Рулевое управление УРАЛ-4320-10, УРАЛ-4320-31

Рулевое управление состоит из рулевой колонки, рулевого механизма, рулевого привода и гидравлического усилителя.

На автомобилях возможна установка рулевого управления двух исполнений: с рулевым механизмом типа червяк-боковой сектор или винт-шариковая гайка- рейка-сектор, при этом карданные валы 7 (рис. 56) и 10 (рис. 57) отличаются длиной.

На корпусе золотника рулевого механизма типа червяк-боковой сектор между нижними штуцерами имеется глухое сверление диаметром 12 мм и глубиной 5 мм, которое является отличительной меткой. Механизмы без этого сверления в рулевом управлении с гидроусилителем, закрепленным на левом лонжероне рамы, не применять.

Рис. 56. Рулевое управление с механизмом типа червяк — боковой сектор:

1— насос; 2 —механизм рулевой; 3 —бак масляный; 4,5 —шланги низкого давления; 6,14,15 —шланги высокого давления; 7,9 —валы карданные рулевого управления; 8 — опора промежуточная; 10 — колонка рулевая; 11—колесо рулевое; 12,13 — трубки высокого давления; 16 —механизм усилительный; 17 —тяга сошки; 18 —сошка; 19 —корпус; 20 — подшипники; 21 — втулка распорная; 22,24 — кольца стопорные; 23 — вал; 25 — шпонка; 26 — гайка; 27 — шайба; 28 — болт; 29 — вал; 30 — вилка карданная

Рулевая колонка соединяется с рулевым механизмом карданными валами через промежуточную опору 8 (см.рис. 56). В конструкции промежуточной опоры применены подшипники закрытого типа, не требующие смазки.

Рулевой механизм с клапаном управления усилительным механизмом состоит из червяка 3 (рис. 58) и червячного сектора 5 со спиральными зубьями. Сошка 25 рулевого управления соединена с валом сектора коническим шлицевым соединением. Сектор упирается в боковую крышку 18 картера через регу — лировочные шайбы 19.

Прогиб сектора ограничен штифтом 17, установленным в крышке картера.

На картере рулевого механизма установлен клапан управления усилительным механизмом золотникового типа.

Рис. 57. Рулевое управление с механизмом типа винт — шариковая гайка-рейка-сектор:

1—механизм рулевой; 2 — насос; 3 — бак масляный; 4,5 — шланги низкого давления; 6,11,12 — шланги высокого давления; 7— колесо рулевое; 8,10 — валы карданные рулевого управления; 9 — опора промежуточная; 13 — трубка высокого давления; 14 — механизм усилительный; 15 — тяга сошки; 16 — сошка; 17 — корпус; 18 — подшипники; 19 — втулка распорная; 20,22 — кольца стопорные; 21 — вал; 23 — шпонка; 24 — гайка; 25 — шайба; 26 — болт; 27 — вал; 28 — вилка карданная

Корпус клапана соединен трубопроводами с насосом и цилиндром усилительного механизма. При прямолинейном движении автомобиля золотник находится в нейтральном положении, при этом масло из насоса поступает в корпус золотника и через зазоры между ним и золотником по сливному трубопроводу в бачок. В этом случае полости цилиндра усилительного механизма находятся под одинаковым давлением, и поршень остается неподвижным.

При повороте рулевого колеса, вследствие реактивных усилий, возникающих в паре червяк-сектор, происходит осевое перемещение червяка и вала рулевого управления с золотником. Необходимое перемещение вала обеспечивается

конструкцией подшипника 2. Так как золотник перемещается относительно неподвижного корпуса золотника 30, то одна полость цилиндра усилительного механизма соединяется с линией высокого давления, а другая — с линией слива. Вследствие этого шток цилиндра усилительного механизма будет перемещаться до тех пор, пока не прекратится вращение рулевого колеса. Движение штока передается на управляемые колеса через шаровой палец и рычаг поворотного кулака. При поворотах рулевого колеса влево и вправо происходит изменение потока масла в усилительном механизме.

Рис. 58. Механизм рулевой (червяк-боковой сектор):

1 — картер рулевого механизма; 2 — подшипник радиальный роликовый; 3 — червяк; 4,34 — пробки наливного и сливного отверстий; 5 — сектор рулевого управления; 6 — вал рулевого управления; 7,24,26 — манжеты; 8 — подшипник упорный; 9 — шайба пружинная; 10 — кольцо уплотнительное; 11—плунжер; 12 —пружина; 13 —гайка золотника; 14 —кольцо уплотнительное; 15,16 — кольца стопорные; 17,20 — штифты; 18 — крышка картера боковая; 19 —шайбы регулировочные; 21 — прокладка; 22 —втулка распорная; 23 —подшипник игольчатый; 25 — сошка рулевого управления; 27 — крышка корпуса золотника; 28 — кольцо плунжеров подвижное; 29 —болт; 30 —корпус золотника; 31 —золотник; 32 —кольцо уплотнительное; 33 — шайба упорная; 35 — крышка; 36 — гайка червяка

Рулевой механизм с распределителем (рис. 59) включает в себя винт 7 и шариковую гайку-рейку 8, находящуюся в зацеплении с сектором 1. Полукруглые винтовые канавки на винте и гайке-рейке образуют канал, заполненный при сборке механизма шариками 6 высокой точности.

Зубчатый сектор 1 установлен в подшипниках 18, которые, в свою очередь, запрессованы во вкладыши 21, имеющие для регулировки зубчатого зацепления ряд отверстий на торцах.

Оси наружных поверхностей вкладышей 21 смещены относительно осей отверстий подшипников 18 на величину эксцентриситета «е», что дает возможность регулировать зубчатое зацепление сектора — гайки — рейки поворотом вкладышей 21.

На торце шлицевого конца сектора 1 имеется риска, которая совмещается с риской на торце сошки.

Рис. 59. Механизм рулевой (винт-шариковая гайка-рейка-сектор):

1 —сектор; 2 —кольцо стопорное; 3 —кольцо защитное; 4 —манжета; 5,13 —кольца уплотнительные; 6 — шарики; 7 — винт; 8 — гайка — рейка; 9 — картер; 10 — фиксатор; 11,19,22 — крышки; 12 — прокладки регулировочные; 14 — подшипники; 15 — направляющая; 16,20 — штифты; 17 — распределитель; 18 — подшипники; 21 — вкладыш; 23 — болт; 24 — уплотнитель; 25 — гайка; а — от насоса; b — слив; с,d — к силовому цилиндру

Распределитель (рис. 60) установлен на рулевом механизме.

В корпусе 5 золотника имеются три кольцевые канавки «е», «к», «1». Средняя канавка «е» соединена с каналом «а» для подвода рабочей жидкости от насоса, крайние канавки «к» и «1» — с каналом «b» для отвода рабочей жидкости на слив.

В трех реактивных камерах корпуса 5 размещены плунжеры 21, имеющие возможность осевого перемещения в своих каналах.

Золотник 22 закреплен через подшипники 3 гайкой 2 на втулке 9. Втулка 9 шлицами соединена без бокового зазора с винтом 24 рулевого механизма с возможностью осевого перемещения и винтовым соединением с входным валом 15. Шлицевое соединение вала 15 и винта 24 выполнено с боковым зазором «1». Зазор выбран из условия обеспечения полного хода золотника.

Входной вал 15 также соединен торсионом 17 с винтом 24 рулевого механизма. В канал средней канавки «е» ввернут обратный клапан 6.

Рис. 60. Распределитель гидроусилителя руля:

1 — корпус рулевого механизма; 2 — гайка; 3,10 — подшипники; 4 — кольца уплотнительные; 5 — корпус золотника; 6 — клапан обратный; 7 — шарик; 8 — крышка распределителя; 9 — втулка; 11,20 — прокладки регулировочные; 12 — манжета; 13 — кольцо стопорное; 14 — кольцо; 15 —вал; 16,23 —штифты; 17 —торсион; 18 —кольцо уплотнительное; 19 —крышка; 21 — плунжеры; 22 — золотник; 24 — винт; а — канал для подвода рабочей жидкости от насоса; b — канал для отвода рабочей жидкости от насоса; с,d — каналы для подвода (отвода) рабочей жидкости к полостям усилительного механизма; е,к,f: — канавки кольцевые; ш,п — сверления для соединения полостей корпуса и крышки распределителя со сливом; 1 — зазор Работа рулевого управления. При прямолинейном движении автомобиля, когда усилие к рулевому колесу не приложено, золотник занимает нейтральное положение в корпусе.

Рабочая жидкость от насоса поступает к средней канавке «е» (см. рис. 60). Поскольку в этом положении золотника канавки «е», «к» и «1» соединяются между собой, то масло, заполняя их и реактивные камеры, из распределителя через крайние канавки «к» и «1» и отверстие «Ь» сливается в масляный бак.

При повороте рулевого колеса, например, вправо, втулка 9 с закрепленным на ней золотником 22, за счет винтового соединения перемещается в осевом направлении влево (в сторону рулевого механизма).

В начальный момент перемещения, когда давление в гидросистеме невелико, усилие на рулевом колесе, в основном, создается за счет закручивания торсиона,

Рис. 60. Распределитель гидроусилителя руля:

1 — корпус рулевого механизма; 2 — гайка; 3,10 — подшипники; 4 — кольца уплотнительные; 5 — корпус золотника; 6 — клапан обратный; 7 — шарик; 8 — крышка распределителя; 9 — втулка; 11,20 — прокладки регулировочные; 12 — манжета; 13 — кольцо стопорное; 14 — кольцо; 15 —вал; 16,23 —штифты; 17 —торсион; 18 —кольцо уплотнительное; 19 —крышка; 21 — плунжеры; 22 — золотник; 24 — винт; а — канал для подвода рабочей жидкости от насоса; b — канал для отвода рабочей жидкости от насоса; с,й — каналы для подвода (отвода) рабочей жидкости к полостям усилительного механизма; е,к,f: — канавки кольцевые; ш,п — сверления для соединения полостей корпуса и крышки распределителя со сливом; 1 — зазор который непосредственно воздействует на вал 15. Винтовое соединение при этом перемещает золотник и практически не нагружается. При смещении золотника, величина которого ограничена зазором «f» в шлицевом соединении, прекращается доступ рабочей жидкости к кольцевой канавке «f». Жидкость от насоса подается к средней канавке «е», а затем через канал «d» в корпусе и далее по трубопроводу поступает в бесштоковую полость усилительного механизма 14 (см.рис. 57).

Усилие от усилительного механизма передается на рычаг поворотного кулака переднего управляемого моста. Происходит поворот управляемых колес вправо.

Из штоковой полости усилительного механизма жидкость по трубопроводам, через канал «с» (см.рис. 60) распределителя поступает в кольцевую канавку «к» и далее через отверстие «b» сливается в бак.

При увеличении сопротивления повороту управляемых колес возрастает давление в гидросистеме и, следовательно, в реактивных камерах, что вызывает пропорциональное увеличение усилия на рулевом колесе.

Таким образом, водитель получает информацию об увеличении сопротивления повороту управляемых колес.

При прекращении дальнейшего вращения рулевого колеса (снятии усилия с него) торсион 17 и плунжеры 21 возвращают золотник в нейтральное положение. Поступление жидкости в бесштоковую полость усилительного механизма прекращается, и автомобиль движется по окружности заданного радиуса.

При вращении рулевого колеса влево втулка 9 и золотник 22 перемещаются в осевом направлении вправо (от рулевого механизма). Жидкость от насоса под давлением через канавку «е», канал «с» поступает в штоковую полость усилительного механизма.

При неисправном гидроусилителе обратный клапан 6 обеспечивает перепуск масла из одной полости усилительного механизма в другую, что облегчает управление автомобилем.