Усилители рулевого привода

Размещено на http://www.allbest.ru

1

Усилители рулевого привода

Первые усилители рулевого управления появились на тяжелой технике -- карьерных самосвалах в конце 30-х годов 20-го века. Сначала использовали пневмоусилители -- они были несложными и запитывались от компрессора уже существующих пневматических тормозов. Но гидравлика, хотя была сложнее и дороже пневматики, работала тише и точнее. На ней и остановились конструкторы легковых автомобилей. В Америке, в 1951 году серийные автомобили Chrysler Crown Imperial стали впервые оснащать гидравлическими усилителями Hydraguide в качестве стандартного оборудования. В Европе в 1954 году гидроусилитель появился на Citroen DS 19. усилитель рулевой гидроусилитель управление

Усилитель служит для уменьшения усилий и энергии, затрачиваемой водителем на управление автомобилем, а также для обеспечения управляемого движения автомобиля при разрыве шины управляемого колеса. Применяемые усилили являются следящими системами с механической обратной связью.

К усилителям предъявляются следующие требования: возможность управления автомобилем в любых условиях с определенным пределом усилий на рулевом колесе; сохранение кинематических связей рулевого управления; высокие чувствительность и быстродействие на любом режиме работы двигателя; предотвращение передачи толчков от колес на рулевое колесо. Кроме того, усилители не должны препятствовать стабилизации управляемых колес. В настоящее время применяются гидравлические усилители. К их достоинствам относятся малые габаритные размеры, обеспечиваемые благодаря высокому рабочему давлению (6, ...10 МПа), и малое время срабатывания (0,2...0,4 с).

Принципиальная схема рулевого управления с гидроусилителем показана на рис. 126. Она состоит из насоса 7, золотника 4, исполнительного гидроцилиндра 8, рулевого механизма 18, рулевого привода (являющегося для «усилителя механической обратной связью). Насосы гидроусилителей обычно лопастные с приводом от двигателя; максимальное давление до 10 МПа, приводная мощность 2... 5 % мощности двигателя. Распределители -- проточные золотникового типа с гидравлической или гидромеханической фиксацией золотника в корпусе.

В зависимости от взаимного расположения элементов усилитель рулевого привода может быть выполнен по одной ц-, четырех приведенных ниже компоновочных схем (рис. 127). Каждой из них присущи как достоинства, так и недостатки, а поэтому ни одна из них преимущества перед другой не имеет.

Первая схема (рис. 127, а) характеризуется объединением распределителя, гидроцилиндра и рулевого механизма в одном агрегате. В качестве примера приведена конструкция автомобиля, показанная на рис. 123. К преимуществам такой схемы следует отнести компактность, минимальную длину трубопроводов и, как следствие, высокое быстродействие. Кроме того, в этом случае отсутствует самовозбуждение колебаний управляемых колес. Существенным недостатком является нагружение полной силой всех элементов рулевого привода и частично рулевого механизма, а также большие габаритные размеры основного агрегата, что затрудняет его компоновку.

Во второй схеме гидроусилителя (рис. 127,6) совместно скомпонованные распределитель и гидроцилиндр расположены отдельно от рулевого механизма. Гидроусилитель обладает высокой чувствительностью. Золотник не имеет центрирующих пружин и поэтому должен быть весьма точно изготовлен; чтобы движение происходило с минимальным трением. Рулевой механизм также должен обладать хорошей обратимостью, чтобы не ухудшать стабилизацию управляемых колес. В рассматриваемой схеме используют обычный рулевой механизм и трубопроводы небольшой длины. При этой схеме сохраняется незначительная склонность к возбуждению колебаний управляемых колес. Недостатками этой схемы по сравнению с первой является большая масса гидроусилителя и определенное месторасположение цилиндра, так как скомпонованный с ним распределитель должен быть связан с сошкой.

В третьей схеме (рис. 127, в) все основные элементы (рулевой механизм, распределитель и гидроцилиндр) расположены отдельно один от другого, что обеспечивает удобство их компоновки на автомобиле, а также возможность использования стандартных деталей рулевого управления и типового рулевого механизма.

Распределитель на автомобиле размещен в продольной тяге, а гидроцилиндр -- на переднем мосту. Размещение гидроцилиндра вблизи управляемых колес позволяет разгрузить значительную часть элементов рулевого управления от действия больших сил. Недостатком схемы является большая длина трубопроводов, что приводит к снижению чувствительности и повышению вероятности возникновения колебательных процессов в системе гидроусилителя.

Четвертая схема (рис. 127, г) предусматривает расположение распределителя в картере рулевого механизма, а гидроцилиндра -- в рулевом приводе. По своим особенностям эта схема близка к предыдущей, но отличается несколько меньшей длиной трубопроводов и необходимостью использования нестандартного рулевого механизма.

Гидроусилители, выполненные по третьей и четвертой схемам, склонны к возбуждению колебаний управляемых колес, особенно в тех случаях, когда гидроцилиндр действует не на сошку или продольную тягу, а на поперечную тягу или правую цапфу.

Устройство гидроусилителя

Насос большинства гидроусилителей отечественных автомобилей выполняется лопастным и приводится в действие от двигателя клиноременной передачей.

Шкив 1 насоса (рис. 162) закреплен на валу 5. Вал вращается в корпусе 2 на шариковом 3 и роликовом 6 подшипниках. На шлицах конца вала закреплен ротор 8. Ротор находится внутри статора 7, точно установленного относительно корпуса. Ротор имеет десять пазов, в которых помещены лопасти 18. Статор зажимают между корпусом и крышкой 10 болтами. Стыкуемые поверхности уплотнены резиновыми кольцами. Внутри крышки помещен распределительный диск 9, прижимаемый к статору пружиной перепускного клапана 11. Внутри перепускного клапана имеется шариковый предохранительный клапан 20, Сверху к корпусу и крышке прикреплен бачок 14. В крышку бачка ввернут сапун 16. Для фильтрации масла, заливаемого в бачок, служит сетчатый фильтр 15. Кроме того, в бачке установлен сетчатый фильтр 19 для фильтрации масла, возвращающегося в насос из системы.

При вращении ротора лопасти под действием центробежных сил и давления масла под ними прижимаются к криволинейным поверхностям статора. При этом между лопастями образуются полости переменного объема. Масло с двух сторон подводится в пространство между ротором и статором, попадает в полости между лопастями и при уменьшении объема этих полостей вытесняется в полость Б статора, а затем в полость В нагнетания насоса. За один оборот ротора дважды происходит всасывание и нагнетание. Из полости В нагнетания масло через калиброванное отверстие К попадает в канал, а из него в маслопровод.

2. «Устройство автомобиля» Е.Я. Тур, К.Б. Серебряков, М.: Машиностроение, 1990. - 352 с.: ил.

3. «За рулем» №1 (883), январь 2005 - 214 с.: ил.

Размещено на Allbest.ru