Рулевое управление КрАЗ-6443

Рулевое управление предназначено для обеспечения движения автомобиля в заданном направлении. К рулевому управлению (Рис. 35) относятся: руленой механизм 2 с распределителем рулевого усилителя, рулевая колонка с валом и колесом, рулевые тяги, силовой цилиндр 11, насос рулевого усилителя, бачок в, трубопроводы и шланги.

Рис. 35. Рулевое управление:

1 - кронштейн крепления рулевого механизма; 2 - рулевой механизм; 3 - шланг нагнетательной магистрали; 4 - шланг питающей магистрали; 5 - шланг сливной; 6 - масляный бачок; 7 - вал карданный; 5 - рулевая колонка; 9 - шланг бесштоковой полости; 10 - шланг штоковой полости; 11 - цилиндр рулевого усилителя; 12 - насос; 13 - продольная рулевая тяга; 14 - рулевая сошка; 15 - левый лонжерон рамы

Винт рулевого механизма через входной вал распределителя рулевого усилителя соединен с валом рулевой колонки посредством карданного вала 7. Рулевая сошка 14 закреплена на шлицевом конце вала рулевого механизма и через продольную рулевую тягу 13 соединяется с двуплечим рычагом поворотного кулака. Продольная рулевая тяга обеспечивает кинематическую связь рулевого привода и при работающем усилителе разгружена от усилий поворота управляемых колес.

Силовой цилиндр рулевого усилителя установлен на картере переднего моста и посредством пальца штока поршня соединен с двуплечим рычагом поворотного кулака, воздействуя на него при повороте передних колес.

5.11.1. Рулевой механизм преобразует поворот рулевого колеса в угловое перемещение рулевой сошки.

1 Рулевой механизм (Рис. 36) состоит из винта 12 и шариковой гайки-рейки 14, находящейся в постоянном зацеплении с шестерней (зубчатым сектором) 7; эти детали размещены в общем картере 13.

Винт и, гайка-рейка подобраны из деталей одной размерной группы. Полукруглые резьбовые канавки на винте и гайке-рейке образуют спиральный канал, заполняемый при сборке 102 шариками высокой точности. Шарики, входящие в комплект винта в сборе, отличаются между собой по диаметру не более чем на 0,002 мм. Нарушать комплектность этих деталей не разрешается. Высокая точность изготовления деталей и подбор их при сборке обеспечивают легкое и плавное вращение винта в гайке-рейке.

Для получения двух непрерывных потоков качения шариков при вращении винта и для предотвращения выпадения шариков в отверстия гайки-рейки вставлены направляющие, состоящие из двух штампованных половинок, которые образуют замкнутую систему для качения шариков. Направляющие закреплены на гайке-рейке прижимом и винтами.

Шестерня (зубчатый сектор) 7 выполнена заодно целое с валом, установленным в двух металлокерамических втулках 5. Шестерня (сектор) имеет пять зубьев, средний зуб шестерни (сектора) входит в среднюю впадину гайки-рейки 14. На торце шлицевого конца вала нанесена метка для правильной установки сошки; метки на сошке и конце вала при сборке должны быть совмещены. Метка на шестерне (секторе) указывает середину центрального зуба и направлена перпендикулярно оси винта рулевого механизма.

Винт 12 рулевого механизма установлен в двух радиально-упорных сферических подшипниках 9 с предварительным натягом (без осевого люфта). На конце винта имеются прямоугольные шлицы, при помощи которых он соединяется с входным валом 23 и промежуточной втулкой 15 привода золотника распределителя. Входной вал и промежуточная втулка соединяются между собой левой спиральной нарезкой.

Золотник 28 установлен на промежуточной втулке 15 в двух упорных подшипниках 17.

Шлицевое соединение винта 12 и входного вала 23 выполнено таким образом, что допускает поворот на небольшой угол сопрягаемых деталей в обе стороны от нейтрального положения для обеспечения включения золотника. Центрирование золотника в нейтральном положении осуществляется торсионом 22, установленным внутри винта и входного вала 23 рулевого механизма. «Чувство дороги» создается посредством реактивных плунжеров 29, которые дополнительно центрируют золотник в нейтральном положении.

В корпусе 18 распределителя имеется перепускной клапан 19, соединяющий при неработающем насосе полости силового цилиндра с целью уменьшения усилия, необходимого для поворота передних управляемых колес. Полости распределителя, в которых находятся упорные подшипники 17, соединены с полостью слива демпферными отверстиями малого диаметра.

Регулировка рулевого механизма может производиться в случае вынужденной его разборки или ремонта. Для регулировки необходимо слить масло из гидросистемы и снять рулевой механизм. Вначале регулируется предварительный натяг в подшипниках винта, а затем - зацепление шестерни (сектора) с гайкой-рейкой.

Рис. 36. Рулевой механизм с распределителем:

1, 24 - манжеты; 2, 8 - крышки; 3 - штифт; 4 - вкладыш; 6 - металлокерамическая втулка; 6 - кольцо; 7 - шестерня (зубчатый сектор); 9 - сферический подшипник; 10 - крышка нижняя; 11, 25 - регулировочные прокладки; 12 - винт; 13 - картер; 14 - гайка-рейка; 15 – промежуточная втулка золотника; 16 - гайка; 17 - подшипник упорный: 18 - корпус распределителя; 19 - клапан перепускной; 20 - прокладки; 21 - крышка распределителя; 22 - торсион; 23 - вал входной: 26 - шарикоподшипники; 27 - болт; 23 - золотник; 29 - плунжер реактивный

Регулировку натяга сферических подшипников 9 производить при снятой шестерне и отсоединенном распределителе изменением количества регулировочных прокладок 11, обеспечив при этом момент, необходимый для проворачивания винта, к пределах 0,9 - 1,5 Н•м (0,09 - 0,15 кгс•м). Замер крутящего момента производится при проворачивании винта рулевого механизма динамометрическим ключом.

Регулировку зацепления шестерни 7 с гайкой-рейкой 14 производить поворачиванием эксцентриковых вкладышей 4 на одинаковое число отверстий (по часовой стрелке, если смотреть со стороны шлицев) с последующей фиксацией вкладышей штифтами 3 передней 2 и задней 8 крышек. При этом средний зуб шестерни должен входить в среднюю впадину гайки-рейки. Полный угол поворота шестерни должен быть не менее 80° (по 40° от геометрической середины сектора в обе стороны).

После регулировки зацепления момент, необходимый для проворачивания винта 12, должен быть в пределах 2,4 - 3,5 Н•м (0,24 - 0,35 кгс•м) в среднем положении и уменьшаться к концам. При этом люфт винта (при закрепленной шестерне на геометрической середине) не должен превышать 1° 30 мин. Замер момента производить динамометрическим ключом.

Упорные подшипники 17 распределителя должны быть затянуты гайкой 16 так, чтобы момент вращения промежуточной втулки 15 в подшипниках был в пределах 0,02 - 0,04 Н•м (0,002 - 0,004 кгс•м). После регулировки зафиксировать положение гайки 16 отгибкой буртика в паз втулки.

После установки распределителя на рулевой механизм зафиксировать верхний конец торсиона 22 в валу 23 распределителя при нейтральном положении золотника 28. Установку золотника в нейтральное положение произвести гидравлическим давлением, после чего вал с торсионом заштифтовать.

У полностью собранного рулевого механизма момент, необходимый для проворачивания винта, должен быть не более 2,7 - 4,1 Н•м (0,27 - 0.41 кгс•м). При дальнейшем вращении винта из среднего положения в обе стороны момент должен уменьшаться.

Регулировку натяга шарикоподшипников 26 входного вала 23 производить регулировочными прокладками 25. Момент, необходимый для вращения входного пала, должен быть 0,6 Н•м (0,06 кгс•м). При этом допускается осевой люфт вала, находящегося под нагрузкой 150 - 200 Н (15 - 20 кгс), не более 0,05 мм.

5.11.2. Рулевой усилитель.

Уменьшает усилие, которое необходимо приложить к рулевому колесу для поворота передних колес автомобиля, снижает ударные нагрузки в рулевом управлении, возникающие из-за неровностей дороги, и повышает безопасность движения.

Рулевой усилитель состоит из силового цилиндра, распределителя, насоса, бачка для масла, трубопроводов и шлангов.

Устройство силового цилиндра показано на Рис. 37.

На конце штока и в отверстии опоры цилиндра на шарнирных подшипниках установлены пальцы, с помощью которых цилиндр соединяется с двуплечим рычагом поворотного кулака и с кронштейном на картере переднего моста. Пальцы в опоре крепятся гайками, затянутыми моментом 180 - 200 Н•м (18 - 20 кгс•м). Гайка стопорится обжатием цилиндрического пояска в паз пальца.

Распределитель рулевого усилителя смонтирован в передней части рулевого механизма и крепится к его картеру. Распределитель регулирует поток рабочей жидкости, поступающей из насоса в силовой цилиндр. При работающем насосе в распределитель непрерывно нагнетается жидкость, которая в зависимости от положения золотника либо возвращается обратно в бачок, либо попадает в одну из рабочих полостей силового цилиндра; при этом другая полость силового цилиндра через сливную магистраль соединена с бачком.

Схема работы рулевого усилителя дана на Рис. 38.

Рис. 37. Силовой цилиндр рулевого усилители:

1 - грязёсъемник: 2 - полукольцо; 3 - шток; 4 - цилиндр; 5 – поршень; 6 - гайка; 7 - крышка наружная; 8 - шплинт; 9 - шайба; 10 - кольцо поршневое: 11 - уплотнитель; 12 - кольцо стопорное; 13 - подшипник шарнирный; 14 - шайба, 15 - винт; 16 - крышка внутренняя; 17 - кольцо; 18 - манжета; 19 - шайба; 30 - болт

В нейтральном положении золотника 11 нагнетаемая насосом жидкость через зазоры между золотником и корпусом распределителя 8 отводится в сливную полость А и далее в бачок. При этом поршень 3 в силовом цилиндре 1 не перемещается и усилитель не оказывает воздействия на управление автомобилем.

При повороте рулевого колеса входной вал 9 механизма перемещает золотник 11 на величину 1,8±0,15 мм от нейтрального положения. При этом нагнетательная Б и сливная А полости в корпусе 8 распределителя разобщаются и жидкость начинает поступать в соответствующую полость силового цилиндра, перемещая поршень 3 со штоком 2. Движение поршня передается управляемым колесам через палец штока поршня и соединенный с ним двуплечий рычаг поворотного кулака.

При прекращении воздействия на рулевое колесо золотник 11 под усилием реактивных плунжеров 4 и центрирующего торсиона 10 устанавливается в нейтральное положение. Поворот управляемых колес прекращается.

Давление в рабочей полости силового цилиндра увеличивается с повышением сопротивления повороту колес. Одновременно увеличивается давление и под реактивными плунжерами 4, под усилием которых золотник и винт 5 стремятся вернуться в нейтральное положение. Чем больше сопротивление повороту колес и выше давление в рабочей полости цилиндра, тем больше усилие, с которым золотник стремится вернуться в нейтральное положение, тем больше усилие и на рулевом колесе.

5.11.3. Насос рулевого усилителя предназначен для нагнетания рабочей жидкости в рулевой усилитель и обеспечения ее циркуляции в гидравлической системе рулевого управления.

Насос усилителя крепится к крышке распределительных шестерен с левой стороны двигателя, а масляный бачок - на левом крыле. Насос и бачок соединены между собой питающим шлангом.

Насос (Рис. 39) - лопастного типа, двойного действия, то есть за один оборот вала насоса совершается два полных цикла всасывания и нагнетания.

В корпусе 3 насоса (в шариковом 19 и игольчатом 17 подшипниках) установлен вал 18, на наружном конце которого закреплен приводной шкив 1. На шлицах внутреннего конца вала установлен ротор 4, в радиальные пазы которого вставлены лопасти 5 (10 шт.). Ротор с лопастями находится внутри статора 16.

Рис. 38. Схема работы рулевого усилителя:

I - нейтральное положение;

II - поворот влево;

III - поворот вправо;

1 - силовой цилиндр; 2 - шток; Я - поршень; 4 - реактивный плунжер; 5 - винт; 6 - подшипник упорный; 7 - клапан перепускной; 8 - корпус распределителя; 9 - вал входной; 10 - торсион; 11 – золотник; А - сливная полость; Б - нагнетательная полость насоса

Рис. 39. Насос рулевого усилителя:

1 - шкив; 2 - манжета; 3 - корпус насоса; 4 - ротор; 5 - лопасти; 6 - ось кронштейна; 7 - неподвижный кронштейн; 4 - коллектор насоса; 9 - крышка насоса; 10 - пружина перепускного клапана; 11 - винт регулировочный; 12 - кронштейн подвижный; 13 - клапан предохранительный; 14 - клапан перепускной; 15 - диск распределительный; 16 - статор; 17 - подшипник игольчатый; 18 - валик насоса; 19 - шарикоподшипник

Статор с распределительным диском 15 и крышкой 9 крепится к корпусу насоса стяжными болтами. Правильное положение статора с. распределительным диском относительно корпуса насоса обеспечивается двумя установочными штифтами. При этом направление стрелки на статоре должно совпадать с направлением вращения вала насоса (если смотреть со стороны шкива).

Статор, ротор и лопасти подобраны на заводе по размерным группам, поэтому нельзя нарушать их комплектность при разборке насоса.

В крышке 9 насоса расположены два клапана: перепускной и предохранительный. Перепускной клапан 14 ограничивает производительность насоса при повышении частоты вращения коленчатого вала двигателя. Предохранительный клапан 13, помешенный внутри перепускного клапана, ограничивает давление масла, когда оно достигает 8 МПа (80 кгс/см5).

Сверху насос закрыт коллектором 8, к трубке которого подсоединяется гибкий шланг от бачка.

При вращении вала насоса лопасти под действием центробежной силы и давления масла постоянно прижимаются к внутренней поверхности статора, перемещаясь в пазах ротора. Лопасти захватывают масло и подают его в нагнетательную полость через отверстия в распределительном диске 15.

Натяжение ремня привода насоса усилителя регулируется специальным винтом 11. Для натяжения ремня винт вращать по часовой стрелке. Правильно натянутый ремень при нажатии на середину - ветви с усилием 40 Н (4 кгс) должен иметь прогиб 10 - 15 мм.

Бачок 6 (см. Рис. 35) служит, резервуаром для рабочей жидкости, необходимой для обеспечения нормального температурного режима работы рулевого усилителя.

Бачок имеет заливную горловину с сетчатым фильтром и горловину для возврата масла из системы.

На сливе бачок имеет бумажный фильтрующий элемент, который крепится к крышке бачка двумя пружинами.

При повышении давления на сливе (увеличение вязкости масла, засорение фильтрующего элемента) срабатывает предохранительный клапан, в результате чего часть масла сливается в бачок, минуя фильтрующий элемент.

Замена фильтрующего элемента производится после 100000 км пробега при очередном плановом ТО-2.

После обкатки следует слить отстой только из картера рулевого механизма в объеме до 0,5 л с последующей прокачкой и доливкой рабочей жидкости до нормы.

5.11.4. Рулевой привод.

Привод рулевого управления состоит из сошки, рычагов, продольной и поперечной рулевых тяг с шаровыми шарнирами.

Продольная рулевая тяга (Рис. 40) трубчатая, с двумя шаровыми шарнирами.

Поперечная рулевая тяга (Рис. 41) представляет собой изогнутую штангу с навернутыми на ее концы наконечниками 2, в которых закреплены шаровые пальцы 14.

Рис. 40. Продольная рулевая тяга:

1 - тяга: 2 - наконечник; 3 - пружина; 4 - пластина стопорная; 5 - кольцо уплотнительное; 6 - пробка; 7 - сухарь верхний; 8 - сухарь нижний; 9 - штифт; 10 - уплотнитель; 11 - крышка уплотнителя; 12 - палец шаровой; 13 - шплинт; 14 - гайка; 15 - масленка; 16 - болт крепления стопорной пластины

Рис. 41. Поперечная рулевая тяга:

1 - тяга; 2 - наконечник; 3 - пробка; 4 - пружина; 5 - болт; 6 - пластина стопорная; 7 - кольцо уплотнительное; 8 - сухарь верхний; 9 - масленка; 10 - сухарь нижний; 11 - штифт; 12 - уплотнитель; 13 - крышка уплотнителя; 14 - палец шаровой; 15 - шплинт; 16 - гайка; 17 - болт стяжной

Вращая наконечники, можно изменением длины тяги регулировать схождение передних колес. Конструкция шарниров поперечной рулевой тяги аналогична шарниру продольной рулевой тяги. Регулировка шарниров рулевых тяг производится в такой последовательности: отвернуть болт и снять стопорную пластину;

завернуть пробку до упора и отвернуть ее на 1/2 - 1/4 оборота (до совпадения стопорной пластины с прорезью пробки);

установить и закрепить болтом стопорную пластину.

Проверка люфта рулевого управления. Люфт рулевого управления может вызываться ослаблением крепления рулевого колеса, кронштейна и картера рулевого механизма, вилок карданного вала, рулевой сошки на валу и рычагов поворотных кулаков, а также появлением зазоров в подшипниках винта или зацеплении шестерни (сектора) с гайкой-рейкой. При обнаружении ослабления креплений следует подтянуть крепление гаек и болтов, а при появлении зазоров - произвести регулировку.

Люфт рулевого управления рекомендуется работающем двигателе и положении передних колес, положению по прямой, для чего:

закрепить на рулевой колонке люфтомер 2 (Рис. 42), а на рулевом колесе - стрелку 1;

повернуть рулевое колесо влево на величину люфта (до увеличения сопротивления повороту, но не нарушая положения передних колес) и передвинуть стрелку так, чтобы она оказалась напротив, пуля шкалы люфтомера. Затем перемещать рулевое колесо в обратную сторону, выбирая люфт. Угол поворота стрелки соответствует люфту рулевого управления, который не должен превышать 25° при работающем двигателе.

Проверка и регулировка схождения передних колес. Признаком нарушения регулировки схождения является наличие видимого износа шин этих колес. Схождение проверяется при номинальном давлении воздуха в шинах путем замера расстояний В и А (Рис. 43) по торцам тормозных барабанов спереди и сзади на уровне оси.

Для проверки необходимо: установить автомобиль на ровной горизонтальной площадке с твердым покрытием, чтобы положение передних колес соответствовало движению по прямой;

специальной раздвижной линейкой произвести замер. При этом размер В (сзади) должен быть равным или больше размера А (спереди) на 2 мм. Расхождение колес не допускается.

В случае необходимости следует отрегулировать схождение, для чего снять один конец тяги с рычага, ослабить стяжные болты наконечника 2 и вращением его установить требуемую длину тяги 3 и установить ее на место. При регулировке схождения обращать внимание на равномерное навинчивание наконечников на тяги, а при затяжке болтов необходимо сначала затянуть стяжной болт, расположенный ближе к шарниру.

Смена масла в рулевом управлении. Для смены масла в системе рулевого управления необходимо:

поднять передний мост автомобиля так, чтобы колеса не касались земли; отвернуть пробку заливной горловины масляного бачка и сливную пробку картера рулевого механизма, отсоединить от силового цилиндра один из шлангов в месте соединения трубки со шлангом. Затем, медленно поворачивая рулевое колесо влево и вправо до упора (при неработающем двигателе), слить масло из системы в чистую посуду.

После слива масла рекомендуется промыть систему одним литром свежего масла. Фильтр заливной горловины бачка промывается отдельно в бензине или растворителе;

Рис: 42. Проверки люфта рулевого управления:

1 - стрелка; 2 – люфтомер

Рис. 43. Установочные параметры передних колес:

1 - передний мост; 2 - наконечник тяги; 3 - поперечная рулевая тяга

завернуть сливную пробку картера рулевого механизма и соединить трубку со шлангом силового цилиндра;

залить и бачок усилителя свежее масло и дать выдержку в течение 2 - 3 минут.

Масло заливается на 30 - 35 мм ниже верхнего торца заливной горловины бачка;

запустить двигатель и при его работе на минимальной частоте вращения медленно поворачивать рулевое колесо влево и вправо до упора (4 - 5 раз в каждую сторону) для заполнения гидросистемы маслом и удаления воздуха;

остановить двигатель;

долить масло в бачок до требуемого уровня, опустить передние колеса автомобиля и проверить легкость управления при движении. При применении в эксплуатации недостаточно чистого масла может произойти зависание (заедание) перепускного или предохранительного клапанов насоса рулевого усилителя, что характеризуется частичным или полным отказом в работе усилителя. Для восстановления работы насоса его необходимо разобрать.

Перед разборкой насос снять с автомобиля, предварительно слив из него масло, очистить и промыть наружную поверхность. При разборке нельзя разукомплектовывать: статор, ротор и лопасти насоса, клапан и крышку перепускного клапана.

Перед сборкой насоса тщательно промыть все детали, проверить затяжку седла предохранительного клапана и собрать насос; при этом вал насоса должен вращаться свободно, без заеданий.