Время проведения работы - 80 мин

Организация работы; проведение инструктажа по БЖД во время выполнения работы[Инструкция по безопасности жизнедеятельности № 79 во время проведения занятий со студентами в лаборатории и кабинете устройства автомобилей № 117] - 10 мин;

Работа на учебных местах – 2 х 20мин. - 40 мин;

Изменение учебных мест - 1 мин;

Защита работы - 20 мин;

Подведение итогов - 9 мин.

Изменение учебных мест осуществляется по команде преподавателя:

УМ №1 - УМ №2 - УМ №3 - УМ №4.

Теоретические сведения.

Рисунок 1 – Рулевое управление авт. ЗИЛ – 130.

1 - насос гидроусилителя; 2 - бачок насоса; 3 - шланг низкого давления; 4 - шланг высокого давления; 5 - колонка; 6 - контактное устройство сигнала; 7 - переключатель указателей поворота; 8 - карданный шарнир; 9 - карданный вал; 10 - рулевой механизм; 11 – сошка; 12 – продольная рулевая тяга.

Устройство рулевого управления автомобиля ЗИЛ – 130 представлено на рисунке 1, также в него входят детали рулевого привода: поворотные рычаги, поворотные кулаки с рычагами рулевой трапеции, поперечная рулевая тяга (не показаны на рис. 1).

Устройство рулевого механизма. У рулевого механизма автомобиля ЗИЛ-130 (рис. 2) поршень - рейка 5 одновременно является поршнем гидроусилителя и рейкой рулевого механизма,

которая находится в зацеплении с зубчатым сектором 29 вала 37 рулевой сошки. Водитель с помощью рулевого колеса через вал и карданную передачу вращает винт 7, по которому на циркулирующих шариках 10 перемещается шариковая гайка 8. Вместе с гайкой вдоль винта перемещается поршень - рейка 5, поворачивающая зубчатый сектор 29 вала сошки. Зазор в зацеплении зубьев рейки и сектора можно регулировать, смещая в осевом направлении вал со­шки, так как зубья имеют переменную по длине толщину. В картер 4 рулевого механизма и в отверстие его боковой крышки 30 запрессованы бронзовые втулки 39, в которых вращается вал сошки.

Рисунок 2 - Рулевой механизм автомобиля ЗИЛ-130.

1 - нижняя крышка; 2, 14, 27, 31 и 35 - уплотнительные резиновые кольца; 3 - заглушка; 4 - картер рулевого механизма; 5 – поршень - рейка; 6 - разрезное кольцо; 7 - винт рулевого механизма; 8 - шариковая гайка; 9 - желоб; 10 - шарик; 11 - уплотнительное чугунное разрезное кольцо поршня; 12 - промежуточная крышка; 13 - упорный шарикоподшипник; 15 - шариковый клапан; 16 -золотник; 17 -корпус клапана управления; 18 - пружинная шайба; 19 - регулировочная гайка; 20 - верхняя крышка; 21 - игольчатый подшипник; 22 и 41 - упорные кольца сальника; 23 и 42 - замочные кольца; 24 и 40 - сальники; 25 - реактивная пружина; 26 - реактивный плунжер; 28 - установочный винт; 29 - сектор; 30 - боковая крышка; 32 - упорная шайба; 33 - регулировочная шайба; 34 - стопорное кольцо; 36 - регулировочный винт; 37- вал сошки; 38 - сливная пробка с магнитом; 39- втулка вала сошки; 43 – сошка.

При сборке рулевого механизма вначале в винтовые канавки шариковой гайки 8 и винта 7, в желоба 9 закладывают шарики 10, а затем гайку закрепляют установочными винтами 28, которые раскернивают. Шарики, выкатывающиеся при повороте винта с одного конца гайки, возвращаются к другому ее концу по двум штампованным желобам 9, вставленным в отверстия паза винтовой канавки шариковой гайки 8.

Картер рулевого механизма снизу закрыт крышкой 1. Неподвижные соединения рулевого механизма уплотнены резиновыми кольцами 2, 14, 27 и 31. Резиновый сальник 40, защищенный упорным кольцом 41, уплотняет вал сошки. Винт 7 уплотнен в промежуточной крышке 12 и в поршне - рейке 5, а последний в картере 4 чугунными разрезными кольцами 11. Для уплотнения винта в верхней крышке установлен резиновый сальник 24 с упорным 22 и замочным 23 кольцами. Металлические частицы, попадающие в масло, залитое в картер рулевого механизма, улавливаются магнитом пробки 38.

Устройство и работа встроенного гидроусилителя. На промежуточной крышке 12 картера рулевого механизма укреплен корпус 17 клапана управления гидроусилителя. Золотник 16 клапана управления помещен между упорными шарикоподшипниками 13 винта 7, большие кольца которых обращены в сторону золотника. Упорные шарикоподшипники стянуты гайкой 19 с подложенной под нее конической пружинной шайбой 18, обращенной вогнутой стороной к шарикоподшипнику. Длина золотника больше длины отверстия для него в корпусе клапана управления, вследствие чего золотник и винт могут перемещаться в осевом направлении на 1 мм в каждую сторону от среднего положения. Шесть реактивных пружин 25 реактивными плунжерами 26 с каждой стороны пружины стремятся удержать золотник 16 в среднем положении. В верхней крышке 20 картера рулевого механизма установлен игольчатый подшипник 21, служащий опорой для винта 7.

Если возникающая при вращении винта осевая сила больше силы предварительного сжатия пружин 25, то винт и золотник 16 смещаются вверх или вниз в зависимости от направления вращения винта, сообщая одну из полостей картера рулевого механизма с линией высокого давления, а другую - со сливным каналом (рис. 3). Давление масла на торцы поршня - рейки неодинаково, поэтому создается дополнительная сила, способствующая повороту управляемых колес.

Рисунок 3 - Схема работы гидроусилителя автомобиля ЗИЛ-130.

а - нейтральное положение; б - перемещение золотника вправо; в - перемещение золотника влево.

1 и 7 - перепускные клапаны; 2 - сапун; 3 и 4 - сетчатые фильтры; 5 - коллектор; 6 - насос; 8 - предохранительный клапан; 9 и 10 - демпфирующие отверстия; 11 - калиброванное отверстие; 12 - шариковый клапан; 13 - реактивный плунжер; 14 - золотник; 15 - винт рулевого механизма; 16 - вал сошки; 17 -картер рулевого механизма.

Положение деталей гидроусилителя на рисунке 3,а соответствует прямолинейному движению автомобиля, когда масло свободно перекачивается насосом 6 в бачок, поскольку нагнетательный и сливной каналы соединены между собой (нейтральное положение золотника 14).

При повороте колес автомобиля вправо золотник перемещается также вправо (рис. 3,б), поскольку сила, действующая на поршень-рейку со сто­роны сектора и пропорциональная усилию, прикладываемому водителем к рулевому колесу, больше силы пружин реактивных плунжеров 13. При этом линия высокого давления соединяется с полостью справа от поршня, а полость слева от поршня соединяется со сливным каналом. Поворот колес автомобиля облегчается благодаря дополнительной силе, создаваемой давлением масла на поршень.

В случае поворота колес автомобиля влево золотник перемещается также влево (рис. 3,в) вследствие соединения полости слева от поршня с линией высокого давления, а полости справа от поршня со сливным каналом.

Увеличение сопротивления повороту колес, оказываемое дорогой, вызывает повышение давления в рабочей полости картера и под реактивными плунжерами. Чем больше сопротивление повороту колес, тем с большей силой золотник стремится вернуться в среднее положение. Одновременно с этим возрастает и усилие на рулевом колесе, благодаря чему водитель «чувствует» дорогу.

Максимальное усилие на рулевом колесе не превышает 100 Н; гидроусилитель вступает в работу при усилии 20 Н.

Если водитель перестает поворачивать рулевое колесо, то прекращается и поворот управляемых колес, так как поступающее в картер рулевого механизма масло перемещает поршень-рейку винтом и устанавливает золотник в среднее положение, при котором прекращается перемещение поршня - рейки. Если насос не включен, то рулевой механизм работает без гидроусилителя, так как шариковый клапан 15 (см. рис. 2) соединяет линию высокого давления и сливной канал.

Устройство и работа насоса гидроусилителя. Давление масла в системе гидроусилителя создается насосом лопастного типа двухстороннего действия (рис. 4), который устанавливают на двигателе с левой стороны с приводом через клиноременную передачу от шкива на переднем конце коленчатого вала. Шкив 26 насоса закреплен на наружном конце вала 6, вращающегося на игольчатом и шариковом подшипниках.

Рисунок 4 - Насос гидроусилителя рулевого привода автомобиля ЗИЛ-130.

1 и 13 - перепускные клапаны; 2 и 20 - сетчатые фильтры; 3 - корпус насоса; 4 - шарикоподшипник; 5 - сальник; 6 - вал насоса; 7 - игольчатый подшипник; 8 - статор; 9 - ротор; 10 - распределительный диск; 11 - калиброванное отверстие; 12 - крышка насоса; 14- седло предохранительного клапана; 15 - пружина; 16 - предохранительный клапан; 17 - коллектор; 18 - бачок; 19 - резиновая прокладка; 21 - сапун; 22 -крышка бачка; 23 - шайба; 24 - гайка-барашек; 25 - резиновое кольцо; 26 - шкив; 27 – лопасть.

На валу насоса на шлицах посажен ротор 9, в пазы которого свободно вставлены лопасти 27. К корпусу насоса шпильками и болтами вместе с распределительным диском 10 и крышкой прикреплен статор 8.

При вращении ротора 9 лопасти 27, перемещаясь в его пазах постоянно, плотно прижимаются к криволинейной поверхности статора под действием центробежных сил и давления масла. Масло из корпуса 3 попадает в пространство между лопастями и вытесняется ими в полость нагнетания. За один оборот ротора дважды происходит забор и нагнетание масла. Из полости нагнетания через отверстия распределительного диска 10, калиброванное отверстие 11 и канал в крышке 12 масло поступает в нагнетательный шланг гидроусилителя.

На верхней части корпуса 3 насоса укреплен бачок 18 для масла, закрытый крышкой 22, в которой установлен сапун 21, поддерживающий внутри бачка атмосферное давление. Внутренняя полость бачка уплотнена резиновой прокладкой 19 и резиновым кольцом 25 с шайбой 23. Масло, заливаемое в бачок, проходит через сетчатый фильтр 20. На линии для слива масла стоит сетчатый фильтр 2 и перепускной клапан 1, который срабатывает в случае засорения фильтра.

В крышке 12 насоса установлен перепускной клапан 13, имеющий отверстия для соединения с полостью нагнетания насоса. При повышении частоты вращения коленчатого вала двигателя разность давлений на торцах перепускного клапана возрастает, так как с увеличением подачи масла в систему гидроусилителя повышается разность давлений в полости нагнетания насоса и линии нагнетания системы гидроусилителя. При чрезмерном увеличении подачи масла в систему гидроусилителя пере­пускной клапан перемещается вправо, сжимает пружину 15 и сообщает по­лость нагнетания с бачком 18.

Для уменьшения уровня шума при работе насоса и снижения износа его деталей при большой частоте вращения коленчатого вала двигателя масло, перепускаемое клапаном 13, принудительно направляется обратно в полость корпуса насоса и в канал всасывания. Для этой цели служит коллектор 17, внутренний канал которого соединен с полостью бачка 18 сравнительно небольшим отверстием.

Внутри перепускного клапана есть седло 14 с установленным в нем предохранительным клапаном 16, который открывается при достижении давления масла 650 - 700 кПа и перепускает его из нагнетательного канала в бачок.