Призначення, будова і робота підсилювача рульового керування ЗІЛ-131

Підсилювач рульового керування призначений для:

1. Зменшення зусилля, яке необхідне для керування автомобілем за рахунок тиску мастила на поршень-рейку редуктора рульового механізму.

2. Для утримання направляючих коліс в положенні прямолінійного руху у разі проколу однієї з шин направляючих коліс, що підвищує безпеку руху.

3. Для пом’якшення ударів і поштовхів, що передаються від направляючих коліс під час руху по нерівностям шляху.

Технічна характеристика:

Тип - гідравлічний, поршневого типу із золотниковим механізмом переключення подачі масла від насоса.

Розташований у загальному картері з рульовиммеханізмом.

Застосована рідина - Мастило марки “Р”

Ємність – 3,2 л

Тиск мастила (макс.) - 65-75 кгс/см²

Загальний устрій:

– насос гідропідсилювача;

– розподільник;

– силовий циліндр;

– трубопроводи високого і низького тиску.

Насос гідропідсилювача встановлений на двигуні і приводиться в дію через шків ременем від шківу колінчастого валу.

Насос лопаточний, подвійної дії, тобто за один оберт валу насосу здійснюється два повних циклу всмоктування і два – випорскування.

Продуктивність 8 - 10 л/хв.

Робочий тиск не менше 60 кГ/см² при температурі масла - 75 °.

Максимальний тиск обмежується запобіжним клапаном, який відрегульований на 65 - 75 кГ/см². Кількість масла, що подається насосом, обмежується перехідним клапаном.

Насос складається з:

– корпусу;

– статора;

– кришки насосу;

– ротора з лопатями;

– вала приводу ротора;

– диску розподілення;

– бачка з кришкою;

– сітчастого фільтра з кришкою;

– перехідного клапана з пружиною;

– запобіжного клапана з пружиною.

Корпус виготовлений з чавуну. В ньому встановлений вал ротору на кульовому підшипнику.

Статор виготовлений з високоякісної сталі і має еліпсоподібний отвір з точно обробленою поверхнею. В ньому виконані по три крізних отвори різного діаметру (з обох боків основи еліпсу), для підводу мастила до лопатей з протилежної сторони через пройми диску розподілення.

Статор затиснутий між корпусом і кришкою насоса 4-ма бовтами.

Ротор виготовлений з високоякісної сталі, встановлений на шліцах валу привода таким чином, щоб займати центр статора (тобто встановлений у центрі статора). В роторі виконані пази, в яких вільно встановлені лопаті ротору. Пази ротору закінчуються у внутрішній частині циліндричними отворами, через які під лопати підводиться мастило з порожнини нагнітання.

Вал приводу ротора встановлений на кульовому підшипнику та голковому підшипнику в корпусі.

Диск розподілення встановлений між сектором–ротором і кришкою насосу. Він забезпечує підведення мастила у порожнину всмоктування лопат, розподіляє мастило в порожнину натискування і в порожнину під лопатами ротору. Точне встановлення диску забезпечується двома установочними штифтами.

Кришка насосу кріпиться до корпусу через статор 4-ма болтами з пружиною, який пропускає надлишок мастила з порожнини нагнітання у бачок під час підвищення частоти обертання ротору, запобіжний клапан, що обмежує тиск мастила в системі (65-70 кгс/см²), встановлений в перепускному клапані. У кришці виконано калібрований отвір каналу.

Бачок насосу є мастильним резервуаром. Він кріпиться до корпусу та кришки і має кришку бачка з сапуном, сітчастий фільтр (заливний), сітчастий фільтр з клапаном (зливний).

У бачку також виконаний колектор у якому внутрішній канал поєднується з порожниною перепускного клапану і має малий діаметр. Це призводить до різкого підвищення швидкості потоку мастила, що пропускається у всмоктувальну порожнину корпусу і створює деяке підвищення тиску на засмоктуванні. Колектор також зменшує шум під час обертання ротору з великою частотою.

Насос працює наступним чином:

Під час обертання ротору його лопати притискуються до поверхні статора під дією відцентрових сил і тиску масла під ними, пересуваються в пазах, то виходять з пазів, то входять до них, повторюючи профіль отвору статора. Під час виведення лопаток відбувається всмоктування (об’єм збільшується), під час входу в пази ротора об’єм зменшується, відбувається витиснення рідини (натиснення). Одна лопатка за один оберт двічі всмоктує і двічі натискує рідину (насос подвійної дії). Мастило з порожнини нагнітається через калібрований отвір у кришці потрапляє в канал кришки і через шланг високого тиску до розподілювача.

Розподілювач розподіляє потоки мастила у нижню або верхню порожнину силового циліндра в залежності від напрямку повороту кермового колеса.

Він встановлений на валу гвинта редуктора і має:

– корпус розподілювача;

– золотник розподілювача;

– 6 пар реактивних плунжерів;

– 6 пружин реактивних плунжерів;

– перепускний клапан;

– канали підведення і відведення.

Золотник встановлений на валу і має два крайніх бурта і центральний бурт. Реактивні плунжери своїми торцями впираються в обойму упорного підшипника і проміжну кришку картера редуктора.

Золотник разом з валом встановлений так, що вони можуть пересуватися уверх і вниз на 1,0 мм, що забезпечує керування потоками мастила.

Силовий циліндр виконаний разом з редуктором рульового механізму і являє собою циліндр, в якому встановлений поршень–рейка, що розділяє циліндр на дві робочі порожнини.

Радіатор використовується для охолодження мастила.

Роботу рульового керування необхідно розглянути в наступних положеннях:

- водій не діє на рульове колесо, автомобіль рухається вперед.

- поворот вліво. Слідкуюча дія підсилювача.

- поворот вправо. Слідкуюча дія підсилювача.

- робота рульового керування з непрацюючим підсилювачем.

- робота підсилювача під час проколу однієї з шин.

Прямолінійний рух. При русі прямо золотник під дією пружин реактивних плунжерів займає середнє положення. Масло від насоса поступає до розподільника в центральну проточку корпуса, проходить по кільцевих щілинах у крайні проточки і дальше через радіатор повертається в бачок. Обидві порожнини перед поршнем-рейкою заповнені маслом під однаковим тиском, поршень залишається нерухомим і на зубчастий сектор, а відповідно, і на рульовий привод не діє.

Поворот ліворуч. При повороті ліворуч водій відповідно повертає рульове колесо, при цьому гвинт вкручується в гайку і переміщує її вверх. Гайка через поршень-рейку, зубчастий сектор і деталі рульового приводу зв’язана з колесами і створює на гвинт опір. За рахунок цієї сили (реактивної) опору, яка більша від зусилля попередньо стиснутих пружин плунжерів, гвинт разом із золотником зміщується вниз на величину 1,1 мм до упору верхнього підшипника в корпусі розподільника, при цьому додатково стискуються пружини плунжерів. Золотник після зміщення своїми поясками перекриває доступ масла до задньої порожнини силового циліндра, з’єднуючи її зі зливом, і відкриває доступ масла від насоса в передню порожнину. Під тиском масла поршень переміщується назад, полегшуючи водію поворот керованих коліс.

При припиненні повороту рульового колеса масло, продовжуючи поступати в передню порожнину, зміщує поршень разом із гвинтом назад, внаслідок чого золотник опиняється у середньому положенні. Поверненню золотника у середнє положення сприяє також зусилля пружин і тиск масла на плунжери, що змістилися. Після повернення золотника у середнє положення тиск масла в обох порожнинах силового циліндра вирівнюється, і підсилювач не діє на керовані колеса.

Поворот праворуч. Поворот праворуч здійснюється аналогічно. Золотник при цьому зміщується за рахунок реактивної сили вверх, масло під тиском від насоса поступає в задню порожнину силового циліндра.

Не допускається тривалий рух автомобіля на буксирі або накатом з непрацюючим двигуном і, відповідно, з виключеним насосом гідропідсилювача. Це призводить до надмірного перенавантаження механізму рульового керування.

Робочі гідравлічні рідини, мастила, що використовуються в механізмах рульового керування.

Для гідропідсилювача - всесезонне мастило марки “Р” (ТО-1) або замінювач:

- влітку – турбінне 22 або індустріальне 20, мастила для двигунів;

- взимку (нижче –25^○С) – веретенне мастило АУП або АУ.

Для змащення шліців карданного валу рульової колонки – мастило Литол-24 (основне), Зимол, 1-13Ж.Змащуються під час СО при переведенні на зимовий період експлуатації.

Для змащення рульових тяг – мастило Литол-24 (основне), Солидол-С, Солидол-Ж. ТО-1

Можливі несправності рульового керування.

Основними несправностями рульового керування можуть бути: велике зношування деталей рульового керування; заїдання рульового керування; ослаблення кріплень; недостатнє або нерівномірне посилення; повна відсутність посилення.

Головними ознаками несправності рульового керування є підвищений вільний хід кермового колеса або надмірне зусилля, необхідне для його повороту.

Експлуатація автомобіля з якої-небудь з зазначених несправностей не допускається, тому що це може привести до аварії. Величину вільного ходу кермового колеса визначають люфтоміром при положенні передніх коліс, що відповідає руху прямо. Стрілку люфтоміру закріплюють на ободі кермового колеса, а шкалу встановлюють на кермовій колонці.

Підвищений вільний хід кермового колеса свідчить про зношування деталей шарнірів кермових тяг; поломці пружин шарнірів кермових тяг; ослабленні кріплення картера кермового механізму, кермової сошки, поворотних важелів, а також про збільшення зазорів у підшипниках маточин передніх коліс і шворнів. Несправність усувається виконанням регулювальних робіт, заміною зношених деталей, підтяжкою тяг, робочих пар кермових механізмів, карданних шарнірів, кермових кріплень.

Недостатнє або нерівномірне посилення при поворотах може бути внаслідок слабкого натягу ременя привода насоса, недостатнього рівня масла в бачку, наявності повітря в системі гідропідсилювача, зависання пропускного клапана насоса через забруднення масла. На автомобілях ЗІЛ-131 ця несправність може бути внаслідок ослаблення затягування гайки упорних підшипників розподільника,

Для видалення повітря з системи гідропідсилювача варто відкрити кришку бачка, пустити двигун, долити свіже мастило до появи його під сіткою, а потім при роботі двигуна на холостому ході повернути кермове колесо від упору до упору, утримуючи його протягом 2-3 з у крайніх положеннях і доливаючи в міру необхідності мастило до припинення виходу з нього пухирців повітря.

Причини повної відсутності посилення: обрив ременя приводу насоса, заїдання пропускного клапана насоса або відвернення сідла запобіжного клапана. Усувається несправність заміною ременя, розбиранням насоса, його промиванням, загортанням сідла клапана.

Заїдання рульового керування може бути внаслідок пошкодження підшипників кермового механізму, неправильного його регулювання, погнутості тяг або відсутності мастила в їхніх шарнірах. У цьому випадку потрібно замінити ушкоджені підшипники, відрегулювати кермовий механізм, виправити тяги, змазати їхні шарніри.

Підвищений шум при роботі насоса свідчить про недостатній рівень мастила в бачку, слабкому натягу ременя приводу, влученню повітря в систему, засмічування фільтрів. Стукоти в насосі виникають при зношуванні його підшипників. При високому рівні мастила або засміченні фільтра може бути викидання мастила через сапун бачка. Ці несправності усуваються доведенням рівня мастила до норми, очищенням фільтрів, ремонтом насоса.

Обсяг робіт технічного обслуговування приводу рульового керування.

При контрольному огляді перевіряють стан і наявність шплінтів у тягах кермового приводу, відсутність підтікання мастила з картера кермового механізму й підсилювача, а на ходу автомобіля - роботу підсилювача.

При контрольному огляді перевіряють вільний хід кермового колеса, надійність кріплення сошки й тяг, натяг ременя приводу насоса (при необхідності - його регулюють).

При ТО-1 перевіряють кріплення всіх деталей рульового керування, змазують шарніри рульових тяг мастилом Литол-24 або солідолом; перевіряють і при необхідності доливають масло в бачок насоса й картер рульового механізму.

Під час СО при переведенні на зимовий період експлуатації змащують шліці карданного валу рульової колонки – мастило Литол-24 (основне), Зимол, 1-13Ж.

При ТО-2 додатково перевіряють і при необхідності регулюють рульовий механізм, змащують голчасті підшипники карданного вала (Тап-15В при наявності маслянок), заміняють мастило в картері рульового механізму (через одне ТО-2, а при роботі в тяжких умовах - при кожному ТО-2, а для автомобіля ЗІЛ-131 – через 200 тис. км).

Застосовуване для підсилювачів масло марки Р може працювати без заміни до капітального ремонту. Його замінником може бути влітку турбінне мастило-22 або індустріальне-20, узимку веретенне АУП або АУ. У випадку застосування замінників при сезонному обслуговуванні їх необхідно замінити.

На автомобілях ЗІЛ-131 мастило з системи зливають через пробку в картері рульового механізму при поверненому рульовому колесі вліво до упору. У такому ж положенні мастило заливають до рівня сітки заливного фільтра, а потім доливають до норми при працюючому двигуні й повороті рульового колеса до упору вліво й вправо.