Гідропідсилювач керма

Підсилювач керма, резервуар для рідини і шків насосу.

Гідропідсилювач керма - автомобільна гідравлічна система, частина рульового механізму, призначена для більш легкого керування напрямком руху автомобіля при збереженні необхідного «зворотного зв'язку» і забезпеченні стійкості і однозначності заданої траєкторії. Основний елемент конструкції - це насос, який створює тиск робочої рідини в системі гідропідсилювача, але відбирає при цьому трохи потужності двигуна. Цей тиск передається на поршень, який створює необхідне додаткове зусилля при обертанні керма.

Деякі параметри насосу гідропідсилювача керма

• В залежності від моделі, робочий тиск може сягати до 150 Bar;
• Робочі зазори між деталями коливаються в межах 0,005-0,01мм (збільшення зазорів на 0,01 мм проявляється падінням тиску рідини на холостих обертах («туге» кермо) і виск під час повороту керма);
• Час для введення в дію редукційного клапана у випадку перебільшення номінального тиску близько 0,01сек;
• Кількість обертів приводного валу насосу приблизно дорівнює кількості обертів коленвалу двигуна (в деяких моделях може відрізнятися +/- 30%).

Пристрій

Приклад гідропідсилювача, поєднаного з рульовим механізмом - гідропідсилювач, застосовуваний на автомобілях ЗIЛ – 130 и ЗIЛ – 131.

Основні частини гідропідсилювача керма автомобіля ЗIЛ – 130:

• Корпус;
• Корпус золотника;
• Кришки;
• Гвинт;
• Золотник;
• Упорні кулькові підшипники;
• Плунжери;
• Пружини плунжерів;
• Регулювальна гайка;
• Кулькова гайка;
• Кульки;
• Поршень з зубчатою рейкою;
• Кільця поршня;
• Зубчастий сектор з валом;
• Регулювальний гвинт.

Принцип роботи гідропідсилювача керма автомобіля ЗIЛ - 130:

При прямолінійному русі - золотник за рахунок плунжеров і пружин утримується в нейтральному положенні, при цьому всі канали відкриті. Масляний насос отримує обертання від колінчастого валу через ремінну передачу і накачує масло в підсилювач. З підсилювача масло йде на злив в бак.

При повороті - при обертанні керма гвинт обертається і вкручується в кулькову гайку. При цьому він зміщується разом із золотником і підшипниками і зміщує плунжери, стискаючи пружини. Як тільки підшипники упруться в корпус, гвинт з золотником перестане зміщуватися, а зміщуватися почне кулькова гайка з поршнем і рейкою, при цьому як би накручуючи на гвинт. При зсуві золотника центральний канал від насоса залишиться пов'язаним з одним з бічних каналів, а інший бічний канал залишиться пов'язаним з каналом зливу. При зсуві поршня зусилля буде передаватися від рейки сектору, а від нього через вал до сошки. Так як центральний канал від масляного насоса пов'язаний з одним із бокових каналів, то масло піде з нього в одну з порожнин гідроциліндра і буде тиснути на поршень, допомагаючи зміщати його і полегшуючи зусилля, що подається на рульове колесо.

При припиненні обертання керма - гвинт перестає укручуватися в гайку і мінімальний рух поршня передається на гвинт і золотник. Золотник повертається в нейтральне положення. Всі канали відкриваються, масло від насоса починає йти на злив, і підсилювач припиняє свою роботу. Крім того, повернення золотника в нейтральне положення сприяють пружини, що тиснуть на плунжери і на підшипники.

При збільшенні опору повороту - почне зростати тиск в лінії від насоса через золотник в одну з порожнин гідроциліндра. Ця лінія пов'язана з порожниною між плунжерами, де знаходяться пружини. Підвищений тиск буде тиснути на плунжери, а вони - на підшипники. Плунжери будуть намагатися повернути золотник у нейтральне положення. Частина масла почне йти на злив, а водій відчує додатковий опір обертанню керма.

При непрацюючому двигуні - насос не накачує масло і підсилювач не працює. Управління може здійснюватися. При обертанні керма поршень зміщується і витісняє масло з однієї порожнини в іншу через зворотний клапан, і масло не заважає руху поршня.

Приклад гідропідсилювача, поєднаного з поздовжньою тягою - гідропідсилювач, застосовуваний на автомобілях МАЗ і КРАЗ - 255.

Основні частини гідропідсилювача керма автомобіля КрАЗ - 255:

• Циліндр з поршнем і штоком;
• Корпус пальців;
• Корпус золотника;
• Золотник;
• Зворотний клапан;
• Склянка з сухарями, пальцем і пружиною;
• Палець поздовжньої тяги з сухарями і пружиною;
• Упори пальців.

Принцип роботи гідропідсилювача керма автомобіля КрАЗ - 255:

При прямолінійному русі - золотник знаходиться в нейтральному положенні, всі канали відкриті і масло від насоса йде на злив.

При повороті - зусилля від рульового колеса передається через рульовий механізм на сошку. Сошка тягне кульовий палець, а він зміщує склянку і золотник приблизно на 1 мм. Як тільки стакан упреться в корпус, зусилля буде передаватися корпусу, а від нього через інший кульовий палець поздовжній тязі і далі. Так як золотник змістився, канал від насоса залишився зв'язаним тільки з однією порожниною циліндра, а інша порожна залишилася пов'язана з каналом зливу. Масло, що поступає в циліндр, зміщує корпус за рахунок тиску в ту сторону, в яку його тягне сошка, полегшуючи водієві поворот керма. Масло, що поступає в циліндр, тисне на корпус за рахунок тиску, а опорою для нього є поршень і шток, з'єднані з балкою переднього моста.

При припиненні повороту керма - золотник повертається у вихідне положення за рахунок залишкового тиску масла, яке тисне на торець золотника. Торцева порожнину золотника пов'язана з основним каналом отвором в бурті.

При збільшенні опору повороту - зростає тиск в підсилювачі, яке діє і на торцеву поверхню золотника і намагається повернути його у вихідне положення, створюючи додатковий опір на кермовому колесі. Наступна дія здійснюється за принципом зупинки обертання керма.

Експлуатація

Для запобігання виникнення аварійно-небезпечних ситуацій, пов'язаних з відмовою системи рульового керування автомобіля, необхідно періодично проводити контроль наявності масла в бачку Гідропідсилювача керма. При помітному зниженні його рівня, не пов'язаного з температурою, кутом повороту коліс, нахилом автомобіля і т. п., необхідно перевірити герметичність вузлів гідравлічного контуру: шланги, місця їх вводів і т. д. Для збільшення терміну служби елементів Гідропідсилювача керма і системи в цілому , рекомендується один раз на 1-2 роки проводити заміну робочої рідини. В інструкції з експлуатації більшості автомобілів підкреслюється, що не можна утримувати колеса в крайньому положенні більше 5сек, так як це може привести до перегріву масла, аж до його закипання, і виходу системи з ладу.

Найчастіші причини виходу з ладу насосу гідропідсилювача керма

• Витікання робочої рідини із системи, і, як правило, потрапляння повітря у систему(вихід із ладу гідравлічного механізму керма чи гумових маслопроводів);
• Несвоєчасна заміна рідини;
• Застосування рідин, які не відповідають тому чи іншому типу автомобіля;
• Потрапляння бруду або чужорідних тіл у систему (потрапляння в систему згустку замасленого пилу, який часто накопичується біля кришки заливної горловини бачка системи ГПК, цілком достатньо для виводу насосу з ладу);
• Перегибання масляних магістралей (масляне голодування);
• Перегрівання насосу;
• Помилки під час монтажу.

Рекомендації

Для того, щоб гідропідсилювач не вийшов з ладу завчасно, необхідно стежити за його працездатністю — якщо вона в нормі, зусилля на кермі буде значно менше, ніж при вимкненому двигуні, а також дотримуватись вимог інструкції з експлуатації автомобіля і проводити наступні операції:

• Перевіряти рівень масла в бачку;
• Стежити за герметичністю системи і щонайшвидше усувати різні витоки;
• Перевіряти і при необхідності регулювати натягнення ременя приводу;
• Замінювати фільтруючий елемент і масло один раз в 1–2 роки;
• Необхідно також проводити їх заміну, якщо змінився колір масла.

Щоб уникнути виходу з ладу деталей гідропідсилювача недопустимо:

• Утримувати рульове колесо в крайньому положенні більше 5 с — це може викликати перегрів масла;
• Тривало експлуатувати автомобіль з непрацюючим насосом — це наводить до швидкого зносу деталей рульового механізму і розподільника, оскільки вони не розраховані на такий режим.

При появі перших ознак несправності необхідно встановити причину і по можливості щонайшвидше її усунути. Вузли рульового гідропідсилювача вимагають для ремонту кваліфікованого персоналу і високоточного устаткування, тому він можливий лише в спеціалізованих майстернях. Доцільність ремонту або заміни вузла визначається його ціною. В більшості випадків для вітчизняних автомобілів вигідніше придбання нового вузла, для іномарок — ремонт може обійтися дешевше.

Сервомеханізми

Сервомеханізм є різновидом гідравлічного підсилювача рульового управління. Застосовуються сервомеханізми в гусеничній технікці для зменшення зусилля, прикладеного на важіль управління при повороті.

Пристрій сервомеханізми трактора Т - 130:

• Корпус.
• Штовхачі.
• Поршні.
• Пружини.
• Важелі з валиками.
• Плунжер.

Принцип роботи сервомеханізми трактора Т - 130:

При прямолінійному русі - отвори в поршнях відкриті і масло через них іде від насоса на злив. При повороті - зусилля від важеля передається штовхачеві. Штовхач притискається до поршня, закриває отвір у поршні і тисне на нього. Перед поршнем починає зростати тиск, за рахунок нього зміщується плунжер і закриває канал до другого поршня. Так як масло тепер надходить тільки до закритого поршня, тиск зростає настільки, що починає зміщувати поршень, від поршня зусилля передається на важіль-валик-важіль-вилка. При відпусканні важеля - отвір у поршні відкривається, масло йде на злив, тиск падає, і всі деталі повертаються у вихідне положення. --Yunko 14:51, 18 грудня 2010 (UTC)