Рулевое управление

Рулевое управление служит для изменения направления движения автомобиля за счет поворота передних управляемых колес.

Для обеспечения управления автомобилем, уменьшения передачи толчков на рулевое колесо и повышения безопасности движения в рулевом управлении применен гидравлический усилитель (ГУР).

Рулевое управление (рис. 5.1) состоит из рулевого колеса, рулевой колонки с промежуточным валом и опорой, карданного вала, реечного интегрального рулевого механизма, насоса гидроусилителя со шкивом, масляного бачка, радиатора ГУР и трубопроводов.

Рис. 5.1. Рулевое управление автомобиля с двигателем Cummins: 1 - рулевое колесо; 2 - рулевая колонка с промежуточным валом и опорой; 3 - карданный вал; 4,7 - шланги сливные; 5,11 - кронштейны крепления радиатора ГУР, 6 - бачок масляный; 8- шланг всасывающий; 9 - насос ГУР со шкивом; 10 - радиатор ГУР; 12 - шланг нагнетательный; 13- экран рулевого механизма; 14 - рулевой механизм; 15,17-скобы; 16 - трубка сливная; 18,21- болты; 19-уплотнительное кольцо 0 7,8х1,7 (мм); 20- гайка; 22 - шайба; 23 - кронштейн экрана

Крутящий момент, приложенный водителем к рулевому колесу, передается на входной вал рулевого механизма через вал рулевой колонки, промежуточный и карданный вал.

Реечный рулевой механизм служит для преобразования момента на входном валу в силу на боковых тягах, которая через элементы рулевого привода создает необходимый момент для поворота управляемых колес.

Рулевой механизм закреплен на двух кронштейнах подрамника, причем к левому кронштейну механизм прикреплен болтовым соединением жестко, а к правому - через резиновую подушку с помощью хомута.

В состав боковой рулевой тяги входит внутренний шаровой шарнир, прикрепляемый к рейке с помощью резьбового соединения.

Боковые рулевые тяги соединены с поворотными рычагами стоек подвески с помощью шаровых шарниров.

Механизм рулевого управления (рис. 5.2) интегральный, т.е. в него входят силовой гидравлический цилиндр и распределитель роторного типа и механический редуктор с передачей «шестерня - рейка».

Рис. 5.2. Рулевой механизм: 1 - рулевой механизм; 2 - наконечник рулевой с шарниром; 3 - гайка; 4,6 - хомуты; 5 - кожух защитный внутреннего шарнира; 7 - внутренний шарнир в сборе с боковой тягой; 8 - рейка рулевого механизма

Распределитель, соединенный карданным, промежуточным валами и валом рулевой колонки с рулевым колесом, управляет потоком масла, подаваемым насосом ГУР, направляя его под давлением в ту или иную полость силового цилиндра в зависимости от направления поворота рулевого колеса. Давление масла, поступающего в полость силового цилиндра, создает на боковых тягах, дополнительную силу, снижающую усилие водителя, прилагаемое к рулевому колесу для преодоления сопротивления повороту управляемых колес. Благодаря конструкции распределителя усилие, прилагаемое водителем к рулевому колесу, пропорционально усилию сопротивления повороту колес.

Техническая характеристика рулевого механизма

Полный ход рейки, мм.......... 160

Передаточное отношение (ход рейки на оборот входного вала), мм/об.............. 47

Сила на концах рейки при давлении масла 11,5МПа (115 кгс/см²), Н- (кгс-)....... 12900 (1290)

Колонка 2 (рис. 5.3) рулевого управления с промежуточным валом включает в себя колонку, состоящую из трубы, качающейся относительно кронштейна крепления колонки и вращающегося в трубе на двух подшипниках вала, а также промежуточный вал с опорой, соединенный с валом рулевой колонки с помощью карданного шарнира.

Рис. 5.3. Установка колонки рулевого управления: 1 - верхний кожух; 2 - колонка рулевого управления; 3,4- болты; 5 - нижний кожух; 6 - рычаг; 7,8 - винты; 9 - выключатель приборов и стартера; 10 - основание подрулевых переключателей; 11 - болт с отрывной головкой

- Для автомобилей с дифференциалом заднего моста фирмы «EATON»

Колонка рулевого управления с промежуточным валом и карданным валом обеспечивают передачу управляющего воздействия водителя от рулевого колеса к входному валу рулевого механизма. Шлицевой телескопический компенсатор карданного вала обеспечивает компенсацию взаимного перемещения рулевой колонки и рулевого механизма во время движения автомобиля и при регулировке угла наклона вала колонки.

Колонка крепится четырьмя болтами 3 к основанию панели приборов.

В верхней части трубы рулевой колонки установлены основание подрулевых переключателей, токопередающее устройство и выключатель приборов и стартера с противоугонным устройством, запорное устройство которого в заблокированном положении входит в паз втулки на валу рулевой колонки. На колонке при помощи винтов закреплены кожуха рулевой колонки.

Рулевое колесо установлено на верхний конец рулевого вала, имеющего конус и шлицы и крепится гайкой.

Конструкция рулевой колонки позволяет изменять угол наклона вала колонки для регулировки положения рулевого колеса.

На нижней части промежуточного вала установлена опора, корпус которой крепится к щитку передка кабины двумя болтами 4.

Карданный вал 3 (рис. 5.4) рулевого управления включает в себя шлицевый телескопический компенсатор и два карданных шарнира и соединяет входной вал рулевого механизма с промежуточным валом рулевой колонки с помощью вилок и стяжных болтов.

Рис. 5.4. Установка карданного вала рулевого управления: 1- колонка рулевого управления с промежуточным валом и опорой; 2,5 - болты; 3- карданный вал; 4- механизм рулевого управления; 6- рулевое колесо

Для компенсации взаимного перемещения колонки и рулевого механизма шлицевый телескопический компенсатор позволяет перемещаться верхней части вала относительно нижней вдоль оси вала.

Техническая характеристика рулевой колонки и карданного вала

Момент сопротивления вращению вала рулевой колонки и карданного вала Н-м (кгс-м), не более 0,5 (0,05)

Суммарный окружной люфт карданного вала в сборе с рулевой колонкой при Мкр= +/= 1 Н-м, не более

- новых 0°20'

- бывших в эксплуатации (предельный) 0°30'

Усилие перемещения телескопического компенсатора, Н (кгс), не более 80 (8,15)

Момент сопротивления вращению промежуточного вала в опоре, Н-м (кгс-м), не более 0,2 (0,02)

Осевое усилие перемещения промежуточного вала в опоре, Н (кгс), не более 50(5)

Момент сопротивления повороту рулевой колонки относительно оси 33,5 (3,35)

Механизм фиксации в заблокированном положении должен удерживать рулевую колонку от поворота относительно оси качания под действием на вал рулевой колонки момента силы, Н-м (кгс-м), не менее 350 (35)

Отказами колонки рулевого управления и карданного вала являются:

- износ подшипников рулевой колонки (люфт, неравномерный момент поворота вала рулевой колонки, заклинивание подшипников);

- износ телескопического компенсатора (повышенный окружной люфт в компенсаторе, стук в компенсаторе при смене направления вращения вала и при движении автомобиля);

- износ карданных шарниров (люфт в шарнире, неравномерный момент поворота шарнира, поломка крестовин и вилок);

- разрушение вала рулевой колонки и карданного вала.

В случае отказа колонки рулевого управления или карданного вала они заменяются на новые.

Устройство рулевой колонки и карданного вала, возможные неисправности и методы их определения изложены в документации поставщика (фирма CSA Automotiv Madrid, S.L.), (см. раздел «Приложения»).

НАСОС ГИДРОУСИЛИТЕЛЯ РУЛЯ

Насос служит для обеспечения необходимого давления и объемной подачи в гидросистеме.

Обозначение насоса ГУР по поставщику - 7692.955.419 (ф. Robert Bosch Automotive Steering).

Техническая характеристика насоса

Объемная подача насоса при давлении 1 МПа (10 кгс/см²) и температуре масла 50 °С в диапазоне
частоты вращения вала насоса, л/мин: 960-3000 мин^-1 ......7,8-9,2

Давление срабатывания предохранительного клапана, МПа (кгс/см²).................11,5-12,5 (115-125)

Насос гидроусилителя руля пластинчатого типа установлен на кронштейне навесных агрегатов в передней части двигателя и имеет привод от шкива коленчатого вала с помощью поликлинового ремня.

Шкив закреплен к валу насоса с помощью трех болтов.

Насос имеет два клапана: предохранительный и расхода.

Предохранительный клапан ограничивает давление в системе ГУР. По достижении максимального давления клапан открывается, и линия нагнетания сообщается с линией всасывания. Клапан расхода ограничивает подачу масла в систему при увеличении частоты вращения вала.

Диагностика неисправностей насоса изложена в документации поставщика «Реечный рулевой механизм с сервоприводом ZF» см. раздел «Приложения».

В случае выхода из строя насоса или его шкива необходимо их заменить на новые (см. документацию по техническому обслуживанию и ремонту двигателя ISF 2.8 фирмы «Cummins»).

БАЧОК СИСТЕМЫ ГУР

Масляный бачок 2 (рис. 5.5) служит резервуаром для заправки, хранения и фильтрации масла гидравлической системы рулевого управления, а также компенсирует объемные колебания уровня масла в системе.

Рис. 5.5. Бачок системы ГУР: 1 - крышка бачка со щупом; 2 - корпус масляного бачка; 3 - кронштейн

В крышке 1 масляного бачка имеется щуп с метками контроля уровня масла в бачке при эксплуатации автомобиля.

Бачок установлен под капотом на кронштейне 3, закрепленном на основании рамки радиатора.

Внутри бачка установлен фильтрующий элемент.

Бачок подлежит замене в случае:

- неисправности бачка;

- замены масла;

- замены насоса;

- замены рулевого механизма.

РАДИАТОР ГУР

Радиатор 10 (см. рис. 5.1) служит для охлаждения масла в гидравлической системе рулевого управления и представляет собой изогнутую трубку, закрепленную при помощи двух кронштейнов 5 и 11 и скоб на основании рамки радиатора.

Возможные неисправности рулевого управления и способы их устранения

Техническое обслуживание рулевого управления

При техническом обслуживании необходимо проверить:

- соединения пальцев шарниров рулевых тяг с поворотными рычагами стоек и при необходимости подтянуть соединения. Заменить сопряженные детали, если после подтяжки люфт не устранился;

- люфт шарниров рулевых тяг и при необходимости заменить наконечники рулевых тяг в сборе с наружными шарнирами или внутренние шарниры тяг в сборе с боковыми тягами;

- состояние защитных колпаков наружных и внутренних шарниров рулевых тяг. Защитные колпаки не должны иметь сквозных повреждений. При необходимости заменить наконечники или колпаки внутренних шарниров;

- состояние поликлинового ремня привода вспомогательных агрегатов и натяжителя, и при необходимости заменить неисправные детали;

- исправность механизма фиксации рулевой колонки и при необходимости заменить колонку;

- суммарный люфт в рулевом управлении и при необходимости заменить узлы и детали, достигшие предельного состояния.

- соединения вилок карданных шарниров с рулевыми валами и при необходимости подтянуть болты крепления вилок;

В процессе эксплуатации необходимо проверять герметичность гидросистемы рулевого управления, уровень масла в бачке, заменять масло в системе в соответствии с Сервисной книжкой и Руководством по эксплуатации автомобиля.

При обнаружении на шлангах трещин, вздутий и видимых мест перетирания шланги заменить новыми. Шланги должны быть надежно закреплены в скобах.

Внимание
1. Запрещается смешивание (доливка) масел системы гидроусилителя руля различных марок и различных фирм.

2. При сборке рулевого управления должны быть заменены на новые самоконтрящиеся гайки, винты, элементы герметизации и элементы крепления.

3. Самоконтрящиеся гайки крепления допускается свинчивать и навинчивать на сопряженную деталь не более четырех раз по причине снижения стопорящих свойств кольцевой вставки из полимера.

При осмотре рулевого управления особое внимание необходимо обратить на крепление рулевого механизма к кронштейнам подрамника (проверка затяжки нижнего болта (установлен на герметик) крепления рулевого механизма к левому (по ходу автомобиля) кронштейну подрамника не допускается), насоса ГУР к двигателю.

Затем следует проверить суммарный люфт в рулевом управлении (угол свободного поворота рулевого колеса) в положении передних колес, соответствующем движению автомобиля по прямой. Суммарный люфт в рулевом управлении должен быть не более 25° (методика проверки по ГОСТ 51709-2001). Техническое состояние рулевого управления можно оценить по люфту в рулевом управлении.

При ремонте рулевого управления после отсоединения трубопроводов от узлов необходимо закрыть отверстия трубопроводов и узлов заглушками, чтобы предотвратить утечку жидкости и попадание пыли и грязи в систему.

Во время транспортировки и хранения внутренние полости узлов рулевого управления должны быть защищены заглушками от попадания грязи. Заглушки необходимо удалять непосредственно перед присоединением трубопроводов.

Регулировка рулевой колонки по углу наклона

Эту операцию выполняют после регулировки положения сиденья водителя относительно педалей управления. Для регулировки колонки необходимо:

- опустить рычаг 1 (рис. 5.6) механизма фиксации рулевой колонки вниз (положение II);

- установить рулевое колесо в удобное положение и зафиксировать колонку, подняв рычаг вверх до упора (в исходное положение I).

Рис. 5.6. Регулировка рулевой колонки: 1- рычаг