Автомобили

Рулевое управление

     Рулевое управление автомобиля ГАЗ-24 безопасной конструкции; состоит из рулевого механизма, рулевой колонки с противоугонным устройством, эластичной

     соединительной  муфты и рулевых тяг. Рулевой  механизм смонтирован в литом  алюминиевом картере 23 и установлен с наружной стороны левого лонжерона подмоторной рамы. Рабочая пара механизма состоит из червяка 18, напрессованного на конец вала и вращающегося на двух конических роликовых подшипниках 17, и трехгребневого ролика 19, установленного в головке вала сошки 25. Среднее передаточное число механизма 19,1. Червяк рулевого механизма имеет на концах конусные поверхности, заменяющие внутренние кольца роликовых конических подшипников. Наружные кольца подшипников установлены в гнездах картера. Задний подшипник упирается в торец крышки картера. Наружное кольцо переднего подшипника имеет скользящую посадку в гнезде картера, позволяющую производить регулировку предварительного натяга подшипников с помощью набора прокладок 16, устанавливаемых между торцом картера и крышкой подшипника. Вал червяка при выходе из картера уплотняется резиновым сальником 22, расположенным в задней крышке картера. Вал 25 сошки вращается на двух бронзовых втулках 24, запрессованных в горловину картера, и роликовом радиальном подшипнике, установленном в гнезде верхней крышки картера. В головке вала сошки установлен на шариковых подшипниках трехгребневой ролик 19, находящийся в беззазорном зацеплении с червяком 18. Верхний конец вала соединен с регулировочным винтом 34, которым осуществляется регулировка зацепления (перемещением вала сошки и ролика относительно червяка). Положение вала фиксируется колпачковой гайкой 37, стопорящей регулировочный винт. Между верхним торцом вала и дном паза регулировочного винта для исключения люфта вала устанавливается шайба 35 (подбирается по толщине при сборке механизма на заводе). Нижний конец вала, уплотняемый резиновым сальником 28, имеет шлицевой конус для посадки сошки и резьбу для ее крепления гайкой. Вал руля раздельный, состоит из вала червяка и вала рулевой колонки, соединенных между собой эластичной резиновой муфтой. Вал рулевой колонки трубчатый с посадочным конусом, шлицами и крепежной резьбой на концах. Вращается на двух шариковых подшипниках, установленных в тонкостенной колонке 10. закрепленной на панели приборов. Для исключения люфтов подшипники постоянно поджимаются пружинами 6, действующими через разрезные конусные втулки 5. На верхнем конце вала установлено рулевое колесо 14. Между рулевой колонкой и ступицей колеса установлен облицовочный колпак И, внутри которого смонтирован механизм переключателя указателей поворота. На нижнем конце вала крепится фланец соединительной муфты. Соединительная муфта состоит из резиновой шайбы толщиной 12 мм, установленной между металлическими фланцами 47, закрепленными на концах вала червяка и вала рулевой колонки. Муфта снижает травмоопасность при аварийном столкновении автомобиля. Сила удара, передаваемая от водителя через вал колонки на муфту, при достижении определенной величины вытягивает, а затем разрывает резиновую шайбу. Валы при этом за счет скосов на фланцах 47 разводятся и рулевая колонка вместе с валом и рулевым колесом перемещается вперед, снижая сопротивление удару. Рулевая трапеция состоит из трех тяг, двух рычагов, закрепленных на поворотных кулаках, сошки и маятникового рычага. Поперечная рулевая тяга 65 через шарниры левым концом соединена с сошкой 31 руля, правым - с маятниковым рычагом 73. Боковые тяги 64 состоят из стержней и наконечников с головками шарниров на конце, соединенных между собой регулировочными резьбовыми трубками 61, стягиваемыми хомутами 62. Изменением длины боковых тяг производится регулировка схождения колес. Размеры и положение деталей рулевой трапеции подобраны так, что обеспечивают правильное соотношение углов поворота колес. При повороте внутреннего колеса на 20' угол поворота наружного колеса равен 17'20'. Максимальный угол поворота внутреннего колеса 41-43 ограничивается упорами на сошке. Все шарниры рулевых тяг самоподтягивающиеся разборные; состоят из пальца 52 с полусферической головкой, установленного в цилиндрический корпус 55 со сферической опорной поверхностью. Головка пальца поджимается к сфере е корпусе через опорную пяту 56 пружиной 57, опирающейся на резьбовую заглушку 58. Шарниры запрессовываются в головки рулевых тяг до упора в буртик корпуса. Сверху шарнир боковых тяг надежно защищен от попадания грязи резиновым гофрированным уплотнителем 54, напрессованным на буртик головки тяги. Шарниры, соединяющие сошку и маятниковый рычаг, снабжены резиновыми колпаками 75, прижимаемыми к торцу рычага и наружной сферической поверхности корпуса шарнира. Шарниры допускают качание шарового пальца на угол 20' в ту и другую стороны вдоль тяги и неограниченный поворот вокруг оси пальца. При появлении люфтов шарнир допускает подтяжку резьбовой заглушки. При этом нужно расшплинтовать заглушку, отверткой завернуть ее до отказа, а затем отвернуть на один оборот для крайних шарниров и 0,5 оборота для средних шарниров, а затем еще отвернуть до совпадения паза в заглушке с отверстием в корпусе и зашплинтовать. Маятниковый рычаг 73 вращается на оси 67, запрессованной в его заднюю головку. Ось опирается на две металлокерамические втулки 70, установленные через резиновые втулки 71 в горловину литого алюминиевого корпуса, закрепленного на наружной стороне правого лонжерона рамы. Резиновые втулки туго посажены в корпус и обеспечивают правильную посадку и положение металлокерамических втулок, одновременно обеспечивая надежное уплотнение. В переднюю головку маятникового рычага запрессован шаровой шарнир, унифицированный с другими шарнирами рулевой трапеции (по большинству деталей). Отличием шарнира маятникового рычага является полиэтиленовый сухарь, устанавливаемый между торцом полусферической головки пальца и опорной пятой для ограничения качания шарнира. Шарниры рулевых тяг заполняются при сборке на заводе консистентной смазкой ВНИИ НП-242. При исправных уплотнителях шарниры могут эксплуатироваться без пополнения смазки 60-80 тыс. км пробега. Для пополнения в эксплуатации шарниров смазкой можно использовать также смазку ЦИАТИМ-201. Ось маятникового рычага смазывается по мере надобности (при появлении скрипов или тугого вращения) графитовой смазкой УСА (ГОСТ 3333-55), которую нужно нанести тонким слоем на поверхности втулок и оси, а также заполнить полость между втулками внутри корпуса.  

Тормозная система

     Устройство тормозов (В тормозную систему автомобиля входят тормозные механизмы, установленные в каждом колесе, и два самостоятельных привода для управления ими: основной - ножной гидравлический, действующий на тормоза всех колес, и вспомогательный - ручной механический (для затормаживания автомобиля на стоянке), действующий только на задние колеса. Ножной привод состоит из педали, главного цилиндра, гидровакумного усилителя, разделителя, сигнализатора о неисправности в системе привода, колесных тормозных цилиндров, трубопроводов и шлангов. Ручной привод состоит из рукоятки 31 со стержнем 32 и стопорным устройством, тросов 35, направляющих роликов 34, промежуточного рычага 37, уравнителя тросов 38, приводных рычагов 21, разжимных стержней 14, маятниковых рычагов 13 и регулировочных эксцентриков 12, закрепленных на колодках задних тормозов. Для обеспечения торможения автомобиля с наибольшей эффективностью без потери управляемости и устойчивости необходимо оптимальное соотношение между тормозной силой и приходящейся на каждое колесо нагрузкой. При правильном соотношении тормозных сил все колеса должны блокироваться одновременно, независимо от дорожных условий и распределения нагрузки на колеса, которая зависит не только от изменения общего веса автомобиля и веса, приходящегося на каждое колесо, но и в большой степени от перераспределения нагрузки в процессе торможения. Поэтому соотношение тормозных сил передних и задних колес выбрано таким, чтобы при обеспечении максимального замедления избежать преждевременной блокировки передних колес, вызывающих потерю управляемости, или блокировки задних колес, приводящих к более опасному явлению - заносу. При торможении с замедлением 0,60-0,65 м/с² в результате пере- распределения на переднюю ось приходится примерно 60% веса, на заднюю - 40 /о. Следовательно, эффективность передних колес должна быть в 1,5 раза выше. С учетом этого обстоятельства на автомобиле ГАЗ-24 установлены передние тормоза с двумя тормозными рабочими цилиндрами и двумя ведущими колодками, обладающими серводействием, т. е. способностью затормаживания при торможении движущегося вперед автомобиля. Задние тормоза имеют по одному рабочему цилиндру, действующему на две колодки одновременно, лишь одна из которых обладает серводействием при движении вперед. Колесные цилиндры И и 15 и колодки 4 смонтированы на тормозном щите 28. Тормозные щиты передних колес центрированы и закреплены на цапфах поворотных кулаков. Щи- ты задних тормозов прикреплены к фланцам кожухов полуоси. Колодки передних тормозов устанавливаются на специальные площадки на тормозных цилиндрах 11, а опорные пальцы ко- лодок одновременно служат для крепления цилиндров к щитам тормоза 28. Подвижные концы колодок сходят в пазы опорных сухарей 7 поршней колесных цилиндров. В средней части колодка прижата пружиной 1 к опорному винту 3. На колодки наклеены фрикционные накладки. Между собой колодки стягиваются пружиной 29 до упора верхних концов в опорные сухари 7 поршней (при исходном положении). Тормозные барабаны 2 всех четырех колес цельнолитые из серого чугуна. Барабаны передних тормозов центрируются и крепятся на фланцах ступиц колес, задних тормозов - на фланцах полуосей. Для удобства доступа к тормозам барабаны сделаны съемными. Каждый барабан надет на шпильки крепления колес и центрирующий бурт фланца ступицы или полуоси, на которых зафиксирован тремя винтами, расположенными неравномерно по окружности. Это позволяет ставить барабан каждый раз только в одно определенное положение. При установке колеса барабан также плотно прижимается к фланцу колесными гайками. Тормоза автомобиля ГАЗ-24 снабжены устройством для автоматической регулировки зазора между колодкой и тормозным барабаном. Поршень 8. на который опирается верхний конец колодки, за счет паза в его задней части соединен с упорным разрезным кольцом 10, туго посаженным в цилиндр 11 или 15 настолько, что усилие стяжной пружины 29 колодок не в состоянии его сдвинуть. Перемещение поршня в цилиндре в пределах рабочего хода, при нормальном зазоре между колодкой и барабаном, обеспечивается зазором 1,9-2,06 мм между кольцом и стенками паза. При увеличении зазора между колодкой и барабаном, в результате износа накладок, хода поршня начинает не хватать и эффективность торможения снижается. Увеличение давления жидкости в системе при нажатии на педаль во время сильного торможения перемещает поршень в цилиндре сверх пределов рабочего хода (1,9-2,06 мм), при этом опорное кольцо 10 в цилиндре вместе с поршнем смещается на величину, необходимую для установления нормального зазора между колодкой и барабаном. После этого поршень опирается на кольцо в новом положении, а его перемещение при рабочем ходе происходит также в пределах зазора (1,9-2,06) между упорным кольцом и пазом на поршне. Привод тормозов (рис. 23). Управление гидравлическим приводом тормозов осуществляется с помощью подвесной педали 38, качающейся на оси, неподвижно закрепленной в кронштейне, установленном на передней стенке кузова. Между осью и ступицей педали установлены полиамидные втулки, обеспечивающие вращение педали без смазки в процессе эксплуатации. Усилие от педали к поршню главного цилиндра передается через толкатель 39, который состоит из стержня и проушины, соединенных резьбой. Сферический передний конец толкателя соединен с поршнем главного цилиндра через резиновое кольцо 42, с помощью стопорного кольца 41, удерживаемого вдавками в стенках поршня. При возвращении педали в исходное положение через толкатель при упоре поршня в заднюю крышку главного цилиндра. Для обеспечений надежного возвращения педали в исходное положение она дополнительно оттягивается пружиной. Главный цилиндр тормоза установлен на передней стенке кузова со стороны подкапотной части. Внутри цилиндра находится алюминиевый поршень 43 с двумя уплотнительными манжетами: внутренней 45 тарельчатой формы, обеспечивающей при нажатии на педаль тормоза давление в системе, и наружной 35 кольцевой, удерживающей жидкость от вытекания из цилиндра. Между внутренней манжетой и поршнем установлена тонкая стальная шайба 44, защищающая манжету от разрушения о кромки шести отверстий в поршне. На внутренней манжете со стороны поршня имеются одна кольцевая и шесть продольных канавок, с помощью которых облегчается перепуск жидкости из пространства между тарельчатой и кольцевой манжетами. Пружина 46 сжатия, установленная в цилиндре, прижимает манжету 45 к поршню 43 и способствует быстрому возвращению поршня в исходное положение. Противоположный конец, пружины прижимает перепускной клапан 47 ко дну цилиндра, обеспечивая избыточное давление в системе. На перепускном клапане смонтирован нагнетательный клапан. Цилиндр сообщается с резервуаром через перепускное отверстие 33 (диаметр 6 мм), находящееся за рабочей частью поршня, и компенсационное отверстие 32 (диаметр 0,7 мм), соединяющее резервуар с цилиндром. Компенсационное отверстие в исходном положении поршня должно быть всегда открытым. При нажатии на педаль толкатель перемещает поршень и рабочую манжету, кромка которой перекрывает компенсационное отверстие, прекращая перепуск жидкости в резервуар. При дальнейшем движении поршня внутри цилиндра создается давление, преодолевающее усилие пружины нагнетательного клапана, и жидкость перетекает в систему. Под действием этого давления поршни колес цилиндров перемещаются, прижимая колодки к барабанам тормозов. При снятии усилия педаль под действием оттяжной пружины возвращается в исходное положение, а поршень отходит назад до упора в крышку цилиндра. Тормозная жидкость при этом через перепускной клапан перетекает обратно в рабочую полость цилиндра. Колесные цилиндры имеют алюминиевые поршни, уплотняемые кольцевыми манжетами круглого сечения (по две в канавке каждого поршня). Гидровакуумный усилитель тормозов. Для уменьшения усилия, действующего на педаль при торможении, в систему гидравлического привода тормозов введен гидровакуумный усилитель. Действие гидровакуумного усилителя основано на использовании образующегося при работе двигателя разрежения. Вакуумная камера гидровакуумного усилителя соединена с впускной трубой двигателя трубопроводом с обратным клапаном. При работающем двигателе вследствие разрежения во впускной трубе обратный клапан открыт и впускная труба сообщается с камерой гидровакуумного усилителя.

 
Дополнительный  материал.

Пневмогидравлический усилитель привода сцепления КаМАЗ 5320

     Пневмогидравлический  усилитель (КаМАЗ 5320) привода сцепления служит для уменьшения усилия на педаль сцепления. Корпус усилителя состоит из двух частей: передней 3 и задней 9, между которыми установлена мембрана 5 следящего устройства, размещенного над цилиндром пневматического усилителя привода сцепления. Следящее устройство обеспечивает автоматическое изменение давления воздуха на пневматический поршень 8 в зависимости от усилия нажатия на педаль сцепления. К основным частям следящего устройства относятся следящий поршень 4 с уплотнительной манжетой, впускной 6 и выпускной 7 клапаны, мембрана 5 и пружины. Когда педаль сцепления отпущена, пневматический поршень 8 и поршень 2 выключения сцепления находятся в крайнем правом положении под действием возвратной пружины пневматического поршня. Давление в полости перед поршнем и за поршнем соответствуетпневматического поршня. Давление в полости перед поршнем и за поршнем соответствует атмосферному. Положение поршня 2 выключения сцепления определяется упором его толкателя в днище пневматического поршня. В следящем устройстве при этом выпускной клапан 7 открыт, а впускной 6 — закрыт. При нажатии на педаль сцепления рабочая жидкость поступает под давлением к отверстию А, создавая давление в полости цилиндра выключения сцепления и у торца следящего поршня 4. Под давлением образом, что выпускной клапан /закрывается, а впускной i открывается, пропуская сжатый воздух, поступающий по трубопроводу к отверстию Б в корпусе усилителя. Под давлением сжатого воздуха пневматический поршень 8 перемещается, воздействуя на шток поршня. В результате на толкатель / поршня выключения сцепления действует суммарное усилие, обеспечивающая полное выключение сцепления при нажатии на педаль сцепления. При отпускании педали давление перед следящим поршнем 4 падает, в результате чего в следящем устройстве закрывается впускной 6 и открывается выпускной клапан 7. Сжатый воздух из полости за пневматическим поршнем постепенно выходит в атмосферу, воздействие поршня на шток уменьшается и осуществляете плавное включение сцепления. При отсутствии сжатого воздуха в пневмосистеме сохраняете возможность управления сцеплением, так как выключение сцепления может быть осуществлено за счет давления только в гидравлической части усилителя. При этом усилие на педаль сцеплении увеличивается.

1 - Толкатель  поршня

2 - Поршень выключения  сцепления

3 - Передняя часть  корпуса

4- Поршень с  уплотнительным манжетой

5 - Мембрана следящего устройства

6 - Впускной клапан

7 - Выпускной клапан

8 - Пневматический поршень

9 - Задняя часть корпуса

А;Б - отверстия 
 
 

Гидравлический  усилитель, встроенный в рулевой механизм.

       В автомобилях ЗИЛ-431410,  гидравлический усилитель (рис. I встроен в рулевой механизм и состоит из масляного насоса, клапана управления, силового цилиндра и поршня-рейки.

Схема работы рулевого механизма с встроенным гидравлическим усилителем привода:

а - масляный насос; б - клапан управления в сборе с рулевым механизм; в, г - схемы работы гидроусилителя при повороте направо и налево; 1— шкив; 2- всасывающая полость; 3 - полость нагнетания; 4 - пространство между с ром и ротором; 5 — ротор; 6 — статор; 7 — бачок; 8 — фильтр; 9, 15 — предохранительные клапаны; 10, 14 — трубопроводы; 11, 12, 26, 35, 36 — канав 30— золотники; 16— лопасть; 17 — зубчатый сектор; 18— поршень-рейка; наружная полость; 20 — картер рулевого механизма; 21 — винт рулевого механизма; 22 — шарик; 23 — шариковая гайка; 24 — внутренняя полость; J упорный подшипник; 27 — отверстие; 28 — корпус золотника; 29 — шарм клапан; 31 — гайка; 32 — коническая пружинная шайба; 33 — пружина; 34-плунжер; 37 — сошка

     Нагнетательный  масляный насос (рис. а) лопастный, роторного типа, приводится в действие от шкива 1, соединенного ремнем со шкивом коленчатого вала. По принципу работы — насос двойного действия: за один оборот ротора происходит два всасывания и два нагнетания. Из бачка 7 масло через канал 11 поступает в полость ротора 5, и при вращении его лопасти 16 плотно прижимаются к внутренней поверхности статора 6. При этом в двух всасывающих полостях 2 создается разрежение, так как под действием центробежной силы лопасти 16 выдвигаются и объем межлопастных пространств увеличивается. Плотное прижатие лопастей к стенкам статора происходит под действием их центробежных сил и давления масла, попадающего в пазы лопастей ротора.

     После прохода обеих полостей нагнетания 3 лопасти вдвигаются, при этом объем межлопастного пространства уменьшается и масло нагнетается в узкую часть пространства 4 между статором и ротором. Из этого пространства через канал в корпусе насоса масло поступает по трубопроводу 14 высокого давления к рулевому механизму, откуда оно через клапан управления по трубопроводу 10 1 возвращается, пройдя фильтр 8, обратно в бачок 7. В случае засорения фильтра бесперебойность подачи масла обеспечивается предохранительным клапаном 9.

     Максимальное  давление, создаваемое насосом, достигает 6,5... 7,0 МПа. Если давление масла выше этой величины, то открывается предохранительный клапан 15, и часть масла перетекает по каналу 12 линии слива. При этом из-за падения давления в полости перепускного клапана открывается его золотник 13, вследствие чего увеличивается перепуск масла по каналу 12.

     Клапан  управления служит для распределения потока масла по полостям картера рулевого механизма в соответствии с поворотом рулевого колеса. Клапан управления состоит из корпуса 28 I (рис. б), золотника 30, двенадцати плунжеров 34 с шестью пружинами 33, обратного шарикового клапана 29 и двух упорных подшипников 25, установленных на валу винта 21 рулевого механизма. Золотник и подшипники закреплены гайкой 31, под которую подложена коническая пружинная шайба 32, обеспечивающая постоянное предварительное сжатие упорных подшипников.

     При работе насоса масло по трубопроводу 14 высокого давления поступает в корпус 28 золотника и давит на двенадцать реактивных плунжеров 34. Эти плунжеры с шестью пружинами 33 удерживают в среднем положении золотник 30 и связанный с ним винт 21 рулевого механизма. При повороте управляемых колес I автомобиля золотник вместе с винтом перемещается в обе стороны от среднего положения не более чем на 1 мм. Возврат их в I среднее положение происходит под давлением масла и пружин 33 I на плунжеры 34, а также под действием усилия стабилизации управляемых колес при повороте.

     При прямолинейном движении автомобиля ( рис. б) в корпус золотника масло поступает через кольцевые зазоры между золотником 30 и корпусом 28, далее по каналу 26 через отверстие 27 подается к сливному трубопроводу 10 и затем возвращается в бачок 7 насоса. При этом масло частично проникает в каналы 35 и 36, а через них в наружную 19 и внутреннюю 24 полости картера 20 рулевого механизма. Вследствие постоянной циркуляции масла в картере улучшается смазывание деталей рулевого механизма и смягчаются толчки от неровностей дороги.

     При повороте автомобиля налево (рис. б, в) винт 21 ввертывается в шариковую гайку 23 и с помощью шариков 22 перемещает ее вправо. Так как гайка через поршень-рейку 18, зубчатый сектор 17 и сошку 37 связана с колесами, то она оказывает сопротивление винту 21. Под действием этой силы сопротивления винт вместе с золотником смещается влево на 1 мм до упора правого подшипника в корпусе 28 клапана управления. При этом золотник своими кольцевыми поясками открывает доступ масла из линии высокого давления в наружную полость 19 и закрывает доступ масла во внутреннюю полость 24, соединяя ее с линией слива. Поршень, перемещаясь вправо, облегчает поворот управляемых колес.