Лебедєв А.Т., Антощенков В.М., Бойко М.Ф. та ін. Трактори та автомобілі. Частина 3. Шасі

Подождите немного. Документ загружается.

180

Рис. 7.6. Гвинтовий рульовий механізм:

1, 8, 12 — кришки; 2 — картер; 3 — поршень-рейка; 4, 13, 17 — гвинти; 5 — кулькова гайка; 6 — жолоб; 7 — кульки; 9

—

золотник; 10 — корпус; 11 — гайка; 14 — зубчастий сектор; 15 — вал рульової сошки; 16 — пробка; 18 — упорна шайба

181

Комбіновані рульові механізми застосовують для поліпшення їх-

ніх компонувальних і конструктивних показників. Поширені також

рульові механізми з додатковим шестеренним редуктором (рис. 7.7).

У картері 5 (циліндр гідропідсилювача) за допомогою гвинта і

сполученої з ним кулькової гайки 8 переміщується поршень-рейка 6,

що знаходиться в зачепленні із зубчастим сектором 9 вала сошки. Для

регулювання зазору в зачепленні зуби по довжині мають змінну тов-

щину. Регулювання виконують переміщенням вала сошки в осьовому

напрямку за допомогою гвинта.

Кулькова гайка 8 складена з гвинтом 7 так, що їхні профілі утво-

рюють канал, по якому з незначним опором переміщується 31 кулька.

Для повертання кульок при повороті гвинта від одного кінця до іншо-

го у паз гайки вкладено спеціальний рознімний штампований жолоб.

На передньому кінці гвинта 7 у двох упорних підшипниках 10

установлено клапан керування, корпус 14 якого прикріплений до кор-

пусу кутової передачі. У корпусі клапанна керування є три наскрізних

і три глухих отвори. У наскрізні вставлено шість реактивних плунже-

рів 11 (по три з кожного боку), у три глухі отвори — три плунжери,

причому реактивний із них тільки один, а в двох інших зібрано кла-

пани (в одному — зворотний, в іншому — запобіжний).

Золотник 13, встановлений у корпусі клапана, довший за нього,

внаслідок чого золотник разом із гвинтом може переміщуватися в

осьовому напрямку на 1,0 – 1,2 мм у кожен бік. У середнє положення

золотник і гвинт повертаються під дією шести пружин 12, що тиснуть

на сім реактивних плунжерів, корпуси зворотного і перепускного

клапанів.

Як правило, рульовий механізм вантажних автомобілів і тракторів

працює разом із гідропідсилювачем (рис. 7.8), що зменшує зусилля,

яке потрібно прикласти до рульового колеса для повертання керова-

них коліс. Крім того, гідропідсилювач зм’якшує удари, що виникають

через нерівності дороги, і підвищує безпеку руху, оскільки дає змогу

зберегти напрямок руху автомобіля чи трактора у разі розривання

шини переднього колеса.

Кутовий редуктор 4 із двома конічними шестернями передає обер-

тання від карданного вала на гвинт 6 рульового механізму з гідропід-

силювачем. Вал 8 через сошку з’єднаний із поздовжньою рульовою

тягою і далі з рульовою трапецією.

182

Рис. 7.7. Комбінований рульовий механізм:

1, 4 — підшипники; 2 — вал; 3 — шестерня; 5 — картер; 6 — зубчаста рейка;

7 — гвинт; 8 — гайка; 9 — сектор; 10 — упорний підшипник; 11 — плунжер;

12 — пружина; 13 — золотник; 14 — корпус

183

184

Насос 18 гідропідсилювача встановлений у розвалі циліндрів дви-

гуна і приводиться в дію шестеренною передачею. На ньому встанов-

лений бачок для робочої рідини. У кришці бачка передбачено захис-

ний клапан для обмеження тиску усередині. Уся рідина, що поверта-

ється з гідропідсилювача в насос, проходить крізь сітчастий фільтр,

розміщений усередині бачка.

При повороті вліво чи вправо через опір коліс створюється сила,

що намагається зрушити гвинт 6 в осьовому напрямку. Якщо ця сила

перевищує силу попереднього стиску пружин плунжерів, то гвинт

разом із золотником 11, затисненим в упорних підшипниках, переміс-

титься відносно корпусу клапана керування. При цьому одна порож-

нина картера 5 рульового механізму з’єднується з лінією високого

тиску, а інша — зі зливом. Робоча рідина, яка надходить з насоса, ти-

сне на поршень-рейку і створює зусилля на валу сошки.

Тиск у робочій порожнині циліндра зростає з підвищенням опору

повороту коліс. При цьому збільшується і тиск під реактивними плун-

жерами, що намагається повернути гвинт і золотник у середнє поло-

ження, і пропорційно зростає опір повороту рульового колеса. Це під-

вищення (зниження) опору повороту рульового колеса зі збільшенням

(зменшенням) зусилля повороту коліс створює «відчуття дороги» у во-

дія, сприяє кращому його орієнтуванню в дорожніх умовах і підвищує

безпеку руху. За їзди в різних дорожніх умовах з використанням підси-

лювача рульового керування опір повороту руля не перевищує 100 Н.

На універсально-просапних тракторах типу МТЗ рульовий меха-

нізм із гідропідсилювачем об’єднаний із системою керування дифе-

ренціалом (рис. 7.9).

При повороті рульового колеса черв’як 18, спираючись на зуби сек-

тора 26, зрушує золотник 7 в осьовому напрямку. У цьому разі одна

порожнина циліндра 1 з’єднується з насосом 11, інша — з баком 10.

Поршень 2, перемістившись у циліндрі 1 під дією різниці тисків рідини

в порожнинах А і Б, через шток 36 передає зусилля на рейку 27, сектор

26, поворотний вал 24 і далі на рульовий привід. Керовані колеса при

W Рис. 7.8. Принципова схема роботи рульового керування з гідропідсилюва-

чем автомобілів КамАЗ за прямолінійного руху (а) та при повороті

праворуч (б) і ліворуч (в)

1 — рульове колесо; 2 — рульова колонка; 3 — карданний вал; 4 — кутовий редук-

тор; 5 — картер рульового механізму; 6 — гвинт; 7 — кулькова гайка; 8 — вал сош-

ки із зубчастим сектором; 9 — поршень-рейка; 10 — перепускний клапан; 11

—

золотник; 12 — клапан керування; 13 — упорний підшипник; 14 — захисний кла-

пан; 15 — оливний радіатор; 16 — оливопровід низького тиску; 17 — оливопровід

високого тиску; 18 — насос гідропідсилювача

185

Рис. 7.9. Схема роботи рульового керування з гідропідсилювачем

трактора МТЗ-80:

1 — силовий циліндр; 2 — поршень; 3 — корпус розподільника; 4 — кришка; 5

—

упорний підшипник; 6 — гайка; 7, 33 — золотники; 8 — редукційний клапан; 9

—

фільтр; 10 — оливний бак; 11 — шестеренний насос; 12 — повзун; 13 — центруваль-

на пружина; 14 — запобіжний клапан; 15 — пружина; 16 — контргайка; 17 — регу-

лювальний гвинт; 18 — черв’як; 19 — кульковий підшипник; 20 — ексцентриков

втулка; 21 — поворотний важіль; 22 — рульова тяга; 23 — рульове колесо; 24 — по-

воротний вал; 25 — сошка; 26 — сектор; 27 — рейка; 28 — диференціал; 29 — діа-

фрагма дискового зчеплення блокування диференціала; 30 — кран; 31 — маховичок;

32 — щуп; 34 — штовхач; 35 — упор; 36 — шток силового циліндра; А, Б — порож-

нини силового циліндра; В — середня нагнітальна виточка; Г, Д — крайні зливні ви-

точки; Е — зливний канал датчика; Є — отвір крана; Ж — дросельний отвір

186

цьому повертаються. При цьому в гідропідсилювачі повертається і друга

половина сектора, яка переміщує золотник в іншому напрямку і перемі-

щує його разом із золотником у вихідне (нейтральне) положення. Щойно

водій припинить обертати рульове колесо, опирання черв’яка на зуби

сектора слабкішає і золотник 7 точно встановлюється в нейтральне по-

ложення під дією пружин 13 із повзунами 12. Подача рідини в гідроци-

ліндр 1, а отже, і повертання керованих коліс припиняється.

При повороті керованих коліс на кут понад 13° рейка 27, перемі-

щуючись, виштовхує з ямки золотник 33 керування гідроприводом

блокування диференціала. Порожнина біля діафрагми дискового зче-

плення 29 з’єднується зі зливом, диференціал 28 розблоковується.

Зусилля, яке водій прикладає до рульового колеса, фактично по-

трібне тільки для вмикання гідропідсилювача. Однак, щоб водій від-

чував ефект керування, гідропідсилювач має забезпечувати пропор-

ційність зусилля на рульовому колесі умовам здійснення повороту.

Це досягається в такий спосіб.

Зі збільшенням опору повороту коліс тиск рідини в циліндрі 1 зро-

стає. Одночасно підвищується тиск рідини в нагнітальній магістралі і

між повзунами 12. Повзуни з більшою силою притискаються до опор-

них шайб і для обертання черв’яка 18, а отже, і рульового колеса по-

трібно прикласти більше зусилля.

На тракторах та автомобілях із шарнірно з’єднаною рамою (див. рис.

7.4) застосовують гідромеханічні рульові керування, що забезпечують їх

повертання поворотом однієї напіврами відносно іншої (рис. 7.10).

Працює рульове керування так. Гідронасос 10 із гідробака 7 подає

рідину до клапана витрати 6, що забезпечує постійну подачу рідини

до гідророзподільника 5 незалежно від частоти обертання колінчасто-

го вала двигуна. Зі збільшенням подачі гідронасоса 10 надлишкова

кількість рідини клапаном витрати 6 спрямовується на злив у корпус

рульового механізму 3 і з нього — в гідробак 7. З клапана витрати 6

рідина трубопроводами надходить у гідророзподільник 5.

За прямолінійного руху трактора золотник гідророзподільника 5

знаходиться в нейтральному положенні і рідина спрямовується на

злив у корпус рульового механізму і з нього — в гідробак. При цьому

плунжер 16 запірного клапана 4 розміщений так, що не впливає на

клапани 15 і 17, які притискаються пружинами до сідел і перешко-

джають виходу рідини з порожнин гідроцилиндрів 1, не допускаючи

самовільного повороту трактора.

187

У разі обертання рульового колеса, наприклад вправо, черв’як ра-

зом із валом і золотником гідророзподільника 5 переміщується в

осьовому напрямку, відділяє порожнину нагнітання від зливальної

магістралі і спрямовує рідину до каналу Г. Рідина під тиском відкри-

ває грибковий клапан і надходить до порожнини Б гідроциліндрів.

Одночасно під тиском рідини плунжер 16 переміщується вниз і хвос-

товиком відкриває протилежний грибковий клапан 15. З порожнини А

гідроциліндрів рідина зливається у гідробак через канал Д у гідророз-

подільнику 5. Трактор повертає вліво. Після припинення обертання

рульового колеса рідина продовжує надходити в гідроцилиндри і по-

ршні продовжують рух, однак, оскільки штоки поршнів через поворо-

тні важелі, сошку і черв’ячну пару 14 діють на золотник гідророзпо-

дільника 5, він переміщується вниз у нейтральне положення. Рідина,

що подається насосом, зливається і поворот трактора припиняється.

Клапани 15 і 17 повертаються у вихідне положення, перешкоджаючи

виходу рідини з порожнин гідроциліндрів.

Аналогічно трактор повертає вправо.

Рис. 7.10. Схема гідромеханічного керування тракторів типу Т-150К:

1 — гідроциліндри; 2, 11 — напіврами; 3 — рульовий механізм; 4 — запірний кла-

пан; 5 — гідророзподільник; 6 — клапан витрати; 7 — гідробак; 8, 9 — фільтри зли-

вальний і забірний; 10 — гідронасос; 12 — тяга пристрою слідкування; 13 — рульов

колонка; 14 — черв’ячна пара; 15, 17 — грибкові клапани; 16 — плунжер

188

7.5. ГІДРООБ’ЄМНЕ РУЛЬОВЕ КЕРУВАННЯ

ТРАКТОРА

У гідрооб’ємному рульовому керуванні (рис. 7.11) відсутній меха-

нічний зв’язок між рульовим і керованими колесами. Вони зв’язані

між собою гідравлічно.

Всі елементи гідравліч-

ної системи з’єднані між

собою трубопроводами і

шлангами. Гідравлічна сис-

тема виконана за двоконтур-

ною схемою, що дає змогу

керувати трактором вручну

за непрацюючого дизеля

(аварійний режим) за раху-

нок автоматичної зміни гід-

равлічного передатного від-

ношення приводу. Потік

рідини, що надходить від

насоса, спрямовується до

гідроциліндрів повороту по

малому (керуючому) конту-

ру насоса-дозатора і вели-

кому (підсилювальному)

контуру підсилювача пото-

ку. У підсилювачі потоку

робоча рідина, що прокачу-

ється по малому і великому

контурах, з’єднується і над-

ходить до гідроциліндрів.

Запобіжний клапан 3 призначений для захисту системи від руйну-

вання за надмірного підвищення тиску. Він складається з кулькового

клапана, сідла, пружини і регулювального гвинта. Установлюється

він на насосі рульового керування.

Насос-дозатор (рис. 7.12) призначений для регулювання подачі ро-

бочої рідини в порожнини силових циліндрів через підсилювач пото-

ку і зміни напрямку повороту відповідно до швидкості і напрямку

обертання рульового колеса.

Рис. 7.11. Схема гідрооб’ємного рульового

керування:

1 — бак; 2 — об’ємний насос; 3 — запобіжний

клапан; 4 — насос-дозатор; 5 — гідравлічні

силові канали; 6 — підсилювач потоку; Н

—

нагнітання; З — злив; П — поворот вправо;

Л — поворот вліво

189

Насос-дозатор із блоком клапанів аксіально-поршневого типу

оснащений насосом із кульовими поршнями 2, золотником 3, встанов-

леним у корпусі 4, і кульовим зворотним клапаном (на рисунку не

показано), що забезпечує підживлення з бака за непрацюючого дизе-

ля. У кришці 11 розміщені запобіжний 13, два протиударні 12 і зво-

ротний 6 клапани.

Поршні встановлені в двох блоках 1 і взаємодіють із розміщеною

між ними двобічною кулачковою шайбою 8. Золотник 3 з’єднаний із

рульовим валом 10 гвинтовою парою і під час обертання вала пере-

міщується в осьовому напрямку. У нейтральному положенні золотник

утримується за допомогою пружин 7 і 9. Рульовий вал через штифт

жорстко з’єднаний із кулачковою шайбою, обертання якої приводить

до осьового переміщення кульових поршнів (долаючи зусилля пру-

жин) і подачі рідини під тиском у систему рульового керування.

Зворотний клапан 6 оберігає об’ємний насос від пікових тисків рі-

дини, що виникають внаслідок ударів коліс об дорогу під час руху трак-

тора, запобіжний клапан 13 обмежує максимальний тиск рідини в на-

гнітальній магістралі.

Рис. 7.12. Насос-дозатор:

1 — блок; 2 — кульовий поршень; 3

—

золотник; 4 — корпус; 5, 6 — зворотні кла-

пани; 7, 9 — пружини; 8 — кулачкова шай-

ба; 10 — рульовий вал; 11 — кришка; 12

—

протиударні клапани; 13 — запобіжний

клапан