Устройство тракторов

Тема 17: Рулевое управление.

Вопросы темы:

1. Рулевые механизмы и привод.

2. Техническое обслуживание. Возможные неисправности.

1. 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 10 (рис. 1, а) рулевого механизма размещен на конце рулевого вала 11. В раздельном рулевом управлении рулевое колесо 12 (рис. 1, 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. 1. 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 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

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. 1, 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. 2), 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. 2. 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. 3), 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.

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.

Рис. 3. 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

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. 3) имеют три положения: / — АБД выключена (риска крана совпадает с риской «Выкл » на крышке датчика), //— АБД включена (риска «Вкл »), ///— АБД принуди­тельная независимо от положения направляющих колес (кран по­вернут до упора). Рукоятка и кран должны возвращаться в положе­ние / из положений // и /// 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 4) 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 поме­щен 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. Последний через клапан 12 деления потока и шланг высокого давления нагнетает масло к входному отверстию гидроусилителя. Дроссель­ное 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.

Рис. 4. 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, Аи Б — полости цилиндра, В — входные отверстия

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. 5), 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. 5. Гидрообъемное рулевое управление трактора Т-ЗОА-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 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 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 заглушённом 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.

2. Техническое обслуживание. Возможные неисправности.

Работоспособное состояние рулевого управления определяют сво­бодным ходом рулевого колеса в допустимых пределах, отсутстви­ем заедания рулевого механизма и исправностью шаровых соеди­нений рулевых тяг.

Регулировка шарнирных соединений рулевых тяг. При ТО-3 про­веряют шарнирные соединения покачиванием от руки или пово­ротом рулевого колеса. Чтобы отрегулировать шарнирные соедине­ния, поступают следующим образом. Отсоединяют контровочную проволоку 25 (см. рис. 6, б) от наконечника. Завертывают гаечным ключом пробку 24 так, чтобы устранить зазор в шарнирном соеди­нении. Законтривают пробку проволокой. В случае повреждения ре­зинового чехла 22 его заменяют на новый.

Рис. 6. Передние мосты тракторов МТЗ-80 (а) и ЛТЗ-55 (б):

1 — поворотная цапфа; 2 — ось поворотной цапфы; 3 — ступица колеса;

4 — опорный подшипник; 5 — пружина; 6 — выдвижной кулак; 7 — поворотный рычаг; 8 — штифт; 9 — корпус (кожух); 10 — ось качания, 11 — болты крепления выдвижного кулака; 12 — крышка; 13 — регулировочная гайка; 14 — конический роликовый подшипник; 15 — накладка, 16 — сошка рулевого управления; 17 - рулевая тяга; 18 - контргайка; 19 - масленка; 20 — фланец оси колеса; 21 — шаровой палец; 22 — резиновый чехол; 23 — вкладыш; 24 — регулировочная пробка; 25 — контровочная проволока; А — шарнир в сборе

Регулировка рулевого механизма типа червяк—сектор. Если сво­бодный ход рулевого колеса больше допустимого значения, уста­новленного заводом-изготовителем, то необходимо отрегулировать рулевое управление.

Вначале регулируют шарнирные соединения рулевых тяг и за­зоры в конических подшипниках направляющих колес. Если нару­шенный свободный ход нельзя восстановить, то изменяют зазор между червяком 6 (см. рис. 2) и сектором 8. Червяк рулевого ме­ханизма установлен на шариковых подшипниках в чугунной эксцентриковой втулке 7. Центры внутренней и наружной поверхно­стей втулки не совпадают. Поворачивая втулку за фланец, изме­няют положение червяка относительно сектора. Чтобы выполнить такую регулировку, надо отъединить рулевые тяги от сошки и ослабить болт крепления регулировочной втулки 7. Ключом, уста­новленным в паз фланца втулки, поворачивают ее по ходу часо­вой стрелки (по ходу трактора) до получения беззазорного зацеп­ления в среднем положении сошки. Затем проворачивают регулировочную втулку против хода часовой стрелки на 4...6 мм по наружному диаметру фланца втулки.

Установив нормальный зазор между червяком и сектором, затягивают болты крепления регулировочной втулки.

При износе зубьев рейки 13 (см. рис. 3) и сектора увеличивается зазор в зацеплении сектор — рейка. Его устанавливают набором регулировочных прокладок под фланцем упора 16 (до получения зазора между упором и рейкой 0,1 ..0,3 мм).

Пускают двигатель и, поворачивая рулевое колесо до упора, убеждаются в отсутствии заедания рулевого механизма.

От состояния рулевого управления зависит не только работоспособность трактора, но и безопасность работы. Большой свободный ход рулевого колеса и незначительное затруднение в управлении могут стать причиной аварии. Если заедает рулевое управление, то водитель быстро устает, что может привести к опасной ситуации.

В процессе эксплуатации трактора возможны следующие неисправности рулевого управления (табл. 1).

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Из каких основных частей состоит рулевое управление?

2. Какие типы рулевых механизмов вы знаете?

3. Из каких деталей состоит рулевой привод?

4. Каково назначение гидроусилителя рулевого управления?

5. Перечислите характерные неисправности рулевого управления.

6. В какой последовательности регулируют свободный ход рулевого колеса?

7. Как регулируют зазор между червяком и сектором в рулевом механизме?