Назначение, классификация, устройство и принцип работы рулевых усилителей
Рулевым усилителем называется механизм, создающий под давлением жидкости или сжатого воздуха дополнительное усилие на рулевой привод, необходимое для поворота управляемых колес автомобиля. Усилитель служит для облегчения управления автомобилем, повышения его маневренности и безопасности движения. Он также смягчает толчки и удары дорожных неровностей, передаваемых от управляемых колес на рулевое колесо. Маневренность автомобиля с рулевым усилителем повышается вследствие быстроты и точности его действия. Безопасность движения повышается потому, что в случае резкого понижения давления воздуха в шине переднего управляемого колеса при проколе или разрыве шины при наличии усилителя водитель в состоянии удержать рулевое колесо в руках и сохранить направление движения автомобиля. Однако наличие усилителя приводит к усложнению конструкции рулевого управления и повышению стоимости, к увеличению изнашивания шин, более сильному нагружению деталей рулевого привода и ухудшению стабилизации управляемых колес автомобиля. Кроме того, наличие усилителя на автомобиле требует адаптации водителя. Рулевые усилители применяют на легковых автомобилях, грузовых автомобилях средней и большой грузоподъемности и автобусах. Получили распространение гидравлические и пневматические усилители. Принцип действия этих усилителей аналогичен, но в них используется различное рабочее вещество: в гидравлических усилителях — масло (турбинное, веретенное), а в пневматических — сжатый воздух пневматической тормозной системы автомобиля. Гидравлические усилителиполучили наибольшее применение. Так, из всех автомобилей с усилителями 90 % оборудованы гидравлическими усилителями. Пневматические усилителив настоящее время имеют ограниченное распространение. Их применяют в основном на грузовых автомобилях большой грузоподъемности с пневматической тормозной системой. Пневматический усилитель включается в работу водителем только в тяжелых дорожных условиях. Конструкция пневматических усилителей проще, чем гидравлических, так как используется оборудование тормозной пневматической системы автомобиля. Но они имеют большие габаритные размеры, обусловленные невысоким рабочим давлением, и значительное время срабатывания, что приводит к меньшей точности при управлении автомобилем в процессе поворота. К рулевым усилителям предъявляют требования, в соответствии с которыми они должны обеспечивать: • кинематическое следящее действие (по перемещению), т.е. соответствие между углами поворота рулевого колеса и управляемых колес; • силовое следящее действие (по силе сопротивления повороту), т.е. пропорциональность между усилием на рулевом колесе и силами сопротивления повороту управляемых колес; .• возможность управлять автомобилем при выходе усилителя из строя; • действие только в случаях, когда усилие на рулевом колесе превышает 25... 100 Н; • минимальное время срабатывания; • минимальное влияние на стабилизацию управляемых колес автомобиля; • смягчение и поглощение толчков и ударов, передаваемых от управляемых колес на рулевое колесо. Гидроусилитель имеет следующие основные элементы: гидронасос с бачком, гидрораспределитель и гидроцилиндр. Гидронасос является источником питания, гидрораспределитель — распределительным устройством, а гидроцилиндр — исполнительным устройством. Гидронасос, приводимый в действие от двигателя автомобиля, соединен нагнетательным и сливныммаслопроводами с гидрораспределителем, который установлен на продольной рулевой тяге, прикрепленной к поворотному рычагу управляемого колеса. Внутри корпуса гидрораспределителя находится золотник, связанный с рулевым механизмом . Золотник имеет три пояска, а корпус гидроусилителя — три окна. Внутри корпуса между поясками золотника образуются две камеры. Кроме того, в корпусе имеются еще две реактивные камеры, соединенные с камерами золотникаосевыми каналами, выполненными в крайних поясках золотника. В реактивных камерах размещены предварительно сжатые центрирующие пружины. Гидрораспределитель соединен маслопроводамис гидроцилиндром, который установлен на несущей системе (раме, кузове) автомобиля. Поршеньгидроцилиндра через шток связан с поперечной рулевой тягой, соединенной с рычагомповоротной цапфы управляемого колеса.Поршень делит внутренний объем гидроцилиндра на две полости, которые соединены маслопроводами соответственно с камерами золотникагидрораспределителя. Обе полости гидроцилиндра, все камеры гидрораспределителя и маслопроводы заполнены маслом (турбинное, веретенное).Работает гидроусилитель следующим образом.При прямолинейном движении автомобиля золотникпод действием центрирующих пружини давления масла в реактивных камерах удерживается в нейтральном положении, при котором все три окна гидрораспределителя открыты. Масло поступает от гидронасоса через нагнетательный маслопровод в камеры золотника гидрораспределителя, из них по сливному маслопроводу в бачок, а из него в гидронасос.Давление масла, установившееся в камерах золотника,передается по маслопроводам в полости гидроцилидра. Давление в этих полостях одинаково.При повороте автомобиля усилие от рулевого механизма передается на золотник. После преодоления сопротивления центрирующих пружин усилие переместит золотник из нейтрального положения на 1 ...2 мм в одну или другую сторону в зависимости от направления поворота автомобиля. Нагнетательный маслопровод через гидрораспределитель соединяется с одной из полостей гидроцилиндра, а другая его полость соединяется со сливным маслопроводом. Масло из гидронасоса по нагнетательному маслопроводупоступает в гидрораспределитель, затем в гидроцилиндр и воздействует на поршень. Перемещающийся поршень через тягуирычагповернет управляемое колесо, а масло из гидроцилиндра по сливному маслопроводупоступит в бачокииз него в гидронасос.Одновременно из-за наличия обратной связи через рычаг и тягукорпус гидрораспределителя переместится в ту же сторону, в которую был смещен золотник. При этом давление масла в полостях гидроцилиндра уравновесится, и поворот управляемого колеса прекратится.Угол поворота управляемого колеса будет точно соответствовать углу поворота рулевого колеса — в этом заключается следящее действие гидроусилителя по перемещению.Следовательно, гидроусилитель следит за поворотом рулевого колеса. И если водитель останавливает рулевое колесо, то гидрораспределитель обеспечивает за счет обратной связи фиксацию поршня гидроцилиндра в соответствующем положении. При этом дополнительная подача масла в гидроцилиндр прекращается.С помощью обратной связи также происходит выключение гидроусилителя при возвращении рулевого колеса в нейтральное положение, соответствующее прямолинейному движению автомобиля.В рулевом управлении без гидроусилителя водитель чувствует дорогу по прилагаемому к рулевому колесу усилию, возрастающему при увеличении сопротивления повороту управляемых колес и наоборот.При гидроусилителе водитель чувствует дорогу за счет следящего действия гидроусилителя по силе — изменения прилагаемого усилия на рулевом колесе. Для этого предназначены реактивные камеры в гидрораспределителе, в каждой из которых давление масла такое же, как в камерах золотника. При увеличении сопротивления повороту управляемых колес автомобиля возрастает давление масла в одной из реактивных камер. Давление передается на золотник и от него через рулевой механизм на рулевое колесо. При этом усилие для поворота рулевого колеса увеличивается пропорционально сопротивлению поворота управляемых колес. Таким образом, гидроусилитель следит за необходимым для поворота управляемых колес усилием, чтобы водитель чувствовал дорогу, т. е. на хорошей дороге ему было бы легко поворачивать, а на трудной для поворота дороге — несколько тяжелее.Гидроусилители, применяемые на автомобилях, выполняются в основном по следующим трем вариантам: 1. Рулевой механизм, гидрораспределитель и гидроцилиндр находятся в агрегате, который называется гидрорулем. Конструкция гидроруля сложная, но компактная, имеет малые длину маслопроводов и время срабатывания. 2. Гидрораспределитель и гидроцилиндр расположены в одном агрегате и установлены отдельно от рулевого механизма. Вариант менее сложный, чем гидроруль, но имеет большие длину маслопроводов и время срабатывания. Зато обеспечивается возможность использования рулевого механизма любого типа. 3. Рулевой механизм, гидрораспределитель и гидроцилиндр размещены раздельно. При таком варианте обеспечивается свобод-ное расположение элементов гидроусилителя на автомобиле и применение рулевого механизма любого типа. Однако длина маслопроводов и время срабатывания большие.
Популярное: Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... Как построить свою речь (словесное оформление):
При подготовке публичного выступления перед оратором возникает вопрос, как лучше словесно оформить свою... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (2205)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |