9.1. Рулевой механизм и рулевой привод
Рулевое управление состоит из рулевого механизма и рулевого привода. В связи с тем что при повороте каждое колесо движется по окружности разного радиуса, необходимо, чтобы внутреннее колесо поворачивалось на больший угол, чем внешнее. Это обеспечивается рулевой трапецией, которую образует балка передней оси, нижние рычаги поворотных цапф и поперечная рулевая тяга.
Рулевой механизм. Этот механизм увеличивает приложенное водителем к рулевому колесу усилие и передает его на рулевой привод.
Рулевой механизм автомобиля ГАЗ-53-12 (рис. 9.1) представляет собой закрепленный на размещенном в рулевой колонке 5 валу 6 рулевого колеса и установленный в картере 7 с крышкой 3 на роликовых подшипниках 4 глобоидный червяк 1 и трехгребневый ролик закрепленный в головке 11 вала 10 рулевой сошки на шарикоподшипниках. Регулировка конических подшипников проводится прокладками 2. Регулировка зазора в зацеплении выполняется винтом 9, фиксируемым стопорной шайбой 12 и гайкой 13.
Рис. 9.1. Рулевой механизм автомобиля ГАЗ-53-12
Рулевой механизм автомобилей ЗИЛ приводится в действие валом рулевого колеса через карданный вал 9 (рис. 9.2, а) и имеет две рабочие пары — винт, с гайкой на циркулирующих шариках и поршень-рейку, зацепляющуюся с зубчатым сектором вала сошки. Рулевой механизм (рис. 9.2, в) объединен в одном агрегате с гидроусилителем. Картер 30 рулевого механизма является одновременно цилиндром гидроусилителя. В цилиндре перемещается поршень-рейка 31, в котором укреплена установочным винтом 44 шариковая гайка 33, получающая осевое перемещение при приложении усилия к рулевому колесу. Винтовая нарезка гайки и винта 32 имеет полукруглое сечение, заполненное шариками, в результате чего уменьшается трение между винтом и гайкой.
Рис. 9.2. Рулевое управление автомобиля ЗИЛ-431410: а — схема рулевого управления; б — насос гидроусилителя; в — рулевой механизм; 1 — насос гидроусилителя; 2 — бачок насоса; 3 и 4 — шланги низкого и высокого давления; 5 — рулевая колонка; 6 — контактное устройство сигнала; 7 — переключатель указателей поворота; 8 — клин крепления карданного шарнира; 9 — карданный вал; 10 — рулевой механизм; 11 — рулевая сошка; 12 — шкив; 13— крышка бачка; 14 — сапун; 15 — сетчатые фильтры; 16 — корпус бачка; 17 и 22 — перепускные клапаны; 18, 21 и 42 — пружины; 19 — коллектор; 20 — предохранительный клапан; 23 — крышка насоса; 24 — распределительный диск; 25 — ротор; 26 — статор; 27 — вал колеса; 28—корпус насоса; 29—нижняя крышка; 30 — картер рулевого механизма; 31 — поршень-рейка; 32 — винт рулевого механизма; 33 — шариковая гайка; 34 — желоб; 35 — шарик; 36 — промежуточная крышка; 37 — упорный шарикоподшипник; 38 — шариковый клапан; 39 — золотник; 40 — регулировочная гайка; 41 — верхняя крышка; 42 — корпус золотникового устройства; 43 — реактивный плунжер; 44 — установочный винт; 45 — сектор; 46 — боковая крышка; 47 — упорная шайба; 48 — регулировочный винт; 49 — вал сошки; 50 — сливная пробка с магнитом
Вращательное движение вала рулевого механизма в паре винт-гайка преобразуется в поступательное движение гайки, которая передает это движение поршню-рейке. На нижней поверхности поршня-рейки имеются зубья, образующие рейку, которая находится в зацеплении с зубчатым сектором 45, изготовленным за одно целое с валом рулевой сошки 11. Корпус 42 золотникового устройства, направляющего масло от насоса в полости А и Б цилиндра гидроусилителя (в зависимости от направления вращения рулевого колеса), прикреплен к картеру рулевого механизма.
При движении автомобиля по прямой масло, поступающее от насоса в золотниковое устройство, проходит через шариковый клапан 38 и возвращается по шлангу в насос гидроусилителя. При повороте рулевого колеса создается сопротивление повороту управляемых колес и на винте рулевого механизма возникает осевое усилие, которое стремится переместить золотник 39, укрепленный на винте, вправо или влево (в зависимости от направления поворота). Золотник, перемещаясь, Открывает маслу доступ в ту или другую полость цилиндра гидроусилителя. Масло давит на поршень-рейку и тем самым облегчает поворот колес автомобиля.
Для слива масла, а также улавливания попавших в масло металлических частиц в нижней части картера имеется пробка 50. Насос гидроусилителя (рис. 9.2, б) лопастного типа приводится в действие от коленчатого вала двигателя клиновидным ремнем через шкив 12, Для поддержания необходимого давления масла в системе гидроусилителя рулевого привода в насосе имеются два перепускных клапана 17 и 22.
Рулевой механизм автомобиля ЗИЛ-4331 отличается от рулевого механизма автомобиля ЗИЛ-431410 регулируемой по длине и наклону колонкой (рис. 9.3). Корпус колонки закреплен на кронштейне 8, который крепится четырьмя болтами к кабине. Механизм фиксации колонки по углу наклона состоит из рейки 17, прикрепленной двумя болтами 18, и входящего с ней в зацепление сектора 13, скользящего в направляющих корпуса. Сектор прижимается к рейке эксцентриком 15, который управляется маховичком 6, а выводится из зацепления пружиной 9. Механизм фиксации высоты колонки состоит из зажима и винта 10, который управляется маховичком 12 и прижимает трубу рулевого колеса к корпусу.
Рис. 9.3. Регулируемая колонка рулевого управления автомобиля ЗИЛ-4331: 1 — комбинированный переключатель света фар и звукового сигнала; 2 — рулевое колесо; 3 — комбинированный переключатель стеклоочистителя и омывателя ветрового стекла; 4 — кожух; 5 — упорный винт регулировки по высоте; 6 — маховичок механизма регулировки наклона рулевой колонки; 7 — болт крепления рулевой колонки; 8 — кронштейн крепления рулевой колонки к кабине; 9 — пружина фиксатора; 10— винт; 11 — стопорное кольцо; 12 — маховичок механизма регулировки высоты рулевого колеса; 13 — сектор; 14 — стопор; 15 — эксцентрик; 16 — рулевая колонка; 17 — рейка; 18 — болт крепления рейки
Рулевой привод. Привод (рис. 9.4) состоит из рулевой сошки 2 продольной рулевой тяги 3, верхнего рычага 4 левой поворотной цапфы и рулевой трапеции, образуемой рычагом 7 и тягой 6 с балкой оси.
Рис. 9.4. Рулевой привод автомобиля ЗИЛ-431410: 1 — рулевой механизм; 2 — рулевая сошка; 3 и 6 — продольная и поперечная рулевые тяги; 4 — верхний поворотный рычаг; 5 — поворотная цапфа; 7 — нижние рычаги поворотных цапф
Рулевые тяги соединяются при помощи шарниров (рис. 9.5). Шарниры продольных и поперечных рулевых тяг имеют аналогичную конструкцию и состоят каждый из шарового пальца 12, вкладышей (у автомобилей ГАЗ-53-12 и ЗИЛ-4331) или сухарей (у автомобилей ЗИЛ-431410), обжимающих шаровую голову пальца, пружины и пробки. Пружина обеспечивает автоматическое устранение зазоров при износе деталей шарнира. Резьбовые пробки позволяют регулировать шарнирное соединение.
Рис. 9.5. Шарниры рулевых тяг автомобилей: а — ГАЗ-53-12; б — ЗИЛ-431410; в — ЗИЛ-4331; 1 — масленка; 2 — пята; 3 и 22 — конические пружины; 4 — крышка; 5 — стопорное кольцо; 6 — наконечник; 7 — продольная рулевая тяга; 8 — резиновое кольцо; 9 — обойма; 10 — резиновый колпак; 11 — кольцо; 12 — полусферический палец; 13 и 16 — сухари; 14 и 24 — сменные вкладыши; 15 и 21 — резьбовые пробки; 17 — цилиндрическая пружина; 18 — ограничитель; 19 — гайка; 20— поперечная рулевая тяга; 23 — шплинт; 25 — кольцевая пружина
В шарнирах автомобилей ГАЗ-53-12 и ЗИЛ-431410 имеются масленки для смазки. В шарниры автомобиля ЗИЛ-4331 при сборке закладывается запас смазки Литол-24, который при эксплуатации не требует пополнения.
Поперечная рулевая тяга имеет завинчивающееся наконечники соответственно с правой и левой резьбой, что позволяет вращением тяги изменять ее длину и тем самым регулировать схождение колес.