются маслом. Для более полного заполнения камер масло подводится как со стороны корпуса насоса (через два окна), так и со стороны углублений в распределительном диске через шесть отверстий, выполненных в статоре и расположенных по три против окон всасывания.