Опорная балка рулевого управления
Рулевая колонка удерживается на месте опорной балкой, которая установлена поперечно в кузове транспортного средства на уровне, близком к рулевому колесу, для уменьшения расстояния свеса рулевого колеса от точки опоры колонки. Верхний подшипник рулевого вала также расположен близко к рулевому колесу для увеличения эффективности поддержки, а также для минимизации вибрации рулевого колеса.
Схема №194
Схема №195
- Жидкостный насос напрямую приводится в действие двигателем через ремень.
- Когда рулевое колесо не поворачивается, чувствительный к давлению клапан в насосе открывается, чтобы слить жидкость в резервуар для жидкости (турбо-модели).
- Давление жидкости поддерживается практически постоянным независимо от изменения частоты вращения двигателя функцией клапана регулирования расхода. Жидкость с регулируемым давлением подается к регулирующему клапану через шланг А.
- При повороте рулевого колеса поворотный регулирующий клапан, соединенный с валом шестерни, размыкает гидравлическую цепь, соответствующую направлению, в котором повернуто рулевое колесо. Затем текучая среда поступает в камеру А или В по трубе А или В.
- Давление жидкости в камере А или В действует на поршень рейки в том же направлении, в котором перемещается вал рейки при вращении рулевого колеса. Это помогает уменьшить усилие, необходимое водителю для управления рулевым колесом.
- Движение поршня зубчатой рейки заставляет жидкость в другой камере возвращаться в резервуар через трубу А или В, управляющий клапан и шланг В. Поскольку рулевой вал механически соединен с валом шестерни через поворотный управляющий клапан, рулевая система может работать как ручная система, даже если гидравлическая система становится неработоспособной. Для регулирования максимального давления жидкости в насос встроен предохранительный клапан для предотвращения повышения избыточного давления жидкости.
Силовой цилиндр
Коробка передач объединяет клапан управления и силовой цилиндр в единый блок. Вал рейки служит поршнем силового цилиндра. Поворотный регулирующий клапан расположен вокруг вала-шестерни.
Поворотный регулирующий клапан и силовой цилиндр соединены между собой двумя трубами, по которым протекает гидравлическая жидкость.
Схема №196
Поворотный регулирующий клапан
Поворотный регулирующий клапан состоит из ротора (который вращается вместе с рулевым валом), шестерни (которая соединена с ротором и торсионом) и втулки (которая вращается вместе с шестерней). Ротор и втулка имеют канавки С и D соответственно, которые от жидкостных каналов V 1 до V 4.
Шестерня находится в зацеплении с ротором с достаточным зазором, что позволяет перемещать рейку вручную, вращая рулевой вал (безотказная функция).
Схема №197
При отсутствии усилий рулевого управления
Ротор и втулка удерживаются в нейтральном положении. Жидкостные каналы V1, V2, V3 и V4, образованные канавками С и D, открыты одинаково. При этом условии жидкость из насоса возвращается в резервуар, так что в силовом цилиндре не создается давление жидкости и не перемещается поршень рейки.
Схема №198
При приложении усилий рулевого управления
Когда рулевое колесо повернуто вправо, например, каналы V1 и V3 для текучей среды открыты, в то время как каналы V2 и V4 для текучей среды почти закрыты.
В этот момент давление жидкости в камере А силового цилиндра увеличивается в зависимости от степени перекрытия жидкостных каналов V2 и V4 так, что поршень рейки перемещается вправо. Текучая среда в камере В, с другой стороны, сливается через проход V3 для текучей среды в резервуар.
Схема №199
Отказобезопасная функция
Если давление жидкости не может возрасти из-за, например, обрыва приводного ремня жидкостного насоса, вращающий момент рулевого колеса передается от ротора клапана к шестерне через механическое зацепление между ними.
Модели без турбонаддува
Жидкостный насос представляет собой лопастной тип с приводом от двигателя через ремень.
Резервуар установлен на корпусе транспортного средства.
Гидравлический насос включает в себя клапан-регулятор расхода и предохранительный клапан, каждый из которых выполняет следующие функции:
Схема №200
Схема №201
- Клапан регулирования расхода регулирует расход выпускаемой жидкости до постоянного уровня независимо от частоты вращения двигателя.
- Предохранительный клапан защищает систему от чрезмерно высокого давления, которое может возникнуть, например, при повороте рулевого колеса до упора.
Лопастной насос
Лопастной насос состоит из ротора, кулачкового кольца и десяти лопастей.
При вращении ротора лопатка, подвижно установленная в каждом пазу ротора, под действием центробежной силы радиально выдвигается и прижимается к внутренней стенке кулачкового кольца. Поскольку внутренняя часть кулачкового кольца имеет овальную форму, текучая среда из всасывающего отверстия удерживается и сжимается в камере, образованной между двумя соседними лопатками, когда ротор вращается и подается через выпускное отверстие. Жидкость под давлением циркулирует по гидравлическому контуру.
Схема №202
Клапан-Регулятор расхода
Клапан регулирования потока регулирует расход жидкости, который в противном случае увеличивался бы при увеличении скорости насоса и создавал опасно высокое давление в коробке передач. Он состоит из жиклеров 1 и 2, золотника клапана, обратного окна и пружины управления потоком. Когда возникает разность давлений между передней и задней частями отверстия 2 в результате увеличения скорости выпуска, золотник клапана перемещается против натяжения пружины управления потоком таким образом, что скорость потока масла регулируется посредством открытия и закрытия обратного канала и отверстия 2.
Схема №203
Схема №204
Схема №205
Схема №206
- Когда насос начинает вращаться, давление Р увеличивается, в результате чего золотник клапана перемещается вправо. Если насос работает в диапазоне скоростей от А до В, жидкость, подаваемая насосом, направляется в коробку передач во всем своем количестве через жиклер 1.
- При увеличении частоты вращения насоса давление Р увеличивается еще больше, толкая золотник клапана дальше вправо. В результате отверстие 2 открывается, позволяя части жидкости вернуться в контур насоса. Соответственно, поддерживается постоянный поток масла.
- При увеличении частоты вращения насоса золотник клапана полностью отжимается вправо. Затем ограничивают отверстие 1, в то время как отверстие 2 открывается широко. Таким образом, поток масла в коробку передач поддерживается на низком уровне.
Схема №207
- Резервуар установлен на корпусе транспортного средства.
- Жидкостный насос имеет ременный привод от двигателя. Жидкостный насос для моделей с турбонаддувом отличается от насоса для моделей без турбонаддува тем, что он дополнительно имеет энергосберегающий клапанный механизм. Этот клапанный механизм снижает скорость рециркуляции жидкости при движении прямо, что способствует снижению нагрузки на двигатель.
Лопастной насос состоит из ротора, кулачкового кольца и десяти лопастей.
При вращении ротора лопатка, подвижно установленная в каждом пазу ротора, под действием центробежной силы радиально выдвигается и прижимается к внутренней стенке кулачкового кольца. Поскольку внутренняя часть кулачкового кольца имеет овальную форму, текучая среда из всасывающего отверстия удерживается и сжимается в камере, образованной между двумя соседними лопатками, когда ротор вращается и подается через выпускное отверстие. Жидкость под давлением циркулирует по гидравлическому контуру.
При работе двигателя на холостом ходу
Когда двигатель работает на холостом ходу, скорость жидкостного насоса низкая. Поскольку скорость подачи насоса мала, дозирующее отверстие позволяет всей жидкости протекать через него. Таким образом, нет никакой разницы в давлении жидкости между правым и левым измерительным отверстием. Это означает, что давление P1, действующее на левый конец клапана регулирования потока, равно давлению P2 (давлению текучей среды, протекающей через чувствительные к давлению отверстия в корпусе клапана), действующему на правый конец клапана. В результате регулирующий поток клапан удерживается прижатым влево усилием пружины регулирующего клапана. Когда клапан управления потоком находится в этом положении, проход во всасывающее отверстие насоса текучей среды закрыт, так что вся текучая среда, подаваемая из насоса, течет к коробке передач усилителя рулевого управления.
Схема №208
Во время прямолинейного движения
Скорость жидкостного насоса увеличивается, и давление жидкости становится высоким. Измерительное отверстие больше не позволяет всей жидкости проходить через него.
Поскольку количество текучей среды, протекающей к левому концу клапана регулирования потока, больше, чем количество текучей среды, протекающей к правому концу клапана, проходя через отверстия для восприятия давления, давление P1 становится больше, чем давление P2.
В результате давление Р1 преодолевает усилие пружины клапана регулирования потока и толкает клапан вправо. Это удерживает проход к всасывающему отверстию жидкостного насоса открытым, позволяя части жидкости возвращаться к всасывающему отверстию насоса и, таким образом, уменьшая поток жидкости к коробке передач рулевого управления. Энергосберегающий клапанный механизм уменьшает давление подачи жидкостного насоса таким образом, когда нет необходимости в помощи усилителя рулевого управления, таким образом снижая нагрузку на двигатель.
Схема №209
Во время поворота
При повороте рулевого колеса система усиленного рулевого управления запускает функцию помощи при рулении, и давление жидкости увеличивается.
Хотя давление текучей среды, поступающей в камеру В через чувствительные к давлению отверстия в корпусе клапана, увеличивается, давление нагнетания насоса все еще выше, чем давление в камере В. Таким образом, клапан управления потоком не может перемещаться влево.
Затем жидкость в камере В поступает в камеру А в правом конце поршня энергосберегающего клапана и повышает давление в камере А.
Поскольку давление в камерах А и В выше, чем давление (давление окружающей среды) в камере С на левом конце поршня энергосберегающего клапана, поршень энергосберегающего клапана перемещается влево-назад, преодолевая усилие пружины энергосберегающего клапана.
Перемещение влево поршня энергосберегающего клапана сжимает пружину клапана управления потоком. Комбинация натяжения пружины и давления в камере В теперь заставляет клапан управления потоком перемещаться влево, преодолевая давление нагнетания жидкостного насоса. В результате клапан управления потоком закрывает проход к всасывающему отверстию жидкостного насоса, и проход в дозирующем отверстии открывается шире. Это позволяет подавать жидкость, подаваемую насосом, в рулевой редуктор с той же скоростью, что и в системе без энергосберегающего клапанного механизма.
