Рулевое управление автомобиля Урал-4320-31 по общему устройству и принципу действия аналогично рулевому управлению автомобиля
КамАЗ-43114, но имеет ряд конструктивных особенностей
Рулевая колонка
Рулевая колонка состоит из рулевого колеса 11 (рисунок 11.25) с валом и подшипниками, закрепленного с помощью хомутов 10 к панели кабины, двух карданных валов 7 и 9, промежуточной опоры 18, закрепленной в передней панели кабины.
1 – масляный насос; 2 – рулевой механизм; 3 – бачок; 4, 5 – рукав низкого давления;
6, 12, 13 – трубопровод высокого давления; 7, 9 – карданный вал; 8 – промежуточная опора;
10 – хомут; 11 – рулевое колесо; 14,15 – рукав высокого давления; 16 - силовой цилиндр;
17 – продольная рулевая тяга; 18 – сошка; 19 – корпус опоры; 20 - шариковый подшипник;
21 – втулка; 22, 24 – стопорное кольцо; 23 – вал промежуточной опоры; 25 – шпонка;
26 – гайка; 27 – пружинная шайба; 28 – стяжной болт; 29 – вал рулевого механизма; 30 - вилка карданного шарнира
Рисунок 11.25 - Рулевое управление автомобилем Урал-4320-31
Промежуточная опора имеет вал 23, два закрытых шариковых подшипника 20, установленных в корпусе 19 опоры, которые фиксируются стопорными кольцами 22. Между подшипниками 20 установлена распорная втулка 21. Вал 23 зафиксирован относительно подшипников стопорным кольцом 24.
Устройство карданных валов аналогично ранее рассмотренным. Крепление вилок карданных шарниров на валах производится с помощью шпонки 25 и стяжного болта 28.
Рулевой механизм
На автомобиле Урал-4320-31 установлен червячно-секторный рулевой механизм, который имеет рулевую передачу типа цилиндрический червяк – боковой сектор. Передаточное число рулевой передачи – 21,5.
Цилиндрический двухзаходный червяк 1 (рисунок 11.26) установлен на шлицах рулевого вала 2 и вращается в картере 3 на двух роликовых подшипниках 4. Применение роликовых цилиндрических подшипников позволяет перемещаться валу 2 в осевом направлении, что необходимо для нормальной работы распределителя рулевого усилителя.
Боковой сектор 5 выполнен за одно целое с валом сошки 6 и установлен в картере на роликовых подшипниках. При вращении рулевого вала зубья сектора перемещаются по винтовой линии червяка, поворачивая вал сошки.
Рисунок 11.26 Червячно-секторный рулевой механизм
Зубья бокового сектора находятся в зацеплении сразу с несколькими витками червяка, что обеспечивает достаточно малое давление на зубья при передаче больших усилий. Для регулировки зазора в рулевой передаче между боковой крышкой 7 картера рулевого механизма и торцевой поверхностью вала сошки устанавливается регулировочная шайба 8. Замена шайбы на шайбу другой толщины при регулировке приводит к изменению зазора в зацеплении рабочей пары рулевой передачи.
При движении автомобиля рулевая передача большую часть времени находится в положении для движения прямо, что приводит к увеличенному износу средних зубьев сектора. При регулировке зацепления рабочей пары рулевой передачи с помощью шайбы приближают боковой сектор к червяку, компенсируя износ. Это могло бы приводить к заклиниванию рулевой передачи в крайних положениях, поскольку износ крайних зубьев меньше средних. Для предотвращения заклинивания рулевой передачи после выполнения регулировки крайние зубья сектора выполняют меньшей толщины, чем средние. Это конструктивное решение приводит к увеличенному зазору в новой рулевой передаче при крайних положениях колес, что не сказывается отрицательно на свойствах рулевого механизма, поскольку данный режим используется редко и на малой скорости. Для предотвращения деформации рулевого вала и нарушения зацепления рулевой передачи при максимальной нагрузке в картере, напротив зоны зацепления рабочей пары, установлен упор 9.
Для снижения трения в рулевой передаче в картер рулевого механизма через заливное отверстие в верхней части картера заливается масло ТМ3- 18 при температуре окружающего воздуха до минус 30°С или ТМ5 -12рк всесезонно в объеме 1,48 л.
Рулевой механизм отличается высокой надежностью, прост по конструкции, может передавать большие усилия.
Рулевой привод
Общееустройство рулевого привода аналогично КамАЗ-43114.Продольная рулевая тяга трубчатая имеет два шаровых шарнира, по устройству аналогичных КамАЗ-43114 (рисунок 11.27). Шарниры не регулируемые. В защитную муфту 12 устанавливается для улучшения герметизации шарнира губчатый наполнитель, пропитанный смазкой.
Поперечная тяга прямая, с двумя шаровыми шарнирами, унифицированными с шарнирами продольной рулевой тяги. Резьбовые наконечники тяги имеют разную резьбу: один левую, другой – правую. Это позволяет регулировать схождение колес без снятия наконечника тяги путем вращения тяги с помощью газового ключа, предварительно ослабив стяжные болты наконечников. Схождение колес должно быть в пределах 1-3 мм.
1 – палец шаровой; 2 - корпус наконечника; 3 – пресс-масленка; 4 – пружина; 5 – заглушка;
6 – кольцо стопорное; 7 - уплотнитель; 8 – обойма пружины; 9, 10 – вкладыш; 11 – накладка; 12 – муфта защитная; 13 – шайба
Рисунок 11.27 - Шаровой шарнир продольной рулевой тяги
Рулевой усилитель
Рулевой усилитель автомобиля Урал-4320-31 гидравлический, полувстроенный. Это означает, что силовой цилиндр выполнен отдельно, а рулевой механизм и распределитель – в едином блоке. Рулевой усилитель состоит из масляного насоса 1 (рисунок 11.28), силового цилиндра 16, распределителя, смонтированного в верхней части рулевого механизма, трубопроводов и рукавов низкого и высокого давления. Масляный насос лопастной, двойного действия, по устройству аналогичен насосу КамАЗ-43114, но имеет ряд особенностей.
1 – болт крепления коллектора; 2 – уплотнительное кольцо; 3 – входной патрубок; 4 – прокладка; 5 – крышка корпуса; 6 – клапаны (перепускной и предохранительный); 7 – распределительный диск; 8 – ротор; 9 – лопасти; 10 – статор; 11, 14 – подшипник; 12 – манжета;
13 - обойма; 14 - корпус; 15 – шкив; 16 – стопорное кольцо; 17 – втулка; 18 – шайба;
19 – гайка; 20 - вал насоса; 21 – шпонка
Рисунок 11.28 - Масляный насос рулевого усилителя автомобиля Урал-4320-31
Масляный насос установлен с левой стороны двигателя, приводится от носка его коленчатого вала клиновым ремнем. Натяжение ремня регулируется путем поворота насоса относительно оси крепления с помощью регулировочного винта.
Бачок насоса установлен отдельно и соединен с входным патрубком 3 коллектора резинотканевым рукавом. В верхней части бачка (рисунок 11.29) крепится крышка 7 со сливным патрубком, под которой расположен фильтр 2 с сетчатым секционным фильтрующим элементом. Заправка масла в бачок производится через заливную горловину 3, пробка 5 которой оснащена указателем уровня масла.
1 – бачок; 2 – фильтр; 3 – заливная горловина; 4 – прокладка; 5 – пробка; 6 – уплотнитель;
7 – крышка
Рисунок 11.29 - Масляный насос рулевого усилителя автомобиля Урал-4320-31
Силовой цилиндр является исполнительным устройством рулевого усилителя, в котором преобразуется давление поступающего от распределителя масла в усилие, которое через шток передается к управляемым колесам, облегчая управление автомобилем. Силовой цилиндр шарнирно связан с левым лонжероном рамы (рисунок 11.25), а его шток через шаровой шарнир соединен с поворотным рычагом, установленным на левом поворотном кулаке. Устройство силового цилиндра показано на рисунке 11.30.
1 – наконечник цилиндра; 2, 6 – кольцо уплотнительное; 3 – гайка; 4 – цилиндр; 5 – поршень со штоком в сборе; 7 – кольцо опорное; 8 – манжета; 9 – кольцо нажимное; 10 – гайка;
11 – муфта защитная; 12 – болт; 13 – наконечник штока
Рисунок 11.30 - Силовой цилиндр рулевого усилителя автомобиля Урал-4320-31
При работающем двигателе масляный насос постоянно попадает в систему усилителя от 9,5 до 20 л/мин масла. Это масло поступает в распределитель, предназначенный для управления исполнительным механизмом – силовым цилиндром. Если рулевое колесо неподвижно, распределитель направляет масло, поступающее от масляного насоса одновременно в обе полости силового цилиндра и затем обратно в бачок.
Если водитель начинает поворачивать рулевое колесо, распределитель направляет все масло, подводимое от насоса в одну из полостей силового цилиндра в зависимости от направления поворота. При этом противоположная полость силового цилиндра соединяется через распределитель со сливом в бачок.
Распределитель рулевого усилителя автомобиля Урал-4320-31
(рисунок 11.31) золотниковый, с осевым золотником, реактивными плунжерами и центрирующими пружинами.
1 – реактивный плунжер; 2 – центрирующая пружина; 3 – упорный подшипник; 4 – золотник; 5 – корпус распределителя
Рисунок 11.31 - Распределитель рулевого усилителя автомобиля Урал-4320-31
Устройство и принцип действия распределителя аналогично КамАЗ-43114, но имеет ряд особенностей.
В распределителе нет дополнительного предохранительного клапана, ограничение максимального давления в системе производится клапанами насоса.
Реактивные плунжеры, обеспечивающие силовое следящее действие (чувство дороги) парные.
Превышение длины золотника над длиной корпуса (размер Б) составляет 2,08-2,27 мм с каждой стороны. На указанную величину золотник смещается при повороте рулевого колеса при включении рулевого усилителя. В этом случае цилиндрический червяк рулевого механизма, вращаясь, перемещается по зубьям неподвижного, в первый момент, бокового сектора в пределах указанного зазора (Б) и через рулевой вал смещает золотник распределителя.