2.Призначення, склад та робота гідропідсилювача

Гідропідсилювач рульового керування призначений для зменшення зусилля, що витрачається водієм при повороті керованих коліс, пом"якшення ударів, що передаються рульовому керуванню при рухові автомобіля по нерівній дорозі, а також підвищення безпеки руху. Підсилювачі можуть бути двох типів: гідравлічні та пневматичні. За місцем розташування гідропідсилювач може бути вмонтованим або окремим. Автомобіль ЗІЛ-131 має вмонтований гідропідсилювач, який складається з:

- корпусу клапана керування

- золотника

- 12 реактивних пружин з реактивними плунжерами

- клапана керування

- насосу гідропідсилювача

- радіатору

Корпус клапана керування гідропідсилювача закріплений на проміжній кришці картера рульового механізму.

Золотник клапана керування розміщений між упорними шарикопідшипниками гвинта, більші кільця якого повернені в сторону золотника. Упорні шарикопідшипники стягнуті гайкою з підкладеною під неї конічною пружинною шайбою. Довжина золотника більше довжини отвору для нього у корпусі клапана керування, внаслідок чого золотник та гвинт можуть переміщатись в осьовому напрямку на 1мм в кожну сторону від середнього положення. 12 реактивних пружин з реактивними плунжерами з кожної сторони пружини, втримують золотник у середньому положенні. У верхній кришці картера рульового механізму встановлений голковий підшипник, що служить опорою для гвинта.

Насос гідропідсилювача лопатного типу, двохсторонньої дії, закріплений на двигуні з лівої сторони. Шків насосу з'єднаний зі шківом колінчатого валу пасовою передачею. Насос гідропідсилювача призначений для створення тиску мастила в системі гідропідсилювача.

Насос складається з:

- корпусу

- валу насосу

- статору

- ротору

- розподільного диску

- кришки насосу

- бачка

- перепускних клапанів

У корпусі насосу, що вилитий з чавуна, встановлений на шариковому та голковому підшипниках вал, на зовнішньому кінці якого закріплений на шпонці гайкою приводний шків. Вал ущільнений в корпусі сальником. На шліцах внутрішнього кінця валу закріплений ротор, що виготовлений зі сталі. В радикальні пази ротора вільно вставлені стальні лопасті. Ротор з лопастями розташований всередині статора, який разом з розподільним диском та чавунною кришкою кріпиться до корпусу болтами. Положення статору з розподільним диском відносно корпусу фіксується двома встановлювальними шпильками.

Зверху на корпусі та кришці встановлений на прокладці та закріплений болтами стальний штампований бачок, разом з направляючим колектором. Зверху в бачку (закритий кришкою), встановлений заливний фільтр з сітки, між кришкою та корпусом встановлена прокладка. Кришка одягається на шпильку, вкручену в колектор і за допомогою гайки притягується до корпусу. Порожнина бачка з'єднується з атмосферою через сапун, розташований на кришці. Через канал колектора порожнина бачка з'єднується, за допомогою корпусу, з каналом кришки, в якому встановлені перепускний та запобіжний клапани з пружинами. Збоку в бачок вварений штуцер зливного маслопроводу, на внутрішньому кінці якого розташозаний зливний фільтр.

Фільтр оснащений тарілчатим запобіжним клапаном з пружиною, що перепускає мастило зі зливного штуцера в бачок, минаючи фільтр у випадку сильного його забруднення. До штуцера приєднується зливний маслопровід від розподільника керування гідропідсилювачем.

У циліндричній виточці статора є два заглиблення, заходячи в кожний з яких лопасті статора забезпечують застосування та натікання рідини. Передня частина кожної лопасті (за ходом руху ротору) через отвори в статорі та виїмці на розподільному диску з'єднується з полостями корпусу, звідки до полостей ротору підходить мастило. Задня частина кожної порожнини через продовгуваті отвори в розподільному диску з'єднується з порожнинами високого тиску у кришці. Ця порожнина через конусні продовгуваті отвори в розподільному диску і два канали з'єднується з пазами ротору під лопастями, що забезпечує додаткове притискання порожнин до стінки камери статору, які при обертанні ротору притискаються до стінки камери, під дією центробіжної сили. Нагнітальна порожнина кришки через калібрований отвір з’єднана з каналом, до якого за допомогою штуцера приєднаний нагнітальний мастилопровід, що йде до розподільника керування гідропідсилювачем.

Робота насосу відбувається слідуючим чином:

При обертанні валу насосу разом з ротором лопасті під дією центробіжної сили та тиску мастила в пазах постійно притискаються до внутрішньої поверхні камер статору, переміщуючись радіально у своїх пазах. При цьому лопасті зачерпують мастило, що надходить з порожнини корпусу, і подають його під великим тиском через отвори в розподільному диску в нагнітальну порожнину кришки, звідки мастило через жиклер та канал надходить в нагнітальний мастилопровід гідропідсилювача. З гідропідсилювача мастило по зливному мастилопроводу надходить знову в бачок.

Перепускний клапан обмежує максимальну потужність насосу у випадку підвищення кількості обертів колінчатого валу двигуна та поєднаного з ним насосу. При підвищенні кількості оборотів ротору тиск в порожнині нагнітання підвищується більше ніж у каналі, через каліброванний отвір, що з'Єднує їх.

Під цим підвищеним тиском перепускний клапан відкривається та пропускає мастило з нагнітальної порожнини знову в бачок, що обмежує кількість мастила, яке надходить в магістраль до підсилювача. У випадку надмірного підвищення мастила у нагнітальній магістралі цей тиск через отвір передається в порожнину під перепускним клапаном. При цьому запобіжний клапан відкривається, пропускаючи мастило в бачок, що викликає зменшення тиску під перепускним клапаном та його більше відкриття. Внаслідок підсиленого перепуску мастила обмежується максимальний тиск у системі (36-70 кгс/см²). Мастило, яке застосовується марки "р". Для заповнення всієї системи гідропідсилювача необхідно 2,8л мастила.

Робота гідропідсилювача

При обертанні валу насосу з ротором, його лопасті захвачують мастило, що надходить з баку і нагнітають його через калібрований отвір в нагнітальну магістраль та до золотника керування гідропідсилювача.

При середньому положенні рульового колеса золотник під тиском, дією пружин з плунжерами втримується в середньому нейтральному положенні, і мастило, що надходить до золотника через його виточки та зливні канали по зливній магістралі повертається через фільтр в бачок , проходячи обидві порожнини корпусу, та не діючи на поршень гідропідсилювача.

При повороті рульового колеса в яку-небудь сторону на гвинті, що обертається на шариках у гайці, внаслідок опору сектору, що обмежує переміщення рейки, виникає реактивне осьове зусилля, що рухає гвинт назад, разом з гвинтом рухається і золотник в межах його можливого ходу; задня виточка золотника з’єднує канал передньої частини порожнини циліндру зі зливним каналом та зливною магістраллю; передня виточка з’єднує нагнітальну магістраль з каналом задньої порожнини циліндру. Тиск мастила в цій порожнині зростає, а поршень, рухаючись вперед, повертає сектор через рульовий привід колеса автомобіля направо.

При повороті рульового колеса в іншу сторону золотник зміщається вперед, направляючи мастило в передню порожнину циліндру і з’єднує задню порожнину зі зливною магістраллю. При цьому колеса будуть повертатись вліво.

Таким чином, зусилля, що прикладається водієм до рульового колеса, необхідне лише для вмикання гідропідсилювача, який забезпечує повороти коліс.

Для того, щоб при різних умовах повороту водій відчував на рульовому колесі зміну опору, тобто "відчував дорогу", простір між плунжерами гідропідсилювача з'єднаний з нагнітальною магістраллю. При підвищенні опору повороту коліс для переміщення поршня гідропідсилювача необхідно більше зусилля, тому тиск мастила в нагнітальній магістралі підвищується. Під дією цього тиску плунжер сильніше притискається до кілець підшипників і для зміщення золотника необхідно прикласти більше зусилля, внаслідок чого поворот рульового колеса стає тяжчим. При несправності гідропідсилювача рульове керування може працювати лише від зусилля водія, яке в цьому випадку повинне бути більшим.