Гидравлические системы шасси и технологического оборудования автомобилей, их принципиальные и структурные схемы

4 2.1. Гидравлические усилители рулевого привода автомобилей.

Все многообразие современных конструкций гидроусилителей рулевого управления автомобилей можно представить схемами, изображенными на рис.3.

Краткий анализ представленных схем позволяет сделать следующие обобщения. Конструкции, реализованные по схеме на рис.3.а имеют достоинства: минимальное количество трубок и соединительной арматуры в гидроприводе; минимальное время срабатывания гидроусилителя руля – такую схему в литературе иногда называют «гидроруль». Основным недостатком данного варианта является повышенная механическая нагруженность элементов крепления «гидроруля» на раме автомобиля.

Технические решения, соответствующие схеме на рис.3.б в положительном отношении характеризуются высокой чувствительностью гидропривода управляемых колес, а в отрицательном – относительно большим количеством шарниров рулевого привода, что ускоряет динамику нарастания зазоров в нем.

Рис.3. Принципиальные схемы гидравлических систем усилителей рулевого управления автомобилей: а) встроенный усилитель (автомобили ЗИЛ, КАМАЗ, МАN 40, МАN 365, FAUN FZ 40, 45, ГАЗ - 3110 и др.); б) полувстроенный (МАЗ – 5335, 5434, 509А и др.); в) полуразнесенный (УРАЛ – 375, 43204, КАЗ – 4540, КРАЗ – 6437, 260 и др.); г) разнесенный усилитель (ГАЗ – 66)

На рис.3 использованы следующие обозначения компонентов принципиальных схем: Н – насос; РП – рулевая передача; ГР – гидрораспределитель; ГЦ – исполнительный гидроцилиндр; вых. – механическая силовая связь гидроусилителя с элементами рулевого привода (продольная тяга, элементы рулевой трапеции).

Конструкции гидроусилителей выполненные по схеме на рис.3.в положительно отличаются хорошей чувствительностью привода управляемых колес, но имеют относительно большую протяженность соединительных трубопроводов. Это в свою очередь снижает быстродействие гидравлической системы и ее надежность.

Гидроусилители рулевого управления по схеме на рис.3.г весьма технологичны с точки зрения компоновки конструкции – все агрегаты автономны, однако, значительная длина трубопроводов и большое количество шарниров механической части привода являются причиной пульсаций в процессе действия гидропривода в целом и повышенному нагреву рабочей жидкости.

Основными показателями для оценки качества функционирования гидроусилителя рулевого управления являются:

- коэффициент эффективности

Э = Р_РК/(Р_РК – Р_Ц), (1)

где Р_РК – усилие на ободе рулевого колеса, Р_Ц – усилие от гидроусилителя, приведенное к рулевому колесу (в реальных конструкциях Э_MAX = 10…15);

- чувствительность, под которой понимаются угол поворота рулевого колеса α и усилие на его ободе Р_ЧУВ, при которых происходит включение гидроусилителя (в существующих конструкциях α = 10…15^о, Р_ЧУВ = 20…50 Н).

Гидроусилитель рулевого управления обеспечивает кинематическое и силовое следящее действие, имеет систему клапанов, которые автоматически оптимизируют быстродействие гидросистемы рулевого привода и ограничивают максимальное давление жидкости (обычно до 6,5…7 МПа), с целью защиты механических компонентов привода от деформаций и разрушения).

Несколько реже на автомобилях применяются гидроприводы рулевого управления в соответствии со схемой на рис. 4.

Рис.4. Принципиальная схема гидромеханизма поворота шарнирно-сочлененного автомобиля (МАЗ – 529 (Белоруссия), М520, D 550 (США))

Данные конструкции характерны для транспортных средств имеющих шарнирно-сочлененную раму ходовой системы. Основным достоинством в этом случае является то, что в кузове отсутствуют колесные ниши для поворота управляемых колес, поэтому их шины можно выполнить широкопрофильными большого диаметра. Поэтому рассматриваемая схема актуальна для автомобилей, работающих в тяжелых дорожных условиях или по бездорожью.

5 2.2. Гидравлические системы привода тормозов автомобилей.

На современных легковых автомобилях и грузовых с полной массой до 7,5 тонн нашли применение многоконтурные гидравлические тормозные приводы. Принципиальные схемы наиболее распространенных из них представлены на рис.5. Общими достоинствами данных систем являются: быстродействие; малые габариты агрегатов, а значит и минимальное компоновочное пространство; максимальная приспособленность для введения компонентов с компьютерным управлением (например, антиблокировочные системы (АБС)). Следует отметить, что диагональная схема (рис.5.б) по сравнению со схемой «тандем» (рис.5.а) при отказе одного из контуров обеспечивает эффективность торможения максимально возможные 50%. Но при этом, в качестве конструктивной особенности подвески передних управляемых колес требуется отрицательное плечо обкатки.

Рис.5. Структурные схемы гидравлического привода тормозов автомобилей:

а – двухконтурная типа «Тандем» (модельный ряд классики ВАЗ и др.); б – двухконтурная диагонального типа (ВАЗ 2108, 2112, ЗАЗ – 1102, AUDI – 100 и др.)

На рис.5 использованы следующие обозначения компонентов структурных схем: ГлЦ – главный тормозной цилиндр; КЦ – колесный цилиндр; РТС – регулятор тормозных сил; ГВУ – гидровакуумный усилитель.

2.3.Гидравлические системы исполнительных устройств технологического оборудования автомобилей (на примере автомобиля-самосвала).

Исполнительные устройства автомобилей с гидравлическим объемным приводом очень разнообразны. Это, например, гидравлические манипуляторы и краны, специальные коммунальные и строительные машины и т.д. В качестве примера рассмотрим гидравлический механизм подъема кузова автомобиля-самосвала. В специальной литературе их часто называют «гидродомкратами». В зависимости от выбранного признака выделяют следующие их типы.

По компоновке конструкции: одноступенчатые с усилием от 15 до 150 тонн; многоступенчатые (обычно до 4^Х ступеней) от 5 до 240 тонн.

По восприятию внешней нагрузки: одностороннего действия; двустороннего действия.

На рис.6 изображена структурная схема гидравлической системы подъемного устройства кузова автомобиля-самосвала на основе трехступенчатого гидроцилиндра одностороннего действия. Аналогичную схему имеют многие современные автомобили-самосвалы, например отечественный ЗИЛ-ММЗ-555. Гидросистема управляется из кабины посредством рычага. Насос шестеренного типа имеет привод через коробку отбора мощности от коробки передач базового шасси. Максимальное давление в данной гидросистеме может достигать 8 МПа.

Рис.6. Структурная схема гидросистемы подъемного механизма кузова автомобиля-самосвала: Н – насос; КУ – кран управления; Ф – фильтр гидросистемы; P,N,O – положение рукоятки управления на «подъем», «нейтральное», «опускание», соответственно

8 2.4. Краткие сведения о рабочих жидкостях рассмотренных гидросистем.

Подробное изучение автомобильных масел предусматривают специальные дисциплины учебного плана. Следует отметить большое разнообразие данных эксплуатационных материалов на практике. Здесь следует указать на то, что в технической эксплуатации необходимо придерживаться соответствующих инструкций заводов и фирм производителей. Для примера представим некоторые, наиболее применяемые в России рабочие жидкости для автомобильных гидравлических систем. Это отечественные масла МГ- 15 - В, МГ - 46 - В, И5А, И12А, МГ3, Р. Зарубежные аналоги AF42 (Shell), Univis S13 (Exxon), Tellus 46 (Shell), Hyspin AWS 46 (Exxon), Vitrea 9, Vitrea 22 (Shell). Отечественные тормозные жидкости БСК, ГТЖ – 22М, «Нева», «Томь», «Роса».

Дата добавления: 2014-01-04