Гидроусилитель рулевого механизма МАЗ-500

Гидроусилитель представляет собой агрегат, состоящий из распределителя и силового цилиндра в сборе. Гидросистема усилителя включает лопастной насос, установленный на двигателе автомобиля, бачок для масла, трубопроводы и шланги.

Распределитель состоит из корпуса 21 (рис. 88), золотника 49, корпуса шарниров 7 со стаканом 60, шаровыми пальцами 13 и 12 и ограничителем 48 хода золотника.

Распределитель регулирует поток жидкости, поступающий из насоса в силовой цилиндр. При работающем насосе жидкость постоянно циркулирует по замкнутому кругу: насос — распределитель — бачок — насос.

Силовой цилиндр гидроусилителя соединен с корпусом шарниров распределителя с помощью резьбового соединения. Цилиндр имеет поршень 4 со штоком 2, на конце которого расположена шарнирная головка для крепления к раме. Наружная часть штока защищена от загрязнения гофрированным резиновым чехлом.

Рис. 88. Гидроусилитель рулевого механизма:

1 — силовой цилиндр гидроусилителя: 2 — шток поршня; 3 — трубка слива масла в насос; 4 — поршень гидроусилителя: 5 и 58 — пробки; 6 и 32 — уплотнительные кольца; 7 — корпус шарниров; 8 — регулировочная гайка; 9 — толкатель: 10 — чехол: 11 — сухарь: 12 — шаровой палец привода рулевой тяги; 13 — шаровой палец сошки: 14. 18 и 35 — болты; 15 — трубка подачи масла от насоса в корпус распределителя; 16. 19 и 20 — штуцеры; 17—крышка; 21 — корпус распределителя; 22 — корпус шарниров; 23 н 25 — трубки подачи и слива масла; 24 — стяжная лента; 26 — масленка; 27 — штифты; 28 — пружина; 29 — контр-гайка; 30 — стопорный винт; 31,42 и 53 — гайки; 33 — задняя пробка цилиндра; 34 — стопорное полукольцо; 36 — ограничительная шайба; 37 — расширительная шайба кожуха; 38 — пружинная шайба; 39 — головка штока: 40 — резиновая втулка; 41 — внутренняя втулка; 43 — шплинт; 44 — защитный чехол штока; 45 — наконечник; 46 — ниппель; 47 — держатель трубок; 48 — ограничитель хода золотника: 49 — золотник распределителя; 50 — пробка канала подачи масла; 51 — запорное кольцо; 52 — болт; 54—компенсационный канал; 55—штуцер трубки; 56 — сливная полость: 57 — обратный клапан гидроусилителя; 59 — пружина; 60 — стакан шарового пальца

Схема работы гидроусилителя показана на рис. 89.

Крайние пазы корпуса распределителя сообщаются с нагнетательной магистралью 13 насоса, а средний паз этого корпуса соединен со сливной магистралью 12. Левый паз золотника сообщается с левой полостью силового цилиндра, правый паз—с правой полостью силового цилиндра. Имеющиеся на торцах золотника реактивные камеры 1 служат для удержания золотника в нейтральном положении. При этом зазор между кромками пазов на золотнике и корпусе находится в пределах 0,3—0,4 мм.

При нейтральном положении золотника вся жидкость, поступающая от насоса, отводится через зазоры между кромками пазов из нагнетательной магистрали в сливную, и перемещения поршня в силовом цилиндре, а следовательно, и управляемых колес автомобиля не происходит.

При повороте рулевого колеса сошка через шаровой палец 19 перемещает золотник 2 в сторону от нейтрального положения.

Рис. 89. Схема работы гидроусилителя рулевого механизма: а — нейтральное положение; б — поворот в левую сторону; в — поворот в правую сторону; 1 — реактивная камера; 2 — золотник; 3 — соединительный канал; 4 — корпус распределителя; 5 — маслопровод к подпоршневой полости силового цилиндра; 6 — маслопровод к надпоршневой полости силового цилиндра; 7 — поршень; 8 — силовой цилиндр; 9 — рулевое колесо; 10 — бачок; 11 — насос; 12—сливная магистраль; 13 —нагнетательная магистраль; 14 — гидроусилитель; 15 — продольная рулевая тяга; 16 — сошка; 17 — шток поршня; 18 — шаровой палец продольной тяги; 19 — шаровой палец сошки; 20 — кольцевая полость, соединенная со сливной магистралью; 21 — обратный клапан: 22 — кольцевая полость

При этом нагнетательная и сливная полости в корпусе распределителя разобщаются, и жидкость начинает поступать в соответствующую полость силового цилиндра, производя перемещение цилиндра относительно поршня. Движение цилиндра через шаровой палец 18 и связанную с ним продольную рулевую тягу передается управляемым колесам автомобиля.

Если прекратить вращение рулевого колеса, золотник останавливается, а корпус распределителя надвигается на золотник и занимает нейтральное положение. Поворот управляемых колес автомобиля прекращается.

Гидроусилитель рулевого механизма обладает высокой чувствительностью. Перемещение золотника, необходимое для поворота колес автомобиля, составляет всего 0,4—0,6 мм. Давление в рабочей полости силового цилиндра увеличивается с повышением сопротивления повороту колес. Одновременно увеличивается давление в реактивной камере золотника.

Под действием этого давления золотник постоянно стремится вернуться в нейтральное положение. Чем больше сопротивление повороту колес, тем больше усилие, с которым золотник стремится вернуться в нейтральное положение, и тем больше усилие на рулевом колесе. Вследствие этого у водителя создается такое же «чувство дороги», как и при рулевом управлении с непосредственной передачей усилия от сошки к управляемым колесам.

Усилие на ободе рулевого колеса, соответствующее началу работы гидроусилителя при движении автомобиля, не превышает 5 кГ.

Для возможности управления автомобилем при неработающем усилителе (например, при буксировке) в корпусе распределителя установлен обратный клапан, перепускающий жидкость из одной полости силового цилиндра в другую.

Следует иметь в виду, что допускается лишь кратковременная работа рулевого управления при неработающем усилителе, так как при этом значительно возрастает усилие на рулевом колесе и увеличивается свободный ход рулевого управления. Скорость движения автомобиля с неработающим усилителем не должна превышать 20 км/ч во избежание перегрузки рулевого механизма.

Для уплотнения полостей, находящихся под давлением, в конструкции гидроусилителя широко применены резиновые кольца. круглого сечения. Резиновое кольцо, вложенное при сборке деталей в канавку, подвергается предварительному сжатию. Под действием давления кольцо изменяет свою форму, прижимается к стейке канавки и даже выдавливается в уплотняемый зазор. Вследствие этого полости, находящиеся под давлением, надежно уплотняются. При изменении направления давления кольцо перемещается к противоположной стенке канавки и уплотняет зазор аналогичным образом. Во избежание закусывания кольца и среза резины ширина канавки несколько превышает диаметр сечения кольца.

В распределителе установлены три уплотнительных кольца круглого сечения. Подобными кольцами уплотнены также крышки силового цилиндра и соединения всех трубопроводов, связывающих распределитель с насосом и силовым цилиндром.

Насос гидроусилителя рулевого механизма с бачком (рис. 90) установлен на левой стороне двигателя и приводится в действие через шкив клиновым ремнем от шкива, расположенного на переднем конце коленчатого вала двигателя. Насос гидроусилителя работает постоянно при работающем двигателе.

Насос лопастного типа с вращением по часовой стрелке имеет по две полости нагнетания и всасывания. Ротор 12 насоса имеет десять пазов, в которых свободно перемещаются лопасти 11. Ротор установлен на шлицах вала 14.

Рис. 90. Насос гидроусилителя рулевого механизма:

1 — седло предохранительного клапана; 2 — нагнетательный канал: 3 — регулировочные прокладки; 4 и 23 — крышки; 5 — предохранительный клапан: 6 — калиброванное отверстие; 7 — перепускной клапан; 8 — нагнетательная камера; 9—распределительный диск; 10 —статор; 11 — лопасть; 12 — ротор; 13 — внутренний подшипник: 14 — приводной вал; 15 — корпус: 16 — сальник; 17 — подшипник; 18 — внутренняя щека шкива; 19— наружная щека шкива; 20 — регулировочные прокладки; 21 — бачок; 22 — фильтр; 24 — стяжная шпилька; 25 — держатель фильтра; 26 — сливной канал

При вращении вала насоса лопасти ротора прижимаются к криволинейной поверхности статора 10 и вытесняют жидкость, находящуюся между лопастями, в полости нагнетания. Плотность контакта между лопастями и статором обеспечивается давлением жидкости, подводимой в пазы ротора под лопасти, и действием центробежной силы.

В насос встроен предохранительный клапан 5, ограничивающий давление в системе гидроусилителя (65—70 кГ/см2).

В крышке 4 насоса расположен также перепускной клапан 7, который ограничивает производительность насоса. Действие перепускного клапана основано на разности давлений в полости нагнетания, разделенной калиброванным отверстием 6 на две зоны. Давление в зоне, примыкающей к распределительному диску 9, всегда несколько выше, чем в зоне, расположенной за калиброванным отверстием. Седло перепускного клапана соединено с обеими зонами; поэтому с увеличением числа оборотов насоса и повышением давления в зоне, примыкающей к распределительному диску, перепускной клапан смещается вправо и сооб щает полость нагнетания с бачком 21. Дальнейшее увеличение подачи жидкости в систему приостанавливается.

Бачок 21 для рабочей жидкости устанавливается на насосе.

Крышка 23 оборудована горловиной для удобства заливки жидкости в систему.

Вся жидкость, поступающая из гидроусилителя в бачок, проходит через сетчатый фильтр 22, расположенный внутри бачка.