Рулевое управление

Внимание! Представленная ниже информация носит исключительно информационный характер и не является актуальной для современных  модификаций автомобилей Урал.

Рулевое управление (рис. 39) состоит из рулевой колонки, рулевого механизма, со встроенным усилительным механизмом, усилительного механизма для поворота колес второго моста, рулевого привода, насоса, трубопроводов.

Рис. 39. Рулевое управление:
1 — механизм рулевой с сошкой; 2 — вал шлицевый с шарниром; 3 — втулка шлицевая с шарниром; 4 — рукоятка механизма регулирования положения рулевой колонки; 5, 8, 13, 9 — тяги рулевые; 6, 11 — кронштейны маятниковых рычагов; 7, 10 — рычаги маятниковые; 12 — механизм усилительный; 14 — шпонка; 15 — гайка; 16 — шайба; 17 — болт; 18 — колесо рулевое

Рулевой механизм со встроенным гидроусилителем
Рабочая передача — винт-шариковая гайка-рейка-сектор.
Зубчатое зацепление вала сошки и рейки в среднем положении не имеет бокового зазора.
Механизм имеет клапан с поворотным золотником, который состоит из работающего в червяке 11 (рис. 40) поворотного золотника 1. Поворотный золотник 1 и головка червяка 11, расположенная в корпусе клапанов 12, имеют дозировочные канавки, расположенные в радиальных направлениях.
Золотник и торсион, торсион и червяк засверлены и зафиксированы штифтами 8 и 13. Поворот золотника относительно головки червяка ограничен упорами. В картере рулевого механизма имеются два резьбовых отверстия, сообщающихся с противоположными полостями около поршня. Отверстия служат для соединения полостей рулевого механизма с соответствующими полостями усилительного механизма (гидроцилиндра).
При отсутствии воздействия на рулевое колесо торсион удерживает золотник в нейтральном положении. При приложении усилия к рулевому колесу торсион закручивается и поворачивает золотник в направлении соответствующих дозировочных канавок.

Рис. 40. Рулевой механизм:
1 — золотник; 2 — винт регулировочный ограничения давления для поворота налево; 3, 5 — клапаны ограничения давления; 4 — шарики; 6 — винт регулировочный ограничения давления для поворота направо; 7 — поршень; 8, 13 — штифты; 9 — торсион; 10 — вал сошки; 11 — червяк; 12 — корпус клапанов; 14 — трубка к манометру с наконечником; 15 — шарик; 16 — пружина; 17 — угольник поворотный; П₁, П₂ — пробки; а — к манометру

Масло от насоса поступает в одну из полостей рулевого механизма, а также в соответствующую полость гидроцилиндра, в зависимости от направления поворота, и усиливает движение поворота сошки и маятникового рычага за счет гидравлического давления на поверхности поршней рулевого механизма и гидроцилиндра.
Рулевой механизм снабжен гидравлическими ограничителями поворота, который частично перепускает масло на слив, когда колеса еще не повернулись в крайнее положение. Дальнейший поворот управляемых колес будет происходить с дополнительным усилием на рулевом колесе.

Бак масляный рулевого управления

В баке 2 (рис. 41) помещен бумажный фильтр. Фильтр следует менять по мере загрязнения, но не реже, чем через 100 000 км пробега.
Указатель уровня масла приварен к внутренней стороне крышки заливной горловины.

Рис. 41. Гидравлическая схема рулевого управления:
1 — насос; 2 — бак масляный; 3 — пробка заливной горловины; 4 — механизм усилительный (гидроцилиндр); 5 — механизм рулевой; a — подача; b, d — нагнетание; с — слив; е — вращение вала в направлении по часовой стрелке (пример)
 

Насос усилительного механизма

Насос усилительного механизма (рис. 42) лопастного типа двойного действия. При вращении вала насоса лопасти прижимаются к криволинейной поверхности статора под действием центробежной силы и давления масла под ним. В полостях всасывания масло попадает в пространство между лопастями, а затем при повороте ротора вытесняется из полости нагнетания.
В крышке насоса расположены два клапана. Перепускной клапан ограничивает количество масла, подаваемого насосом в рулевой механизм. Предохранительный клапан, помещенный внутри перепускного, ограничивает давление масла в системе, открываясь при давлении 15-16 МПа (150-160 кгс/см²).
Натяжение ремней насоса гидроусилителя руля контролировать усилием 40 Н (4 кгс) в середине ветви в направлении стрелки «с». Прогиб каждого ремня должен составлять 6-11 мм. Регулировать натяжение ремней винтом 14 с последующим стопорением гайкой 15.

Рис. 42. Насос гидроусилителя рулевого управления:
1 — коллектор; 2, 3 — угольники поворотные; 4 — крышка; 5 — клапан перепускной в сборе с предохранительным клапаном; 6 — диск распределительный; 7 — ротор; 8 — лопасть; 9 — статор; 10 — подшипник игольчатый; 11 — корпус; 12 — подшипник шариковый; 13 — шкив; 14 — винт регулировочный; 15 — гайка; 16 — ремень; а — подвод; b — нагнетание; с — направление приложения усилия при проверке натяжения ремня

Усилительный механизм

Усилительный механизм состоит из цилиндра 4 (рис. 43), поршня со штоком 5 и двух наконечников 1 и 15.

Рис. 43. Механизм усилительный (гидроцилиндр):
1 — наконечник цилиндра; 2, 6 — кольца уплотнительные; 3 — гайка наконечника; 4 — цилиндр; 5 — поршень со штоком; 7 — кольцо опорное; 8 — манжета; 9 — кольцо нажимное; 10, 13 — хомуты; 11 — гайка; 12 — муфта защитная; 14 — болт стяжной; 15 — наконечник штока

Кронштейны маятниковых рычагов

 Ось 9 (рис. 44) вращается в конических подшипниках 4. Под крышками 2, 7 установлены уплотнительные прокладки 3,5. Под крышкой 7 между уплотнительными прокладками установлены регулировочные прокладки 6. В полость А корпуса заливается масло.
Регулировка величины натяга подшипников осей маятниковых рычагов выполняется одинаково и при снятых маятниковых рычагах.

Рис. 44. Кронштейны маятниковых рычагов:
1 — кронштейн; 2, 7 — крышки; 3, 5 — прокладки уплотнительные; 4 — подшипники; 6 — прокладки регулировочные; 8 — манжеты; 9 — ось; А — полость

Ось с подшипниками должна быть установлена в кронштейне без ощутимого осевого люфта. Момент поворота оси должен быть не более 1,5 Н·м (0,15 кгс·м).
Для регулировки натяга отвернуть болты крепления крышки 7, предварительно подставив емкость для слива масла, а затем снять крышку.
Регулировать удалением стальных регулировочных прокладок 6, начиная с самой тонкой.
По окончании регулировки установить детали на место и залить масло по нижнему краю заливного отверстия согласно карте смазочных материалов и рабочих жидкостей.

Рулевые тяги и шарниры

Тяги регулируются по длине. Противоположные наконечники тяг рулевых трапеций и тяг 5, 8 (см. рис. 39) имеют резьбу разного направления — левую и правую. Для изменения длины тяги необходимо ослабить затяжку стяжных болтов наконечников и вращать тягу в ту или другую сторону. По окончании регулировки болты затянуть. Моменты затяжки указаны в приложении.
Шарниры рулевых тяг и усилительного механизма с кольцевыми вкладышами 9 и 10 (рис. 45). В процессе эксплуатации шарниры не регулируются. В новых шарнирах допускается суммарный люфт в направлении, перпендикулярном оси пальца до 0,3 мм. У автомобилей, находящихся в эксплуатации допускается люфт до 0,6 мм. Долговечность шарниров зависит от состояния защитных муфт, поэтому поврежденные в процессе эксплуатации муфты необходимо заменять.

Рис. 45. Шарнир рулевого привода:
1 — палец шаровой; 2 — наконечник; 3 — масленка; 4 — пружина; 5 — заглушка; 6 — кольцо стопорное; 7 — кольцо уплотнительное; 8 — обойма пружины; 9 — вкладыш нижний; 10 — вкладыш верхний; 11 — накладка; 12 — муфта защитная; 13 — шайба

Техническое обслуживание рулевого управления

Техническое обслуживание рулевого управления заключается в периодической проверке крепления рулевого механизма, кронштейнов маятниковых рычагов, гаек наконечников рулевых тяг и усилительного механизма (гидроцилиндра), трубопроводов, свободного хода рулевого колеса, а также в обслуживании агрегатов рулевого управления. Собирать и разбирать агрегаты только при необходимости и в условиях полной чистоты. При потере упругости и уплотняющих свойств резиновые кольца заменить.
Перед разборкой насоса отметить положение распределительного диска относительно статора, а также положение статора относительно корпуса насоса. Статор, ротор и лопасти насоса усилительного механизма подобраны друг к другу индивидуально, как и перепускной клапан и крышка насоса, поэтому не нарушать их комплектности.
При незначительных задирах торцовые поверхности ротора, корпуса и распределительного диска необходимо притереть друг к другу. При разборке насоса обратить внимание на сохранность резиновых уплотнительных колец. Перед сборкой детали насоса, промыть в керосине или бензине, просушить (но не протирать) и смазать маслом.
При наполнении смазкой шарниров рулевого привода следить, чтобы под давлением смазки защитные муфты заметно не деформировались.

Замена масла в гидросистеме рулевого управления:

1. Прогреть масло в гидросистеме до температуры не ниже плюс 20 ^оС.
2. Поднять переднюю часть автомобиля так, чтобы колеса не касались земли.
3. Отсоединить сливной трубопровод от бачка и шланги гидроцилиндра от трубопроводов, предварительно поставив емкости для сливаемого масла.
4. Запустить двигатель не более, чем на 10 сек. для того, чтобы масло вытекло из бачка и из насоса.
5. Остановить двигатель и несколько раз повернуть рулевое колесо влево-вправо для удаления остатков масла из механизма и гидроцилиндра.
6. Почистить бачок снаружи. Удалить старый фильтр, поставить новый.
Перед заправкой системы маслом присоединить и закрепить все гидравлические соединения.
7. Залить масло в бачок до верхней метки указателя уровня при незавернутой крышке, после чего крышку завернуть.
8. Запустить двигатель не более чем на 5 с, затем еще долить масло. Продолжать доливать масло, не допуская попадания воздуха в гидросистему из-за снижающегося уровня масла в процессе прокачки.
9. Когда масло достигнет верхней отметки, несколько раз повернуть руль в обе стороны, пока в бачке не прекратят всплывать пузырьки воздуха. При необходимости долить масло.

Проверка свободного хода рулевого колеса
Свободный угловой ход рулевого колеса проверять, покачивая рулевое колесо в ту и другую сторону до начала поворота управляемых колес.
Проверку проводить на снаряженном автомобиле при работающем в режиме холостого хода двигателе. Автомобиль должен стоять на горизонтальной площадке с твердой сухой поверхностью (асфальт, бетон). Положение управляемых колес должно соответствовать прямолинейному движению автомобиля, гидросистема рулевого управления должна быть заправлена, воздух из рабочей жидкости удален.
Свободный суммарный угловой ход рулевого колеса в обе стороны от среднего положения не должен превышать 25°.

Проверка правильности регулировки рулевого привода и правильности установки управляемых колес

Перед началом работы проверить давление в шинах и, при необходимости, довести его до номинального. Работу выполнять в следующей последовательности:

Проверить и при необходимости, отрегулировать величину схождения управляемых колес первого и второго передних мостов, для чего замерить размер В (рис. 46) по бортам ободьев колес на уровне осей колес, отметить точки замеров и, не меняя положения рулевого колеса, переместить автомобиль вперед на такое расстояние, чтобы точки замеров оказались сзади, и замерить размер В₁. Размер В₁ должен быть больше размера В на 1-3 мм. Величину схождения регулировать изменением длины тяг рулевых трапеций, предварительно ослабив стяжные болты наконечников. После регулировки болты затянуть. В случае, если наружные левые поверхности шин передних колес первого и второго мостов явно находятся не в одной плоскости в положении для прямолинейного движения, установить сначала колеса переднего первого моста в положение прямолинейного движения и отрегулировать схождение колес этого моста, затем выставить колеса переднего второго моста и отрегулировать схождение колес этого моста.

Регулировку положения колес передних мостов для прямолинейного движения выполнять на снаряженном автомобиле, установленном на эстакаде или над смотровой ямой на горизонтальной твердой и ровной опорной поверхности (асфальт, бетон, металлический настил). Для получения лучших результатов и облегчения работы под каждое колесо второго моста установить на поворотный круг или два металлических листа с консистентной смазкой между ними.

Проверить и при необходимости отрегулировать длину продольных тяг. Работу выполнять в следующей последовательности:

• от сошки к поворотному рычагу первого моста. Расстояние, замеренное по центрам шарниров должно составлять 846 мм;
• от второго маятникового рычага к поворотному рычагу второго моста. Расстояние, замеренное по центрам шарниров должно составлять 937 мм;
• от сошки к нижнему концу первого маятникового рычага. Расстояние, замеренное по центрам шарниров должно составлять 622 мм.

Рис. 46. Установка управляемых колес

Поворотом рулевого колеса установить колеса первого моста в положение для прямолинейного движения, при этом воображаемая линия, проходящая через центры шарниров первого маятникового рычага, должна располагаться вертикально. В случае если это не так, следует увеличить или уменьшить длину тяги 5 (см. рис. 39):

• регулировкой длины тяги 8 добиться расположения наружной поверхностей левого колеса второго моста в одной плоскости с левым колесом первого моста;
• проверить величины углов поворота колес в крайних положениях при поворотах направо и налево. В крайних положениях упорные болты управляемых колес должны упираться в площадки на балках мостов;
• после регулировки положения колес проверить регулировку рулевого механизма, как это описано ниже.

После замены на автомобиле рулевого механизма или ремонта механизма следует отрегулировать срабатывание ограничительных клапанов 3 и 5 (см. рис. 40), для чего при неработающем двигателе:

• вынуть пробки П1 и П2;
• вывернуть отверткой с плоским шлицем, не прилагая значительных усилий, регулировочные винты 2 и 6 на 3-5 оборотов;
• подсоединить манометр к выводу на поворотном угольнике высокого давления в рулевом механизме, предварительно сняв заглушку с гайкой. Трубка манометра должна иметь наконечник с накидной гайкой.
• определить максимальное давление в гидросистеме в одном из крайних положений управляемых колес. Контроль давления на всех этапах проводить при номинальных оборотах коленчатого вала двигателя (начиная, примерно, с 1200 мин^-1).

Внимание! Усилие, прикладываемое к ободу рулевого колеса на всех этапах регулировки не должно быть более 100 Н (10 кгс). Не рекомендуется удерживать рулевое колесо в крайних положениях дольше 5 секунд.

Для каждого колеса первого моста следует проделать следующую операцию:

• между упорным болтом и площадкой на балке моста поместить металлическую пластину толщиной 2 мм (рис. 47);
• при упоре болта в пластину, завинчиванием соответствующего регулировочного винта 2 или 6 (см. рис. 40) добиться падения давления в пределах 0,3-0,7 МПа (3-7 кгс/см²) от определенного ранее. Например, если максимальное давление в гидросистеме было 15,5 МПа (155 кгс/см²), то при упоре болта в пластину давление должно составлять 1 4,8-15,2 МПа (148-152 кгс/см²).
  При регулировке необходимо учитывать, что при недостаточном падении давления регулировочные винты в механизме необходимо завернуть, а при излишнем падении — вывернуть.
  Внимание! Перемещение регулировочных винтов производить в нейтральном положении золотника (рулевое колесо отпустить) и холостых оборотах двигателя;
• проверить давление в гидросистеме при максимальных углах поворота колеc без регулировочной пластины. Давление должно быть не более 8 МПа (80 кгс/см²). По окончании работы установить все снятые заглушки на место.

Рис. 47 . Место установки пластины при регулировке рулевого механизма:
1 — упорный болт; 2 — упор колеса; S = 2 мм