Насос гидроусилителя

Насос гидроусилителя рулевого механизма автомобилей КамАЗ включает в себя пластинчатый (шиберный) насос двойного действия с перепускным 34 (рис. 150) и встроенным в него предохранительным клапанами; бачок 22 с заливным 14 и сливным 23 фильтрами и предохранительным клапаном 19.

Пластинчатый насос состоит из овального статора 38, закрепленного между корпусом 40 и крышкой 30, и вращаемого круглого ротора 41 с десятью пазами и установленными в них подвижными лопастями 36 — шиберами. Положение статора 38 относительно корпуса 40 и распределительного диска 35 зафиксировано штифтами, а направление вращения ротора 41 указано стрелкой на статоре. Герметичность насоса обеспечена точной обработкой торцовых поверхностей и надежной затяжкой болтов.

Вал 5 насоса установлен на шариковом 8 и игольчатом 12 подшипниках, приводится во вращение зубчатым колесом 1 от механизма газораспределения дизеля. Шлицевым хвостовиком этот вал центрирует и вращает ротор 41 в овальной расточке статора 38. При вращении ротора его лопасти 36 под действием центробежной силы и подпора масла дважды за оборот перемещаются от центра, а под действием овальной направляющей поверхности статора 38 — дважды к центру. Перемещение соседних лопастей 36 от центра вызывает увеличение, а к центру — уменьшение объема между ними, ротором 41, статором 38, корпусом 40 и распределительным диском 35. При увеличении объема масло через каналы и полости в корпусе 40, статоре 38, диске 35 и коллекторе 24 всасывается из бачка а при уменьшении объема через каналы и полости распределительного диска 35 нагнетается в систему и под лопасти 36 ротора.

Рис. 150. Насос гидроусилителя рулевого механизма автомобилей КамАЗ: 1 — зубчатое колесо привода; 2 — гайка; 3 — шплинт; 4, 15 и 27 — шайбы; 5 - вал; в — сегментная шпонка; 7 и 10 — упорные кольца; 8 — шарикоподшипник; 9 — маслоотгонное кольцо; 11 — манжета; 12 — игольчатый подшипник; 13 — пробка заливной горловины; 14 — заливной фильтр; 16 —болт; 17, 37 и 39 — уплотнительные кольца; 18 — труба фильтра; 19— предохранительный клапан; 20 — крышка оачка с пружиной; 21 и 29 — уплотнительные прокладки; 22 — бачок; 23 — фильтрующий элемент сливного фильтра; 24 — коллектор; 25 — трубка бачка; 26 - штуцер; 28 — прокладка коллектора; 30 — крышка; 31 — пружина перепускного клапана; 32 — седло предохранительного клапана; 33 — регулировочные шайбы; 34 — перепускной клапан; 35 — распределительный диск; 36 — лопасть насоса; 38 — стартор; 40 — корпус насоса; 41 — ротор; 42 — шарик; А — дроссель (калиброванное отверстие); канал, в и Г — полости; Д — эжекционное отверстие.

Для уравновешивания ротора от радиальных сил давления масла диаметрально противоположно располагают две всасывающие и две напорные полости (см. рис. 146).

Давление масла в напорной гидролинии насоса изменяется автоматически, задается гидроусилителем и ограничивается предохранительным клапаном. Подача масла зависит от частоты вращения ротора, размеров его и статора и насосом не регулируется. Минимальную подачу выбирают из расчета обеспечения наполнения гидроцилиндра при максимальной угловой скорости рулевого колеса и минимальной частоте вращения ротора насоса. Поэтому при средних и больших частотах вращения коленчатого вала дизеля подача масла насосом оказывается избыточной.

Подачу масла нерегулируемым насосом в гидроцилиндр регулируют дроссель А (см. рис. 150) и перепускной клапан 34. Они работают только совместно и делят подаваемое насосом масло на два потока: дроссель А — в напорную гидролинию, а перепускной клапан 34 — в гидролинию всасывания.

Перепускной клапан 34 — это клапан разности давлений масла в напорной полости распределительного диска 35 и на входе в систему, а дроссель А (калиброванное отверстие в крышке 30) — причина этой разности давлений.

Двухбуртовый цилиндрический плунжер перепускного клапана установлен с минимальным зазором в глухую расточку крышки 30. Пружина 31 и масло, подводимое после дросселя А через канал Б, отжимают плунжер вперед (на рисунке влево), а масло из напорной полости распределительного диска 35 — назад (вправо).

При минимальной подаче масла насосом и максимальной угловой скорости рулевого колеса разность давлений на входе в дроссель А и выходе из него минимальна и недостаточна для дополнительного сжатия пружины 31 и открытия перепускного клапана 34. Все масло, подаваемое насосом, поступает в гидроцилиндр усилителя.

Увеличение подачи масла насосом вызывает увеличение разности давлений на входе в дроссель и выходе из него. Увеличивается и разность давлений масла на торцы плунжера перепускного клапана. Он перемещается назад, дополнительно сжимая пружину 31. Между передним буртом плунжера и стенкой перепускного (вертикального) канала в крышке 30 образуются две сегментные щели для слива масла.

Если масло сливать непосредственно в бачок 22 и всасывать из него, возникнут кавитация, вспенивание масла и шум. Поэтому перепускной канал в крышке 30 и всасывающая полость В корпуса 40 соединены через полость Г коллектора 24. Полость Г имеет переменное проходное сечение, соединена с полостью бачка 22 через эжекционные отверстия Д в зоне расширения коллектора 24 и обеспечивает не только подсос масла из бачка, но и повышение давления в полости В за счет уменьшения кинетической энергии потока, перепускаемого открытым клапаном 34.

При закрытом перепускном клапане 34 масло циркулирует по большому кругу: полость В — насос — полость диска 35 — дроссель А — напорная гидролиния 26 (см. рис. 146) — распределитель — радиатор 28 — сливная гидролиния 32 — штуцер 26 (см. рис. 150) и трубка 25 бачка 22 — прорези трубы 18 и элементы 23 сливного фильтра — полость бачка 22 — отверстия Д и полость Г коллектора 24 — отверстие и полость В корпуса 40.

При чрезмерном сопротивлении управляемых колес повороту или упоре поршня-рейки в корпус рулевого механизма расход масла гидроцилиндром прекращается. Из-за отсутствия потока через дроссель А давление масла в напорных полостях диска 35 и крышки 30 выравнивается. Перепускной клапан 34 под действием пружины 31 закрывается, а давление масла во всех напорных полостях гидроусилителя быстро увеличивается. Когда оно достигнет 7,5...8 МПа, предохранительный клапан 18 (см. рис. 146) откроется и обеспечит циркуляцию по большому кругу.. Перепускной клапан 35 тоже откроется и обеспечит циркуляцию по малому кругу.

Если по какой-то причине предохранительный клапан 18 не сработает, вместо него (но при давлении 8,5...9 МПа) будет действовать предохранительный шариковый клапан 34 (см. рис. 150), встроенный в перепускной клапан 35 (см. рис. 146).

Таким образом, насос гидроусилителя автомобилей КамАЗ имеет двойную защиту от перегрузки. Его бачок 22 (см. рис. 150) и сливной фильтр с элементами 23 тоже защищены от перегрузки. При избыточном давлении 0,02...0,03 МПа открывается предохранительный клапан 19 и сообщает полость бачка 22 с атмосферой, функцию предохранительного клапана сливного фильтра выполняет сам фильтр: при увеличении гидравлического сопротивления пакет фильтрующих элементов 23 отжимается вверх и через прорези в трубе 18 перепускает часть масла непосредственно в бачок 22.

Насосы гидроусилителей рулевого механизма автомобилей ГАЗ-66 и ЗИЛ-130 имеют аналогичную конструкцию. Их ротор приводится во вращение клиноременной передачей.