Рулевое управление включает в себя рулевой механизм 10 (рис. 1) с встроенным распределителем, колонку 2, рулевое колесо 1, силовой цилиндр 9, насос 3, масляный бак 4, а также шланги.
Для диагностирования работы гидросистемы рулевого управления нужно помнить следующее:
- — при прохождении нейтрального положения золотником (поворот рулевого колеса влево-вправо от среднего положения) и температуре рабочей жидкости (50±5) °С давление в напорной магистрали не должно превышать 0,3 МПа (3 кгс/см²);
Рис. 1. Схема компоновки рулевого управления: 1 — рулевое колесо; 2 — рулевая колонка; 3 — насос; 4 — масляный бак; 5 — балка передней оси; 6 — поперечная рулевая тяга; 7 — тормозной барабан; 8 — продольная рулевая тяга; 9 — силовой цилиндр гидроусилителя; 10 — рулевой механизм
- — при частоте вращения коленчатого вала 1500 мин⁻¹ и крайнем (левом или правом) положении управляемых колёс максимальное давление в напорной магистрали не должно превышать 11 МПа (110 кгс/см²).
Ось наружной поверхности вкладышей 12 смещена относительно оси отверстия подшипников 13 на величину эксцентриситета «h», что даёт возможность регулировать зубчатое зацепление поворотом вкладышей 12.
Регулировка натяга подшипников 1 осуществляется с помощью прокладок 9.
Рис. 2. Рулевой механизм: 1 — подшипники; 2 — винт; 3 — корпус; 4 — гайка-рейка; 5 — шарики; 6 — уплотнитель; 7 — торсион; 8 — зубчатый сектор; 9 — регулировочные прокладки; 10 — крышка; 11 — отверстия; 12 — эксцентриковые вкладыши; 13 — подшипник скольжения; 14 — штифт; 15 — крышка клапана ограничения давления; 16 — пробка; 17 — прижим; 18 — упорное кольцо; 19 — крышка; 20 — манжета; 21 — гайка
Рулевой механизм со встроенным распределителем и клапаном ограничения давления рабочей жидкости показан на рис. 3.
Рис. 3. Рулевой механизм: 1 — регулировочные прокладки; 2 — винт; 3 — гайка-рейка; 4 — корпус; 5 — распределитель; 6 — канал; 7 — сектор; 8, 15 — эксцентриковые вкладыши; 9 — штифт; 10, 16, 28 — крышка; 11, 29 — подшипники; 12 — отверстие; 13 — клапан ограничения давления; 14 — кольцевая расточка; 17, 27 — боковая грань; 18, 26 — ролик; 19, 25 — рычаг; 20 — шток; 21 — гайка; 22 — пробка; 23 — корпус; 24 — контргайка
На автомобилях возможна установка рулевого механизма (рис. 3).
Распределитель гидроусилителя руля — золотникового типа, встроен в рулевой механизм.
В корпусе 6 (рис. 4) золотника имеется три кольцевые расточки C, E, D.
Средняя кольцевая расточка Е соединена с каналом «В» для подвода рабочей жидкости от насоса, а крайние С и D — с каналом А для отвода жидкости на слив.
В трёх реактивных камерах корпуса 6 золотника свободно, с возможностью осевого перемещения, размещены плунжеры 25.
Рис. 4. Распределитель гидроусилителя руля: 1 — корпус рулевого механизма; 2, 4, 11, 13 — подшипники; 3 — гайка; 5 — кольцо уплотнительное; 6 — корпус распределителя; 7 — клапан обратный; 8 — шарик; 9 — крышка распределителя; 10, 23 — болты; 12 — втулка; 14 — прокладки регулировочные; 15 — манжета; 16 — кольцо стопорное; 17 — кольцо; 18 — вал входной; 19 — штифт; 20 — торсион; 21 — кольцо уплотнительное; 22 — крышка сальника; 24 — прокладка регулировочная; 25 — плунжер; 26 — золотник; 27 — штифт; 28 — винт; А — канал для отвода рабочей жидкости на слив; В — канал для подвода рабочей жидкости от насоса; К, Г — каналы для подвода (отвода) рабочей жидкости к полостям силового цилиндра; С, Е, D — расточки кольцевые; М, N — сверления для соединения полостей упорных подшипников со сливом; n — зазор
В центральном отверстии корпуса установлен золотник 26, закреплённый упорными подшипниками 4 и 11 на втулке 12, которая шлицами соединена без бокового зазора с винтом 28 рулевого механизма с возможностью осевого перемещения, а винтовым соединением — с входным валом 18.
Шлицевое соединение входного вала 18 и винта 28 выполнено с зазором n.
Зазор выбирают из условия обеспечения полного хода золотника.
Кроме того, входной вал 18 соединён торсионом 20 с винтом 28 рулевого механизма.
В канал средней кольцевой расточки Е ввёрнут обратный клапан 7.
Работает гидроусилитель руля следующим образом.
При прямолинейном движении автомобиля золотник 5 (рис. 5) занимает нейтральное положение, и рабочая жидкость от насоса 18 поступает к средней кольцевой расточке Е (см. рис. 4) корпуса золотника по маслопроводу 11 (см. рис. 5) и через крайние расточки С и D (см. рис. 4) — на слив по маслопроводу 13 (см. рис. 5), заполняя при этом реактивные камеры между плунжерами 6 и через каналы К и Г (см. рис. 4) в корпусе по маслопроводам 8 (см. рис. 5) и 12 — полости силового цилиндра 17.
Рис. 5. Схема работы гидроусилителя руля при прямолинейном движении: 1 — вал входной; 2 — торсион; 3 — втулка; 4 — подшипник; 5 — золотник; 6 — плунжеры; 7 — вал; 8, 11, 12, 13 — маслопроводы; 9 — клапан обратный; 10 — бачок; 14 — сошка рулевая; 15 — рулевая продольная тяга; 16 — шток; 17 — цилиндр силовой; 18 — насос; 19 — поршень; n — зазор в шлицевом соединении вала 7 с входным валом
Рис. 6. Схема работы гидроусилителя руля при повороте влево: 1 — вал входной; 2 — торсион; 3 — втулка; 4 — подшипник; 5 — золотник; 6 — плунжеры; 7 — вал; 8, 11, 12, 13 — маслопроводы; 9 — клапан обратный; 10 — бачок; 14 — сошка рулевая; 15 — рулевая продольная тяга; 16 — шток; 17 — цилиндр силовой; 18 — насос; 19 — поршень; n — зазор в шлицевом соединении вала 7 с входным валом
Рис. 7. Схема работы гидроусилителя руля при повороте вправо: 1 — вал входной; 2 — торсион; 3 — втулка; 4 — подшипник; 5 — золотник; 6 — плунжеры; 7 — вал; 8, 11, 12, 13 — маслопроводы; 9 — клапан обратный; 10 — бачок; 14 — сошка рулевая; 15 — рулевая продольная тяга; 16 — шток; 17 — цилиндр силовой; 18 — насос; 19 — поршень; n — зазор в шлицевом соединении вала 7 с входным валом
При повороте рулевого колеса против часовой стрелки и, следовательно, входного вала 1, благодаря винтовому соединению втулка 3 с закреплённым на ней золотником 5 по шлицам вала 7 перемещается в осевом направлении вверх.
В начальный момент смещения, когда давление в системе незначительно, усилие на рулевом колесе в основном создаётся торсионом 2, который непосредственно воздействует на входной вал 1.
Винтовое соединение при этом перемещает золотник и практически не нагружается.
При смещении золотника, величина которого ограничена зазором n в шлицевом соединении, прекращается доступ рабочей жидкости к кольцевой расточке С (см. рис. 4).
Рабочая жидкость от насоса подаётся к средней расточке Е, а затем через канал К в корпусе и маслопровод 12 (см. рис. 5) поступает в подпоршневую полость силового цилиндра 17, в результате чего поршень 19 со штоком 16 перемещаются, поворачивая по часовой стрелке вал сектора с рулевой сошкой 14, и через рулевую продольную тягу 15 поворачивает управляемые колёса влево.
Из штоковой полости силового цилиндра рабочая жидкость по маслопроводу 8 и каналу Г (см. рис. 4) в корпусе поступает в кольцевую расточку D и далее по маслопроводу 13 (см. рис. 5) в масляный бачок 10.
При повороте рулевого колеса по часовой стрелке втулка 3 с золотником 5 перемещается вниз.
Подвод рабочей жидкости к кольцевой расточке D (см. рис. 4) прекращается.
Рабочая жидкость от насоса поступает в среднюю расточку Е и далее по каналу Г и маслопроводу 8 (см. рис. 5) в штоковую полость цилиндра.
Поршень со штоком перемещаются, поворачивая против часовой стрелки рулевую сошку 14, и через продольную тягу поворачивают управляемые колёса вправо.
Из подпоршневой полости цилиндра рабочая жидкость по маслопроводу 12 и каналу К (см. рис. 4) в корпусе поступает в кольцевую расточку С и далее по маслопроводу 13 (см. рис. 5) в масляный бак.
При увеличении момента сопротивления повороту управляемых колёс увеличивается давление рабочей жидкости в системе и, следовательно, в реактивных камерах, что вызывает пропорциональное увеличение усилия на рулевом колесе.
Таким образом, у водителя создаётся «чувство дороги».
При снятии усилия с рулевого колеса торсион 2 и плунжеры 6 возвращают золотник в нейтральное положение.
При неработающем насосе или недостаточной эффективности гидроусилителя выбирается зазор n в шлицевом соединении входного вала 1 с валом 7, и усилие от рулевого колеса передаётся как в рулевом управлении без усилителя.
При этом обратный клапан 9 перепускает рабочую жидкость из одной полости силового цилиндра в другую.
Возможные неисправности рулевого управления и методы их устранения
Повышенное усилие на рулевом колесе при правом и левом повороте:
- — Пониженный уровень масла в бачке. Откройте бачок и при работающем двигателе наполните его маслом минимум до верхней отметки на щупе. Проверьте систему на герметичность и в случае необходимости устраните повреждения.
- — В гидравлической системе имеется воздух. Проверьте всасывающий патрубок и уплотнение вала насоса на герметичность. Удалите воздух из гидравлической системы рулевого управления и долейте масло.
- — Повреждено уплотнение поршня силового цилиндра. Замените уплотнение поршня силового цилиндра и при необходимости подтяните гайку крепления поршня на штоке.
- — Нарушена работоспособность клапана расхода и давления насоса (попадание посторонних частиц под шарик или между плунжером и корпусом клапана расхода и давления). Извлеките подпружиненный плунжер из насоса, разберите, промойте и проверьте. Подклинивание плунжера в корпусе насоса не допускается.
- — Не возвращается плунжер клапана ограничения давления после поворота управляемых колёс в крайнее левое или правое положение. Снимите клапан ограничения давления, промойте, очистите, устраните подклинивание плунжера.
Плохая управляемость автомобиля при движении прямо:
- — Пониженный уровень масла в бачке. Заполните бачок маслом до верхней отметки при заведённом двигателе.
- — При нормальном уровне масла воздух попадает в систему. Устраните подсос воздуха и прокачайте гидросистему.
- — Ослаблено крепление самого рулевого механизма или ослаблено крепление стремянок рессор. Проверьте и устраните неисправность.
- — Нарушено схождение колёс. Отрегулируйте схождение.
- — Повышенный люфт вала рулевого механизма. Отрегулируйте натяг подшипников винта и зазор в зацеплении.
- — Радиальный люфт в карданном вале рулевой колонки. Замените карданный вал.
Большое усилие на рулевом колесе при повышенных скоростях вращения:
- — Нарушена работоспособность клапана расхода и давления. Извлеките плунжер из насоса, разберите, промойте и проверьте.
- — Насос не обеспечивает достаточную подачу масла из-за износа деталей. Замените насос.
Вибрация на рулевом колесе в движении:
- — Неуравновешенность управляемых колёс или тормозных барабанов. Отбалансируйте или замените управляемые колёса и тормозные барабаны.
Самопроизвольный поворот управляемых колёс в крайнее положение:
- — Входной вал и втулка привода золотника соединены неправильно. Снимите распределитель и правильно соедините входной вал с втулкой привода золотника.
Повышенный шум при работе насоса:
- — Пониженный уровень масла в бачке. Наполните бачок маслом.
- — Воздух в масле. Проверьте всасывающий патрубок и уплотнение вала насоса на герметичность. Удалите воздух из гидросистемы рулевого управления и долейте масло.
