Файл: Бухарин Н.А. Автомобили. Конструкции, нагрузочные режимы, рабочие процессы, прочность агрегатов автомобиля учеб. пособие.pdf

надлежащей герметичности полости силового цилиндра (в экс­ плуатации наблюдаются частые случаи течи жидкости через саль­ ники вала сошки). Усилители с такой компоновкой приемлемы для автомобилей с нагрузкой на управляемую ось не более 25— 30 кН (2,5—-3,0. тс).

Остальные варианты компоновки допускают значительную свободу в размещении отдельных элементов усилителя и являются более универсальными. Важными преимуществами, их являются возможность установки усилителей на серийные автомобили без серьезной реконструкции стандартного рулевого управления и менее интенсивная силовая напряженность работы привода.

Гидравлические усилители могут быть, как указывалось ранее (см. табл. XVI. 1), с открытым или закрытым центром. В отличие от усилителей с открытым центром у усилителей с закрытым цен­ тром при нейтральном положении управляемых колес входная магистраль в РУ заперта (иначе разрядится источник энергии). Усилители с .закрытым центром промышленного применения еще не получили и отрабатываются пока в виде опытных конструкций. Их преимущества: повышенное быстродействие, меньший расход мощности двигателя на привод насоса (насос включается в работу эпизодически). Недостатки: усложнение и удорожание конструк­ ции (за счет необходимости содержания пневмоаккумуляторов и электрических узлов); более высокие требования к герметизации.

Конструкции и расчет гидравлических усилителей. Типы распределительных устройств

Гидравлические усилители по сравнению с другими (например, пневматическими) обладают более высокой (в 8— 10 раз) эффектив­ ностью действия и отличным слежением, меньшими габаритами и весом, дают высокую скорость срабатывания (время срабатыва­ ния не превышает 0,02—0,04 с), лучше гасят толчки и удары, предохраняя от вредных воздействий со стороны дороги рулевое колесо.

Наряду с различием в компоновке узлов гидравлических уси­ лителей они различаются также конструкцией РУ:

1)распределительное устройство типа А — с реактивными плунжерами в сочетании с предварительно поджатыми центри­ рующими пружинами (автомобили ЗИЛ, УралАЗ);

2)распределительное устройство типа Б — с реактивными пло­ щадями и самоустанавливагощимся золотником (автомобили ГАЗ, МАЗ, КрАЗ);

3)распределительное устройство типа В — с предварительно поджатой центрирующей пружиной (автомобили БелАЗ).

Распределительные устройства типа А и Б считаются более совершенными: они обеспечивают не только кинематическое сле­ жение, как у РУ типа В, но и силовое слежение, обеспечивая «чувство дороги». Распределительные устройства типа Б, обладая

450

t

теми же свойствами, что и распределительные устройства типа А, по сравнению с последними более просты. Их недостаток: склон­ ность к самовключению усилителя при движении по ухабистым дорогам, что может привести к вилянию управляемых колес. Поэтому усилители с такими РУ требуют более значительных уг­ лов наклона шкворней (угол наклона шкворня в бок выбирается до 7— 10°).

Отраслевой нормалью Н8025—61 закреплены освоенные авто­

Рассмотрим типовые конструкции усилителей.

Усилители с РУ типа А и компоновкой по второму варианту (см. рис. XVI.3 и XVI.12, а). РУ состоит из золотника 10, зажатого упорными шайбами 13. Корпус золотника, имеющего кольцевые II радиальные каналы, прикреплен болтами 14 іг картеру 12 руле­ вого механизма. В осевых каналах корпуса золотника размещены реактивные плунжеры 7 (по шесть штук с каждой стороны), рас­ пертые предварительно поджатыми пружинами 8. Для уменьше­ ния тангенциального трения служат упорные подшипники 9. Между упорными шайбами и корпусом предусмотрен зазор АSR, допускающий осевой ход золотника в пределах ±0,95— 1,1 мм. В корпусе РУ установлен также шариковый перепускной кла­ пан 11, позволяющий снять гидравлическое сопротивление при управлении автомобилем с неисправным усилителем.

РУ магистральными трубопроводами связано с насосом Н и силовым цилиндром СЦ (см. рис. XVI. 12, а).

При малых сопротивлениях повороту (на льду, при вывешен­ ных колесах) усилитель в работу не включается: осевая сила Qx, возникающая в зацеплении при вращении рулевого колеса, не в состоянии преодолеть предварительное поджатие пружин 8 золотника и его сместить. Управляемые колеса в этом случае поворачиваются только усилием водителя.

Когда к управляемым колесам со стороны дороги приложены

давление от насоса Н подать к той или иной полости рабочего ци­ линдра СЦ и вызвать поворот управляемых колес (осей). Нерабо­ чая полость СЦ в это время через тот же золотник связана с бач­ ком Б, куда осуществляется слив масла. Направление силы Qly а следовательно, и знак смещения золотника, зависят от направле­

Из изложенного нетрудно понять, что усилие, создаваемое во­ дителем на рулевом колесе, каждый раз складывается с тем уси­ лием, которое развивает при повороте управляемых колес уси­ литель.

451

Небезынтересно отметить здесь также и то, что каждый раз при вращающемся рулевом колесе червяк н сектор стремятся двигаться в противоположных направлениях. Это обстоятельство* создает условия для возникновения так называемой обратной связи.

Как уже ранее указывалось, усилитель должен обладать кине­ матическим и силовым следящим действием: каждому углу пово­ рота рулевого колеса должен соответствовать вполне определен­ ный и заранее установленный угол поворота управляемых колес (осей), а с ухудшением дорожных условий усилие на рулевом ко­ лесе должно несколько возрастать («чувство дороги»). Посмотрим, как это происходит.

Кинематическое слежение. Оно осуществляется за счет сраба­ тывания в системе обратной связи: в момент остановки рулевого колеса золотник все еще сдвинут относительно корпуса (гильзы) на величину ±А 5Д и, следовательно, усилитель продолжает еще некоторое время действовать. Но, действуя так, сектор сдвинет червяк, а вместе с ним и золотник практически в нейтральное положение, не достигая; однако, полностью этого положения. Управляемые колеса, достигнув нужного угла поворота, оста­ новятся. Давление в силовом цилиндре упадет. Частично задросселированный золотник позволяет поддерживать в рабочей. по­ лости СЦ некоторое избыточное давление, способное противостоять действию стабилизирующего момента.

Для возобновления поворота колес в сторону и увеличения углов поворота необходимо вновь сдвинуть золотник на величину ±А5д. Что касается возврата управляемых колес в нейтральное (исходное) положение, то для этого водителю достаточно отпустить рулевое колесо: стабилизирующий момент окажется неуравнове­ шенным и это окажет свое влияние на положение управляемых колес.

Силовое слежение. Чем больше момент сопротивления повороту, тем большее усилие должен развивать усилитель, тем большее давление рабочей жидкости должно быть в напорной магистрали усилителя. Но это давление, действуя в напорной магистрали, пере­ дается в полость между плунжерами 7 (рис. XVI.3). Для того чтобы поддерживать золотник в сдвинутом положении,' силе Qi не только необходимо преодолевать сопротивление поджатых пружин <5, но и противостоять суммарному гидравлическому давлению на плун­ жеры со стороны рабочей жидкости. Но осевая сила Qa является производной от силы Рш (см. табл. XVI.2), поэтому возрастание давления рабочей жидкости «утяжеляет» руль, вызывая у водителя ощущение «чувства дороги».

Безопасность движения, обеспечиваемая усилителем. При по­ вреждении одной из шин управляемых колес (осей) опасный увод автомобиля в сторону исключается, если водитель не ослабит удер­ жание рулевого колеса. Это обеспечивается тем, что через сме­ щенный первоначальным уводом колес (в пределах ± А 5Д) золот-

452

иик будет подключаться к работе на ту полость СЦ, гидравличе­ ский напор которой на поршень противоположен направлению развивающегося увода.

Выход усилителя из строя (неисправен насос, обрыв трубо­ проводов, износ РУ и пр.). Поворот автомобиля осуществляется обычным способом: после выбора зазора АSÄ червяк, получив опору на корпус РУ и картер рулевого механизма, в состоянии,

лЛріІр. тйц

В выражениях (XVI. 16) и (XVI. 17) усилие Рш и Рш.тах на рулевом колесе не является величиной произвольной, а зависит от величины давления р в рабочей полости силового цилиндра. Най­ дем связь между Рши р («чувство дороги»). Из рис. XVI.3 и XVI.4,- пренебрегая трением в винте и упорных подшипниках 9, имеем

•Осевое усилие червяка уравновешивается давлением жидкости