Усилитель руля. Управление трактора с сочлененной рамой

Для облегчения управления ТС (движение по мягкому грунту, выезд из борозды, управление большегрузным автомобилем) служит усилитель руля.

Важно знать! 50% затраченной водителем энергии на управление ТС приходится на управление рулем. Для поворота руля иногда необходимо усилие более 400 Н, что затрудняет быстрое осуществление крутого поворота.

Усилитель руля облегчает управление ТС, повышает его маневренность, смягчает удары на руль от неровной поверхности и улучшает безопасность. На тракторах небольшой мощности и недорогих легковых автомобилях используют механическое рулевое управление без усилителя.

Усилители руля могут быть электрическими, пневматическими и гидравлическими. Распространение получили гидравлические усилители (до 90%). Они компактны, хорошо поглощают удары от дороги, имеют время срабатывания в течение менее 1 с. Однако снижают стабилизацию управляемых колес.

Гидравлический усилитель рулевого управления. Состоит из масляного насоса, гидрораспределителя (золотника) и гидроцилиндра (рис. 23.3). При движении по прямой насос нагнетает масло в гидрораспределитель. Золотник находится в нейтральном положении, и масло обратно сливается в бак. При вращении руля со значительным усилием червяк упирается в зубья сектора и перемещается. Сдвиг скрепленного с ним золотника открывает канал, по которому масло попадает в гидроцилиндр усилителя. Поршень гидроцилиндра перемещается и поворачивает рулевую сошку. При прекращении вращения руля золотник под действием пружин занимает нейтральное положение и перекрывает подачу масла в гидроцилиндр.

Рис. 23.3. Устройство рулевого управления с гидравлическим усилителем: 1 — редукционный клапан; 2 — крышка гидрораспределителя; 3 — гайка; 4 — золотник; 5 — ползун; 6 — центрирующая пружина; 7 — предохранительный клапан; 8 — фильтр; 9 — насос; 10 — эксцентриковая втулка; 11 — червяк; 12 — сектор; 13 — сошка; 14 — рейка; 15 — упор рейки; 16 — гидроцилиндр блокировки дифференциала заднего моста; 17 — маховичок крана; 18 — кран датчика; 19 — щуп; 20 — золотник датчика; 21 — корпус гидроусилителя; 22 — нижняя крышка цилиндра; 23 — верхняя крышка цилиндра; 24 — шток; 25 — поршень; 26 — поворотный вал; А — бесштоковая полость; Б — штоковая полость

Конструкция такого усилителя обеспечивает «следящее действие» и «чувство дороги». При движении ТС по неровной поверхности толчки на руль не передаются. Они гасятся сопротивлением поршня при перетекании масла из одной полости гидроцилиндра в другую. При небольших сопротивлениях повороту червяк не перемещается, золотник находится в нейтральном положении. Поворот при таких условиях совершается без помощи усилителя.

Управление трактора с сочлененной рамой. Рулевое управление трактора с сочлененной рамой состоит из двух силовых цилиндров, клапана расхода масла, распределителя, предохранительного и запорного клапанов, рулевого механизма со следящим устройством (рис. 23.4).

Клапан расхода обеспечивает подачу постоянного количества масла к гидроцилиндрам независимо от скорости вращения двигателя. Это необходимо для обеспечения безопасности, плавности и скорости совершения поворота.

Распределитель управляет силовыми цилиндрами. Через него масло направляется в напорные или сливные магистрали.

Предохранительный клапан предотвращает систему от чрезмерного давления.

Рис. 23.4. Рулевое управление трактора с сочлененной рамой: а — схема устройства; б — положения золотника; I — прямолинейное движение; II — поворот налево; III — поворот направо; 1 — силовой цилиндр; 2 и 12 — полу- рамы; 3 — рулевой механизм; 4 — запорный клапан; 5 — золотник; 6 — клапан расхода масла; 7 — бак; 8 — фильтр заливной горловины; 9 — фильтр всасывания; 10 — шестеренный насос; 11 — следящее устройство; 13 и 15 — грибковые запорные клапаны; 14 — плунжер клапанов; 16 — клапанные пружины

Запорный клапан запирает масло в поворотных гидроцилиндрах при неподвижном руле. Это необходимо при прямолинейном движении, повороте с фиксированным радиусом и для предотвращения самопроизвольного поворота.

Следящее устройство рулевого механизма обеспечивает пропорциональность угла поворота руля углу поворота трактора.

Когда руль не вращают, золотник находится в нейтральном положении. Насос через клапан расхода перегоняет масло из бака в распределитель, оттуда оно попадает в рулевой механизм и возвращается в бак. При этом плунжер запорного клапана находится в среднем положении и не воздействует на грибковые клапаны. Под действием пружин они прижаты к седлам и не дают маслу выходить из гидроцилиндров. Такое положение препятствует самопроизвольному отклонению трактора от заданной траектории движения.

При повороте руля золотник распределителя перемещается на 2,5 мм и отсоединяет нагнетательную полость насоса от сливной магистрали. Поток масла поступает в один из каналов запорного клапана. Под его давлением плунжер перемещается и открывает грибковый клапан. Противоположный грибковый клапан открывается под давлением масла, поступающего в силовой цилиндр. Масло, вытесненное из цилиндра, проходит через открытый запорный клапан и сливается в бак. При повороте полурам следящее устройство перемещается и воздействует через сошку на зубчатый сектор и червяк. Червяк смещается и возвращает золотник в нейтральное положение. При прекращении вращения руля поворот полурам прекращается.

Важно знать! С увеличением сопротивления повороту увеличиваются давление масла и сопротивление перемещению золотника. Сопротивление вращению руля возрастает, и водитель не теряет «чувство дороги».

Гидрообъемное рулевое управление (ГОРУ). Современные тракторы оборудуют ГОРУ. Типовое ГОРУ состоит из насоса-дозатора, гидроцилиндра, подпитывающего гидронасоса и гидроаккумулятора (рис. 23.5).

Рис. 23.5. Схема гидрообъемного рулевого управления: 1 — гидроцилиндр; 2 — насос; 3 — предохранительный клапан; 4 — гидрораспределитель; 5 — распределительное устройство насоса-дозатора; 6 — насос-дозатор; 7 — обратный клапан

Насос-дозатор предназначен для подачи масла к гидроцилиндру в объеме, пропорциональном углу поворота рулевого колеса.

При движении прямо или с заданным радиусом масло подпитывающим насосом подается к насосу-дозатору. Его золотник запирает полости гидроцилиндра. Масло, пройдя через каналы золотника, попадает в гидроаккумулятор и сливается в бак.

При повороте руля золотник насоса-дозатора смещается и направляет масло от подпитывающего насоса в правую или левую часть силового гидроцилиндра. Вытесненное из цилиндра масло поступает в насос-дозатор. Количество подаваемого в цилиндр масла пропорционально углу поворота руля, и колеса трактора поворачиваются на соответствующий угол.

Внимание! Если руль при вождении в тяжелых условиях находится в крайнем положении, предохранительный клапан срабатывает.