Робота гідравлічного підсилювача керма
Принцип роботи гідравлічного підсилювача рульового управління і взаємозв'язок елементів його конструкції розглянемо на прикладі гідропідсилювача керма автомобіля КамАЗ (рис. 1).
При прямолінійному русі автомобіля золотник 18 і гвинт 13 знаходяться в нейтральному положенні. Масло з насоса вільно проходить через золотник і обидві порожнини силового циліндра 6 і 23. і далі через радіатор 1 зливається в бачок насоса.
При повороті рульового колеса направо (рис. 1, а) гвинт 1 вивертається з гайки 6. а через опір керованих коліс виникає сила, яка прагне зрушити гвинт в осьовому положенні вліво. Коли ця сила перевищить зусилля попереднього стиснення центруючих пружин 4. гвинт разом з золотником 12 зміститься. При цьому порожнину А силового циліндра від'єднується від лінії зливу, залишаючись при цьому з'єднаної з лінією нагнітання, а порожнину Б від'єднується від лінії нагнітання.
Робоча рідина надійде в порожнину А циліндра і почне тиснути на поршень-рейку, створюючи додаткове зусилля на зубчастому секторі вала 7 сошки рульового механізму, що сприяє повороту керованих коліс.
При повороті рульового колеса наліво (рис. 1, б) гвинт з золотником 12 зміщуються вправо, долаючи зусилля стиснення центруючих пружин 4. Робоча рідина під тиском почне надходити в порожнину Б. впливаючи на поршень-рейку 8. а порожнину А з'єднається з лінією зливу .
Поршень-рейка 8 під дією сумарного зусилля, створюваного водієм і робочою рідиною, поверне вал 7 сошки і далі через привід керовані колеса.
Тиск в порожнинах А і Б силового циліндра при повороті збільшується пропорційно підвищенню опору коліс. Одночасно зростає тиск в порожнинах між плунжерами 3.
В результаті отримуємо динамічну взаємозв'язок - чим більше опір повороту коліс, а отже чим вище тиск масла в порожнині силового циліндра, тим більше зусилля, з яким золотник 12 прагне повернутися в середнє положення, а також зусилля на рульовому колесі.
Таким чином забезпечується силове стеження.
Зупинка рульового колеса при повороті в будь-яку сторону призводить до того, що поршень-рейка 8. гвинт 1 і золотник 12 під дією центруючих пружин 4 і перепаду тиску масла в порожнинах А і Б силового циліндра змістяться в осьовому напрямку до середнього положення.
При цьому золотник займе таке положення, при якому через щілину для проходу масла у відповідній порожнини циліндра буде підтримуватися тиск, необхідний для утримання керованих коліс в повернутому положенні.
Таким чином забезпечується кінематичне, що слідує, підсилювача рульового управління.
При різкому ударі або поштовху з боку коліс під час руху, наприклад при розриві колеса, поршень-рейка 8 і гвинт 1 з золотником 12 зміститься в осьовому напрямку.
При цьому в результаті переміщення золотника порожнину циліндра, що знаходиться з протилежного боку, з'єднається з лінією нагнітання насоса.
Зростаючий тиск робочої рідини на поршень-рейку 8 врівноважить силу удару, і керовані колеса не змінять свого положення, що дозволить зберегти заданий напрямок руху і запобігти можливій аварії.
При непрацюючому насосі, наприклад під час буксирування автомобіля, керування автомобілем було б дуже важко, так як знаходиться в порожнинах А і Б рідина перешкоджала б переміщенню поршня, і до керма довелося б докладати значних зусиль, щоб видавлювати її в бачок насоса.
Тому зворотний клапан плунжера 9 при підвищенні тиску в будь-який порожнини під час переміщення поршня відкривається і дозволяє перетікати рідини в протилежну порожнину, що полегшує поворот рульового колеса.