Рулевые механизмы и привод
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 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.
Рис. 95. Совмещенное (а) и раздельное (б) рулевые управления колесных тракторов:
1 — оси цапф; 2 — цапфы; 3 и 5 — рулевые и поворотный рычаги; 4 и 6 — поперечная продольная тяги; 7 — рулевая сошка; 8 — вал рулевой сошки; 9 — ролик; 10 — червяк; 11 — рулевой вал; 12 — рулевое колесо; 13 — карданные шарниры; 14 — сектор
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.
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.
Гидроусилители 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.
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
Масло заливают через горловину, закрытую крышкой 14 и снабженную сетчатым фильтром и масломером.
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.
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.
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; А и Б — полости гидроцилиндра
Ползуны и пружины с помощью шайбы удерживают золотник в нейтральном (среднем) положении, когда водитель не поворачивает рулевое колесо и трактор движется в нужном направлении.
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: I — 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 1 (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 9, которые удерживаются штифтами от поворота. В отверстия поршня помешен золотник 7, поджимаемый с двух сторон пружинами.
Рис. 98. Схема работы рулевого механизма типа винт-гайка трактора ЛТЗ-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
На тракторах с подобным рулевым механизмом гидравлическая часть усилителя рулевого управления объединена с навесной гидросистемой и имеет общий бак 10, масляный насос 11. 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 цент- ральном 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.
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
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.
Силовой гидроцилиндр 10 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 9 высокого давления так и в заднюю полости, воздействуя на поршень, соединенный со штоком.
Рулевая колонка включает в себя рулевое колесо 7 и 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.