4 Назначение, устройство и принцип действия рулевого управления

Рисунок 4.1 – Рулевое управление КамАЗ-54112 с гидроусилителем

1 – колесо рулевое; 2 – рулевая колонка; 3 – карданный вал; 4 – пружина центрирующая; 5 – реактивный плунжер; 6 – упорный подшипник; 7 – золотник; 8 – клапан управления гидроусилителем; 9 – предохранительный клапан рулевого механизма; 10 – тяга продольная; 11 – картер рулевого механизма; 12 – винт; 13 – гайка шариковая; 14 – магнитная пробка; 15 – тяга продольная; 16 – сошка; 17 – поршень-рейка; 18 – задняя полость гидроусилителя; 19 – вал сошки с зубчатым сектором; 20 – клапан перепускной; 21 – насос гидроусилителя руля; 22 – линия нагнетания; 23 – передняя полость гидроусилителя; 24 – редуктор угловой; 25 – линия слива; 26 – бачок насоса; 27 – фильтр заливочный; 28 – пружина предохранительного клапана фильтра гидросистемы; 29 – фильтр; 30 – пружина перепускного клапана; 31 – предохранительный клапан насоса; 32 – клапан перепускной; 33 – тяга поперечная; 34 – колесо автомобиля переднее; 35 – радиатор; А и Б – дросселирующие отверстия; I – движение прямо или нейтральное положение;

II – поворот налево; III – поворот направо.

Продукция Камского автомобильного завода отличается не только своей надежностью и неприхотливостью, но и очень неплохой управляемостью. Обеспечивается оно благодаря очень удачной конструкции рулевой системы этих машин, которая состоит из целого ряда взаимосвязанных узлов, деталей и агрегатов. Именно она позволяет водителям легко и просто изменять направление движения машин на любом дорожном покрытии, а порой и в условиях практически полного бездорожья.

Различные модели автомобилей этой известной марки имеют рулевое управление, имеющее свои тонкости и нюансы, однако если посмотреть в общем, то основными его компонентами всегда являются: рулевое колесо, рулевая колонка, поворотный механизм и рулевые тяги. Все оно тесно взаимосвязаны друг с другом, а сама система тщательно и во всех тонкостях просчитана.

В целом рулевой механизм КамАЗ-54112 и других моделей этой марки грузовых автомобилей функционирует по одной и той же схеме. После того, как водитель для совершения поворота колес вращает рулевое колесо, это движение передается на вал рулевой колонки. На его гонце располагается карданный шарнир, к которому, в свою очередь, под некоторым углом присоединен еще один вал. На нем располагается винт, который своими зубьями передвигает в горизонтальном направлении рейку. Она приводит в движение тяги, с помощью которых и производится непосредственный поворот колес.

Рулевое управление КРАЗ, МАЗ, КАМАЗ и других марок современных отечественных автомобилей, производимых на просторах бывшего Советского Союза, очень схож по принципам своего действия. Кроме того, у всех моделей грузовых автомобилей в его состав входит такое устройство, как гидравлический или (реже) электрический усилитель. Он необходим для того, чтобы водитель мог осуществлять управление, прилагая минимальные усилия

для поворота рулевого колеса.

Рулевое управление предназначено для обеспечения прямолинейного движения автомобиля и изменения направления его движения за счет воздействия на передние управляемые колеса.

Рулевое управление автомобилей КамАЗ состоит из рулевого колеса, рулевой колонки, карданной передачи, рулевого механизма, гидравлического усилителя, насоса гидравлического усилителя и привода рулевого управления.

Рулевой механизм механического типа размещен в одном картере с гидравлическим усилителем. Конструктивно рулевой механизм выполнен в виде трех рабочих пар.

Первая рабочая пара: шестеренчатый угловой редуктор, передающий крутящий момент под углом от карданной передачи на винт рулевого механизма с передаточным отношением 1:1. Крепят угловой редуктор к картеру шпильками.

Вторая рабочая пара: винт – гайка с циркулирующими шариками, соединенная винтом с рейкой-поршнем.

Третья рабочая пара: рейка – поршень – зубчатый сектор. Рулевой механизм обеспечивает поворот управляемых колес и увеличивает усилия водителя, передаваемые на них. Передаточное отношение рулевого механизма семейства автомобилей КамАЗ-54112, -53212 и -5315 составляет 20:1, а у автомобилей семейства КамАЗ-4310 – 21, 7:1. При неработающем двигателе (а, следовательно, и при неработающем гидроусилителе) сохраняется возможность управления автомобилем.

Гидравлический усилитель облегчает управление автомобилем, снижает утомляемость водителя при движении автомобиля по неровным дорогам и пересеченной местности за счет гашения ударных нагрузок на рулевом колесе, повышает маневренные возможности автомобиля и обеспечивает безопасность его движения. Гидравлический усилитель состоит из клапана управления золотникового типа (распределительного устройства), гидравлического цилиндра с поршнем, размещенного в картере рулевого механизма, насоса с бачком, расположенных в развале цилиндров блока двигателя (вал насоса приводится во вращение от шестерни топливного насоса высокого давления), трубопроводов, шлангов и радиатора охлаждения рабочего масла.

Насос гидравлического усилителя лопастного типа в нагнетательной полости создает максимальное давление масла 7,5-8,0 МПа (75-80 кгс/см2). Предохранительный клапан открывается при давлении в насосе 8,5-9,0 МПа (85-90 кгс/см2). В качестве рабочей жидкости применяют всесезонное масло марки «Р» или заменители: летом – масло Тп-22; зимой – веретенное масло марки АУ или АУП.

Привод рулевого управления состоит из сошки, продольной и поперечной рулевых тяг и рычагов. Рычаги поворотных кулаков, шарнирно соединенные с поперечной тягой, образуют рулевую трапецию, которая обеспечивает поворот управляемых колес. Максимальные углы поворота колес 45° обеспечивают минимальный радиус поворота автомобиля по колее внешнего колеса 8,5 м с шириной занимаемого коридора 4,5 м.

Устойчивое прямолинейное движение автомобиля обеспечивается за счет бокового наклона шкворня (6°) и развала колес (1°). Обеспечение «чистого» качения колес переднего моста достигается регулировкой схождения колес.

В семействе автомобилей КамАЗ-54112 поперечная рулевая тяга имеет П-образную форму. Такая форма поперечной рулевой тяги вызвана наличием картера главной передачи переднего ведущего моста, который она огибает.