Дополнительные источники по теме:

Гладов, Г. И. Устройство автомобилей [Текст] : учебник для СПО / Г. И. Гладов, А. М. Петренко. – 6–е изд., стер. – М. : Академия, 2017. – 350 с. – (Профессиональное образование. Автомеханик).

Аннотация: Учебник подготовлен в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования по специальности «Техническое обслуживание и ремонт двигателей, систем и агрегатов автомобилей», профессии «Мастер по ремонту и обслуживанию автомобилей» (из списка ТОП-50) и профессии «Автомеханик». Учебное издание предназначено для изучения междисциплинарного курса «Устройство автомобилей». Рассмотрено устройство современных отечественных и иностранных легковых автомобилей: системы впрыска топлива, двигатели, работающие на газовом топливе, гибридные силовые установки, электрический тяговый привод, дифференциалы типа «Торсен», электроусилители рулевого управления, навигационные системы и др. Для студентов учреждений среднего профессионального образования. Может быть полезен широкому кругу автолюбителей.

Пехальский, А. П. Устройство автомобилей и двигателей [Текст] : учебник для СПО / А. П. Пехальский, И. А. Пехальский. – М. : Академия, 2018. – 574 с. – (Профессиональное образование).

Аннотация: Учебник подготовлен в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта среднего профессионального образования по специальностям «Техническое обслуживание и ремонт двигателей, систем и агрегатов автомобилей» (из списка ТОП-50) и «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта». Учебное издание предназначено для изучения профессионального модуля «Техническое обслуживание и ремонт автотранспортных средств». Описаны назначение, устройство и работа агрегатов, механизмов и приборов автомобилей отечественного производства семейств ВАЗ, «ГА-Зель», «Волга», ЗИЛ, ГАЗ, КамАЗ и др., а также автомобилей Hyundai Santa Fe, Ford Focus, Opel, Skoda Octavia, Chevrolet Niva, Renault Logan, Kia Rio, Hyundai Accent, Nissan, UAZ Hynter, Chevrolet Captiva и др., выпускаемые по лицензиям зарубежных фирм-автопроизводителей. Для студентов учреждений среднего профессионального образования.

Стуканов, В. А. Устройство автомобилей [Текст] : учебное пособие / В. А. Стуканов, К. Н. Леонтьев. – М. : Форум : Инфра-М, 2020. – 496 с. – (Среднее профессиональное образование).

Аннотация: В книге собран учебный материал по устройству автомобилей. Рассматриваются назначение, типы и конструкция подвижного состава автомобильного транспорта. Приводится множество иллюстраций при описании устройства и работы узлов и механизмов автомобилей. Учебное пособие составлено в соответствии с государственным образовательным стандартом среднего профессионального образования и предназначено для студентов, обучающихся по специальности «Техническое обслуживание и ремонт автомобильного транспорта». Может быть полезно для студентов вузов и учащихся учреждений начального профессионального образования, а также для работников автотранспортных предприятий.

Дополнительная полнотекстовая информация по теме:

Селифонов, В.В. "Общее устройство грузовых автомобилей"

О важности обслуживания цепного привода ГРМ

Бирюков, М. "Диагностика неисправностей ГРМ двигателя"

Шестопалов, К. К. "Назначение и область применения подъемно-транспортных, строительных и дорожных машин"

Стуканов, В. А. "Подвеска, амортизаторы, торсионы, пружины..."

Гладов, Г. И.   "Устройство и принцип действия некоторых агрегатов автомобиля" см. здесь...

    Если на управляемые колеса приходится большая нагрузка (грузовые автомобили большой и средней грузоподъемности и автобусы), то управление автомобилем затрудняется необходимостью приложения к рулевому колесу значительного усилия.
     В тех случаях, когда работа водителя не может быть облегчена увеличением передаточного числа механизма рулевого управления, конструкция предусматривает применение усилителей. Усилители увеличивают маневренность автомобиля, повышают безопасность движения, так как позволяют сохранить управляемость автомобилем даже в случае разрыва шины на одном из передних колес, уменьшают усилие, затрачиваемое водителем при повороте управляемых колес, и смягчают толчки, передающиеся на рулевое колесо при движении автомобиля по неровной дороге.      При применении усилителя несколько ухудшается стабилизация управляемых колес и больше изнашивается шина (из-за высокой его чувствительности).
     Усилители бывают электрические, пневматические и гидравлические.
     Электрические усилители показывают хорошие результаты, но в настоящее время только выходят из стадии лабораторных исследований и разработок, а пневматические оказались неприемлемыми ввиду большой упругой податливости рабочего тела – воздуха, приводившей к запаздыванию срабатывания усилителя и возникновению в рулевом управлении недопустимых колебательных процессов. Поэтому в настоящее время широко применяют гидравлические усилители.
     Гидравлический усилитель может быть встроенным в механизм рулевого управления и отдельным.
В общем случае гидравлический усилитель состоит из источника энергии (гидронасоса), распределителя, исполнительного устройства (силового цилиндра).

     Требования, предъявляемые к усилителю рулевого привода:

     Рулевое управление – совокупность механизмов, служащих для поворота управляемых колес, обеспечивает движение автомобиля в заданном направлении.

     Каждое управляемое колесо установлено на поворотном кулаке, соединенном с передней осью посредством шкворня, который неподвижно крепится в передней оси. При вращении водителем рулевого колеса усилие передастся посредством тяг и рычагов на поворотные кулаки, которые поворачиваются на определенный угол (задает водитель), изменяя направление движения автомобиля.
     Рулевое управление состоит из следующих механизмов (рис. 133-136):

    Требования, предъявляемые к рулевым управлениям. Предъявляемые к автомобилю требования в части управляемости, устойчивости, маневренности и легкости управления могут быть реализованы, если рулевым управлением обеспечивается:

• требуемое передаточное число;
• высокая жесткость деталей;
• согласованность кинематики рулевого привода и направляющего устройства подвески;
• минимальные зазоры в сочленениях деталей;
• правильное соотношение углов поворота внутреннего и наружного колес;
• оптимальная величина стабилизирующего момента;
• небольшая величина крутящего момента, который необходимо прикладывать к рулевому колесу.
  

   Механизм рулевою управления (рис. 137 и 138) – понижающая передача, преобразующая вращение вала рулевого колеса в качание вала сошки. Механизм рулевого управления представляет собой редуктор. Особенность его работы заключается в следующем:

По конструкции механизмы рулевого управления делятся на червячные, винтовые и реечные.

     До недавнею времени в грузовых автомобилях марки «ГАЗ» (рис. 139) применялся червячный рулевой механизм. Он собран в картере, который крепится к левому лонжерону рамы. Рулевое колесо закреплено на верхнем конце вала. На противоположном конце вала на шлицы напрессован глобоидальный червяк, опирающийся на конические роликоподшипники. В зацеплении с черняком находится трехгребневый ролик, посаженный на двух шарикоподшипниках, между которыми помешена распорная втулка. Ось ролика закреплена в вильчатом кривошипе вала сошки. Вал сошки имеет сдвоенные шлицы, обеспечивающие правильность установки сошки под необходимым углом.

 

     В настоящее время на грузовых автомобилях распространенным является механизм рулевого управления с винтовой передачей с циркулирующими шариками и зубчатым зацеплением.

     Механизм рулевою управления автомобиля МАЗ-5335 (рис. 140) представляет собой винт вала рулевого колеса, который проходит внутри гайки-рейки, находящейся в зацеплении с зубчатым сектором вала сошки. В винтовые канавки между гайкой-рейкой и винтом при сборке заложено два ряда шариков. Движение шариков в винтовых канавках ограничено направляющими. Высокая точность деталей механизма обеспечивает легкое и плавное вращение винта в гайке-рейке. Вал сошки, изготовленный как одно целое с зубчатым сектором, установлен па игольчатых подшипниках в картере механизма. Зубья сектора выполнены с переменной по длине толщиной, что позволяет регулировать зазор в зацеплении с рейкой, перемещая в осевом направлении сектор регулировочным винтом. Винт в сборе с валом сектора вворачивают в боковую крышку картера и крепят контргайкой. Регулировочный винт упирается в опорную пластину и удерживается гайкой. Контргайка фиксирует положение винта после регулировки. Винт вращается в двух роликоподшипниках и соединяется с валом рулевого колеса карданным шарниром. Для правильной установки сошки на торце вала сектора нанесена метка, которую при сборке совмещают с меткой на сошке.

     У механизма рулевого управления автомобиля ЗИЛ-4314.10 (см. рис. 137) поршень-рейка одновременно является поршнем гидроусилителя (гидроусилитель встроен конструктивно в механизм рулевого управления) и рейкой, которая находится в зацеплении с зубчатым сектором вала рулевой сошки. При воздействии водителя на рулевое колесо через вал и карданную передачу вращение передается винту, по которому на циркулирующих шариках перемещается шариковая гайка. Вместе с гайкой вдоль винта перемешается поршепь-рейка, поворачивая зубчатый сектор вала сошки. Зазор в зацеплении зубьев рейки и сектора можно регулировать, смещая в осевом направлении вал сошки, так как зубья имеют переменную по длине толщину. В картер механизма рулевого управления и в отверстие его боковой крышки запрессованы бронзовые втулки, в которых вращается вал сошки.

     Механизм рулевого управления автомобилей марки «КамАЗ» (рис. 141) включает в себя угловой редуктор, ведущее и ведомое конические зубчатые колеса которого перелают вращение на винт, перемещающий гайку и скрепленную с ней поршень-рейку, зубья которой входят в зацепление с зубчатым сектором вала сошки. К корпусу углового редуктора прикреплен корпус клапана управления гидроусилителя.

      В последнее время широкое распространение на легковых автомобилях получил реечный механизм рулевого управления. Основным преимуществом реечных механизмов является высокий КПД и возможность иметь в рулевом приводе меньшее число шарниров. Передаточные отношения механизма определяются отношением числа оборотов зубчатого колеса, равное числу оборотов рулевого колеса, к расстоянию перемещения рейки. За счет соответствующей нарезки зубьев на рейке имеется возможность получения переменного передаточного числа при перемещении этой рейки. Это дает возможность уменьшить действующие в приводе силы или перемещение рейки для коррекции в работе рулевого привода.
     Реечный механизм рулевого управления (см. рис. 138) состоит из картера, отлитого из алюминиевого сплава. В полости картера на шариковом и роликовом подшипниках установлено приводное зубчатое колесо. На картере и на пыльнике выполнены метки для правильной сборки механизма рулевого управления. Зубчатое колесо находится в зацеплении с зубчатой рейкой, которая поджимается к зубчатому колесу пружиной через металлокерамический упор. Пружина поджимается гайкой со стопорным кольцом, создавая сопротивление отворачиванию гайки. Подпружиненным упором облегчается беззазорное зацепление зубчатого колеса с зубчатой рейкой по всей величине хода. Рейка одним концом опирается на упор, а другим – на разрезную пластмассовую втулку. Ход рейки ограничивается в одну сторону кольцом, напрессованным на рейку, а в другую сторону – втулкой резинометаллического шарнира левой рулевой тяги. Полость картера механизма рулевого управления защищена от загрязнения гофрированным чехлом.
     Вал рулевого управления соединяется с приводным зубчатым колесом эластичной муфтой. Верхняя часть вала опирается на шариковый радиальный подшипник, запрессованный в трубу кронштейна. На верхнем конце вала на шлицах через демпфирующий элемент крепится гайкой рулевое колесо.

     Встроенный гидроусилитель автомобиля ЗИЛ-4331 (рис. 144). Корпус распределителя крепится к промежуточной крышке картера механизма рулевого управления. Золотник распределителя крепится между упорными шариковыми подшипниками на винте. Золотник представляет собой цилиндр с двумя проточками. Упорные шарикоподшипники стянуты гайкой с подложенной под нее конической пружиной шайбой, обращенной вогнутой стороной к шарикоподшипнику. Длина золотника больше отверстия для него в корпусе распределителя, вследствие чего золотник и винт могут перемешаться в осевом направлении примерно на 1 мм в каждую сторону от среднего положения. Шесть реактивных пружин с реактивными плунжерами с каждой стороны. Пружины стремятся удержать золотник в среднем (нейтральном) положении. Если возникающая при вращении винта осевая сила больше силы предварительного сжатия реактивных пружин, то винт и золотник смещаются вправо или влево (на 1 мм) в зависимости от направления вращения винта, сообщая одну из полостей картера (силового цилиндра) механизма рулевого управления с магистралью высокого давления, а другую со сливным каналом. Масло под давлением (в современных усилителях используется давление 7-15 МПа) воздействует на тот или другой торец поршня рейки, создавая дополнительное усилие, способствующее повороту вправо или влево управляемых колес. При среднем (нейтральном) положении золотника жидкость из насоса, заполнив обе полости силового цилиндра, вытекает через золотник и бачок гидронасоса.
При повороте вправо винт, выкручиваясь из поршня-рейки, вследствие сопротивления, возникающего при повороте колес, стремится сдвинуться в осевом направлении. Как только сдвигающая сила будет больше силы предварительно сжатых пружин реактивных плунжеров, золотник переместится вправо, соединяя магистраль высокого давления с полостью вправо от поршня, а полость слева от поршня со сливным каналом. Поршень-рейка перемещается под действием усилий, возникающих при выкручивании винта и от давления жидкости.
В случае поворота колес автомобиля влево золотник под аналогичным воздействием перемещается также влево, соединяя полость слева от поршня с магистралью высокого давления, а полость справа от поршня со сливным канатом.
     Увеличение сопротивления повороту колес, оказываемое дорогой, вызывает повышение давления в рабочей полости картера и под реактивными плунжерами. Чем больше сопротивление повороту колес, тем с большей силой золотник стремится вернуться в среднее положение. Одновременно с этим возрастает и усилие на рулевом колесе, благодаря чему у водителя возникает «чувство дороги».
Если водитель перестает поворачивать рулевое колесо, то прекращается и поворот управляемых колес, так как винт перестает вращаться и поступающая в картер механизма рулевого управления жидкость перемещает поршень-рейку с винтом и золотником в исходное среднее положение, при котором прекращается действие жидкости на поршень-рейку.
     В работе гидроусилителей автомобилей марок «ЗИЛ» и «КамАЗ» много общего, но конструкция гидроусилителя автомобилей марки «КамАЗ» имеет некоторые особенности. Распределитель расположен впереди углового редуктора. В центральном отверстии распределителя размещен золотник, вокруг которого в трех сквозных отверстиях расположено по два цилиндра с центрирующей пружиной между ними, а в трех глухих отверстиях расположено по одному плунжеру с пружиной. Наличие трех плунжеров в глухих отверстиях объясняется следующим. Жидкость, находящаяся в корпусе углового редуктора, действует на три торца реактивных плунжеров, находящихся в сквозных отверстиях, а также на кромку сечения винта по месту его уплотнения, а в полости слева под передней крышкой действуют лишь на торцы трех плунжеров. Чтобы обеспечить одинаковое реактивное усилие на рулевом колесе от давления жидкости при повороте как направо, так и налево со стороны углового редуктора расположены три дополнительных плунжера, общая площадь которых равна площади кромки сечения винта.
     В одном из плунжеров встроен обратный клапан, который при отказе гидросистемы соединяет между собой магистрали высокого и низкого давления, обеспечивая работу рулевого управления без усилителя. Предохранительный клапан соединяет магистрали нагнетания и слива при давлении жидкости свыше 8 МПа, предохраняя насос от перегрева, а детали от перегрузок. Размещение предохранительного клапана в отдельной бобышке облегчает его регулировку и ремонт.

     Насос гидроусилителя (рис. 147) должен быть высокопроизводительным, чтобы уже при невысокой частоте вращения коленчатого вала двигателя обеспечивать повороты рулевого колеса с требуемой быстротой. Насос имеет клиноременный привод от шкива коленчатого вала. Шкив насоса закреплен на наружном конце вала, установленного на игольчатом и шариковом подшипниках. На валу насоса на шлицах посажен ротор, в пазы которого свободно вставлены лопасти. К корпусу насоса шпильками и болтами вместе с распределительным диском и крышкой прикреплен статор.
     При вращении ротора лопасти, перемещаясь в его пазах, постоянно плотно прижимаются к криволинейной поверхности статора под действием центробежных сил и давления жидкости. Жидкость из корпуса попадает в пространство между лопастями и вытесняется ими в полость нагнетания. За один оборот ротора дважды происходит забор и нагнетание жидкости. Из полости нагнетания через отверстия распределительного диска, калиброванное отверстие и канал в крышке насоса жидкость поступает в нагнетательный шланг (трубопровод) гидроусилителя.
     На верхней части корпуса насоса укреплен бачок для жидкости (масло), закрытый крышкой, в которой установлен сапун, поддерживающий давление внешней среды внутри бачка. Масло, заливаемое в бачок, проходит через сетчатый фильтр. В магистрали слива масла имеется также сетчатый фильтр и перепускной клапан, который срабатывает в случае засорения фильтра. В крышке насоса установлен перепускной клапан, имеющий отверстия для соединения с полостью нагнетания насоса.
      При повышении частоты вращения коленчатого вала двигателя разность давлений на торцах перепускного клапана возрастает, так как с увеличением подачи масла в систему гидроусилителя повышается разность давлений в полости нагнетания насоса и в магистрали нагнетания. При чрезмерном увеличении подачи масла в систему гидроусилителя перепускной клапан перемещается вправо, сжимая пружину, и сообщает полость нагнетания с бачком.
     Для уменьшения уровня шума при работе насоса и снижения износа его деталей при большой частоте вращения коленчатого вала двигателя масло, проходя перепускной клапан, принудительно направляется обратно в полость корпуса насоса и в канал всасывания. Для этого имеется коллектор, внутренний канал которого соединен с полостью бачка.
     Внутри перепускного канала есть седло с установленным в нем предохранительным клапаном, который открывается при достижении давления масла 6,5-7 MПа и перепускает его из нагнетательного канала в бачок.
     На грузовых автомобилях особо большой грузоподъемности, движение которых без усилителя рулевого привода невозможно, обычно применяют дополнительный, аварийный привод насоса от электродвигателя. Он автоматически включается при аварийной остановке двигателя автомобиля.
     Техническое состояние механизма рулевого управления оказывает существенное влияние на безопасность движения автомобиля, поэтому правильной эксплуатацией механизма рулевого управления и своевременному регулированию необходимо уделять самое серьезное внимание, Не допускается, к примеру, эксплуатация автомобиля, если свободный ход рулевого колеса превышает 25°. В этом случае эксплуатация автомобиля затруднена и износ деталей механизма рулевого управления значителен.
     Для повышения надежности и упрощения обслуживания элементов механизма рулевого управления конструкция привода предусматривает частичное или даже полное отсутствие регулировок шарнирных узлов рулевого привода. Детали механизма рулевого управления изготовляются с большой точностью и подвергаются термообработке.