Министерство
образования и науки РФ
Государственное
образовательное учреждение
Высшего профессионального
образования
Пермский национальный
исследовательский политехнический
университет
Кафедра «Автомобили
и технологические машины»
Реферат
по дисциплине «Гидравлические
и пневматические системы. Автомобили
и гаражное оборудование»
на тему: «Гидроусилитель рулевого
управления автомобиля КамАЗ-5320»
Выполнил ст.
гр.: ЭТС-10
Кардаш К. А.
Проверил и
принял:
Пугин К. Г.
Пермь 2013
Содержание:
1) Назначение
гидроусилителя руля……….........................................................3
2) Устройство гидроусилителя руля КамаЗ
5320.................................................7
3) Работа гидроусилителя руля КамаЗ 5320.........................................................9
4) Список литературы...........................................................................................15
Рулевое
управление автомобиля (рис. 2) снабжено
гидроусилителем 12, объединенный в одном
агрегате с рулевым механизмом, клапаном
управления гидроусилителем и угловым
редуктором 13.
Рис.
2 Рулевое управление: 1— клапан управления
гидроусилителем; 2—радиатор; 3—карданный
вал; 4—колонка; 5-—рулевое колесо, 6—бачок
гидросистемы; 7—насос гидроусилителя;
8—трубопровод высокого давления; 9—трубопровод
низкого давления; 10—сошка; 11 — продольная
тяга; 12—гидроусилитель с рулевым механизмом;
13—угловой редуктор
Гидроусилитель рулевого управления уменьшает
усилие, которое необходимо приложить
к рулевому колесу для поворота передних
колес, смягчает удары, передающиеся
от неровностей дороги, а
также повышает безопасность движения,
позволяя сохранить контроль за направлением
движения автомобиля в случае разрыва
шины переднего колеса.
Колонка
рулевого управления (рис. 3 прикреплена
в верхней части, к кронштейну, установленному
на внутренней панели кабины, в нижней
части-к фланцу на полу кабины. Колонка
соединена с рулевым механизмом карданным
валом.
Вал
1 колонки вращается в двух шарикоподшипниках
4. Осевой зазор в подшипниках регулируется
гайкой 8.
Карданный
вал (рис. 3)снабжен двумя шарнирами на
игольчатых подшипниках 4, в которые при
сборке закладывается смазка Литол-24.
В эксплуатации
подшипники не нуждаются в пополнении
смазки.
Для предотвращения
попадания грязи и влаги в шарнирное соединение
служат резиновые кольца 5. Скользящее
шлицевое соединение карданного вала
обеспечивает возможность изменения расстояния
между шарнирами при опрокидывании кабины
и служит для компенсации неточностей
установки кабины
с колонкой
рулевого управления относительно рамы
с рулевым механизмом, а также их взаимных
перемещений.
Перед сборкой
во втулку закладывают 28—32 г смазки Литол-24.
шлицы покрывают тонким ее слоем. Для удержания
смазки и предохранения соединения от
загрязнения служат резиновое уплотнение
и упорное кольцо 9, поджимаемое обоймой
7.
Вилки карданного
вала крепятся к валу колонки и валу ведущей
шестерни углового редуктора клиньями,
которые затянуты гайками с пружинными
шайбами. Для дополнительной страховки
от потери гаек установлены шплинты.
Угловой редуктор
с двумя коническими шестернями передает
вращение от карданного вала на винт рулевого
механизма. Ведущая
шестерня 7 углового редуктора выполнена
вместе с валом 1и установлена в корпусе
4 на шариковом 5 и игольчатом 3 подшипниках.
Рис.3. Угловой
редуктор.
1-ведущая
шестерня; 2—манжета; 3—крышка корпуса;
4—корпус ведущей шестерни; 5, 7 и
10—шарикоподшипники; 6—регулировочные
прокладки; 8, 15 и 19—уплотнительные кольца;
9—стопорное кольцо;11-ведомая шестерня;
12—упорная крышка: 13—корпус редуктора;
14—распорная втулка; 16—гайка крепления
подшипников; 17—шайба; 18—упорное кольцо;
20— защитная крышка
Шарикоподшипник напрессован на вал шестерни
и удерживается от осевого перемещения
гайкой 20. Для предотвращения самопроизвольного
отвертывания буртик гайки вдавлен в паз
на валу шестерни.Для выборки технологического
зазора, обеспечения надежной фиксации
шестерни в корпусе и, следовательно, сохранения
правильного зацепления зубчатой пары
служит пружинная шайба 16, установленная
между упорной шайбой 17 и шарикоподшипником
5. От выпадения из корпуса 4 ведущая шестерня
удерживается пружинным упорным кольцом
18, вложенным во внутреннюю канавку корпуса.
Рис. 4 Рулевой механизм со встроенным
гидроусилителем:
1—
передняя крышка; 2— клапан управления
гидроусилителем; 3, 28—стопорные кольца;
4 — плавающая втулка; 5, 7—уплотнительные
кольца; 6. 8—распорные кольца; 9—установочный
винт; 10 — вал сошки: 11 — перепускной клапан;
12—защитный колпачок: 13—задняя крышка;
14—картер рулевого механизма; 15— поршень-рейка;
16—сливная магнитная пробка; 17—винт:
18—шариковая гайкя; 19—желоб; 20—шарик;
21 — угловой редуктор; 22—упорный роликоподшипник:
23—пружиннная шайба; 24, 26—гайки; 25—регулировочный
винт; 27—боковая крышка; 29—регулировочная
шайба; 30—упорная шайба
Ведомая
шестерня 11 вращается в двух шариковых подшипниках 10, посаженных на хвостовик шестерни с натягом.
От продольных смещений ведомая шестерня
удерживается стопорным кольцом 9 и упорной крышкой 12. Зацепление конических
шестерен регулируют прокладками 6, установленными между
корпусами ведущей шестерни и углового
редуктора.Рулевой механизм со встроенным
гидроусилителем прикреплен к переднему
кронштейну передней левой рессоры. Кронштейн,
в свою очередь, закреплен на раме автомобиля.
Картер 14 рулевого механизма, в котором
перемещается поршень-рейка, служит одновременно
рабочим цилиндром гидроусилителя.
Винт 17 рулевого механизма ' имеет шлифованную
винтовую канавку. В гайке 18 прошлифована
такая же канавка и просверлены два отверстия.
Отверстия соединяются косым пазом, выфрезерованным
на наружной поверхности гайки.
Рис.
5 . Угловой редуктор.
1—вал
ведущей шестерни; 2—манжета; 3—игольчатый
подшипник.
ник; 4—корпус ведущей
шестерни; 5, 10—шарикоподшипники;
6—регулировочные прокладки;
7 ведущая шестерня; 8. 19—уплотнительные
кольца; 9, 23—стопорные кольца; 11—ведомая
шестерня; 12—упорная крышка; 13—корпус
редуктора; 14, 20—ram» крепления подшипников;
15—стопорная шайба; 16—пружинная шайба;
17—упорная шайба; 18—стопорное кольцо;
21 — наружная манжета; 22 — шайба
Два одинаковых желоба 19 полукруглого
сечения, установленные в упомянутые отверстия
и паз, образуют обводной канал, по которому
шарики 20, выкатываясь из винтового канала,
образованного нарезками винта и гайки,
вновь поступают в него.
Для предотвращения
выпадания шариков из винтового канала
наружу в каждом
желобе предусмотрен язычок, входящий
в винтовую канавку винта и способствующий
тому, что шарики меняют направление своего
движения.
Число шариков, циркулирующих
в замкнутом винтовом канале,—31. Восемь
из них находятся в обводном канале.
Винтовая канавка
на винте в ее средней зоне выполнена так,
что здесь между винтом, гайкой и шариками
образуется небольшой натяг. Это необходимо
для обеспечения беззазорного сопряжения
деталей в этой зоне.
При перемещении
гайки вследствие того, что глубина канавки
на винте от середины к концам несколько
увеличивается, в сопряжении винта и гайки
появляется небольшой зазор. Такая конструкция
обеспечивает большую долговечность пары
винт-гайка и улучшает стабилизацию движения
автомобиля. Кроме того, ослабление посадки
шариковой гайки на винте к краям его винтовой
канавки облегчает подбор шариков и сборку
шариковинтовой пары.
Гайку после сборки
с винтом и шариками устанавливают в поршень-рейку
15 и фиксируют двумя установочными винтами
9, которые закернивают в кольцевую проточку,
выполненную на поршень-рейке. Последняя
зацепляется с зубчатым сектором вала
10 сошки. Вал сошки вращается в бронзовой
втулке картера и крышке 27.
Толщина зубьев
сектора вала сошки переменная по длине,
что позволяет изменять зазор в
зацеплении перемещением
регулировочного винта 25,
ввернутого в боковую крышку.
Головка регулировочного винта, которая
опирается на упорную шайбу 30, входит в
гнездо вала сошки. Осевое перемещение
регулировочного винта в вале сошки, равное
0,02—0,08 мм, обеспечивается подбором регулировочной
шайбы 29 соответствующей толщины. Детали
25, 29, 30 удерживаются в гнезде вала сошки
стопорным кольцом 28. Средняя впадина
между зубьями рейки, входящая в зацепление
со средним зубом зубчатого сектора вала
сошки, выполнена несколько меньшей ширины,
чем остальные. Это необходимо для предотвращения
заклинивания механизма при повороте
вала сошки. На части винта рулевого механизма,
расположенной в полости корпуса углового
редуктора, нарезаны шлицы, которыми винт
сопрягается с ведомой шестерней угловой
передачи.
Клапан управления
гидроусилителем рулевого управления(рис.6)крепится
к корпусу углового редуктора с помощью
болта и четырех шпилек. Корпус
9 клапана имеет выполненные с большой
точностью центральное отверстие и шесть
(три сквозных и три глухих) расположенных
вокруг него меньших отверстий. Золотник
7 клапана управления размещен в центральном
отверстии, а упорные подшипники закреплены
на винте гайкой 24, буртик которой вдавлен
в паз винта 17.
Рис. 6 Клапан управления Гидроусилителем
рулевого управления:
1-Плунжер;
2, 6.-Пружины; 3, 11.-Предохранительные
клапаны;
4.-Пробка;
5.-Обратный клапан; 7.-Золотник;
8- Реактивный плунжер;
9-Корпус
клапана; 10- Уплотнительное кольцо.
Под гайку подложена
коническая пружинная шайба 23, обеспечивающая
возможность регулирования силы затяжки
упорных подшипников. Вогнутой стороной
шайба направлена к подшипнику. Большие
кольца роликоподшипников обращены
к золотнику.
Гидроусилитель
рулевого управления работает следующим
образом: при прямолинейном движении винт
15 и золотник 20 находятся в среднем положении.
Линии нагнетания 26 и слива 32, а также обе
полости 7 и 25 соединены. Масло свободно
проходит от насоса 4 через клапан управления
19 и возвращается в бачок 31 гидросистемы.
При вращении винта
вследствие сопротивления, возникающего
при повороте колес 12, возникает сила,
стремящаяся сдвинуть винт в осевом направлении
в соответствующую сторону. Когда эта
сила превысит усилие предварительного
сжатия центрирующих пружин 23, винт перемещается
и смещает жестко связанный с ним золотник.
При этом одна полость цилиндра гидроусилителя
сообщается с линией нагнетания и отключается
от линии слива, другая, наоборот, оставаясь
соединенной с линией слива, отключается
от линии нагнетания. Рабочая жидкость,
поступающая от насоса в соответствующую
полость цилиндра, оказывает давление
на поршень-рейку 8 и, создавая дополнительное
усилие на секторе вала 6 сошки рулевого
управления, способствует повороту управляемых
колес. Давление в рабочей полости цилиндра
увеличивается пропорционально сопротивлению
повороту колес. Одновременно возрастает
давление в полостях под реактивными плунжерами
22. Чем больше сопротивление повороту
колес, а следовательно, выше давление
в рабочей полости цилиндра,
тем больше усилие,
с которым золотник стремится вернуться
в среднее положение, а также усилие на
рулевом колесе. Таким образом у водителя
создается «чувство дороги».
При прекращении
поворота рулевого колеса, если оно удерживается
водителем в повернутом положении, золотник,
находящийся под действием центрирующих
пружин и нарастающего давления в реактивных
полостях, сдвигается к среднему положению.
При этом золотник не доходит до среднего
положения. Размер щели для прохода масла
в возвратную линию становится таким,
что в полости цилиндра, находящейся под
напором, поддерживается давление, необходимое
для удерживания управляемых колес в повернутом
положении. Если переднее колесо при прямолинейном
движении автомобиля начнет резко поворачиваться,
например, вследствие наезда на какое-либо
препятствие на дороге, то вал сошки, поворачиваясь,
будет перемещать поршень-рейку. Поскольку
винт не может вращаться (при удержании
рулевого колеса в одном положении), он
тоже переместится в осевом направлении
вместе с золотником. При этом полость
цилиндра, внутрь которой движется поршень-рейка,
будет соединена с линией нагнетания насоса
и отделена от возвратной линии.
Давление в этой полости цилиндра начнет
возрастать, и удар будет уравновешен
(смягчен) возрастающим давлением.
Винт, гайка, шарики,
упорные подшипники, а также угловая передача,
карданный вал и колонка рулевого управления
при работе гидроусилителя нагружены
относительно небольшими силами.
В то же
время зубчатое зацепление рулевого
механизма, вал сошки и картер
воспринимают основное усилие, создаваемое
давлением масла на поршень-рейку.
Внимание! Эксплуатация
с неработающей гидросистемой ведет к
преждевременному износу или поломке
шариковой пары и других нагруженных деталей.
Движение с неработающим гидроусилителем
руля должно быть сведено к минимуму.
Насос гидроусилителя
рулевого управления с бачком для масла
(рис.7) установлен в развале блока цилиндров.
Шестерня привода 1зафиксирована на валу
5 насоса шпонкой 6 и закреплена гайкой
2 со шплинтом 3. В роторе 38 насоса, размещенного
внутри статора 37 на шлицованном конце
вала насоса, имеются десять пазов, в которых
перемещаются пластины 35.
При сборке статор
с одной стороны прижимается к точно обработанному
торцу корпуса 40 насоса, с другой—к статору
прилегает распределительный диск 34. Положение
статора относительно корпуса и распределительного
диска зафиксировано штифтами. При вращении
вала насоса пластины прижимаются к криволинейной
поверхности статора под действием центробежной
силы и давления масла, поступающего
в пространство под ними из полости
крышки насоса по каналам в распределительном
диске. Между пластинами и неподвижными
поверхностями насоса образуются камеры
переменного объема, которые, проходя
мимо зон всасывания, заполняются маслом.
Для более полного заполнения камер масло
подводится как со стороны корпуса насоса
(через два окна), так и со стороны углублений
в распределительном диске через шесть
отверстий, выполненных в статоре и расположенных
по три против окон всасывания.