Пристрій та принцип дії гідропідсилювача керма ЗІЛ-130 (ГУР)

Гідропідсилювач кермового керування автомобіля ЗіЛ-130 встановлюється в систему кермового керування. Призначений для зниження зусиль, що докладаються водієм при керуванні автомобілем, розвантаження рульового колеса від викликаних нерівностями доріг ударів, підвищення безпеки і маневреності руху.

При експлуатації автомобіля і, відповідно, роботі ГУР необхідно регулярно, у вказані в карті змащування терміни проводити перевірку рівня олії в гідросистемі (рис.1), а також промивати насосні фільтри. Щодня перевіряється герметичність шлангів та з'єднань. Натяг ременя насоса необхідно перевіряти при кожному ТО. Це регулювання здійснюється шляхом переміщення самого насоса. Провисання ременя при нормальному натягу між шківом насоса ГУР і вентилятора при зусиллі в 4 кгс, що діє, повинно знаходитися в діапазоні 8-14 мм.

У системі ГУРу 130-3400020 повинне застосовуватися тільки чисте фільтроване масло, марка якого вказується в карті змащування. Заливка масла проводиться через лійку, що має подвійну сітку та фільтр, який встановлений у бачку насоса ГУР (рис.1). Рівень оливи перевіряється при прямо встановлених передніх колесах автомобіля. Перед зняттям кришка бачка ретельно очищається та промивається бензином. Масло доливається до появи над сіткою фільтра під час роботи двигуна на холостому ходу. При використанні забрудненої або неякісної олії збільшується швидкість зношування деталей системи.

Мал. 1 - Гідросистема (насос ГУРу) автомобіля ЗіЛ-130

1 — патрубок; 3 — прокладка; прокладка бачка; 13 - лопата гідропідсилювача; 14 - конусна втулка; 16 - корпус; перепускний клапан; 26 - нагнітальний отвір; 27 - регулювальні прокладки; 28 - сідло запобіжного клапана; 29 - запобіжний клапан;

Кермо з гідравлічним підсилювачем автомобіля ЗІЛ-130

При керуванні великовантажними автомобілями (ЗІЛ, КамАЗ) доводиться докладати великих зусиль до кермового колеса, що призводить до зниження його працездатності. вони добре поглинають поштовхи від нерівностей дороги. Гідравлічні підсилювачі можуть встановлюватися (сумісні) у кермовому механізмі (ЗІЛ-130, КамАЗ-5320) або в кермовому приводі (ГАЗ-66).

Як влаштовано кермо з гідравлічним підсилювачем?

У пристрій рульового управління з гідравлічним підсилювачем автомобіля ЗІЛ-130 (рис.140 а) входять: картер 11 рульового механізму, що має форму циліндра, в якому встановлюється поршень-рейка 10 з кільцями ущільнювачів Рейка знаходиться в постійному зачепленні з зубчастим сектором 2 виготовленим спільно з валом сошки 24. У поршні закріплена кулькова гайка 14, яку вкручений гвинт 12.Зовнішній кінець гвинта з'єднаний з рульовим колесом 19 через проміжний вал і карданну передачу 20. Гвинтовий канал, утворений канавками на гвинті 12 і в гайці 14, закладені кульки 13, що полегшують поворот гвинта в гайці. Кульки циркулюють по замкнутому контуру, оскільки крайні канавки на гайці з'єднані трубкою та жолобом. Картер герметично закривається кришками. Над верхньою кришкою кріпиться корпус клапана управління 16. На валу між двома завзятими шарикопідшипниками 15 змонтований золотник 18, що має на зовнішній поверхні дві виточки. Внутрішні кільця підшипників при середньому нейтральному положенні золотника 18 розташовуються із зазором 1 мм від частини корпусу золотника, що виступає, що дає можливість золотнику разом з валом переміщатися в осьовому напрямку на цю величину.

Рис.140. Рульове керування з гідропідсилювачем автомобіля ЗІЛ-130:
а – загальний устрій; б - привід.

Золотник з валом в середньому нейтральному положенні фіксується шістьма пружинами 21 плунжерами 22, встановленими в каналах корпусу золотника. З зовнішньої сторони до корпусу клапана керування приєднуються два шланги від насоса гідропідсилювача: зливний 6 - до отвору, що сполучається двома каналами з кінцями золотника, а 9 нагнітальний повідомляється з отвором каналу, що підходить до середини золотника. Між каналами розташований клапан 17 управління, що з'єднує канали при непрацюючому насосі гідропідсилювача. В цьому випадку можлива робота кермового механізму без гідропідсилювача.

Насос гідравлічного підсилювача роторний подвійної дії, е. у ньому відбувається два повних цикли всмоктування та подачі робочої рідини за один оборот валу.У корпусі 2 виконаний статор 25, внутрішня порожнина якого має спеціальну форму для установки ротора 26. Ротор жорстко кріпиться на валу з приводним шківом 1. У пазах ротора вільно розташовані десять сталевих лопатей 27.

На корпусі насоса кріпиться бачок 3 для олії, у корпусі – перепускний клапан 7, що обмежує кількість олії, що подається до золотника. Усередині цього клапана є запобіжний клапан, що обмежує тиск олії в системі в межах 6,5-7 МПа, що необхідно при великій частоті обертання колінчастого валу двигуна. У бачку змонтована фільтруюча сітка для очищення масла, що заливається, і фільтр 4 для очищення масла, що повертається з гідравлічного підсилювача. У бачок влітку заливають турбінне масло 22 (замінник - індустріальне масло 20), взимку - менш в'язке веретене масло АУ. Зверху бачок закривається кришкою із сапуном, що повідомляє його внутрішню порожнину з атмосферою.

Працює насос так. При обертанні ротора його лопаті під впливом відцентрової сили притискаються до статора. Підходячи до всмоктувальної порожнини, вони захоплюють масло і подають його до нагнітальної порожнини, де через зменшення об'єму масло витісняється і далі шлангу 9 надходить у гідравлічний підсилювач, виконавши роботу. Після цього шлангу 6 через фільтр 4 воно повертається в бачок.

Як працює кермо з гідравлічним підсилювачем?

При русі автомобіля прямою дорогою золотник 18 під тиском плунжерів 22 утримується в середньому нейтральному положенні і масло, що надходить до золотника 18, через його виточення і зливні канали по шлангу 6 повертається в бачок 3. Отже, масло не впливає на поршень, а він на сектор та кермовий привід.Однак наявність олії в гідравлічному підсилювачі сприяє поглинанню поштовхів, що передаються на кермо від нерівностей дороги (положення II). Під час повороту рульового колеса в будь-який бік (наприклад, праворуч) на гвинті 12 внаслідок опору, що надається сектором 23 переміщенню рейки, виникає реактивне осьове зусилля, що зсуває гвинт назад. Разом з гвинтом зсувається і золотник в межах його можливого ходу і задня виточка золотника з'єднує канал передньої порожнини циліндра А з сливним каналом і шлангом 6, а передня виточка - нагнітальну магістраль 9 з каналами задньої порожнини Б циліндра. Поршень переміщається вперед, тобто в той же бік, що водій перемішує його, повертаючи кермо. При цьому рейка поршня повертає зубчастий сектор 23, впливаючи на рульову сошку 24 і через поздовжню тягу 28 (рис.140 б), верхній поворотний важіль 29, бічні важелі 30 і поперечну тягу 31 на колеса автомобіля, повертаючи їх вправо . Коли водій припиняє поворот рульового колеса, золотник під тиском плунжерів повертається в нейтральне положення та гідропідсилювач вимикається з роботи.

При повороті вліво золотник 18 зміщується вперед, направляючи масло в передню порожнину циліндра А, тобто під поршень. Порожнина. Б тим часом зливним шлангом 6 з'єднується з бачком. Під тиском олії та зусилля, створюваного водієм, поршень переміщається вгору і своєю рейкою повертає сектор і далі через рульову сошку та кермові тяги він поверне колеса автомобіля вліво (положення III).Отже, при працюючому двигуні та справному гідравлічному підсилювачі для повороту автомобіля водієві не доводиться витрачати великих зусиль, що підвищує його працездатність та надійність кермового керування. Однак це зусилля може виявитися настільки незначним, що водій може втратити почуття дороги. Щоб цього не сталося, у гідравлічному підсилювачі простір між плунжерами повідомляється з нагнітальною порожниною. З підвищенням опору повороту коліс для переміщення поршня 10 потрібно докласти більшого зусилля, тому тиск масла в порожнині нагнітальної зростає. Під цим тиском плунжери 22 сильніше притискаються до кільця підшипників і для зсуву золотника потрібно прикласти більше зусилля, що і викликає «почуття» дороги. При двигуні, що не працює, насос не подає масло в гідравлічний підсилювач і кермовий механізм працює як звичайний механічний. У цьому випадку водієві доводиться витрачати значні зусилля на керування автомобілем.

Що мається на увазі під передавальним ставленням кермового керування?

Під передавальним ставленням кермового управління мається на увазі відношення кута повороту кермового колеса до кута повороту керованих коліс біля шкворнів поворотних цапф. Його підбирають таким чином, щоб сошка не поверталася навколо осі, а отримувала лише коливальний рух.

Передатне відношення рульового управління визначається як добуток передавальних відносин рульового механізму та рульового приводу. Воно знаходиться в таких межах: 19,1 - ГАЗ-24 "Волга", 20 - ЗІЛ-130 та КамАЗ-5320.

Рульовий механізм ЗІЛ 130

Гордість заводу ЗІЛ — модель 130, продовження довгої лінійки вантажівок, родовід якої сягає моделі Fiat 15 1915 року. Подальша модернізація у 1958 році призвела до створення попередника версії 130, ЗІЛ 164. Автомобіль, однак, зазнав серйозної критики через застарілий дизайн. У цьому ж році були створені дослідні зразки нової вантажівки, яка при запуску у виробництво в 1962 отримав цифру «130». Так було створено ЗІЛ 130, який хоч і відрізняється від попередника новою лінією кузова, але під капотом той самий старий 5,5-літровий бензиновий двигун, а конструкцію важко назвати революційною.

Тим не менш, 4-тонна вантажівка швидко набула популярності. До кінця 1970-х Зил був другим після Газу виробником вантажівок в СРСР, контролював чверть ринку. Базовий ЗІЛ 130 є традиційною двовісною конструкцією з переднім двигуном, центральною кабіною і заднім приводом. Він важить 4125 кілограмів і завдяки 150-сильному двигуну та п'ятиступінчастій коробці передач може розганятися до 85 кілометрів на годину. З роками з'являлися нові версії. У 1977 році з'явився 6-колісний Зіл-133 з повним приводом і дизельним двигуном від Камаза. Модель 130 має багато застосувань практично у всіх країнах пострадянського простору — він використовується цивільними особами, а також армією, поліцією та пожежними командами.

У наступні роки в результаті повільної, але економічної кризи, що неухильно розвивається, в Східній Європі та Азії попит на російські вантажівки впав.

Кермовий механізм як базовий аспект

Рульовий механізм ЗІЛ-130 був завбачливо забезпечений конструкторами гідравлічним підсилювачем. Розглянемо основні особливості устрою:

• На щиті кабіни закріплено рульову колонку, а в ній на шарикопідшипниках встановлено рульовий вал. Безпосередньо на цей вал кріпиться кермо. Гідравлічний підсилювач поєднаний з кермовим механізмом і з'єднується з кермовим валом за допомогою проміжного валу. Таким чином, зусилля передається на рульову сошку.
• Рульовий важіль з'єднується із сошкою за допомогою кермової тяги, а сам важіль кріпиться до поворотного кулака осі.
• Корпус гідропідсилювача чавунний закріплюється безпосередньо на рамі вантажівки.
• Одна з частин корпусу - циліндрична, з одного боку, ця частина закривається кришкою. У цій області розташувався поршень, а він ущільнений кільцями, які також виконані з чавуну.
• У цьому поршні встановлено гайку, закріплену міцними гвинтами. Гвинт кермового механізму, одним кінцем з'єднуючись із карданним валом, проходить через цю гайку. Він також має ущільнення у вигляді чавунних кілець.
• Насос гідропідсилювача має 2 шланги - зливний і нагнітальний, які знаходяться зовні корпусу золотника і кріпляться до нього. Між каналами золотника є клапан, який з'єднує їх між собою у періоди, коли насос перебуває у неробочому стані. Це дає можливість кермовому механізму працювати без гідропідсилювача.
• Сам насос кріпиться з лівого боку двигуна. За допомогою ремінної передачі його шків зі шківом коленвала.

Якщо потрібно з якихось причин розібрати насос гідропідсилювача, слід дотримуватися кількох простих правил:

1. Попередньо перед початком розбирання треба перевірити, що олія повністю злита.
2. Насамперед, насос ГУР ретельно очищається від бруду і промивається.В іншому випадку бруд може потрапити всередину, що в подальшому призведе до пошкодження.
3. При ремонті насоса не повинні знеособлюватись кришка насоса, статор, ротор та лопаті насоса.

Як працює гідропідсилювач

Коли вал насоса починає обертатися, його рухливі частини (лопаті) здійснюють захоплення олії, таким чином вона потрапляє з бачка до золотника. Коли кермо повертається в середнє положення, на золотник впливають пружини. Результатом цього стає повернення олії назад у бачок через канали зливу. Дії на поршень у своїй не виявляється.

Якщо ж повернути кермо вбік, золотник зсувається, тиск олії наростає, і поршень повертає колеса вантажівки в той бік, в який було повернено кермо. Коли водій завершує маневр, разом із кермом золотник повертається до нейтрального положення. Таким чином, щоб зробити поворот, достатньо мінімального зусилля, яке запускає гідропідсилювач.

Між плунжерами гідропідсилювача є простір, який пов'язаний із нагнітальною магістраллю. Зроблено це спеціально для того, щоб водій відчував дорогу.

Потрібно відзначити, що можна керувати автомобілем і при несправному гідропідсилювачі, проте це вимагатиме від водія набагато більше зусиль.

Однією з основних частин кермового керування автомобіля ЗІЛ 130 є гідропідсилювач. Тому за його станом слід стежити особливо ретельно.

1. Слідкувати за натягом ременів. Перевіряти рівень натягу в місцях насоса і вентилятора, регулювати за допомогою переміщення насоса. Перевіряється ремінь після закінчення певної кількості мотогодин, відповідно до інструкції.
2. Ще один важливий момент – герметичність шлангів, насосів та їх з'єднань. Ця перевірка проводиться регулярно, в ідеалі перед кожною новою експлуатацією.
3. Заміна масла та ретельне чищення насоса. Кришка та інші доступні частини в ідеалі обробляються розчином, що знежирює.

Технічне обслуговування кермового управління

При проведенні робіт з ТО кермового управління насамперед перевіряють:

• шплінтівку гайок кульових;
• люфт рульового колеса та люфт у шарнірах рульових тяг;
• рівень масла в картері кермового механізму;
• кріплення кермового колеса на шліцях кермового валу.

При необхідності треба долити олію. Також важливо вчасно змінювати фільтри та сальники, інакше масло може протікати. По завершенню робіт необхідно ретельно перевірити всі гайки та кріплення, чи міцно вони закручені.

Несправності кермового управління

Система кермового механізму ЗІЛ 130 відрізняється високими експлуатаційними показниками, проте ніщо не вічне. Можливі поломки, причому деякі з них настільки серйозні, що експлуатувати автомобіль не можна до виправлення несправності.

До таких поломок відносяться:

• занадто великий люфт кермового колеса;
• ослаблення кріплень;
• заїдання управління;
• значне зношування деталей.

Якщо сталася будь-яка поломка з перерахованих вище, подальша експлуатація стає небезпечною. Треба пам'ятати передусім про те, що будь-яка, навіть найнезначніша труднощі в керуванні автомобілем, а тим більше — вантажівкою, може спричинити дорожньо-транспортну пригоду.

Люфт – це вільний хід керма, його значення вимірюється спеціальним приладом – люфтомером.Для проведення цієї процедури необхідно, щоб колеса автомобіля були у положенні, що відповідає руху по прямій лінії.

І хоча мінімальний люфт є практично завжди, його збільшення може бути небезпечним. Відбутися воно може з низки причин:

• в результаті збільшення зазору в підшипниках маточок передніх коліс і зчленування рульових тяг;
• ослаблення кріплення картера кермового механізму, кермової сошки та важелів поворотних цапф;
• поломки пружин наконечників рульових тяг;
• ремінь приводу насоса гідропідсилювача недостатньо натягнутий;
• попадання повітря до системи ГУРу;
• недостатня кількість олії в бачку насоса гідропідсилювача;
• несправності карданної передачі приводу кермового механізму.

Щоб усунути люфт і запобігти його повторному виникненню, треба усунути першопричину несправності: замінити деталі, які вже відслужили, відрегулювати зазори в підшипниках, підтягнути ослаблені кріплення. Усі інші несправності також усувають у разі потреби.

Сьогодні ЗІЛ 130 можна знайти практично у всіх країнах колишнього Радянського Союзу. Це дуже міцний автомобіль, яким багато країн користуються через його низьку вартість. Пожежні машини, придбані Казахстаном кілька десятків років тому, можна зустріти в цій країні й досі. Пофарбовані в червоний колір, з маленькими синіми сигналами та обладнанням для пожежогасіння, вони, як і раніше, гасять пожежі по всій країні. Їм більше не потрібно нікому нічого доводити — автомобілі, які заслужили на пенсію багато років тому, все ще добре почуваються.