Клапан расхода и давления маз регулировка
Обновлено: 13.05.2024
5.2. Насос гидроусилителя руля. Силовой цилиндр. Устройство
Насос шестерённого типа НШ 32У-2 гидроусилителя руля с клапаном расхода и давления состоит из корпуса 7 (рис.82) и размещённых в нём двух шестерён: ведущей 10 и ведомой 8, вращающихся во втулках. Эти втулки обеспечивают одновременно торцевое уплотнение шестерён. Привод насоса осуществляется от коленчатого вала посредством клиновых ремней. Регулировка натяжения ремней осуществляется натяжным устройством, состоящим из неподвижного кронштейна 6 (рис.83) и регулировочного винта 7 с контргайкой 8.
Клапан расхода и давления работает следующим образом. Рабочая жидкость из насоса под давлением поступает в вертикальный канал А далее по горизонтальному каналу Б через центральное отверстие 10 в жиклёре 11 к распределителю рулевого механизма. Так как скорость в центральном отверстии 10 жиклёра 11 выше, чем в канале Б из-за разности проходных сечений, давление в полости Г, соединённой с центральным отверстием, будет ниже, чем в канале Б а, следовательно, ниже, чем в вертикальном канале А. С увеличением частоты вращения шестерен насоса разность давлений в полости Г и канале А возрастает и при подаче насоса свыше 31-35л/мин плунжер 5 перемещается вправо, сжимая пружину 8. В этом случае рабочая жидкость частично из вертикального канала А поступает в полость слива Д и по трубке 4 (см.рис.83) возвращается во всасывающий патрубок 9 насоса. Таким образом, независимо от частоты вращения насоса расход рабочей жидкости через распределитель будет составлять не более 31-35л/мин.
При увеличении давления в каналах А и Б и полости Г (рис.84) до 95-110кгс/см 2 шарик 4 отрывается от седла, сжимая пружину 8. Рабочая жидкость из полости Г по дроссельному каналу 6 пробки 7 через радиальное отверстие 2 в плунжере поступает в полость слива Д и по трубке на слив. Так как проходное сечение дроссельных каналов 9 и 6 отличаются незначительно, давление в полости Г практически не повышается. Повышение давления в канале А вызывает перемещение плунжера 5 вправо, в результате чего рабочая жидкость из канала поступает в полость слива Д и по трубке 1 во всасывающий патрубок насоса. Таким образом, система гидроусилителя руля предохраняется от перегрузки.
Устройство силового цилиндра показано на рис.85. Рабочая жидкость из полости А масляного бака (рис.86) через всасывающий патрубок 11 поступает к насосу гидроусилителя руля. Одновременно от распределителя рабочая жидкость поступает в масляный бак сначала в полость Б, в затем через фильтрующий элемент 10 в полость А.
При засорении фильтра давление в полости Б повышается, в результате чего пластина предохранительного клапана 9 приподнимается, сжимая пружину 8, и рабочая жидкость начинает поступать в полость А через открывшийся клапан.
Клапан расхода и давления маз регулировка
МАЗ-256. Рулевое управление
На рисунке 4.9.1 показана схема функционирования рулевого управления при повороте колес влево. Усилие водителя передается через рулевое колесо 1, регулируемую по высоте и углу наклона рулевую колонку 14, карданный вал 13, рулевой механизм 12 с встроенным гидроусилителем, сошку 11, продольную рулевую тягу 9 к левому управляемому колесу 8. Правое управляемое колесо связано с левым поперечной рулевой тягой 6.
Распределитель и гидроусилитель встроен в рулевой механизм 12, и соединен трубопроводами и шлангами с клапаном ограничения расхода и давления 4 и масляным баком 2. Масло в рулевой механизм из насоса 5 подается в рулевой механизм через ограничения расхода и давления 4.
ИНТЕГРАЛЬНЫЙ РУЛЕВОЙ МЕХАНИЗМ
Механизм рулевого управления с гидроусилителем (рис. 4.9.2) выполнен по интегральной схеме, то есть в одном корпусе с рулевым механизмом размещены гидравлический распределитель и силовой цилиндр. Механизм рулевого управления с гидроусилителем рассчитан на эксплуатацию при температуре окружающей среды от минус 45 °С до плюс 50 °С. В табл. 4.9.1 приведены технические характеристики рулевого механизма.
Тип рулевой передачи: винт-шариковая гайка-зубчатая рейка-трехзубый сектор.
Зубчатая рейка выполнена заодно с поршнем и шариковой гайкой винтовой пере-
дачи. Винт рулевого механизма, взаимодействующий с шариковой гайкой, установлен на двух упорных подшипниках, один из которых размещен в картере рулевого механизма, а второй - в корпусе распределителя. В рулевом механизме шариковинтовая передача имеет левое направление нарезки.
ВНИМАНИЕ! Шарики в винтовой передаче подобраны с точностью 0,002 мм и замена шариков из комплекта недопускается.
Рисунок 4.9.1 - Схема рулевого управления:
1 - рулевое колесо; 2 - масляный бак; 3 - тройник; 4 - клапан ограничения расхода и давления; 5 - насос; 6 - поперечная рулевая тяга; 7 - балка передней оси; 8 - колесо; 9 - продольная рулевая тяга; 10 - наконечник тяги; 11 - сошка; 12 - рулевой механизм; 13 - карданный вал; 14 - рулевая колонка
Таблица 4.9.1 – Технические характеристики рулевого механизма
Регулировка преднатяга подшипников осуществляется регулировочной гайкой, размещенной в картере. При этом величина момента проворачивания винта при отведенном на максимальное расстояние от рейки (при помощи вращения эксцентриковых втулок) вале-секторе должна быть не менее 3,5 Н·м. После регулировки необходимо проконтролировать отсутствие люфта входного вала путем покачивания технологического рычага, установленного на вал-сектор. По окончании работ поясок гайки заминается в пазы.
В рулевом механизме трехзубый сектор, выполненный заодно с валом, и взаимодействующий с зубчатой рейкой поршня, установлен в картере рулевого механизма на двух роликовых радиальных подшипниках с эксцентриковыми втулками. Регулировка зубчатого зацепления осуществляется одновременным поворотом эксцентриковых втулок из исходного положения по часовой стрелке, если смотреть со стороны шлицевого конца вала-сектора. При этом момент, необходимый для проворота входного вала при переходе через среднее положение, должен быть на 1,5-2,0 Н·м больше максимальной величины момента преднатяга подшипников, но не более 7,0 Н·м. Отсутствие зазора (люфта) в зацеплении в среднем положении контролируется путем покачивания технологического рычага. После регулировки эксцентриковые втулки стопорятся при помощи крышек регулировочных со стопорными винтами.
На торце шлицевого конца вала-сектора нанесена метка для правильной установки сошки. Метки сошки и вала-сектора при сборке должны быть совмещены. Гидравлический распределитель механизма тангенциальный, роторного типа с центрирующим элементом в виде торсиона.
Вал-золотник распределителя одним концом с рабочими гидравлическими элементами размещен в осевом отверстии винта рулевого механизма, а вторым опирается на роликовый радиальный подшипник в корпусе распределителя.
Вал-золотник и винт связаны между собой посредством сегментных, поперечно расположенных упоров, ограничивающих их взаимный относительный поворот и обеспечивающих механическую связь при передаче вращения от вала-золотника винту рулевого механизма при выходе из строя гидроусилителя или неработающем двигателе (например, при буксировке). Для возможности управления автобусом при неработающем усилителе в корпусе распределителя предусмотрен клапан, перепускающий жидкость из полости слива в полость нагнетания.
Винт, вал-золотник с подшипниками подобраны из деталей одной размерной группы, а вал-золотник выставлен и зафиксирован штифтом на торсионе относительно винта в строго определенном угловом (гидравлически нейтральном) положении.
Внимание! разборка и нарушение комплектности деталей распределителя, принятой при заводской сборке (винт, вал-золотник, игольчатые подшипники, торсион), не допускается.
В механизме имеется предохранительный клапан, установленный в корпусе распределителя. Клапан отрегулирован на заводе на давление 14 МПа (140 кгс/см 2 ).
Внимание! регулировка предохранительного клапана в автопарках запрещается.
Для уменьшения нагрузок в механизме и повышения его долговечности при максимальных углах поворота рулевого колеса в поршне-рейке установлены концевые выключатели, которые осуществляют перепуск рабочей жидкости из полости нагнетания гидроцилиндра в полость слива при перемещении поршня-рейки в крайние положения.
Внимание! Концевые выключатели и поршень-рейка подобраны из деталей одной размерной группы, разборка и нарушение комплектности деталей, принятой при заводской сборке (поршень-рейка, концевые выключатели), не допускается.
Рисунок 4.9.2 – Рулевой механизм с гидроусилителем:
1 вал-золотник; 2 уплотнитель; 3 корпус распределителя; 4 табличка информационная; 5 заклепка; 6 гильза; 7 винт; 8 поршень-рейка; 9 желоб; 10 шарик; 11 накладка; 12 картер; 13 уплотнение; 14 подшипник упорный; 15 пробка магнитная; 16 кольцо уплотнительное; 17 гайка регулировочная; 18 манжета; 19 клапан предохранительный; 20 кольцо уплотнительное; 21 торсион; 22 подшипник игольчатый браслетный; 23 уплотнение; 24 уплотнение; 25 упор; 26 пробка защитная; 27 винт стопорный; 28 концевой выключатель; 29 пружина; 30 кольцо стопорное; 31 штифт; 32 клапан перепускной; 33 штифт; 34 винт регулировочный; 35 пробка резьбовая; 36 кольцо стопорное; 37 крышка регулировочная; 38 муфта защитная; 39 вал-сектор; 40 эксцентриковая втулка (кольцо наружное с роликами); 41 крышка защитная; 42 уплотнение; 43 кольцо промежуточное; 44 кольцо уплотнительное; 45 фиксатор пробки
Рисунок 4.9.3 – Наконечник рулевой тяги:
3 1 уплотнитель; 2 шаровой палец; 3 гайка; 4 корпус; 5 крышка; 6 болт; 7 пружина; 8 пробка; 9,10 сухари; 11 ограничитель
Наконечник рулевой тяги
состоит из корпуса 4 (рис. 4.9.3) в котором установлен меж-4 ду сухарями 9 и 10 шаровой
палец 2. Сухари прижи-------- маются к сферической головке пальца пружиной 7. | Предварительное сжатие
-4) пружины производится
при затягивании пробки 8.
Пробка после регулировки и затягивания болтов 6 стопорится зачеканкой участка крыш-
ки 5 в паз корпуса 4. Со стороны конусной части пальца шарнир герметизируется уплотнителем 1. Для смазки шарнира в корпус наконечника ввернута масленка.
Масляный бак гидроусилителя рулевого управления установлен за передней панелью в моторном отсеке. Состоит масляный бак из корпуса 12 (рис. 4.9.4), крышки 5, заливной пробки со щупом 2, заливного фильтра 13 и фильтрующего элемента 10. Для контроля уровня масла в бачок установлен датчик уровня 4, который при падении уровня масла подает сигнал на контрольную лампу щитка приборов.
Масляный фильтр устанавливается вместе с предохранительным клапаном на
стержень 7. Клапан прижимается к фильтру пружиной 11, которая фиксируется в сжатом состоянии стопором 6. Стержень 7 в сборе с фильтром 10 вворачивается в штуцер. Крышка 5 прижимается к корпусу при заворачивании гайки 3. Для герметизации соединения под крышку установлен уплотнитель, а под шайбу - уплотнительное кольцо.
При работе двигателя рабочая жидкость поступает из распределителя во внутреннюю полость фильтрующего
Рисунок 4.9.4 - Масляный бак гидроусилителя рулевого управления:
1 - уплотнитель; 2 - заливная пробка со щупом; 3 - гайка; 4 - датчик уровня; 5 - крышка; 6 - стопор; 7 - стержень; 8 - предохранительный клапан; 9 - сливная пробка; 10 - фильтрующий элемент; 11 - пружина; 12 - корпус; 13 - заливной фильтр
элемента 10, и, пройдя очистку в фильтрующем элементе, через патрубок поступает к всасывающему патрубку насоса.
При засорении фильтрующего элемента увеличивается перепад давлений внутри и снаружи фильтра, под действием которого открывается, сжимая пружину 11, перепускной клапан 8, и рабочая жидкость циркулирует в системе без очистки.
Насос высокого давления преобразует вращательное движение входного вала в энергию потока рабочей жидкости. Двигатели «DEUTZ» укомплектованы пластинчатыми насосами, установленными при сборке двигателя, двигатели ММЗ - шестеренными.
Клапан ограничения расхода и давления (рис. 4.9.5) служит для поддержания постоянного расхода масла независимо от частоты вращения вала насоса и ограничения максимального давления. На автобусах с двигателем «DEUTZ» без силового цилиндра в рулевом управлении клапан служит только для поддержания постоянного расхода масла (в плунжер 2 (рис. 4.9.5) не устанавливаются пружина3, толкатель и шарик 4, а вместо седла клапана 9 устанавливается заглушка).
Ограничение расхода осуществляется следующим образом:
- рабочая жидкость (масло) из насоса под давлением поступает в полость «Д» и далее по каналу «Г» в корпусе клапана 1 и через центральное отверстие в жиклере 8 к распределителю рулевого механизма. Так как скорость в центральном отверстии жиклера выше, чем в канале «Г», из-за разности проходных сечений давление в центральном отверстии жиклера и в полости «Б» будет ниже, чем в канале «Д» и «Г». С увеличением расхода рабочей жидкости через жиклёр 8 разность давлений в полостях «Б» и «Д» возрастает и, при достижении максимального расхода (31. 35 л/мин), плунжер 2 перемещается вправо, сжимая пружину 7. Рабочая жидкость частично из полости «Д» поступает в полость «А» и далее на слив. Давление в полости «Д» падает и плунжер, поджимаемый пружиной 7, перемещается влево, разъединяя полости «Д» и «А», таким образом поддерживается постоянный расход рабочей жидкости.
Рисунок 4.9.5 - Клапан ограничения расхода и давления:
1 - корпус клапана; 2 - плунжер; 3, 7 - пружина; 4 - шарик клапана;
5 - регулировочные прокладки;
6 - пробка; 8 - жиклер; 9 - седло клапана.
А, Б, В, Г, Д - каналы и полости
Ограничение давления осуществляется следующим образом:
- при достижении в полости «Б» максимального давления (9,8. 10,8 МПа), масло преодолевает усилие пружины 3, отталкивает шарик 4, и через радиальное отверстие в плунжере 2 стравливается в полость «А», давление в полости «Б» становится
ниже, чем в полости «Д» (давление не успевает сравняться из-за ограничения прохода рабочей жидкости через отверстия жиклера 8) и плунжер 2 перемещается вправо, сжимая пружину 7 и соединяя полости «Д и «А», ограничивая таким образом максимальное давление.
На автобусы МАЗ устанавливается регулируемая по высоте и наклону травмобезопасная рулевая колонка.
Рулевая колонка 9 (рис. 4.9.6) в сборе с механизмом регулирования наклона и высоты рулевого колеса закреплена на кронштейне 19. Рулевое колесо 12 закреплено на валу 10 рулевой колонке гайкой 11.
В рабочем положении зубчатые рейки 1 и 6 прижимаются к зубчатым секторам 4 и 7 пружинами 17 и 18, фиксируя рулевую колонку в определенном положении. Для регулировки угла наклона рулевого колеса необходимо нажать педаль 15 на половину хода, при этом зубчатая рейка поворачивается на пальце 8 и выходит из зацепления с зубчатым сектором 7, давая возможность поворачивать рулевую колонку вокруг оси 13. При дальнейшем нажатии на педаль до упора в болт 16 зубчатая рейка 1 поворачивается на пальце 3 и выходит из зацепления с зубчатым сектором 4, давая возможность поворачивать рулевую колонку вокруг оси 5, при этом рулевая колонка регулируется как по наклону, так и по высоте. При отпускании педали пружины прижимают зубчатые рейки к зубчатым секторам, фиксируя рулевую колонку в выбранном положении.
Рисунок 4.9.6 - Регулируемая рулевая колонка с травмобезопасным устройством:
1, 6 - зубчатая рейка; 2, 3, 8 - палец; 4, 7 - зубчатый сектор; 5, 13 - ось; 9 - рулевая колонка; 10 - вал; 11 - гайка; 12 - рулевое колесо; 14 - шпонка; 15 - педаль; 16 - болт; 17, 18 - пружина; 19 - кронштейн
5.1.4 Рулевое управление автомобилей МАЗ
Рулевое управление включает в себя рулевой механизм 4 (рисунок 5.16), рулевой вал 6, рулевое колесо 7, гидроусилитель 2 и рулевой привод.
Рисунок 5.16 – Рулевое управление автомобилей МАЗ
1 – продольная рулевая тяга; 2 – гидроусилитель рулевого управления; 3 – сошка; 4 – рулевой механизм; 5 – карданный шарнир рулевого вала; 6 – рулевой вал; 7 – рулевое колесо; 8 – поперечная рулевая тяга; 9 – левый рычаг поперечной рулевой тяги; 10 – верхний поворотный рычаг
Комбинированный рулевой механизм автомобилей МАЗ (рисунок 5.17) представляет собой винт 12, который проходит внутри гайки-рейки, находящейся в зацеплении с зубчатом сектором 7. В винтовые канавки между гайкой-рейкой 6 и винтом 12 при сборке заложено два ряда шариков. Движение шариков в винтовых канавках ограничено направляющими 13 и 15. Высокая точность деталей механизма обеспечивает лёгкое плавное вращение винта в гайке-рейке.
Рисунок 5.17 – Рулевой механизм автомобилей МАЗ
1 – сошка; 2, 17 – манжеты; 3 – упорное кольцо; 4 – подшипник вала сектора; 5 – картер; 6 – гайкарейка; 7 – зубчатый сектор; 8 – регулировочные прокладки; 9 – болт крепления крышки; 10 – нижняя крышка; 11 – подшипник винта; 12 – винт; 13, 15 – направляющие шариков; 14 – шарики; 16 – пробка отверстия для заливки масла; 18 – опорная пластина; 19 – гайка регулировочного винта; 20 – боковая крышка картера; 21 – контргайка; 22 – регулировочный винт
Зубчатый сектор 7 рулевого механизма, изготовленный как одно целое с валом сошки, установлен на игольчатых подшипниках 4. Зубья сектора выполнены с переменной по длине толщиной, что позволяет регулировать зазор в зацеплении с рейкой, перемещая в осевом направлении сектор регулировочным винтом 22. Винт в сборе с валом сектора вворачивают в боковую крышку 20 картера и крепят контргайкой 21. Регулировочный винт упирается в опорную пластину 18 и удерживается гайкой 19. Контргайка 21 фиксирует положение винта после регулировки.
Для правильной установки сошки на торце вала сектора нанесена метка, которую при сборке совмещают с меткой на сошке. Винт 12 вращается в двух роликоподшипниках 11 и соединяется с рулевым валом карданным шарниром. Картер рулевого механизма закрыт крышками 10 и 20, уплотнён резиновыми манжетами 2 и 17. Отверстие для заливки масла закрыто пробкой 16.
Гидроусилитель рулевого управления 2 (рисунок 5.16) представляет собой агрегат, состоящий из распределителя и силового цилиндра в сборе. Схема работы гидроусилителя показана на рисунке 5.18. Гидравлическая система усилителя включает насос, установленный, на двигателе автомобиля, бачок для масла, трубопроводы и шланги.
Распределитель состоит из корпуса 1, золотника 2, корпуса шарниров 4 со стаканом 3, шаровыми пальцами 8 и 9. Распределитель регулирует поток жидкости, поступающей из насоса в силовой цилиндр. При работающем насосе жидкость постоянно циркулирует по замкнутому кругу: насос – распределитель – бачок – насос.
Рисунок 5.18 – Схема работы гидроусилителя автомобилей МАЗ
1 – корпус золотника; 2 – золотник; 3 – стакан распределителя; 4 – корпус шарнира; 5 – силовой цилиндр; 6 – поршень; 7 – продольная тяга; 8 – палец продольной тяги; 9 – палец сошки; 10 – пробка ограничительная; 11 – гайка корпусов шарниров; 12 – сливная магистраль; 13 – нагнетательная магистраль; ? – нейтральное положение; ?? – поворот в левую сторону; . – поворот в правую сторону
Силовой цилиндр гидроусилителя соединён с корпусом шарниров распределителя с помощью резьбового соединения. Цилиндр имеет поршень 6 со штоком, на конце которого расположена шарнирная головка для крепления на раме. Наружная часть штока защищена от загрязнения гофрированным резиновым чехлом.
При работающем двигателе автомобиля насос непрерывно подает в гидроусилитель масло, которое в зависимости от направления движения автомобиля либо возвращается обратно в бачок, либо подается в одну из рабочих полостей силового цилиндра 5. Другая полость при этом соединена через сливную магистраль 12 с бачком.
Давление масла через сверления в золотнике 2 всегда передается в реактивные камеры и стремится установить золотник в нейтральное, по отношению к корпусу, положение.
При прямолинейном движении автомобиля (положение ?) масло подается насосом по нагнетательному шлангу 13 в крайние кольцевые полости распределителя, а оттуда через зазоры между кромками канавок золотника и корпуса – в среднюю кольцевую полость и далее по сливной магистрали 12 в бачок.
При повороте рулевого колеса сошка руля через шаровой палец 9 перемещает золотник в сторону от нейтрального положения. При этом нагнетательная и сливная полости в корпусе золотника разобщаются, и жидкость начинает поступать в соответствующую полость силового цилиндра, производя перемещение цилиндра относительно поршня. Движение цилиндра передается управляемым колесом через шаровой палец 8 и связанную с ним продольную рулевую тягу.
Если прекратить вращение рулевого колеса, золотник останавливается, а корпус золотника надвигается на золотник и устанавливается в нейтральное положение. Поворот управляемых колёс автомобиля прекращается.
Гидравлический усилитель руля обладает высокой чувствительностью. Для поворота колёс автомобиля необходимо перемещение золотника всего от 0,4 до 0,6 мм. Давление в рабочей полости силового цилиндра увеличивается с повышением сопротивления повороту колёс. Одновременно увеличивается давление в реактивной камере золотника. Под действием этого давления золотник постоянно стремится вернуться в нейтральное положение.
Чем больше сопротивление повороту колёс, тем больше усилие, с которым золотник стремится вернуться в нейтральное положение, тем больше и усилие на рулевом колесе.
Для возможности управления автомобилем при неработающем усилителе (например, при буксировке) в корпусе распределителя установлен обратный клапан, перепускающий жидкость из одной полости силового цилиндра в другую.
В системе гидроусилителя имеется предохранительный клапан, установленный на силовом цилиндре. Клапан отрегулирован на заводе на давление в системе 8,0-9,0 МПа (80-90 кгс/см 2 ).
Следует иметь в виду, что допускается лишь кратковременная работа рулевого управления при неработающем усилителе, так как при этом значительно возрастает усилие на рулевом колесе и увеличивается его свободный ход.
Насос гидроусилителя шестерённого типа с клапаном расхода и давления состоит из корпуса 7 (рисунок 5.19) и размещённых в нем двух шестерён: ведущей 10 и ведомой 8, вращающихся во втулках. Эти втулки обеспечивают одновременно торцевое уплотнение шестерён. Привод насоса осуществляется от коленчатого вала посредством клиновых ремней.
Рисунок 5.19 – Насос гидроусилителя
1 – стопорное кольцо; 2 – опорное кольцо; 3 – сальники; 4 – левая втулка; 5 – кольцо; 6 – крышка; 7 – корпус; 8 – ведомая шестерня; 9 – правая втулка; 10 – ведущая шестерня
Клапан расхода и давления (рисунок 5.20) работает следующим образом. Рабочая жидкость из насоса под давлением поступает в вертикальный канал А и далее по горизонтальному каналу Б через центральное отверстие 10 в жиклере 11 к распределителю рулевого механизма. Так как скорость в центральном отверстии 10 жиклера 11 выше, чем в канале Б из-за разности проходных сечений, давление в полости Г, соединённой с центральным отверстием, будет ниже, чем в канале Б и, следовательно, ниже, чем в вертикальном канале А. С увеличением частоты вращения шестерён насоса разность давлений в полости Г и канале А возрастает и при подаче насоса свыше 31-35 л/мин плунжер 5 перемещается вправо, сжимая пружину 8. В этом случае рабочая жидкость частично из вертикального канала А поступает в полость слива Д и по трубке возвращается во всасывающий патрубок 9 насоса. Таким образом, независимо от частоты вращения насоса расход рабочей жидкости через распределитель будет составлять не более 31-35 л/мин.
Рисунок 5.20 – Клапан расхода и давления
1 – пробка; 2 – радиальное отверстие в плунжере; 3, 8 – пружины; 9 – радиальное отверстие в жиклёре; 10 – центральное отверстие в жиклёре; 11 – жиклёр; 12 – регулировочные прокладки; 13 – корпус клапана; А, Б, В, Г, Д – каналы и полости в корпусе
При увеличении давления в каналах А и Б и полости Г (рисунок 5.20) до 9,511 МПа (95-110 кгс/см 2 ) шарик 4 отрывается от седла, сжимая пружину 3. Рабочая жидкость из полости Г по дроссельному каналу 6 пробки 7 через радиальное отверстие 2 в плунжере поступает в полость слива Д и по трубке на слив. Так как проходные сечения дроссельных каналов 9 и 6 отличаются незначительно, давление в полости Г практически не повышается. Повышение давления Е канале А вызывает перемещение плунжера 5 вправо, в результате чего рабочая жидкость из канала поступает в полость слива Д и по трубке во всасывающий патрубок насоса. Таким образом, система гидроусилителя руля предохраняется от перегрузки.
Ограничитель расхода и давления насоса гидроусилителя руля
Ограничитель предназначен для клапанной гидроаппаратуры, в частности ограничителя расхода и давления в гидросистемах рулевого управления автомобилей и других транспортных средств. В ограничителе расхода и давления, содержащем корпус со сливным и проходным каналами, последний соединен с цилиндрической расточкой, в которой размещен золотник клапана расхода, поджатый пружиной, в торце которого со стороны пружины смонтирован предохранительный клапан. Полость расточки на этой стороне клапана соединена через дроссель с каналом контролированного расхода, который, в свою очередь, соединен через дроссель с проходным каналом. Перед дроссельным каналом на входе в предохранительный клапан размещен фильтрующий элемент. Таким образом, через фильтрующий элемент при срабатывании предохранительного клапана протекает уже очищенная жидкость, что способствует стабильной и надежной работе ограничителя. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к машиностроительной гидравлике и касается клапанной гидроаппаратуры, в частности ограничителя расхода и давления в гидросистемах рулевого управления автомобилей и других транспортных средств.
Известен ограничитель расхода и давления, используемый в гидросистемах рулевого управления автомобилей для поддержания расхода насоса гидроусилителя руля на необходимом уровне, независимо от частоты вращения приводного вала насоса и для защиты системы от чрезмерного увеличения давления рабочей жидкости (см. Автомобили МАЗ-64227, 54322. Руководство по эксплуатации Минск, изд. "Полымя", 1987, с.60-62).
К выходному отверстию насоса гидроусилителя руля крепится ограничитель расхода и давления, содержащий корпус со сливным и проходным каналом, соединенным с цилиндрической расточкой, в которой размещен золотник клапана расхода, поджатый пружиной, в торце которого со стороны пружины смонтирован предохранительный клапан.
Полость расточки на этой стороне клапана соединена через дроссель с каналом контролированного расхода, который, в свою очередь, соединен через дроссель с проходным каналом.
Основным недостатком этого ограничителя является нестабильная работа предохранительного клапана, обусловленная тем, что частицы механических загрязнений, находящиеся в рабочей жидкости, попадая между седлом и запорным органом в виде шарика, не дают ему возможность закрываться. В дальнейшем такие случаи все чаще повторяются, что приводит в итоге к выходу из строя ограничителя.
В основу изобретения положена задача создания ограничителя расхода и давления, в котором исключалось бы попадание механических загрязнений в запорный орган предохранительного клапана, чем обеспечивалась стабильная и надежная работа ограничителя.
Поставленная задача решается тем, что в ограничителе расхода и давления насоса гидроусилителя руля, содержащем корпус со сливным и проходным каналом, соединенным с цилиндрической расточкой, в которой размещен золотник клапана расхода, поджатый пружиной, в торце которого со стороны пружины смонтирован предохранительный клапан, а полость расточки на этой стороне клапана соединена через дроссель с каналом контролированного расхода, который, в свою очередь, соединен через дроссель с проходным каналом, согласно изобретению перед дроссельным каналом на входе в предохранительный клапан размещен фильтрующий элемент.
Таким образом, слив лишнего расхода рабочей жидкости при срабатывании предохранительного клапана происходит уже при очищенной фильтрующим элементом жидкости, что способствует стабильности и надежной работе ограничителя.
Кроме этого, целесообразно для увеличения пропускной способности фильтрующего элемента фильтрующий элемент отделить от входа в дроссельное отверстие замкнутой полостью. Для этого замкнутая полость образована кольцевым выступом на торце предохранительного клапана вокруг входа в дроссельный канал, а фильтрующий элемент размещен с торца этого выступа и соединен с ним.
И, наконец, для увеличения тонкости фильтрации элемента он выполнен в несколько слоев, что в совокупности с увеличенной поверхностью фильтрации практически не будет оказывать влияние на величину расхода жидкости через фильтрующий элемент.
Изобретение поясняется примером его конкретного выполнения и чертежами, где:
на фиг.1 - изображен ограничитель расхода и давления гидроусилителя руля, продольный разрез;
на фиг.2 - изображена в увеличенном масштабе часть разреза предохранительного клапана с фильтрующим элементом.
Ограничитель расхода и давления присоединяется болтами к выходному каналу насоса или выполняется обычно совместно с задней крышкой насоса. В корпусе 1 ограничителя имеется проходной канал 2 и сливной канал 3. Проходной канал 2 соединяется через дроссель 4 с каналом 5 контролированного расхода (см. фиг.1).
В цилиндрической расточке 6, что соединяется с проходным каналом 2, размещен золотник 7 клапана расхода, который движется возвратно-поступательно в антифрикционной втулке 8, запрессованной в цилиндрическую расточку 6. Золотник 7 с торца, противоположного проходному каналу 2, поджимается пружиной 9. В этом же торце золотника 7 смонтирован предохранительный клапан 10, дроссельный канал 11 которого заканчивается седлом 12, которое закрывается шариком 13, поджатым к седлу 12 через направитель 14 пружиной 15.
Заклапанная полость 16 предохранительного клапана 10 через радиальные каналы 17 соединена с кольцевой проточкой 18 на наружной поверхности золотника 7, которая через канал 19 соединяется со сливным каналом 3. На торце предохранительного клапана 10 перед дроссельным каналом 11 размещен фильтрующий элемент 20, закрепленный на торце кольцевого выступа 21, образованного вокруг входа в дроссельный канал 11 (см. фиг.2). Таким образом, перед дроссельным каналом 11 образована замкнутая полость 22.
Фильтрующий элемент обычно выполняется из металлической сетки, а для повышения тонкости фильтрации его изготавливают, как минимум, из двух слоев (см. фиг.2).
Полость 23 цилиндрической расточки 6 со стороны предохранительного клапана 10 соединена через дроссель 24 с каналом 5 контролированного расхода.
Золотник 7 клапана расхода со стороны проходного канала 2 на своей наружной поверхности имеет ряд продольных пазов 25, соединенных с проходным каналом 2.
Ограничитель расхода и давления работает следующим образом.
Рабочая жидкость с выходного канала насоса под давлением поступает в проходной канал 2 и дальше через дроссель 4 в канал 5 контролированного расхода и к распределителю рулевого механизма. В связи с тем, что скорость движения жидкости в дросселе 4 выше, чем в проходном канале 2, через разницу проходных сечений, давление в полости 23, которая соединяется через дроссель 24 с каналом 5 контролированного расхода, будет ниже, чем в проходном канале 2.
С увеличением частоты вращения приводного вала насоса разница давления в проходном канале 2 и полости 23 возрастает, и при установленной подаче насоса золотник 7 клапана расхода перемещается влево, сжимая пружину 9. При этом рабочая жидкость по продольным пазам 25, проточке в антифрикционной втулке 8 и каналу 19 частично сливается в канал слива 3 и возвращается во входной канал насоса.
Таким образом, независимо от частоты вращения приводного вала насоса, золотник 7 клапана расхода будет поддерживать требуемый расход жидкости через проходной канал 2 на постоянном уровне, все время перемещаясь поступательно в цилиндрической расточке втулки 8.
При увеличении давления в проходном канале 2 и в полости 23 шарик 13 предохранительного клапана 10 отрывается от седла 12, сжимая пружину 15, и по дроссельному каналу 11 перепускает рабочую жидкость в заклапанную полость 16 и дальше по радиальным каналам 17 в золотнике 7 в кольцевую проточку 18 и в сливной канал 3.
Так как поперечное сечение дроссельного отверстия 24 и дроссельного канала 11 в предохранительном клапане 10 отличаются незначительно, давление в камере 23 практически не повышается. Повышение давления в проходном канале 2 вызывает перемещение золотника 7 влево, в результате чего рабочая жидкость пазами 25 поступает в сливной канал 3. Таким образом, система гидроусилителя руля предохраняется от перегрузки.
Размещение перед дроссельным каналом 11 на входе в предохранительный клапан 10 фильтрующего элемента 20 приводит к тому, что при срабатывании предохранительного клапана 10 через него протекает уже очищенная жидкость, что способствует стабильной и надежной работе ограничителя.
Для повышения тонкости фильтрации фильтрующий элемент выполнен, как минимум, из двух слоев при одновременном увеличении его пропускной способности за счет отделения его от входа в дроссельный канал 11 замкнутой полостью 22.
1. Ограничитель расхода и давления насоса гидроусилителя руля, содержащий корпус со сливным и проходным каналом, соединенным с цилиндрической расточкой, в которой размещен золотник клапана расхода, поджатый пружиной, в торце которого со стороны пружины смонтирован предохранительный клапан, а полость расточки на этой стороне клапана соединена через дроссель с каналом контролированного расхода, который, в свою очередь, соединен через дроссель с проходным каналом, отличающийся тем, что перед дроссельным каналом на входе в предохранительный клапан размещен фильтрующий элемент.
2. Ограничитель расхода и давления по п.1, отличающийся тем, что фильтрующий элемент отделен от входа в дроссельное отверстие замкнутой полостью.
3. Ограничитель расхода и давления по п.1, отличающийся тем, что замкнутая полость образована кольцевым выступом на торце предохранительного клапана вокруг входа в дроссельный канал, а фильтрующий элемент размещен с торца этого выступа и соединен с ним.
4. Ограничитель расхода и давления по п.1, отличающийся тем, что фильтрующий элемент имеет как минимум два слоя фильтрующего материала.
Редукционные клапаны
Редукционным называют клапан, предназначенный для уменьшения давления в линии отводимой от основной и поддержания этого давления на постоянном уровне.
Редукционные клапаны используют в случае если от одной линии высокого давления питаются один или несколько потребителей, рассчитанных на меньшее рабочее давление, чем основная линия.
Редукционные клапаны, также, применяются для уменьшения или стабилизации давления питания исполнительных механизмов.
Функции редукционного клапана
Редукционные клапаны позволяют реализовать следующие функции:
- Снижение давления в линии отводимой от основной
- Поддержание давления на постоянном уровне
- Ограничение давления (только для трехлинейных клапанов)
Как работает редукционный клапан
Попробуем разобраться, как работают редукционные клапаны.
Рассмотрим подробнее устройство и работу клапанов прямого и непрямого действия.
Редукционный клапан прямого действия
Принципиальная схема редукционного клапана прямого действия показана на рисунке. Рассмотрим основные элементы и принцип работы редукционного клапана.
Давление жидкости на выходе редукционного клапана в линии отводимой от основной называют редуцируемым.
Золотник 1 расположен в корпусе 2, в котором также установлена пружина 3, ее поджатие регулируется винтом 4.
Давление в напорной линии (Рн) подводится к рабочей полости золотника, не оказывая на него силового воздействия, так как площади поясков золотника равны. Осевыми силами, действующими на золотник являются сила пружины и сила, обусловленная давлением на выходе клапана (Рред). Положение золотника будет определяться силой действия пружины и редуцируемым давлением Рред. Настройка давления на выходе редукционного клапана осуществляется винтом, поджимающим пружину.
При увеличении редуцируемого давления (Рред), золотник, под действием этого давления будет смещаться (вверх по схеме), уменьшая площадь проходного сечения S, увеличивая гидравлическое сопротивление. В результате возросших потерь редуцируемое давление снизиться до величины первоначальной настройки.
При уменьшении редуцируемого давления (Рред) золотник под действие усилия пружины переместится вниз, увеличивая проходное сечение. В результате снижения потерь, давление в отводимой линии достигнет величины настройки.
В редукционном клапане прямого действия на золотник с одной стороны воздействует пружина, а с другой - редуцируемое давление. Усилие пружины зависит от степени ее сжатия, то есть от положения золотника, которое, в свою очередь, зависит от расхода на выходе клапана. В связи с этим при увеличении расходе через редукционный клапан прямого действия будет уменьшаться редуцируемое давление.
Эта особенность работы клапанов прямого действия может оказывать существенное влияние на работу клапана при больших величинах расхода. Поэтому для работы при больших расходах используют редукционные клапаны непрямого действия.
Редукционный клапан непрямого действия
Использование редукционных клапанов непрямого действия позволяет уменьшить влияние расхода на давление.
Схема клапана редукционного непрямого действия показана на рисунке.
Жидкость подводится в клапан через отверстие 9, пройдя через зазор между золотником 5 и седлом в корпусе, жидкость поступает в отовдимую линию 10. Давление жидкости в отводимой линии воздействует на нижний торец золотника. Жидкость из отводимой линии, к тому же, через постоянный дроссель 4 подводится к верхнему торцу золотника и к шарику 1, поджатому пружиной 2, усилие поджатия регулируется винтом 6. Линия 7 соединяется со сливом.
Положение золотника 5 определяется соотношением сил давления в отводимой линии (редуцируемого) и давления в камере 8.
Величина давления в камере 8 зависит от настройки пружины 2, то есть величину давления настройки клапан можно регулировать винтом 6.
В случае увеличения давления в линии отводимой от основной выше давления настройки, шарик отодвинется от седла, пропуская часть жидкости на слив. В результате появления расхода через дроссель 4, давление на верхний торец золотника снизится (из-за потерь на дросселе), золотник под действием редуцируемого давления переместится вверх, уменьшая проходное сечение, что вызовет снижение редуцируемого давления до величины настройки.
Как изображается редукционный клапан на гидросхемах
На гидравлических схемах редукционный клапан показывают в виде квадрата со стрелкой, указывающей направление жидкости, также на схеме показана регулируемая пружина и управление с линии выхода (пунктиром). Пример обозначения редукционного клапана показан на следующем рисунке.
Чем редукционный клапан отличается от предохранительного
Редукционные и предохранительные клапаны позволяют регулировать давление, некоторые модели этих устройств производятся в корпусах схожей формы, они регулируется с помощью винта, регулирующего поджатие пружины, их гидравлические схемы состоят из похожих элементов. По этим причинам эти клапаны можно перепутать. Хотя различий у редукционных и предохранительных клапанах гораздо больше, они различаются как по конструкции, принципу действия и назначению.
Пожалуй главным различием является то, что предохранительный клапан управляется давлением на входе (из линии Р), а на золотник редукционного клапана управляющее воздействие оказывает давление на выходе клапана (из линии А). Это отражено и на гидравлической схеме клапана, пунктирная линия управления на схеме редукционного клапана подведена к выходу, а на схеме предохранительного - ко входу.
Функции этих клапанов также различны, клапан предохранительный защищает гидравлическую систему от чрезмерно высоко давления, клапан редукционный снижает давление в линии отводимой от основной и поддерживает давление в этой линии на постоянном уровне.
Регулятор давления пневматической системы
Регулятор давления предназначен для автоматического регулирования давления в пневматической системе в пределах 0,65 0,8 МПа (6,5 8,0 КГС/СМЗ), а также для защиты агрегатов пневматического привода от загрязнения маслом и. чрезмерного повышения давления при выходе из строя регулирующего устройства. Регулятор давления соединен трубопроводом непосредственно с компрессором; прикреплен двумя болтами к кронштейну.
регулятор давления
Атмосферный вывод регулятора направлен вниз так, чтобы выбрасываемый регулятором конденсат не попадал на другие детали автомобиля.
Принцип работы
Сжатый воздух от компрессора через вывод 1 регулятора, фильтр 3, канал Д и обратный клапан 10 поступает к выводу 111 и далее в воздушные баллоны пневматического привода. Одновременно по каналу Г сжатый воздух проходит полость В под уравновешивающий поршень 9, на который воздействует пружина б. Выпускной клапан 4, соединяющий полость Е над разгрузочным поршнем 12 с окружающей средой через вывод П, открыт. Впускной клапан 11, через который сжатый воздух подводится из кольцевого канала в полость Е , под действием своей пружины закрыт так же, как и разгрузочный клапан 2.
схема
Такое состояние регулятора соответствует наполнению воздушных баллонов сжатым воздухом от компрессора. При достижении определенного давления в полости В поршень 9, преодолевая усилие пружины 6 , поднимается вверх. Клапан 4 под действием толкателя закрывается, впускной клапан 11 открывается, и сжатый воздух из кольцевого канала поступает в полость Е .
Под действием сжатого Воздуха разгрузочный поршень 12 перемещается, вниз, разгрузочный клапан 2 открывается, и сжатый воздух из компрессора через вывод 4 выходит в окружающую среду вместе со скопившимся в полости Ж конденсатом. При этом давление в кольцевом канале падает и обратный клапан 10 закрывается. В результате этого компрессор работает в разгрузочном режиме без противодавления.
регулировка давления в системе
При падении давления в выводе 3 и полости В до определенного значения поршень 9 под действием пружины б перемещается вниз, Впускной клапан 11 закрывается, а выпускной клапан 4 открывается, сообщая полость В с окружающей средой через вывод 11. Разгрузочный поршень 12 под действием пружины поднимается вверх, клапан 2 под действием своей пружины закрывается, и компрессор снова нагнетает сжатый воздух в баллоны.
Разгрузочный клапан 2, кроме того, работает как предохранительный клапан. Если регулятор не срабатывает при давлении 0,8 МПа (8,0 КГС/СМЗ>, то при давлении 1,0 1,35 МПа (10 13,5 кгс/см?) клапан откроется, преодолев сопротивление своей пружины и пружины поршня 12. Давление открытия клапана 2 регулируют изменением числа шайб под пружиной.
вывод для подкачки шин
Регулятор давления имеет клапан отбора воздуха , например, для накачивания шин, закрытый колпачком 15. При навинчивании штуцера шланга для накачивания шин клапан утапливается, открывая доступ сжатому воздуху в шланг и перекрывая проход сжатого воздуха к выводу 11. Перед накачиванием шин давление в воз душных баллонах следует понизить до давления, соответствующего включению регулятора, так как во время разгрузочного режима работы компрессора отбор воздуха невозможен.
Неисправности регулятора
Основные неисправности регулятора это изнашивание резиновых уплотнителей, манжет, колец.
фильтр регулятора
Обслуживание регулятора давления
Заключается в периодической проверке его работы и очистке фильтра (при сезонном обслуживании). Замене резиновых уплотнителей клапанов (ремкомплект). Регулировка давления.
Если пределы регулируемого давления воздуха в пневматической системе не соответствуют 0,65 0,8 МПа (6,5 8,0 кгс/см), (: помощью регулировочного болта следует отрегулировать давление до нужных ‚пределов. Для того чтобы вынуть фильтр, надо вывернуть нижнюю крышку 1 . После этого нужно промыть фильтр в бензине и очистить внутренние полости регулятора и крышки.
С появлением системы непосредственного впрыска бензина в камеру сгорания цилиндра, распределяемого и дозируемого инжектором, возникла необходимость в поддержании стабильного давления топлива в системе. Конструкторы решили проблему, позаимствовав клапан регулировки давления топлива у дизельных моторов.
Задача клапана проста: при повышенном потреблении бензина он должен сокращать возвратный поток; при уменьшении расхода – открывать проход для возврата бензина в бак.
Небольшой по габаритам и малозаметный элемент топливной системы в случае неисправности может быть причиной нарушений стабильной работы мотора. Любой автолюбитель, автомобиль которого имеет , должен знать, как устроен топливный обратный клапан, его возможные неисправности и методы их устранения.
Устройство и принцип работы клапана
Для того, чтобы понять, как работает клапан топливный, уместно вспомнить конструкцию и принцип действия термостата с учётом двух отличий: вместо охлаждающей жидкости через устройство протекает бензин, а на величину открытия прохода влияет не температура, а разность усилий давления топлива с одной стороны и пружины с дугой. Иногда дополнительным регулятором является давлением воздуха во впускном коллекторе.
Внешне клапан давления топлива также похож на , но уменьшенный в несколько раз. Металлический корпус, состоящий из двух цилиндрических половинок, в одной части имеет два патрубка для входа и выхода бензина, а в другой – для соединения со шлангом, подключенным к коллектору. В автомобилях отечественного производства используют более простые по конструкции клапаны, в которых давление регулируется исключительно сопротивлением пружины, они имеют только входной и выходной патрубки.
При неработающем , когда насос не подаёт топливо, диск клапана плотно закрывает седло и не пропускает топливо по магистрали обратно в бак. С началом работы насоса, включающегося при запуске мотора, в системе постепенно повышается давление топлива. Часть его форсунками впрыскивается в цилиндры, а остаток упирается в клапан. Как только давление начинает превышать установленную величину (около 2,5 кг/см 2 ), бензин преодолевает сопротивление пружины клапана и начинает стекать по трубке в бак.
В некоторых автомобилях зарубежного производства используют клапаны с воздушной подкачкой. Под клапаном расположена камера, отгороженная мембраной. Полость камеры соединена трубопроводом с впускным коллектором. Сделано это для того, чтобы дозировка топлива дополнительно регулировалась давлением воздуха. Когда водитель нажимает педаль «газ», увеличивается разрежение воздуха в коллекторе, которое помогает пружине клапана удерживать бензин.
Клапан регулировки давления выполняет ещё одну важную функцию. После остановки двигателя этот элемент позволяет сохранять систему заполненной топливом. В любой момент запуска мотора водитель может быть уверен, что топливные магистрали заполнены бензином и пуск не вызовет затруднений.
Читайте также: