Гидроусилитель руля зил 130 -ПЗ, чертежи

1.1 Краткая характеристика ремонтируемого узла/механизма/.

Рулевое управление с гидроусилителем.

Его применяют на автомобилях средней и большой грузоподъемности. Гидроусилитель служит для снижения усилия водителя на рулевом колесе при повороте передних колес, смягчает удары, возникающие из-за повреждения шин.

Рулевое управление состоит из рулевого механизма, объединенного в один агрегат с гидроусилителем, карданной передачи 10 , рулевой колонки с рулевым валом и колесом (на рисунке не показаны) и составными частями гидросистемы. Карданная передача, установленная между рулевым механизмом и рулевым валом компенсирует влияние колебаний кабины относительно рамы автомобиля. Корпус 2 рулевого механизма, отлитый из ковкого чугуна, является одновременно цилиндром гидроусилителя. Он прикреплен болтами к раме автомобиля.

Рулевой механизм имеет две рабочие пары: винт 5 с гайкой 7 на циркулирующих шариках 6 и поршень-рейку 4, входящую в зацепление с зубчатым сектором 2 вала сошки. Передаточное отношение рулевого механизма 20:1. Винт 5 рулевого механизма имеет шлифованную с большой точностью винтовую канавку «арочного» профиля. Такая же канавка выполнена в гайке 7. Винтовой канал, образованный винтом и гайкой заполнен шариками. Гайка жестко закреплена внутри поршня-рейки.Зубчатая рейка и зубчатый сектор имеют переменные по толщине зубья, что позволяет регулировать зазор в зацеплении рейка-сектор регулировочным винтом, ввернутым в боковую крышку картера рулевого механизма. На поршне-рейке установлены упругие разрезные чугунные кольца, обеспечивающие его плотную посадку в картере-цилиндре 3. Вращение рулевого вала преобразуется в поступательное движение поршня-рейки благодаря перемещению гайки по винту. Зубья поршня-рейки в результате поворачивают сектор, а вместе с ним и вал с сошкой 1. Перед картером рулевого механизма в корпусе 10 установлен клапан управления с золотником 2. С клапаном управления шлангами В и Г соединен насос гидроусилителя.

Во время движения автомобиля по прямой золотник находится в среднем положении (как показано на рисунке)и масло из насоса 18 по шлангу Г через клапан управления перекачивается в бачок 19 по шлангу В. При повороте рулевого колеса вправо винт с золотником 12 перемещается назад (по рисунку вправо) в результате взаимодействия зубьев поршня-рейки и сектора. Перемещаясь назад, золотник открывает доступ маслу в полость Б через канал Д. В результате давления масла на поршень-рейку уменьшается усилие, которое затрачивается на поворот рулевого колеса. При этом рулевая сошка поворачивается против хода часовой стрелки. При повороте рулевого колеса влево золотник перемещается вперед и открывает доступ масла в полость А по каналу Е, в результате чего г облегчается поворот колеса влево. Если водитель приостановит вращение рулевого колеса, то золотник клапана управления займет I среднее положение, и угол, на который повернуты направляющие колеса останется неизменным.

Рулевой механизм имеет винт с гайкой на циркулирующих шариках и рейку с зубчатым сектором. 1ередаточное отношение рулевого механизма равно 20:1.

Рулевой механизм прикреплен к раме и соединен с валом колонки рулевого управления карданным валом с двумя шарнирами.

Картер 4 рулевого механизма одновременно является цилиндром гидроусилителя, в котором перемещается поршень-рейка 5. В поршне-рейке завальцована заглушка 3. Поршень-рейка зацепляется с зубчатым сектором вала 31 сошки рулевого управления. Зубья рейки и вала сошки имеют переменную по длине толщину, что позволяет регулировать зазор в зацеплении посредством осевого смещения вала сошки.

Вал сошки рулевого управления вращается в бронзовых втулках 33, запрессованных в картер, и в отверстии боковой крышки 24 картера. Осевое положение вала сошки определяется регулировочным винтом 30, головка которого входит в отверстие вала сошки и опирается на упорную шайбу 26. Осевое перемещение регулировочного винта в вале сошки, выдерживаемое при сборке в пределах 0,06 мм, ограничивается регулировочной шайбой 27 и стопорным кольцом 28.

В поршне-рейке расположена шариковая гайка 8, укрепленная установочными винтами 42, закерненными после сборки. Предварительно гайка собрана с винтом 7 таким образом, что в имеющиеся у них винтовые канавки и желоб вкладывается 31 шарик 10.

В паз шариковой гайки, соединенный двумя отверстиями с ее винтовой канавкой, вставляют два штампованных желоба 9, образующих трубку, по которой шарики, выкатываясь при повороте винта с одного конца гайки, возвращаются к ее другому концу. Винт 7 проходит через промежуточную крышку 12, к которой крепится корпус 17 клапана управления. На винте установлены два упорных шарикоподшипника 13 с золотником 16 клапана управления между ними: Большие кольца шарикоподшипников обращены к золотнику. Шарикоподшипники и золотник закреплены гайкой 19, утоненный бортик которой вдавлен в паз на винте. Под гайку подложена коническая пружинная шайба 18. обеспечивающая постоянное предварительное сжатие упорных шарикоподшипников. Пружина установлена вогнутой стороной к шарикоподшипнику.

Длина золотника больше длины отверстия под него в корпусе клапана управления. Вследствие этого золотник и винт могут перемещаться в осевом направлении на 1 мм в каждую сторону от среднего положения. В среднее положение они возвращаются под действием шести пружин 39 и. реактивных плунжеров 40, находящихся под давлением масла в линии подвода от насоса.

Винт 7 вращается в игольчатом подшипнике 21, расположенном в верхней крышке 20 рулевого механизма.

К корпусу клапана управления подведены два шланга от насоса гидроусилителя: шланг высокого давления 4 , по которому подводится масло от насоса , и шланг 3 низкого давления (слива), по которому масло возвращается в насос.

При вращении винта 7 в ту или другую сторону, вследствие сопротивления, возникающего при повороте колес, создается сила, стремящаяся сдвинуть его в осевом направлении в соответствующую сторону. Если эта сила превышает усилие предварительного сжатия пружин 39, то винт перемещается и смещает золотник 16. При этом одна полость цилиндра гидроусилителя сообщается с линией давления, а другая — со сливом. Масло, поступающее из насоса в цилиндр, давит на поршеньрейку, создавая дополнительный момент на валу сошки рулевого управления, и способствует повороту колес.

Давление в рабочей полости цилиндра увеличивается с повышением сопротивления повороту колес. Одновременно увеличивается и давление под реактивными .плунжерами 40. Винт и золотник стремятся вернуться в среднее положение под действием пружин 39 и реактивных плунжеров, а также усилия стабилизации колес.

Чем больше сопротивление повороту колес и выше давление в рабочей полости цилиндра, тем больше

илие, с которым золотник стремится вернуться в среднее положение и установить в среднее положение упорные шарикоподшипники и винт, тем больше также усилие на рулевом колесе. Когда усилие на рулевом колесе возрастает с увеличением сопротивления поворота колес, у водителя создается «чувство дороги».

Усилие на ободе рулевого колеса, соответствующее началу работы гидроусилителя, составляет около 2 кг, а наибольшее усилие — около 10 кг.

При прекращении поворота рулевого колеса поступающее в цилиндр масло, сдвигая поршеньрейку, устанавливает винт и золотник в среднее положение, что вызывает прекращение дальнейшего движения поршнярейки, а следовательно, и поворота колес.

В корпусе клапана управления имеется шариковый клапан 15, соединяющий при неработающем насосе линии высокого давления и слива. Клапан обеспечивает в этом случае работу рулевого механизма, как обычного рулевого механизма без гидроусилителя.

Полость, в которой находятся упорные шарикоподшипники, соединена со сливом и уплотнена резиновыми кольцами 14 круглого сечения. Подобными же кольцами 2, 25 и 41 уплотнены и остальные неподвижные соединения.

Вал 31 сошки рулевого управления уплотнен резиновым сальником 34, который имеет упорное кольцо 35, предотвращающее его выворачивание под давлением. Наружная резиновая манжета 36 препятствует попаданию на вал грязи и пыли. Поршень-рейку уплотняют двумя чугунными упругими разрезными кольцами 11, замки которых должны быть расположены с противоположных сторон поршня-рейки.

Винт 7 рулевого механизма имеет два уплотнения в промежуточной крышке и в поршне-рейке. Уплотнение производится чугунными упругими разрезными кольцами б. В верхней крышке 20 винт уплотняется1 резиновым сальником 38 с упорным кольцом 22 и наружной манжетой 23. Регулировочный винт 30 уплотняется резиновым кольцом 29 круглого сечения.

При вращении винта 7 рулевого управления в ту или другую сторону от среднего положения происходит увеличение свободного хода в рулевом механизме. Это достигается тем, что толщина среднего зуба вала 31сошки увеличена по сравнению с остальными зубьями, а винт 7 рулевого управления имеет бочкообразную форму с незначительным уменьшением диаметра винтовой канавки .к его концам.

В картере рулевого управления имеется пробка 32 с магнитом, которая улавливает стальные и чугунные частицы из масла.

Винт 7 рулевого управления соединен с колонкой рулевого управления карданным валом, нет ли воздуха в системе, осадка или грязи в бачке и на фильтрах насоса и утечки масла в соединениях трубопроводов.

1.2 Характерные неисправности ремонтируемого узла.

Устранение неисправностей ручного управления

Неисправности рулевого управления. Эти неисправности в наибольшей степени влияют на безопасность движения, поэтому при обнаружении их необходимо немедленно устранять. Основными неисправностями являются увеличение суммарного люфта (свободного хода) рулевого колеса, увеличение усилия, необходимого для его поворота, стуки и шумы в рулевом механизме.

При увеличении люфта рулевого колеса затруднено управление автомобилем (автомобиль «не держит дорогу»). Причинами этой неисправности могут быть увеличение зазоров в подшипниках ступиц управляемых колес, в шарнирах рулевых тяг, в подшипниках или в зацеплении рабочей пары (червяка и ролика у автомобиля ГАЗ5312, поршня и зубчатого сектора у автомобилей ЗИЛ) из-за износа деталей и ослабление крепления картера рулевого механизма, рулевой сошки и рычагов поворотных цапф. Кроме этого, у автомобиля ГАЗ5312 причиной увеличения люфта рулевого колеса может быть ослабление затяжки или поломка пружин наконечников рулевых тяг, а у автомобилей ЗИЛ — увеличение зазоров в карданных сочленениях рулевого управления и ослабление затяжки клиньев крепления карданного вала.

Усилие, необходимое для поворота рулевого колеса, увеличивается и или становится неравномерным при заедании подшипников рулевого механизма, повреждении его деталей, нарушении регулировки зазора в зацеплении рабочей пары, а у автомобилей ЗИЛ, кроме того,— при недостаточном натяжении ремня привода насоса гидроусилителя, недостаточном уровне масла в картере гидроусилителя и бачке насоса, наличии воздуха в гидросистеме, загрязнении масла, ослаблении затяжки гайки упорных подшипников винта рулевого управления, периодическом зависании перепускного клапана. Если зависание перепускного клапана постоянно или ослаблено крепление седла предохранительного клапана насоса, гидроусилитель перестает работать и усилие, необходимое для поворота рулевого колеса, резко возрастает. Причиной понижения уровня масла может быть его утечка из-за износа или повреждения уплотнительных колец, сальника вала сошки, ослабления соединений шлангов и трубопроводов гидроусилителя. Возможно выбрасывание масла через предохранительный клапан насоса при его чрезмерно высоком уровне, засорении или повреждении фильтра, деформации коллектора или разрушении его прокладки.

Стуки в рулевом механизме автомобиля ГАЗ5312 появляются при разрушении рабочих поверхностей червяка или ролика, а в рулевом механизме автомобилей ЗИЛ — при увеличенном зазоре в зубчатом зацеплении. Повышенный шум при работе насоса гидроусилителя вызывается слабым натяжением ремня его привода, понижением уровня масла в бачке, при попадании воздуха в гидросистему, засорении или повреждении фильтра, деформации коллектора или разрушении его прокладки.

Способы выявления неисправностей рулевого управления. Перед проверкой рулевого управления доводят до нормы давление воздуха в шинах, проверяют и при необходимости регулируют углы установки и подшипники ступиц управляемых колес, подтягивают крепление картера рулевого механизма, рулевой сошки и рычагов поворотных цапф, проверяют наличие смазки в узлах рулевого управления и ступицах колес, а у автомобилей ЗИЛ — уровень и качество масла в бачке насоса гидроусилителя. Автомобиль устанавливают на ровную площадку, а управляемые колеса — в положение для движения прямо.

Суммарный люфт рулевого колеса и усилие, необходимое для его поворота, определяют с помощью динамометра-люфтомера. Люфт рулевого колеса не должен превышать 20°. Усилие, необходимое для поворота рулевого колеса в обе стороны от среднего положения для автомобиля ГАЗ5312, должно составлять 16...22 Н. У автомобилей ЗИЛ усилие проверяют в трех положениях рулевого колеса при работающем двигателе. В первом (рулевое колесо повернуто более чем на 2 оборота от среднего положения) требуемое усилие 5,5... 13,5 Н, во втором (рулевое колесо повернуто на 3/4... 1 оборот от среднего положения) не более 23 Н, в третьем (рулевое колесо проходит среднее положение) на 8...12,5 Н больше, чем во втором положении, но не более 28 Н.

При увеличенном люфте рулевого колеса определяют его причину, попеременно поворачивая рулевое колесо в правую и левую стороны и одновременно проверяя шарниры рулевых тяг и соединения рулевого управления. Зазоры в шарнирах рулевых тяг определяют по перемещению пальцев относительно наконечников или головок рулевых тяг.

Осевое перемещение рулевого колеса определяют, взявшись за него двумя руками и попеременно перемещая в осевом направления на себя и от себя. Ощутимое перемещение рулевого колеса свидетельствует об увеличении осевых зазоров в подшипниках

рулевого управления.

Для проверки уровня и качества масла в бачке насоса гидроусилителя управляемые колеса автомобиля устанавливают прямо и снимают с бачка крышку, предварительно очистив ее от грязи и промыв бензином. При работе двигателя в режиме холостого хода, верхний уровень масла должен быть над сеткой заливного сетчатого фильтра. Мутное масло и пена в бачке свидетельствуют о попадании воздуха в гидросистему.

Давление масла проверяют при работе двигателя на холостом ходу с малой частотой вращения коленчатого вала и при температуре масла 65...75 °С. Для проверки между насосом гидроусилителя и шлангом высокого давления устанавливают приспособление, имеющее манометр и вентиль, перекрывающий подачу масла к усилителю. Открыв вентиль, поворачивают рулевое колесо до упора с усилием не менее 100 Н. Давление масла должно быть не менее 6 МПа. При -меньшем давлении вентиль завертывают, следя за показаниями манометра. Если давление повысится до 6,5 МПа, насос исправен, рулевой механизм — нет. Если повысится, но не превысит 6 МПа,— неисправны и насос, и рулевой механизм. Способы устранения неисправностей рулевого управления. При увеличении зазоров в шарнирах продольных тяг их регулируют, затягивая резьбовые пробки 15 и 21 (см. рис. 9.5) до упора, после чего их отпускают до первого возможного положения для шплинтовки, но не более чем на 1/4 оборота, и шплинтуют. При увеличении зазоров в шарнирах поперечных тяг их не регулируют, а заменяют изношенные детали (пальцы, вкладыши, пружины). Для регулирования осевого зазора в подшипниках червяка (ГАЗ5312) рулевой механизм снимают с автомобиля и сливают масло из его картера. Затем снимают нижнюю крышку 8 картера рулевого механизма (см. рис. 9.1) и удаляют одну тонкую прокладку 2. Установив крышку 3 на место, проверяют наличие осевого зазора в подшипниках червяка. Если он не устранен, то заменяют толстую прокладку на ранее снятую тонкую. Суммарную толщину прокладок уменьшают до тех пор; пока осевой зазор не будет выбран.

Зацепление червяка, с роликом регулируют, ввертывая специальным ключом регулировочный винт 9 на несколько вырезов в

стопорной шайбе.

При наличии осевого перемещения рулевого колеса автомобилей ЗИЛ рулевой вал отсоединяют от карданного вала и отгибают кромку усик стопорной шайбы так, чтобы она вышла из паза регулировочной гайки 5 (рис. 9.6, а). Регулировочную гайку затягивают до достижения момента вращения вала рулевого управления, равного 30...80 Н- м. Момент вращения замеряют динамометром 4. Недопустима чрезмерная затяжка гайки 5 с последующим ее отвертыванием, так как это может вызвать повреждение подшипников.