Весовая стабилизация управляемых колес

Скоростная стабилизация весьма полезна как с точки зрения повышения курсовой устойчивости движения автомобиля, так и с точки зрения обеспечения водителю чувства дороги. Но этот эффект незаметен при движении с малыми скоростями, когда на автомобиль не действуют заметные боковые силы. Поэтому наряду со скоростной стабилизацией применяют другой вид стабилизации управляемых колес, осуществляемый путем наклона осей поворота колес в по­перечной плоскости внутрь автомобиля (угол (3 на рис. 13.29). При рассмотрении природы этого эффекта для упрощения принимают, что контакт колеса с дорогой точечный, а угол развала колес и угол продольного наклона шкворня отсутствуют.

Возникновение стабилизирующего момента при этом объясняется тем, что точка контакта колеса с дорогой (точка Q при вращении рулевого колеса дви­жется по окружности с центром О2, вслед­ствие чего колесо стремится внедриться в дорогу. Ввиду невозможности такого внедрения, передняя часть автомобиля приподнимается, и ее потенциальная энергия увеличивается. Но все тела и системы, составленные из тел, стремятся к уменьшению своей потенциальной энергии, что в данном случае приводит к стремлению управляемых колес под действием веса передней части автомо­биля занять среднее положение. Отсюда вытекает и название этого вида стабили­зации - весовая.

Однако такое объяснение не учитывает ряд факторов, вследствие чего может создаться впечатление, что при нулевом или отрица­тельном плече обкатки (плечо а на рис. 13.29) стабилизирующий эффект неминуемо должен исчезнуть. На самом деле из-за наличия продольного наклона оси поворота колес и большой ширины пятна контакта шины с опорной поверхностью весовая стабилизация при

Рис. 13.29. Природа весовой стабилизации управляемых колес

уменьшении плеча обкатки уменьшается, но полностью не исчезает даже при нулевых и небольших отрицательных значениях плеча обкатки. Лишь при больших значениях отрицательного плеча об­катки стабилизация превращается в дестабилизацию, но этот эффект является несущественным на фоне скоростной стабилизации управляемых колес.

13.8. Усилители рулевого привода

Необходимым условием выполнения быстрых поворотов как при движении с высокой скоростью, так и при маневрировании в стесненных условиях являются:

малое усилие на рулевом колесе;

малый угол поворота рулевого колеса между двумя крайними

положениями.

Очевидно, что указанные условия являются противоречивыми. Первое требует увеличения передаточного отношения рулевого уп­равления, второе ограничивает величину этого передаточного от­ношения. Для устранения данного противоречия применяют уси­лители рулевого привода.

Возможны усилители электрические, пневматические и гидрав­лические. Электрические усилители показывают хорошие резуль­таты, но в настоящее время только выходят из стадии лабораторных исследований и разработок, а пневматические оказались неприем­лемыми ввиду большой упругой податливости рабочего тела — воз­духа, приводившей к запаздыванию срабатывания усилителя и воз­никновению в рулевом управлении недопустимых колебательных процессов. Поэтому в настоящее время широко применяют гид­равлические усилители, в том числе и на автомобилях, имеющих компрессоры, предназначенные для питания тормозной системы.

В общем случае гидравлический усилитель состоит из источника энергии, распределителя и силового цилиндра. К источнику энергии (гидронасосу) предъявляются высокие требования. Так, для умень­шения размеров, массы и стоимости усилителя необходимо при­менять высокие давления жидкости. В современных усилителях используются давления 7—15 МПа, поэтому насосы дороги, так как изготавливаются из высокопрочных материалов, а для умень­шения утечек имеют высокую точность обработки.

. Конструкция и работа гидравлических усилителей

Распределитель усилителя предназначен для связи источника энергии с исполнительным силовым цилиндром. Он в соответствии с направлением, темпом вращения рулевого колеса и сопротивлением повороту управляемых колес устанавливает в нужной полости силового цилиндра необходимое давление.

Очевидно, что давление в силовом цилиндре должно быть про­порционально величине момента Мк (рис. 13.30), поворачивающего колеса. Момент Мк зависит от нескольких факторов и в общем случае может быть описан уравнением:

(13.1)

где Л/ст - момент, равный стабилизирующему моменту и зависящий от направления поворота колес, величины угла их поворота, скорости движения автомобиля и величины его загрузки; Mj - момент, оп­ределяемый инерционностью колес и деталей рулевого привода, (величина Mj зависит от величины и знака углового ускорения управляемых колес вокруг осей их поворота и при плавных поворотах рулевого колеса практически равна нулю); М^ - момент, опреде­ляемый трением в шарнирах и шкворневых узлах, в других под­вижных соединениях рулевого управления, например в силовом цилиндре.

Рассмотрим, как изменяется величина Мк при резком повороте управляемых колес и при возвращении их в прежнее положение. В начальный момент времени, при прямолинейном движении ав­томобиля и отсутствии действующих на него боковых сил, все три слагаемых уравнения (13.1) равны нулю. После появления неко­торого угла поворота колес появляется стабилизирующий момент Л/ст, величина которого по мере роста угла поворота будет увели­чиваться как вследствие увеличения весовой стабилизации, так и вследствие увеличения центробежной силы. Очевидно, что в начале поворота инерционная составляющая момента Mj будет положи­тельна, а в конце отрицательна. Момент трения М^ на протяжении всего поворота управляемых колес будет положительным, а сум­марная величина момента, необходимого для поворота колес, будет равна:

При равномерном движении автомобиля по кругу величина кру­тящего момента будет определяться уравнением

(13.2)

а при возвращении управляемых колес в среднее положение урав­нением:

Из сказанного следует, что при движении автомобиля величина момента, который необходимо прикладывать к его управляемым

Рис. 13.30. Схема рулевого управления с гидравлическим

усилителем

колесам, может изменяться в весьма широких пределах. В соот­ветствии с изменением момента Мк должно изменяться давление жидкости в силовом цилиндре.

Для решения таких задач в технике применяют устройства с отрицательной обратной связью. Обратной связью называется воз­действие результатов функционирования какой-либо системы (уст­ройства) на характер дальнейшего функционирования этой системы. Если указанное воздействие направлено на возвращение системы в нейтральное положение, то такая обратная связь называется от­рицательной.

На рис. 13.30 показана принципиальная схема рулевого управ­ления с усилителем. Насос 6 через напорную магистраль 7и сливную магистраль 4 соединен с распределителем 3, встроенным в данной

конструкции в продольную рулевую тягу, имеющую на схеме две части / и 16. Силовой цилиндр 26, шток которого шарнирно соединен с поперечной рулевой тягой 27, связан с распределителем посред­ством двух исполнительных магистралей 24 и 25. Магистрали 4, 7, 24 и 25 включают в себя гибкие шланги, не препятствующие перемещению распределителя вместе с продольной тягой.

Распределитель состоит из корпуса 3, связанного с концом 1 продольной тяги, и вставленного в него золотника 8, присоеди­ненного к другому концу 16 этой тяги.

Золотник представляет собой цилиндрическое тело с двумя про­точками 20 и 22. Половина продольной рулевой тяги 16, связанная с золотником, снабжена двумя упорами 15 и 18, с которыми взаи­модействуют две шайбы 11 и 13. Шайбы распираются пружиной 12, которая прижимает их не только к упорам 15 и 18, но и к заплечикам 14 и 17, расположенным на корпусе распределителя. Пружина 12 стремится удерживать золотник в среднем положении, носит название центрирующей пружины и установлена с предва­рительным натягом.

Средний буртик 21 золотника, расположенный между проточ­ками 20 и 22, имеет осевую длину, меньшую, чем диаметр выходного отверстия напорной магистрали 7. Расстояние от краев этого от­верстия до краев двух выходных отверстий сливной магистрали 4 меньше длины проточек 20 и 22 золотника. Диаметр входных от­верстий исполнительных магистралей 24 и 25 также меньше длины этих проточек.

При среднем (нейтральном) положении золотника жидкость из насоса, заполнив обе полости силового цилиндра, вытекает через золотник в сливную магистраль. Усилитель при этом не работает, так как давление в обеих полостях цилиндра одинаково. Давление в напорной магистрали при этом мало и равно давлению, необ­ходимому для прокачки жидкости через систему. Если при вращении рулевого колеса момент Л/к, прикладываемый к управляемым ко­лесам, мал и соответствующая ему сила Р, действующая на про­дольную тягу, недостаточна для сжатия центрирующей пружины 12, то золотник не смещается относительно корпуса распределителя (он движется совместно с корпусом и продольной тягой) и усилитель в работу не включается, хотя колеса автомобиля поворачиваются.

Однако если, например, при повороте влево момент Л/к и сила Р достигнут определенной величины, то пружина 12 начнет сжи­маться, а золотник начнет смещаться относительно корпуса. При этом внутренний торец проточки золотника 22 будет уменьшать сечение щели 8, через которую напорная магистраль соединяется с правой полостью силового цилиндра и сливной магистралью 4. Одновременно наружный торец проточки 20 будет уменьшать се­чение щели 8, соединяющей левую полость силового цилиндра со сливом.

В результате уменьшения сечения щелей увеличится сопротив­ление перетеканию жидкости из напорной магистрали в сливную, и давление перед щелями, а следовательно, в напорной магистрали и в левой полости силового цилиндра начнет увеличиваться. Умень­шение сечения щелей и увеличение давления будет продолжаться до тех пор, пока сила, действующая на шток силового цилиндра, не достигнет величины, соответствующей величине момента Мк. После этого начавшийся поворот колес вызовет перемещение кор­пуса распределителя вместе с частью 1 продольной рулевой тяги, и уменьшение сечения щелей 5 и 9 прекратится, а давление в левой полости цилиндра при постоянной величине момента Мк стабилизируется.

Нетрудно прийти к выводу, что описанное выше смещение зо­лотника, а следовательно, и срабатывание усилителя может начаться не только в первый момент поворота рулевого колеса, но и в других эксплуатационных ситуациях, так как причиной, вызывающей смещение золотника относительно корпуса, является не собственно вращение рулевого колеса, а действие направленной вдоль про­дольной рулевой тяги силы Р. Так, усилитель может включиться в работу при движении автомобиля по прямой, если, например, в результате наезда левого колеса на препятствие возникает допол­нительная сила Рл, действующая на колесо со стороны дороги и стремящаяся повернуть управляемые колеса влево. В этом случае начавшийся поворот колес вызовет смещение корпуса распредели­теля относительно золотника и уменьшение сечения щелей (но не щелей 5 и 9, а двух других), в результате чего давление начнет увеличиваться не в левой полости силового цилиндра, а в правой. Причем уменьшение сечения щелей и сопровождающее его увели­чение давления будет происходить до тех пор, пока сила на штоке цилиндра не уравновесит поворачивающий момент, порожденный силой Ря.

Таким образом, работа усилителя рулевого привода осуществ­ляется в соответствии с описанным выше принципом отрицательной обратной связи. Реализация этого принципа в данном случае за­ключается в том, что начавшееся функционирование усилителя (уве­личение давления жидкости в одной из полостей силового цилиндра) стремится поставить золотник в нейтральное положение, то есть выключить усилитель. Но выключению усилителя препятствует на­личие силового фактора, вызвавшего его включение. Таким фак­тором может быть момент сопротивления повороту управляемых колес или момент, необходимый для их удержания в повернутом положении (этот момент по величине равен моменту Л/к, но про­тивоположен ему по направлению). Другой причиной включения усилителя является часто возникающий при взаимодействии колес с опорной поверхностью момент, вызывающий самопроизвольный поворот колес.

Силовой фактор (крутящий момент), вызвавший включение уси­лителя, стремится уменьшить сечение щелей, соединяющих со слив­ной магистралью напорную магистраль и работающую полость си­лового цилиндра, и, тем самым увеличить давление в силовом цилиндре. Увеличивающееся давление стремится, наоборот, увели­чить сечение указанных щелей и выключить усилитель. Результатом такого «противоборства» является наступление динамического рав­новесия между величиной крутящего момента, действующего на управляемые колеса, и давлением в силовом цилиндре.

Работа золотника сопровождается его смещением относительно корпуса и поворотами управляемых колес, не зависящими от по­ложения рулевого колеса. Эти повороты могут складываться с опи­санными выше самопроизвольными поворотами управляемых колес в пределах зазоров и упругостей, имеющихся в рулевом управлении, и в принципе являются вредными. Но величина смещения золотника, необходимая для его срабатывания, невелика (менее 1 мм) по срав­нению с плечом h (puc. 13.30), вследствие чего указанные повороты колес оказываются весьма малыми.

Другая особенность работы усилителя заключается в том, что работающая полость силового цилиндра постоянно напрямую со­единяется с напорной магистралью, а регулирование давления в ней происходит за счет изменения сопротивления вытеканию (дрос­селирования) жидкости из напорной магистрали в сливную. Такая организация рабочего процесса позволяет регулировать давление в силовом цилиндре независимо от того, идет ли наполнение рабо­тающей полости (поворот колес), опорожняется ли она (возвращение колес в среднее положение), или объем работающей полости ци­линдра постоянен (движение автомобиля по прямой или по кругу). Например, если автомобиль движется по кругу влево, то давление в левой полости цилиндра будет установлено в соответствии с урав­нением (13.2). Если при этом водитель отпустит рулевое колесо, то усилитель под действием центрирующей пружины выключится из работы, давление в левой полости станет равным давлению слива, а управляемые колеса будут возвращаться в среднее положение под действием стабилизирующего момента с некоторой угловой скоростью со.

Если водитель будет возвращать рулевое колесо в среднее по­ложение со скоростью меньшей, чем со • Upy, то давление в левой полости будет по мере уменьшения угла поворота уменьшаться в соответствии с уменьшающимся при этом стабилизирующим мо­ментом.

Если же водитель вернет рулевое колесо в среднее положение резко, рывком, то в начальный момент давление в левой полости упадет до нуля, но тут же оно начнет подниматься в правой полости силового цилиндра. Такое переключение усилителя произойдет вследствие большой величины инерционного момента My, препят-

Рис. 13.31. Рабочие характеристики гидравлических усилителей

ствующего резкому нарастанию скорости вращения управляемых колес вокруг оси поворота. В конце, когда водитель, опять же резко, остановит вращение рулевого колеса, снова произойдет пе­реключение полостей силового цилиндра, и избыточное давление появится в левой полости, где оно будет в основном преодолевать стремление инерционного момента продолжать вращение колес во­круг осей их поворота.

Графическое изображение характеристики описанного усилителя показано на рис. 13.31. Луч ОС характеризует изменение момента Мр к, прикладываемого водителем к рулевому колесу, в зависимости от величины момента Мк в том случае, если усилитель рулевого управления отсутствует. При наличии усилителя в точке I величина момента Мр к становится достаточной для того, чтобы соответст­вующая ему сила Р, действующая на рулевую тягу, преодолела силу предварительного натяга центрирующей пружины и включила уси­литель. Диапазону изменения момента Мк от значения А/к1 до Л/к2 соответствует прямая I—II. В этом диапазоне происходит активное регулирование давления жидкости. В точке II указанное давление достигает предельного расчетного значения, на которое отрегули­рован предохранительный клапан, устанавливаемый в насосе, после чего функция Л/р к =/(Мк) выражается линией II—С(, параллельной лучу ОС.

Описанный вариант конструкции усилителя имеет некоторое распространение, но не обеспечивает получение водителем инфор­мации о поведении автомобиля и о силах, действующих на его управляемые колеса (линия I—II горизонтальна, то есть величина Л/р к не зависит от величины Л/к). Последнее обстоятельство снижает четкость действий водителя, поэтому большее распространение по­лучили усилители, в которых увеличение давления в силовом ци­линдре сопровождается заметным увеличением силы Р, а следова­тельно, и момента Л/р к.

Такое свойство усилитель приобретает, если снабдить его ре­активными полостями 2 и 10, связанными с исполнительными ма­гистралями 24 и 25 посредством отверстий 19 и 23. В этом случае при срабатывании усилителя давление, увеличивающееся в одной из полостей силового цилиндра, будет одновременно увеличиваться в соответствующей реактивной полости, где оно, воздействуя на торец золотника, создаст силу, складывающуюся с силой центри­рующей пружины. Очевидно, что чем больше момент Мк, прикла­дываемый к управляемым колесам, тем больше давление жидкости в цилиндре и в соответствующей реактивной полости, тем больше будет крутящий момент Л/рк, воспринимаемый водителем через напряжения мышц рук.

Характеристика работы такого усилителя показана на рис. 13.31 ломаной линий 0-1-Ш-С2.

Важной особенностью усилителей является наличие зоны не­чувствительности 0-1. Величина момента Мк1 определяется силой предварительного натяга центрирующей пружины, и с точки зрения уменьшения зоны нечувствительности величину этого натяга следует устанавливать небольшой. Однако, с другой стороны, силу пред­варительного натяга в рассмотренной конструкции необходимо за­давать с тем расчетом, чтобы она превышала силу, необходимую для обратного вращения отпущенного рулевого колеса и обуслов­ленную трением в рулевом механизме. Если этого не сделать, то изменения поворачивающего момента, прикладываемого к управ­ляемым колесам со стороны дороги, не будут передаваться на руки водителя до тех пор, пока этот момент не достигнет заметной величины.

Если какая-либо внешняя сила вызовет поворот управляемых колес, то при достаточно большой ее величине произойдет вклю­чение усилителя, действие которого будет противостоять действию внешней силы. Если при этом сила, вызвавшая включение усилителя и действующая на передний конец / рулевой тяги, после его вклю­чения будет меньше силы, необходимой для обратного вращения рулевого механизма, то водитель не ощутит через рулевое колесо изменения внешней ситуации.

В некоторых (особенно устаревших) конструкциях для упроще­ния отказывались от центрирующих пружин. В этом случае про­исходит много необоснованных включений усилителя от взаимо­действия колес с небольшими дорожными неровностями и исклю­чается передача на рулевое колесо малых значений стабилизирую­щего момента. Характеристика таких усилителей показана на рис. 13.31 ломаной линией 0-IV-C3.

Уменьшить зону нечувствительности, сохранив одновременно пе­редачу на рулевое колесо достаточно малых воздействий дороги на управляемые колеса можно, если установить распределитель не в продольной рулевой тяге, то есть после рулевого механизма, а перед

Рис. 13.32. Гидравлический усилитель рулевого привода

ним, как это сделано в конструкции, показанной на рис. 13.32. В этом случае для перемещения золотника 5 торцевые опоры винта 4 рулевого механизма выполнены так, чтобы винт имел небольшое осевое пе­ремещение под действием реактивной силы, прикладываемой к нему со стороны гайки 2 Эта сила обусловлена тем, что гайка, смещаемая винтом влево или вправо, отталкивает винт в противоположном на­правлении. Работает золотник подобно золотнику, показанному на рис. 13.30. Напорная магистраль <? подведена к нему посередине. Левая проточка 6 золотника соединена с правой полостью 3 силового ци­линдра //, правая проточка 7 — с левой полостью 1. Шесть цент­рирующих пружин 9, расположенных в каналах, параллельных оси вала, распирают двенадцать реактивных плунжеров 10, прижимая их к внутренним кольцам подшипников и одновременно к корпусу силового цилиндра и к крышке распределителя. Винт сдвигается в осевом направлении только после того, как сила его взаимодействия с гайкой превысит силу предварительного сжатия пружин. Внутренние торцы плунжеров находятся в полости, связанной с напорной ма­гистралью, и являются реактивными поверхностями. Дополнительным преимуществом такой конструктивной схемы является то, что трение в рулевом механизме, на которое распределитель, расположенный в рулевой тяге, не реагирует, теперь является для него частью момента сопротивления повороту колес Мк, в результате чего эффективность усилителя возрастает.

В пределах смещения золотника относительно корпуса распре­делителя рулевое колесо и управляемые колеса имеют кинематически независимое перемещение. Это перемещение мало, но все же создает некоторую нечеткость работы рулевого управления. С целью умень­шения этой нечеткости для пе­ремещения золотника исполь­зуют не осевое перемещение деталей рулевого управления, а вращательное движение ру­левого вала. Положительный эффект здесь достигается за счет того, что при такой кон­струкции удается получить пе­ремещение золотника, доста­точное для срабатывания уси­лителя, при меньшем угле поворота рулевого колеса. Зо­лотники такого типа называ­ются тангенциальными.

Конструкции распреде­лителей с тангенциальными золотниками более сложны, иногда в них не удается со­здать реактивные полости, но, в силу указанного выше достоинства, применение та­ких распределителей в на­стоящее время расширяется. На рис. 13.33 а показано та­кое золотниковое устройство. Вращающийся золотник 6 жестко присоединен правым концом к рулевому валу. Кор­пус золотника 2, являющийся одновременно выходным ва­лом усилителя, посредством пальца 1 соединен с рулевым

Рис. 13.33. Тангенциальный золотниковый распределитель (а) и схема распределения потоков жидкости (б)

валом через торсион 7. При передаче крутящего момента торсион упруго закручивается и золотник смещается в окружном направлении относительно корпуса. В телах золотника и корпуса расположены каналы 4 (рис. 13.33 а, б), связывающие напорную магистраль 3 с исполнительными магистралями 8 и со сливной магистралью 5. При повороте золотника относительно корпуса щели, связывающие между собой каналы корпуса и золотника, изменяют свое проходное сечение аналогично тому, как это происходит в описанном ранее распределительном устройстве с осевым золотником. Так же как и при осевом золотнике, величина проходного сечения щелей оп­ределяет величину рабочего давления жидкости в исполнительных магистралях. Каждой величине проходного сечения щелей соответ­ствует определенный угол закрутки торсиона, который, в свою оче­редь, соответствует определенной величине крутящего момента, при­кладываемого к рулевому колесу.

В данной конструкции предусмотрены три комплекса одно­именных щелей, то есть фактически распределитель состоит из трех работающих параллельно распределителей. Такое решение до­полнительно увеличивает чувствительность распределителя, так как позволяет получить необходимое суммарное изменение проходного сечения щелей при втрое меньшем угле поворота рулевого колеса. Необходимо отметить, что многие описания усилителей рулевого привода, к сожалению, грешат ошибками, которых при изучении данного материала необходимо избежать. Часто утверждается, будто усилитель обязательно включается в начале каждого поворота ру­левого колеса и обязательно выключается после его остановки. Эта ошибка основывается на игнорировании того обстоятельства, что золотник усилителя фактически реагирует не на перемещение эле­ментов рулевого управления, а на силы или моменты, вызывающие эти перемещения. Детали рулевого управления могут двигаться, а усилитель при этом может и не включаться. Но если силы и моменты, действующие на эти детали, достигнут необходимой величины, он включится и при неподвижном рулевом колесе. С другой стороны, как отмечалось выше, на повернутые управляемые колеса автомобиля практически всегда действует достаточно большой стабилизирующий момент. Поэтому усилитель почти никогда не выключается после окончания поворота управляемых колес. Иначе говоря, усилитель, по существу, реагирует не на кинематический фактор, а на силовой. Вторая ошибка, являющаяся продолжением и разновидностью первой, заключается в утверждении, что усилители без реактивных полостей имеют лишь «кинематическое следящее действие», а уси­лители, имеющие реактивные полости, обладают еще и «силовым следящим действием». При этом упрощенным термином «следящее действие» заменяется более правильный термин «отрицательная об­ратная связь».

И в том и в другом случае отрицательная обратная связь дей­ствительно осуществляется золотником, который принципиально

не может работать без перемещения относительно корпуса. Поэтому, формально рассуждая, можно считать, что в обеих конструкциях обратная связь кинематическая. Но такое рассуждение по сути со­вершенно неверно, так как подменяет назначение обратной связи способом ее реализации. На самом деле отрицательная обратная связь осуществляет согласование между давлением жидкости в си­ловом цилиндре и крутящим моментом, который необходимо при­кладывать к управляемым колесам, то есть фактически является силовой. Очевидно, что если бы для реализации обратной связи были бы применены не золотники, а какие-либо другие устройства, чье срабатывание не сопровождалось бы перемещением их элемен­тов, то никаких рассуждений о некоем специальном «кинематиче­ском следящем действии» не возникало бы, хотя суть отрицательной обратной связи осталась бы неизменной.

На самом деле отличие между золотниковыми распределителями с реактивными полостями и без них заключается в следующем. При отсутствии реактивных полостей вся сила, определяющая ве­личину поворачивающего момента, прикладываемого к управляемым колесам, создается штоком силового цилиндра, а вся реактивная сила воспринимается опорой цилиндра (силой центрирующей пру­жины 12, на рис. 13.30, передаваемой через продольную тягу, ввиду ее малости в данном случае можно пренебречь).

При наличии в распределителе реактивных полостей (2 и 10 на рис. 13.30) давление жидкости в одной из них действует и на торец золотника, и на стенку корпуса распределителя. Сила, при­ложенная к корпусу распределителя, участвует в создании момента Мк, а реактивная сила, приложенная к золотнику, передается через рулевой механизм на руки водителя. Таким образом, водитель имеет возможность чувствовать дорогу

В тех случаях, когда автомобиль совершает максимально крутой поворот, водитель поворачивает рулевое колесо до упора друг в друга специальных ограничительных поверхностей, предусматри­ваемых обычно в рулевом приводе. Усилитель воспринимает упор рулевого управления в ограничители как действие на управляемые колеса момента сопротивления повороту бесконечно большой ве­личины и совершенно бессмысленно вынуждает насос длительное время развивать предельное давление. При этом режиме работы усилителя на насос и уплотнения действуют повышенные нагрузки, приводящие к сокращению срока их службы. Поэтому современные усилители часто снабжают гидравлическими клапанами, которые, открываясь вблизи крайних положений рулевого механизма, со­единяют между собой напорную и силовую магистрали, выключая тем самым усилители из работы, что исключает перегрузки уси­лителя, практически не увеличивая минимальный радиус поворота автомобиля.

Силовой цилиндр может быть установлен в различных местах шасси автомобиля. Он может располагаться параллельно поперечной

тяге, как показано на рис. 13.30, или параллельно продольной тяге, действуя на один из рычагов поворотных кулаков. При таком расположении цилиндра рулевой механизм и шарниры продольной тяги нагружаются лишь относительно небольшой силой, создаваемой водителем. Но длина напорной магистрали в этом случае велика, причем значительную ее часть должны составлять гибкие шланги, которые, несмотря на наличие специальной оплетки, имеют упругую по- датливость. Недостаточная жесткость гидравлической системы может привести к возникновению недопустимых колебаний управ­ляемых колес. Поэтому более совершенной считается конструкция, объединяющая поршень силового цилиндра с гайкой-рейкой вин-тореечного рулевого механизма (рис. 13.32) или с гайкой винтового кривошипного механизма. Если при этом и распределитель рас­положить на рулевом валу, то длина гибкого напорного шланга будет минимальна. Но и такой усилитель не лишен недостатков. Во-первых, рулевой механизм и продольная тяга должны в этом случае иметь увеличенные размеры и массу. Во-вторых, вал сошки рулевого механизма обязательно будет находиться в одной из по­лостей силового цилиндра, в силу чего его уплотнение будет ис­пытывать весьма большие нагрузки.

Систему, в которой гайка рулевого механизма является поршнем силового цилиндра, а корпус распределителя, расположенного на рулевом валу, закреплен на картере рулевого механизма, иногда называют гидрорулем.

В некоторых случаях на тихоходных транспортных средствах, когда из-за компоновочных соображений затруднена механиче­ская связь рулевого колеса и золотника с управляемыми колесами, применяют рулевые управления, в которых рулевое колесо взаи­модействует только с золотниковым устройством, а оно связано с управляемыми колесами только при помощи гидравлических магистралей. В данных конструкциях дозирование расхода жид­кости для поворота управляемых колес на требующийся угол осуществляется при помощи дозатора, который получает вра­щение от рулевого вала. Дозатор является, по существу, насосом, подающим необходимое количество жидкости в ту или иную полость силового цилиндра, поворачивающего управляемые ко­леса. Наличие дозатора не препятствует использованию в таких системах усилителей рулевого управления. Вследствие отсутствия в данном случае жесткой механической связи между рулевым колесом и управляемыми колесами, а также вследствие утечек жидкости в гидросистеме подобные конструкции не обеспечивают однозначности взаимного положения рулевого колеса и управ­ляемых колес. Это обстоятельство сдерживает применение ука­занного технического решения на скоростных транспортных сред­ствах.