Теоретические сведения

На автомобиле ГАЗ – 53 – 12 применяется рулевой механизм в виде червячной передачи с червяком глобоидальной формы с трехгребневым роликом, с передаточным числом 21. В рулевом механизме рулевое колесо (рис. 1) закреплено на верхнем конце вала 10. На противоположном конце вала на шлицы напрессован глобоидальный червяк 13, опирающийся на конические роликоподшипники 12 и 21. В зацеплении с червяком находится трехгребневой ролик 16, посаженный на двух шарикоподшипниках 15 и 20, между которыми помещена распорная втулка 17. Ось 14 ролика закреплена в вильчатом кривошипе 18 вала 7 сошки 8. Картер 19 рулевого механизма при­креплен болтами к левому лонжерону рамы. На верхнем конце рулевого вала расположена кнопка сигнала, провод от которой проходит внутри рулевого вала в трубке 11. Между трубкой и валом установлен сальник 22, поджимаемый пружиной 23. Вал 7 сошки уплотнен сальником 6. Сошка на конических шлицах вала укреплена гайкой 9. Вал имеет сдвоенные шлицы, обеспечивающие правильность установки сошки под необходимым углом. На картере рулевого механизма сделаны выступы, служащие упорами для ролика при поворотах сошки из среднего положения в крайние на угол 45°.

Осевой зазор подшипников 12 и 21 регулируют изменением числа прокладок 24 под крышкой картера. Зацепление червяка и ролика регулируют, не разбирая рулевой механизм, винтом 5, в паз которого входит хвостовик 2 вала сошки. Оси ролика и червяка лежат в разных плоскостях, поэтому для уменьшения зазора в зацеплении достаточно переместить вал сошки в сторону червяка, ввертывая винт 3. Для фиксирования регулировочного винта служат стопорная шайба 1, штифт 5 и навернутая на винт гайка 4.

Рисунок 1 - Рулевой механизм автомобиля ГАЗ - 53 - 12.

1 - стопорная шайба; 2 - хвостовик вала сошки; 3 - винт; 4 и 9- гайки; 5 - штифт; 6 и 22 - сальники; 7 - вал сошки; 8 - сошка; 10 - вал; 11 - трубка; 12, 15, 20 и 21 - подшипники; 13 - глобоидальный червяк; 14- ось ролика; 16 - ролик; 17 - распорная втулка; 18 - кривошип; 19 - картер; 23 - пружина; 24 – прокладка.

Аналогичное устройство имеет рулевой механизм автомобиля ГАЗ – 24 и ВАЗ – 2101.

Рулевой механизм автомобиля ГАЗ – 24 (рис. 2) состоит из глобоидального червяка 14 и трехгребневого ролика 11, находящихся в беззазорном зацеплении (при прямолинейном движении). Смонтирован рулевой механизм в алюминиевом картере 9 и установлен на наружной стороне лонжерона рамы. Червяк установлен на двух роликовых конических подшипниках 13 и 15. Обойма заднего подшипника 13 запрессована в горловину картера до упора в бурт задней крышки.

Рисунок 2 - Червячный рулевой механизм автомобиля ГАЗ – 24 «Волга».

1 - опорная пята; 2 — стопорная шайба; 3 — регулировочный винт; 4 — колпачковая гайка; 5 — стопорный штифт; 6 — роликовый подшипник; 7 — пробка наливного отверстия; 8 — бронзовые втулки; 9 — картер; 10—сальник;11 — ролик; 12— подшипник; 13— задний роликовый подшипник; 14— червяк; 15 — передний роликовый подшипник; 16 — регулировочные прокладки; 17 — передняя крышка; 18 — болт; 19 — боковая крышка; 20 — фланец; 21 — шпилька; 22 — резиновая шайба муфты; 23 — верхний вал; 24 — усилительная пластина; 25 — гайка; 26 — стопорная пластина; 27—нижний рулевой вал; 28 – уплотнительная прокладка; 29 - рулевая сошка.

Обойма переднего подшипника имеет скользящую посадку с упором в переднюю крышку 17. Между крышкой и картером установлен комплект регулировочных прокладок 16, в результате чего обеспечивается необходимый преднатяг в подшипниках червяка, соответствующий моменту вращения вала, равному 0,78 Н·м. Эксплуатация рулевого механизма с люфтом в подшипниках не допускается. Люфт устраняют, удаляя соответствующее число прокладок 16 из-под передней крышки 17.

Вал сошки поворачивается на двух втулках 8 и одном роликовом цилиндрическом подшипнике 6. От продольных перемещений вал рулевой сошки удерживается регулировочным винтом 3. Между хвостовиком вала сошки и донышком винта имеется опорная пята.

Регулировка. Чтобы обеспечить беззазорное зацепление червяка с роликом при движении по прямой, геометрическая ось ролика смещена вверх относительно оси червяка на 6.0...6.5 мм. Зазор в зацеплении, возникающий по мере износа, устраняют, перемещая вал сошки вместе с роликом вниз при помощи регулировочного винта 3, закрытого колпачковой гайкой 4.

Правильно отрегулированный механизм должен иметь в зоне среднего положения глобоидальной пары момент поворота червяка, равный 2,45 Н·м. По мере поворота червяка вправо или влево эта нагрузка плавно снижается к краям беззазорной зоны до момента 0,78 Н·м. За пределами беззазорной зоны между роликом и винтовой ниткой возникает возрастающий с дальнейшим поворотом червяка люфт, который при поворотах автомобиля с преодолением препятствия может вызвать стук в руле, не влияющий на эксплуатационные качества узла.

На автомобилях ВАЗ -2101 применяется червячный рулевой механизм с глобоидным червяком и двухгребневым роликом, с передаточным числом 16,4.

Устройство. Червячная передача рулевого механизма заключена в алюминиевый корпус 55, который крепится к переднему левому лонжерону кузова тремя болтами с самоконтрящимися гайками. Для правильной (соосной) установки валика 52 червяка с валом рулевого управления два отверстия корпуса 55 сделаны овальными, а между привалочной плоскостью корпуса и лонжероном установлены регулировочные прокладки.

Рисунок 3 - Червячный рулевой механизм автомобиля ВАЗ – 2101.

40 - нижняя крышка корпуса; 41 - регулировочные прокладки; 42 - ось ролика; 43 - упорная шайба ролика; 44 - двухгребневой ролик; 45 - уплотнительная прокладка; 46 - верхняя крышка корпуса; 47 - шайба регулировочного винта; 48 - стопорная шайба; 49 - регулировочный винт; 50 - червяк рулевого механизма; 51 – шарикоподшипник; 52 - валик червяка; 53 - самоподжимной сальник; 54 - втулка вала сошки; 55 - корпус рулевого механизма; 56 - самоподжимной сальник; 57 - вал сошки в сборе; 58 – дистанционное кольцо; 59 – контргайка.

Червяк 50 вращается на двух радиально-упорных подшипниках 51. Роль внутренних обойм подшипников выполняют беговые дорожки шариков на торцах червяка. Радиальный и осевой зазоры в подшипниках регулируются подбором прокладок 41 толщиной от 0,1 до 0,5 мм, которые устанавливаются между корпусом 55 и нижней крышкой 40.

Червяк напрессован на валик 52 усилием более 8 кН (800 кгс) в определенном положении, обусловленном шпоночным выступом в отверстии червяка и шпоночным пазом валика. Выход валика из корпуса уплотнен самоподжимным сальником 53, запрессованным в расточку корпуса.

В зацеплении с червяком находится двухгребневой ролик 44. Зацепление выполнено со смещением осей ролика и червяка на 5,5 мм для того, чтобы обеспечивать беззазорное зацепление по мере износа червячной пары. Ось ролика повернута относительно оси червяка на 7° для улучшения контакта ролика с винтовой поверхностью червяка. Ролик 44 посажен на ось 42 и вращается в двухрядном игольчатом безсепараторном подшипнике с дистанционным кольцом 58 между рядами иголок. Ось ролика установлена в ушках вала 57, концы ее после сборки расклепываются с помощью электронагрева. Необходимая посадка ролика относительно ушек вала 57 обеспечена подбором упорных шайб 43, установленных на ось с торцов ролика.

Вал 57 шлифованной шейкой установлен в расточке корпуса 55 в двух бронзовых втулках 54. Осевое положение вала фиксируется регулировочным винтом 49, головка которого со специальной шайбой 47, подбираемой по толщине для обеспечения заданной посадки, заведена в Т-образный паз головки вала. Регулировочный винт 49 ввернут в крышку 46, от поворота застопорен фигурной шайбой 48 и затянут контргайкой 59. При увеличении свободного хода рулевого колеса зазор в зацеплении пары червяк-ролик выбирается ввертыванием регулировочного винта 49.

На конические шлицы нижнего конца вала 57 на плотной посадке установлена сошка 4 в строго определенном положении благодаря сдвоенному шлицу на валу и сдвоенной впадине в отверстии сошки. Нижний конец вала 57 уплотнен самоподжимным сальником 56, запрессованным в расточку корпуса 55.

Рулевой механизм смазывается трансмиссионным маслом, которое заливается в корпус через отверстие в крышке, закрываемое пробкой 25.

Реечный рулевой механизм автомобиля ВАЗ – 2108 имеет передаточное число 1, а отношение полного хода рейки к оборотам рулевого колеса составляет 151/3,65.

В картере рулевого механизма 18 (рис. 4) на роликовом 29 и шариковом 31 подшипниках установлена приводная шестерня 30. Приводная шестерня находится в зацеплении с рулевой рейкой 17. Рулевая рейка поджимается к приводной шестерне пружиной 40 через металлокерамический упор 39, металлокерамический упор уплотнен в картере резиновым кольцом 37. Пружина упирается в гайку 41 со стопорным кольцом 38, создающим сопротивление отворачиванию гайки. Шариковый подшипник шестерни поджимается гайкой 35 с уплотнительным кольцом 34. Гайка стопорится в картере шайбой и закрывается пыльником 36, надетым на вал приводной шестерни. На картере рулевого механизма и на пыльнике предусмотрены метки А и В для правильной сборки рулевого механизма.

Рисунок 4 - Реечный рулевой механизм автомобиля ВАЗ – 2108.

6, 8 - внутренние наконечники рулевых тяг; 7 - болты крепления рулевых тяг к рулевой рейке; 9 - скоба крепления рулевого механизма; 10 - опора рулевого механизма; 11 - пыльник; 12 - соединительная пластина; 13 - стопорная пластина; 14 - сайлентблок; 15 - демпфирующее кольцо; 16 - опорная втулка рулевой рейки; 17 - рулевая рейка; 18 - картер рулевого механизма; 19 - стяжной болт муфты; 20 - нижний фланец эластичной муфты; 25 - вал рулевого управления; 28 - защитный колпачок; 29 - роликовый подшипник; 30 - приводная шестерня; 31 - шариковый подшипник; 32 - стопорное кольцо; 33 - защитная шайба; 34 - уплотнительное кольцо; 35 - гайка подшипника; 36 - пыльник; 37 - уплотнительное кольцо упора; 38 - стопорное кольцо гайки упора; 39 - упор рулевой рейки; 40 - пружина; 41 - гайка упора.

А - метка на пыльнике; В - метка на картере рулевого механизма.

На картер рулевого механизма с левой стороны надевается защитный колпачок 28, с правой - напрессовывается труба, имеющая продольный паз. Через паз трубы и отверстия защитного чехла 11 проходят распорные втулки сайлентблоков внутренних наконечников 6 и 8 рулевых тяг. Рулевые тяги рулевого привода крепятся к рулевой рейке болтами 7, которые проходят через соединительную пластину 12 и распорные втулки сайлентблоков 14. Фиксируются болты стопорной пластиной 13. Рулевой вал 25 соединяется с приводной шестерней 30 нижним фланцем 20 эластичной муфты.

Регулировка. Беззазорное зацепление шестерни и рейки обеспечивается металлокерамическим упором 39, который поджимается с помощью гайки 41 пружиной 40. При сборке рулевого механизма гайку устанавливают так, чтобы между ней и упором был обеспечен зазор не более 0,12 мм. Этот зазор необходим для компенсации теплового расширения деталей во избежание заклинивания рулевого механизма. Для обеспечения зазора устанавливают упор 39 рейки с уплотнительным кольцом 37 до упора в рейку (до беззазорного состояния). Устанавливают стопорное кольцо 38, пружину 40 упора и затягивают ключом гайку 41 с моментом 11 - 13 Н·м. Затем отпускают гайку на 24°, чтобы обеспечить между гайкой и упором рейки зазор до 0,12 мм. После этого раскернивают гайку в двух противоположных местах и маркируют краской.

Автомобиль МАЗ – 5335 оснащен винтовым рулевым механизмом (передаточное число 23,6), представляющий из себя винт 12, который проходит внутри гайки - рейки 6, находящейся в зацеплении с зубчатым сектором 7 (рис. 5). В винтовые канавки между гайкой - рейкой 6 и винтом 12 при сборке заложено два ряда шариков. Движение шариков в винтовых канавках ограничено направляющими 13 и 15. Высокая точность деталей механизма обеспечивает легкое и плавное вращение винта в гайке - рейке.

Рисунок 5 - Рулевой механизм автомобиля МАЗ – 5335.

1 - сошка; 2 и 17 - сальники; 3 - упорное кольцо; 4 - подшипник вала сектора; 5 - картер; 6 - гайка - рейка; 7 - зубчатый сектор; 8 - регулировочные прокладки; 9 - болт крепления крышки; 10 - нижняя крышка; 11 - подшипник винта; 12 - винт; 13 и 15 - направляющие шариков; 14 - шарики; 16 - пробка отверстия для заливки масла; 18 - опорная пластина; 19 - гайка регулировочного винта; 20 - боковая крышка картера; 21 - контргайка; 22 - регулировочный винт.

Сектор 7 рулевого механизма, изготовленный как одно целое с валом сошки, установлен на игольчатых подшипниках 4. Зубья сектора выполнены с переменной по длине толщиной, что позволяет регулировать зазор в зацеплении с рейкой, перемещая в осевом направлении сектор регулировочным винтом 22. Винт в сборе с валом сектора ввертывают в боковую крышку 20 картера и крепят контргайкой 21. Регулировочный винт упирается в опорную пластину 18 и удерживается гайкой 19. Контргайка 21 фиксирует положение винта после регулировки.

Для правильной установки сошки на торце вала сектора нанесена метка, которую при сборке совмещают с меткой на сошке. Винт 12 вращается в двух роликоподшипниках 11 и соединяется с рулевым валом карданным шарниром. Картер рулевого механизма закрыт крышками 10 и 20 и уплотнен резиновыми сальниками 2 и 17. Отверстие для заливки масла закрыто пробкой 16.