Рулевые механизмы и привод

РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ

Рулевое управление предназначено для изменения направления движения колесного трактора посредством поворота передних колес или полурамы.

Оно состоит из рулевых механизма и привода.

Совмещенное и раздельное рулевые управления. Они отличаются расположением рулевого колеса относительно рулевого механизма. В совмещенном рулевом управлении червяк 10 (рис. 95, а) рулевого механизма размещен на конце рулевого вала 11.В

раздельном рулевом управлении рулевое колесо 12 (рис. 95, б) соединено с червяком 10 составным валом и карданными шарнирами 13. При таком управлении можно установить рулевое колесо в удобном для водителя месте и даже изменить положение рулевого колеса в зависимости от роста водителя.

Рулевое управление работает следующим об­разом. При повороте руле­вого колеса поворачивает­ся червяк 10, который действует через ролик (или сектор) 9 на вал 8 и сошку 7. Эти детали со­ставляют рулевой меха­низм. Далее усилие пере­дается через рулевой при­вод, т.е. продольную тягу 6, поворотный рычаг 5 (см. рис. 95, а), а затем через поперечные тяги 4, руле­вые рычаги 3 и цапфы 2 на колеса. Направление поворота колес зависит от направления вращения ру­левого колеса.

Рис. 95. Совмещенное (а) и раздельное (рулевые управления колесных тракторов:

1 - оси цапф; 2 - цапфы; и 5 - рулевые и поворотный рычаги; 4 и -6 поперечная и продольная тяги; 7 - рулевая сошка; 8- вал рулевой сошки; 9 - ролик; 10 - червяк;

11 - рулевой вал; 12 - рулевое колесо;

13 - карданные шарниры; 14 - сектор

Рулевой механизм. Он служит для передачи усилия от водителя к рулевому приводу и поворота рулевого колеса. Различают несколь­ко типов рулевого механизма: червяк—ролик, червяк—сектор и винт—гайка.

Рулевой механизм типа червяк-ролик применяют на тракторах с механическим управлением без гидроусилителя, а остальные типы используют с гидроусилителем.

Гидроусилитель служит для снижения усилия водителя на рулевом колесе при повороте трактора.

Г идроусилители обычно монтируют в рулевой механизм.

Рулевой меха­низм типа чер­вяк-сектор со­стоит из корпуса, чер­вяка 6 (рис. 96), вала 10 сошки и жестко закрепленного на нем сектора 8. Гидроусили­тель включает в себя масляный резервуар, размещенный в кор­пусе, масляный на­сос, распределитель 5 и гидроцилиндр с поршнем 3.

Масло заливают через горловину, зак­рытую крышкой 14 и снабженную сетчатым фильтром и масломе- ром.

Гидроцилиндр дву­стороннего действия установлен в верхней части корпуса. Шток поршня соединен с рейкой 9, находящей­ся в зацеплении с зуб­чатым сектором вала сошки с противопо­ложной от червяка стороны.

Рис. 96. Рулевой механизм типа червяк-сектор трактора МТЗ-80:

1 - корпус; 2 - упор рейки с датчиком АБД;

3 - поршень; 4 - гидроцилиндр; 5 - распредели­тель; 6 - червяк; 7 - регулировочная эксцентрико­вая втулка; 8 - сектор; 9 - рейка; 10 - вал сошки; 11- сошка; 12 - маховичок крана управления АБД; 13- ограничительный болт; 14 — крышка заливной горловины; А - выход масла от насоса; Б - вход масла к насосу

Распределитель 5, расположенный на пути потока масла из на­соса в гидроцилиндр, управляет его работой и состоит из корпуса с каналами и золотника 5 (рис. 97), закрепленного на хвостовике червяка рулевого механизма. С обеих сторон золотника находятся шайбы 7, в которые под давлением пружины упираются ползуны 8.

Ползуны и пружины с помощью шайбы удерживают золотник в нейтральном (среднем) положении, когда водитель не поворачи­вает рулевое колесо и трактор движется в нужном направлении.

Рис. 97. Схема рулевого управления с гидроусилителем трактора МТЗ-80:

1 - поршень; 2 - гидроцилиндр; 3 — нагнетательная магистраль к датчику АБД;

4 -редукционный клапан; 5 — золотник; 6 - корпус распределителя;

7 - шайба; 8 - ползун; 9 - предохранительный клапан; 10 - нагнетательная магистраль к гидроусилителю; 11 - червяк; 12 - сошка; 13 - рейка; 14 - кран управления АБД; 15 - маховичок; 16 - упор рейки; 17 - щуп для установки рулевой сошки в среднее положение; 18 - золотник датчика АБД;

19 - рулевое колесо; Л и Б - полости гидроцилиндра

Золотник соединяет выточками магистраль 10 со сливной, и мас­ло, нагнетаемое насосом, сливается в бак сливной магистрали. Чер­вяк 11 одновременно с вращательным может совершать поступа­тельное движение вперед и назад от нейтрального положения, так как между упорными шайбами 7 и торцевыми расточками в корпу­се распределителя с обеих сторон имеются зазоры.

Поворотом рулевого колеса поворачивают червяк, который, упи­раясь в зубья сектора, смещается в осевом направлении вместе с золотником, и нагнетательная магистраль насоса соединяется с од­ной из полостей гидроцилиндра. Маслом, нагнетаемым насосом в эту полость гидроцилиндра, перемещается поршень 1, а вместе с ним и шток с рейкой, поворачивая с помощью сектора вал, кото­рый через сошку 12, тяги и рычаги соединен с направляющими колесами. Другая полость гидроцилиндра через трубку и золотник соединяется со сливной магистралью. Масло из этой полости вы­тесняется поршнем в бак.

Если вращать рулевое колесо, то золотник возвращается в сред­нее (нейтральное) положение под действием пружин, а трактор продолжает двигаться в выбранном направлении.

Усилие водителя, прикладываемое к рулевому колесу, исполь­зуется только для перемещения золотника, т.е. для включения уси­лителя.

Если гидроусилитель не исправен, то поворот трактора рулевым колесом затруднен. При повороте рулевого колеса по ходу часовой стрелки (направо) червяк поворачивает сектор вместе с валом сош­ки тоже по ходу часовой стрелки, а вал сошки с помощью рычагов и тяг — поворотные цапфы с направляющими колесами направо.

Для того чтобы обеспечить давление масла в муфте блокировки дифференциала 0,7... 1,0 МПа при прямолинейном движении трак­тора, в корпусе гидроусилителя смонтирован редукционный кла­пан 4. Там же размещается и предохранительный клапан 9, кото­рый срабатывает при давлении 7,5...8,0 МПа. Оба клапана заплом­бированы, и регулировать их водителю запрещено.

Датчик АБД (автоматической блокировки дифференциала) раз­мещен в упоре 16 рейки.

При прямолинейном движении трактора золотник 18 датчика входит в паз рейки 13. Во время поворота при АБД рейка выталки­вает золотник из паза. Золотник, перемещаясь, сообщает полость муфты блокировки со сливом, и дифференциал разблокируется.

Краном блокировки управляют рукояткой, расположенной в ка­бине и соединенной тросом с маховичком 15 датчика АБД. Рукоят­ка и маховичок 12 крана (см. рис. 96) имеют три положения: / " АБД выключена (риска крана совпадает с риской «Выкл.» на крышке датчика), II - АБД включена (риска «Вкл.»), III — АБД принуди­тельная независимо от положения направляющих колес (кран по­вернут до упора). Рукоятка и кран должны возвращаться в положе­ние I из положений II и III под действием пружины.

Рулевой механизм типа винт — гайка применяют на некоторых универсально-пропашных тракторах. В таких механиз­мах гидроцилиндром служит корпус гидроусилителя.

В корпусе / (рис. 98) гидроусилителя размещен поршень-рейка 5 с зубьями на боковой поверхности, которые зацеплены с зубча­тым сектором рулевого вала 4. Внутри поршня проходит винт 6 с трапецеидальной резьбой, соединенной через карданный вал с валом рулевого колеса. На винт навернуты две гайки Р, которые удерживаются штифтами от поворота. В отверстия поршня поме­шен золотник 7, поджимаемый с двух сторон пружинами.

На тракторах с подобным рулевым механизмом гидравличес­кая часть усилителя рулевого управления объединена с навесной гидросистемой и имеет общий бак 10, масляный насос 11.

Рис. 98. Схема работы рулевого механизма типа винт-гайка трактора JIT3-55:

1 - корпус; 2 - пружинная шайба; 3 - сливной канал в поршне; 4 - рулевой вал; 5 - поршень-рейка; 6 - винт гидроусилителя; 7 - золотник; 8 - шпилька (упор); 9 - гайка; 10 - гидробак; 11 - гидронасос; 12 - клапан деления потока; 13 - предохранительный клапан; А и Б - полости цилиндра; В - входные отверстия

Последний через клапан 12 деления потока и шланг высокого давления нагнетает масло к входному отверстию гидроусилителя. Дроссель, ное отверстие клапанного потока рассчитано на расход масла, необходимого для работы гидроусилителя. С увеличением давле­ния в гидроусилителе клапан перемещается влево и дросселирует (ограничивает) выход масла в навесную систему. Если водитель не вращает рулевое колесо, то поршень-рейка находится в центральном положении. В этом случае масло проходит свободно по обе стороны поршня в полость зубчатого сектора, а оттуда в бак гидросистемы.

Поворачивая рулевое колесо, например, влево, винт 6 гидро­усилителя вращается против хода часовой стрелки. Гайки 9, удер­живаемые от поворота штифтами, перемещаются вдоль винта: ле­вая подходит к поршню вплотную, закрывая сливной канал 3 по­лости А, а правая отходит от поршня, открывая сливной канал полости Б. В результате масло будет поступать по отверстию в гайке только в полость А. Давление повысится, и поршень под действием масла переместится назад (по рисунку — вправо), поворачивая зуб­чатый сектор, рулевой вал 4 и передние колеса влево. Поршень перемещается до тех пор, пока водитель вращает рулевое колесо. Гайка 9 прижимается к торцу поршня, перекрывая сливной канал 3 со стороны полости А.

Когда водитель прекращает поворачивать рулевое колесо, винт и гайки останавливаются, поршень под давлением масла и пру­жинных шайб 2 отжимается от гайки и устанавливается в среднее положение. Направляющие колеса устойчиво сохраняют заданное положение. Аналогично поворачивают трактор направо.

Во время поворота одна из гаек деформирует пружинную шай­бу 2, и усилие, прикладываемое водителем к рулевому колесу, будет тем больше, чем больше сопротивление повороту направляющих колес. Таким образом, пружинные шайбы служат имитатором на­грузки на передние колеса.

Гидрообъемное рулевое управление (ГОРУ). Его применяют на универсально-пропашных тракторах. В отличие от описанных руле­вых управлений в ГОРУ между рулевым колесом трактора и приво­дом управляемых колес вместо механической используют гидрав­лическую связь посредством маслопроводов.

ГОРУ состоит из унифицированной колонки 8 (рис. 99), гидро­цилиндра 10 и питающего насоса 5 с неотключаемым приводом. Емкостью для масла служит бак с встроенным в нем гидравличес­ким аккумулятором.

Привод насосов расположен с правой стороны на соединитель­ном корпусе трактора. На корпусе привода размещены два гидро­насоса. Один насос обеспечивает работу гидросистемы трактора. Его включают и выключают рукояткой. Другой насос находится посто­янно во включенном состоянии и обеспечивает работу гидрообъ­емного рулевого управления.

Рис. 99. Гидрообъемное рулевое управление трактора Т-30А-80:

а - общий вид; б - рулевая колонка; 1 - бак-аккумулятор; 2...4 - соответствен­но сливной, всасывающий и нагнетательный маслопроводы; 5 — насос рулевого управления; 6 - насос навесной гидросистемы; 7 - рулевое колесо; 8 - рулевая колонка; 9 - рукава высокого давления; 10 - гидроцилиндр; 11 - поворотный рычаг; 12 - зажим положения рулевого колеса по высоте; 13 - кардан; 14 - насос-дозатор; 15 - педаль регулировки наклона рулевого колеса; 16 - защелка;

17 -зубчатая вилка

Силовой гидроцилиндр закреплен неподвижной опо­рой на полураме слева по ходу трактора. Шток гидроцилиндра со­единен с поворотным рычагом 11 рулевой трапеции.

Гидроцилиндр двустороннего действия. Масло может нагнетать­ся под давлением по рукавам 9высокого давления как в переднюю, так и в заднюю полости, воздействуя на поршень, соединенный со штоком.

Рулевая колонка включает в себя рулевое колесо 7и на­сос-дозатор 14.

Вал дозатора вращается синхронно с рулевым валом, обеспе­чивая подачу в гидроцилиндр масла в количестве, пропорцио­нальном углу поворота рулевого колеса. При заглушенном двига­теле и вращении рулевого колеса дозатор работает как насос, пе­рекачивая масло в соответствующие полости силового гидроци­линдра.

При неработающем двигателе масло подается в насос-дозатор гидравлическим аккумулятором, который состоит из корпуса, крышки, цилиндра, поршня и пружины, расположенных в баке 1.

Корпус рулевой колонки 8 закреплен на полу кабины. Благодаря конструкции колонки можно:

изменять положение рулевого колеса по вертикали с помощью клинового зажима, находящегося в трубе колонки. Рулевое колесо фиксируется по высоте зажимом 12;

откидывать рулевое колесо вперед по ходу трактора, чтобы удобно было входить, садиться в кабину и выходить из нее;

ступенчато регулировать наклон рулевого колеса. Для его регу­лирования нажимают педаль 15, расположенную в нижней части рулевой колонки, и наклоняют рулевое колесо до автоматической фиксации защелки 16 на зубчатой вилке 17.