Файл: Шасси автомобиля ЗИЛ-130. Практика проектирования, испытаний и доводки.pdf

— отсутствие сколов и выкрошиваний по периферии сфери­ ческих поверхностен вкладышей.

Для уменьшения подреза шарового пальца тяга выполнена «уравновешенной», т. е. она изогнута так, чтобы центр ее тяже­ сти лежал па оси между геометрическими центрами шаровых пальцев. Вследствие внедрения «уравновешенных» продольных рулевых тяг в 2—4 раза снизилась интенсивность «подреза» ша­ рового пальца.

Рис. G7. Шарниры продольной рулевой тяги автомобилей ЗИЛ-130:

а — выпускаемых вначале; О — выпускаемых в настоящее время

Ниже приведены расчетные напряжения в деталях шарнира продольной тяги при нагрузке его максимальным расчетным мо­ ментом на валу сошки.

172

Глава IX. РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ

ВЫБОР КОНСТРУКЦИИ

На грузовых автомобилях ЗИЛ, выпуск которых был начат в 40-х годах, устанавливался механизм рулевого управления с гло­ боидальным червяком без усиления. Эксплуатация этих автомо­ билей показала, что их рулевое управление требует от водителя значительных физических усилий. Так, например, усилие на ру­ левом колесе, необходимое для поворота автомобиля ЗИЛ-164, составляло 20—23 кгс, достигая в отдельных случаях 40 кіс. На трехосных автомобилях с регулированием давления воздуха в шинах это усилие значительно больше указанной выше величины, что объясняется ростом сопротивления повороту колес при сни­ жении давления в шинах из-за увеличения площади отпечатка последних.

Большая утомляемость водителей при работе на автомобилях ЗИЛ с рулевым управлением без усилителя определяется не только значительным усилием, необходимым для поворота ко­ лес, но и многочисленными и часто очень сильными толчками, которые непрерывно передаются на рулевое колесо и на руки водителя при движении автомобиля по неровной дороге. На ав­ томобилях ЗИЛ-130 было решено установить усилитель рулевого управления, чтобы облегчить труд водителя, улучшить маневрен­ ность автомобиля и повысить безопасность движения, так как скорость новых автомобилей возросла до 90—100 км/ч (у авто­ мобилей ЗИЛ-164 она была 65—70 км/ч). Опыт завода свиде­ тельствовал о том, что усилитель рулевого управления способ­ ствует повышению безопасности движения. Он позволяет удер­ живать автомобиль на дороге в случае прокола камеры шины переднего колеса. Кроме того, безопасность движения повышает­ ся также вследствие меньшей утомляемости водителя и лучшей маневренности автомобиля. Особое значение улучшение манев­ ренности автомобиля имеет для повышения среднетехнической скорости движения на горных и лесных дорогах.

При проектировании рулевого управления автомобиля ЗИЛ-130 в целях унификации необходимо было предусмотреть возможность установки его агрегатов на.другие автомобили, ко­ торые будут выпускаться после наладки производства семейства автомобилей ЗРІЛ-ІЗО. К этому времени заводом была уже про­

173

ведена большая работа по внедрению усилителен рулевого уп­ равления на некоторых нз выпускаемых нм автомобилях Г

Завод ориентировался только на гидравлические усилители рулевого управления, отказавшись'от применения пневматиче­ ских, хотя они в период начала проектирования автомобиля ЗИЛ-130 были еще также распространены, как и гидравличе­ ские. Гидравлический усилитель более компактен, так как он ра­ ботает при давлении до 70 кгс/см2 вместо давления до 9 ктс/см2,

используемого в пневматических усилителях, имеет меньшее вре­ мя срабатывания и поглощает удары, возникающие при движе­ нии автомобиля по неровной дороге.

Недостатком гидравлического усилителя является необходи­ мость установки дополнительного насоса. Однако в случаях при­ менения пневматического усилителя потребовалось бы значи­ тельное увеличение производительности компрессора, предназна­ ченного для тормозной системы, а также емкости воздушных баллонов.

Впервые гидроусилитель рулевого управления был применен на междугородном автобусе ЗИЛ-127 главным образом для обес­ печения безопасности движения пр искоростях около 1 0 0 км/ч.

При этом использовался уже выпускавшийся гидроусилитель ав­ топогрузчиков с непринципиальными изменениями.

Рис. 68. Гидроусилитель рулевого управления автобуса ЗИЛ-127

Гидроусилитель (рис. 6 8 ), установленный параллельно про­

дольной рулевой тяге, имеет рабочий цилиндр диаметром 70 мм. Клапан управления расположен в передней крышке 6 цилиндра 7 соосно с последним. Золотник 5 клапана соединен стержнем со стаканом 3 шарового пальца 4 сошки рулевого механизма. Ста­ кан с шаровым пальцем может несколько перемещаться в осе­ вом направлении. Он центрируется пружиной 1. Хромированный шток 8 поршня гидроусилителя связан с основанием автобуса,1

1 Гоникберг Е. М. Гидроусилители рулевого управления автомобилей ЗИЛ.— «Автомобильная промышленность», 1961, № 10.

174

а продольная рулевая тяга соединена с корпусом 2 стакана ша­ рового пальца сошки. Таким образом, при повороте рабочий ци­ линдр гидроусилителя перемещается вместе с продольной руле­ вой тягой. Для установки этого гидроусилителя необходимо было применение усилительной рамки, прикрепленной к фермам осно­ вания автобуса, и направляющей, удерживающей гидроусилитель от выворачивания. В передней крышке цилиндра находятся пре­ дохранительный и аварийный клапаны, служащие для управле­ ния автобусом при неработающем иасосе. «Чувство дороги», т. е. определенная зависимость усилия на рулевом колесе от сопро­ тивления повороту колес, данным гидроусилителем не обеспечи­ вается.

Несмотря на то что описанная конструкция гидроусилителя успешно работала на автобусах ЗИЛ-127, она имела ряд недо­ статков: чрезмерная масса и сложность конструкции из-за необ­ ходимости применения усилительной рамки и направляющей.

Использование этой конструкции на грузовых автомобилях средней грузоподъемности, имеющих другую по сравнению с ав­ тобусной компоновку, невозможно из-за отсутствия места для размещения гидроусилителя и его направляющей.

Для уменьшения массы гидроусилителя была разработана конструкция с клапаном управления, встроенным в продольную рулевую тягу, и отдельным рабочим цилиндром. Основной труд­ ностью при создании этой конструкции было устранение авто­ колебаний колес, возникающих при использовании описанного выше простого клапана с центрирующей пружиной. Особенно сильно автоколебания проявлялись при воздействии рабочего ци­ линдра на правый поворотный кѵлак. Однако даже при присое­ динении цилиндра к левому поворотному кулаку, несмотря на значительное увеличение жесткости системы, полностью исклю­ чить автоколебания не удалось. Для полного устранения автоко­ лебаний были сконструированы два варианта встраиваемых в продольную рулевую тягу клапанов с реактивными элементами.

В первом варианте (рис. 69, а) золотник 1, соединенный с по­

движным стаканом 4 шарового пальца 5 сошкн рулевого меха­ низма, устанавливается в среднее положение четырьмя пружина­ ми 7 и реактивными плунжерами 6. В корпусе 3 находится ава­ рийный клапан 2.

BQ втором варианте (рис. 69, б) центрирующие пружины от­

сутствуют и- золотник 11 устанавливается в среднее положение чисто гидравлическим путем. Реактивные камеры 10 и 12, уплот­ ненные резиновыми кольцами 9 и 13 U-образного сечения, соеди­ нены небольшими отверстиями с проточками золотника, через которые подается масло к рабочим полостям цилиндра гидроуси­ лителя. Диаметры уплотняемых шеек золотника сделаны неоди­ наковыми, чтобы площади реактивных камер были пропорцио­ нальны площадям рабочего цилиндра гидроусилителя с учетом площади штока.

175

При повороте золотник, связанный с подвижным стаканом 14 шарового пальца 15 сошки рулевого механизма, смещается и под действием нарастающего давления в рабочей полости цилиндра перемещается не только поршень, но и золотник стремится сме­ ститься обратно в среднее положение, чем обеспечивается следя­ щее действие.

В корпусе 8 расположен аварийный клапан.

Рис. 69. Клапаны уп­ равления гидроусили­ теля рулевого управ­

ления:

а— с реактивными

Рабочий цилиндр гидроусилителя (рис. 70) действует непо­ средственно на рычаг поворотного кулака. В зависимости от типа автомобиля цилиндр можно устанавливать как вдоль передней оси, так и перпендикулярно ей. Он рассчитан на рабочее давле­ ние до 70 кгс/см2.

Испытания автобусов ЗИЛ-127 и опытных городских автобу­ сов при пробеге 130—200 тыс. км показали следующее:

—клапаны обоих вариантов позволили полностью исклю­ чить автоколебания в системе рулевого управления, даже при присоединении рабочего цилиндра к правому поворотному ку­ лаку. Однако в этом случае удары и вибрации, возникающие от неровностей дороги, передавались на рулевое колесо, чего не было при присоединении цилиндра к левому кулаку;

—гидроусилители с клапанами обоих вариантов работали

нормально и обладали теми же преимуществами, что и гидроуси­ лители автобуса ЗИЛ-127; управление автомобилем было лучше в связи с наличием «чувства дороги», что особенно хорошо ощу­ щалось при установке клапана второго варианта;

176