Механизм рулевой HYUNDAI HD65/HD72/HD78: легкое и уверенное управление грузовиком
Южнокорейские грузовые автомобили Hyundai HD65, HD72 и HD78 оснащаются рулевым управлением, в основе которого лежит рулевой механизм типа «винт-гайка» с циркулирующими шариками. Об этом механизме, его устройстве, принципах работы и обслуживании, а также о типах и модификациях, читайте в этой статье.
Назначение рулевого механизма
Рулевое управление грузового автомобиля — это система, которая содержит несколько более или менее самостоятельных узлов и механизмом, каждый из которых выполняет свои функции. Так, управляющее усилие от рук водителя воспринимается с помощью рулевого колеса, соединенного с рулевым валом, а поворачивающее усилие непосредственно на колеса передается с помощью рулевого привода (через рулевые тяги и рычаги поворотных цапф). Однако основную роль играет рулевой механизм, расположенный между рулем и рулевым приводом.
Рулевой механизм выполняет две основные функции:
• Преобразование вращательного движения рулевого вала в поступательное движение рулевых тяг;
• Повышение усилия, передаваемого от руля (рук водителя) на колеса (играет роль редуктора).
То есть, рулевой механизм как раз и обеспечивает поворот колес при повороте руля, одновременно облегчая работу водителя, требуя приложения меньших сил. Для грузовых автомобилей, в том числе и грузовиков Hyundai HD65, 72 и 78 (имеющих полную массу от 6,5 до 7,8 тонн), это особенно актуально, поэтому к используемым в них рулевым механизмам предъявляются жесткие требования по эксплуатационным характеристикам, надежности и долговечности.
Наилучшим образом для автомобилей такой массы подходят рулевые механизмы типа «винт-гайка», которые могут оборудоваться гидроусилителем руля. Именно такие механизмы используются в грузовиках Hyundai HD65/HD72/HD78, а также в ряже других автомобилей и автобусов Hyundai.
Типы рулевых механизмов Hyundai HD65, 78
На сегодняшний день в грузовиках Hyundai используется только один тип рулевого механизма — «винт-гайка» с циркулирующими шариками. Существует две основных модификации механизма:
• Без гидросистемы ГУР;
• С гидросистемой ГУР.
Механическая часть обоих механизмов практически одинакова, а отличие заключается в наличии у механизма с ГУР некоторых дополнительных узлов и деталей, о которых будет сказано ниже.
Также рулевые механизмы отличаются по применимости:
• Для автомобилей с двигателем D4AL «Евро-2»;
• Для автомобилей с двигателями «Евро-3» (D4DB и D2DD).
Рулевые механизмы всех типов производятся на заводе Mobis (Мобис) в Корее, который является подразделением компании Hyundai. Поэтому на отечественном рынке присутствуют только оригинальные рулевые механизмы Hyundai южнокорейского производства.
Устройство рулевого механизма
Основу рулевого механизма Hyundai HD65/HD72/HD78 составляет пара «винт-гайка», которая состоит из соединенного с рулевым валом винта и расположенной на нем гайки. Гайка имеет большую длину, на ее внешней поверхности выполнены зубцы, которые входят в зацепление с зубцами сектора, соединенного с рулевой сошкой. Весь механизм (за исключением сошки) помещен в корпус (картер рулевого механизма), на внешней поверхности которого имеются проушины для монтажа на автомобиль.
Данный механизм одновременно повышает усилие от рук и преобразует вращательное движение в поступательное. Пара «винт-гайка» работает, как винтовой домкрат: несколько оборотов винта приводят к относительно небольшому смещению гайки, но сама гайка при этом оказывает значительное усилие на сошку. И гайка, как нетрудно догадаться, движется поступательно, чем решает вторую задачу — преобразование типа движения.
В обычной паре «винт-гайка» наблюдается высокое трение, поэтому она оказывает значительное сопротивление повороту, поверхности деталей подвергаются интенсивному износу и весь механизм быстро приходит в негодность. Для предотвращения таких негативных последствий в резьбовое соединение винта и гайки введены небольшие стальные шарики, в результате чего пара «винт-гайка» начинает работать, как подшипник.
Шарики не просто находятся в резьбе, а постоянно циркулируют в ней: при повороте винта шарики проворачиваются в резьбе, постепенно смещаются к одному из торцов гайки (в зависимости от направления вращения винта), и при достижении конца резьбы попадают в канавку, выполненную в теле гайки, и соединяющую начало и конец резьбы. Таким образом, шарики постоянно циркулируют в паре «винт-гайка», что приводит к требуемому снижению трения.
Описанное выше устройство имеет обычный рулевой механизм без ГУР, наличие гидроусилителя несколько усложняет весь механизм. В частности, гайка заменена в нем реечным поршнем (поршнем-рейкой), в верхней части которого находится ведущий вал с золотником (вал соединен с рулевым валом). Внутри поршня-рейки находится ведомый вал, который соединен с золотником с помощью упругого элемента (стального пружинящего стержня, работающего, как торсион). Реечный поршень располагается в картере рулевого механизма таким образом, что по обе стороны от него (поршня) образуются две замкнутых полости (цилиндра) — при поступлении в них рабочей жидкости поршень-рейка сдвигается в ту или иную сторону, обеспечивая перемещение ведомого вала, а вместе с ним и поворот рулевой сошки.
Пара «винт-гайка» образована реечным поршнем и ведомым валом, они, как и в случае механизма без ГУР, имеют резьбовое соединение, в котором циркулируют шарики. Упругий элемент, соединенный с ведомым валом и золотником, обеспечивает передачу реактивного момента от колес на руль (чем достигается обратная связь между колесами и рулевым управлением), и усилия от руля на колеса в случае выхода из строя гидроусилителя.
Рулевой механизм с ГУР внешне отличается от обычного механизма наличием двух штуцеров для подключения к насосу и некоторыми менее заметными деталями. Установка механизмов с ГУР возможна только на определенный тип двигателя, что обусловлено использованием различных типов насосов и неодинаковыми схемами гидравлической системы усилителя.
Работа рулевого механизма автомобилей Hyundai HD65, 78
Работа рулевого механизма обоих типов довольно проста.
Рулевой механизм без ГУР. Здесь все крайне просто: усилие от поворота руля через рулевой вал и рулевой карданчик передается на винт, он начинает вращаться, заставляя сдвигаться гайку вверх или вниз по резьбе. Гайка зубцами на внешней поверхности заставляет поворачиваться зубчатый сектор, на оси которого закреплена поворотная сошка — в итоге сошка поворачивается на тот или иной угол, толкает рулевые тяги и обеспечивает поворот колес.
Рулевой механизм с ГУР. Здесь в дело вступает гидравлическая система. При нейтральном положении руля золотник расположен таким образом, что масло, поступающее в механизм, сразу же стекает в бачок гидроусилителя, не оказывая никакого воздействия на рейку.
При повороте руля поворачивается ведущий вал и вместе с ним золотник. Ведущий вал через упругий элемент поворачивает ведомый вал, обеспечивая смещение рейки в ту или иную сторону. Одновременно золотник подает рабочую жидкость в один из цилиндров и открывает ей свободный выход из другого (направляет в бачок ГУР) — эта разность давлений в цилиндрах и создает дополнительное усилие, толкающее поршень-рейку и ведомый вал, а вместе с ними и поворотную сошку. При повороте руля в другую сторону потоки масла вновь перераспределяются, после чего рейка, сошка и колеса возвращаются в исходное положение.
Если по какой-либо причине гидроусилитель перестает работать, то рулевой механизм начинает работать как обычный механизм без ГУР.
Обслуживание рулевого механизма
Обслуживание рулевого механизма автомобилей Hyundai HD65/HD72/HD78 сводится к периодическим измерениям ключевых параметров, и если данные параметры выходят за границы нормы, то к замене тех или иных деталей.
Так, периодически необходимо проверять люфт руля и при необходимости уменьшать его с помощью регулировочного винта не рулевом механизме. В случае рулевого механизма с ГУР необходимо проверять люфт рулевой сошки, который может изменяться в тех или иных пределах с помощью регулировочной втулки.
В механизме без ГУР нужно проверять износ втулки, в которой вращается ось поворотной сошки. Так как втулка выполнена заодно с картером и с боковой крышкой механизма, то при ее чрезмерном износе требуется замена либо всего картера, либо только крышки. Также с помощью регулировочной втулки можно установить оптимальный момент страгивания винта.
В механизме с ГУР требуется следить за износом ведущего и ведомого валов и реечного поршня, а при появлении признаков увеличения зазоров (например, зазор между поршнем и картером проявляется ухудшением работы гидроусилителя, так как масло начинает свободно перетекать из одного цилиндра в другой) нужно произвести полную замену пары «винт-гайка». И в этом же механизме важно следить за осевым люфтом поворотной сошки.
Наконец, необходимо тщательно следить за количеством смазочного материала в поворотном механизме, и регулярно производить смазочные работы. А при появлении неисправностей следует как можно скорее отремонтировать или заменить рулевой механизм в сборе.
При соблюдении рекомендаций по техническому обслуживанию и своевременном проведении ремонта рулевой механизм на Hyundai HD65/HD72/HD78 будет работать долго и надежно, обеспечивая безопасность движения грузовика в любых условиях.