Гідропідсилювач керма
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.
Зміст
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
Підсилювач керма представляє з себе гідравлічну систему, що складається з наступних елементів:
- Насос забезпечує тиск і циркуляцію робочої рідини в системі. Найбільшого поширення набули пластинчасті насоси завдяки їхньому високому к.к.д. і низькій чутливості до зносу робочих поверхонь. Насос кріпиться на двигуні, а його привід здійснюється ремінною передачею від колінчастого валу.
- Розподільник направляє (розподіляє) потік рідини в необхідну порожнину гідроциліндра або назад у бачок. Якщо його золотник (рухливий елемент) переміщається при цьому поступально - розподільник називають осьовим, якщо обертається - роторним. Він може перебувати на елементах рульового приводу або на одному валу з рульовим механізмом. Розподільник - це високоточний вузол, дуже чутливий до забруднення масла.
- Гідроциліндр перетворює тиск рідини в переміщення поршня і штока, який через систему важелів повертає колеса. Може бути вбудований в рульовий механізм або розташовуватися між кузовом і елементами рульового приводу.
- Робоча рідина (спеціальне масло) передає зусилля від насоса до гідроциліндра і змащує всі пари тертя. Резервуаром для рідини служить бачок. У ньому розташований фільтруючий елемент, а в пробці - щуп для визначення рівня.
- З'єднувальні шланги забезпечують циркуляцію рідини по системі підсилювача. Шланги високого тиску з'єднують насос, розподільник і гідроциліндр, а по шлангах низького тиску рідина надходить у насос з бачка і повертається в нього з розподільника.
- У сучасних автомобілях електронний блок (на малюнку не показаний) коригує роботу гідропідсилювача в залежності від швидкості руху. Це додатково підвищує безпеку на високій швидкості, так як водієві складніше різко (мимоволі) повернути кермо і, відповідно, відхилити автомобіль від траєкторії.
Основні частини гідропідсилювача керма автомобіля TOYOTA RAV 4 D-4D 4x4 Limited:
- Ремінь клиновий підсилювача керма
- Блок насоса підсилювача керма
- Насос підсилювача керма
- Кронштейн бачка
- Бачок масляний підсилювача керма
- Шланг підсилювача керма лів.
- Трубопровід відвідний
- Трубопровід нагнітальний
- Планка кріплення прав.
- Опора прав.
- Шланг відвідний
- Підсилювач керма в зборі
- Тяга поперечна рульова прав.
- Тяга поперечна рульова лів.
- Чохол гофрований прав.
- Чохол гофрований лев.
- Наконечник поперечної тяги лів.
- Наконечник поперечної тяги прав.
Робота гідропідсилювача
Працює гідропідсилювач наступним чином: При працюючому двигуні автомобіля насос безперервно подає у гідропідсилювач масло, яке в залежності від напрямку руху автомобіля або повертається назад у бачок, або подається в одну з робочих порожнин силового циліндра через трубопроводи. Інша порожнина при цьому з'єднана через зливну магістраль з бачком. Тиск масла через канали в золотнику завжди передається в реактивні камери і прагне встановити золотник у нейтральне по відношенню до корпусу становище.
При прямолінійному русі автомобіля масло подається насосом по нагнітальному шлангу в крайні кільцеві порожнини розподільника, а звідти через зазори між кромками канавок золотника і корпусу - у середню кільцеву порожнину і далі по зливний магістралі в бачок.
При повороті рульового колеса вліво і вправо рульова сошка через кульовий палець переміщує золотник у бік від нейтрального положення. При цьому нагнітальна і зливна порожнини в корпусі золотника розділяються, і рідина починає надходити у відповідну порожнину силового циліндра, переміщаючи циліндр щодо поршня, закріпленого на штоку. Рух циліндра передається керованим колесам через кульовий палець і пов'язану з ним поздовжню рульову тягу. Якщо припинити обертання рульового колеса, золотник зупиниться, а корпус насуниться на нього, встановлюючи в нейтральне положення, масло почне зливатися в бачок, і поворот коліс припиниться.
Гідропідсилювач має високу чутливість. Для повороту коліс автомобіля необхідно переміщення золотника на 0,4-0,6 мм. З підвищенням опору повороту коліс і тиск масла в робочій порожнині силового циліндра збільшується. Це тиск передається в реактивні камери і прагне встановити золотник у нейтральне положення.
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.
Література
- Боровських Ю. І. Будова автомобілів. Вища шк., 1991.
- Кленников В. М. Учебник водителя (категории «В»).Транспорт, 1980.
- Михайловский Е. В. Устройство автомобилей. Машиностроение, 1981.
- Румянцев С. И. Техническое обслуживание и ремонт автомобилей. Машиностроение, 1989.
- Сабинин А. А. Автомобили с дизельными двигателями. Высш. шк., 1981.
- Шестопалов К. С. Устройство и эксплуатация автомобиля. Изд. ДОСААФ, 1974.
