Рис. 1. Общий вид рулевого управления трактора Т-40 и Т-40А

Зубчатый сектор, зацепленный с рейкой поршня, выполнен за одно целое с валом, на конце которого крепят рулевую сошку. Вал вращается на двух шарикоподшипниках и фиксируется от осевых перемещений регулировочным винтом, ввернутым в крышку, и зубьями поршня-рейки. Зубья сектора и поршня-рейки имеют переменную по длине толщину. Толщина зубьев сектора увеличивается в сторону регулировочного винта, что позволяет ввинчиванием винта ^выбирать забор в зацеплении.

Гидравлическое управление, обеспечивающее усиление воздействия (торшня-рейки на зубчатый сектор, состоит и£ следующих агрегатов: одноступенчатого шестеренного насоса, питающего гидросистему навески и гидроусили теля, клапана деления потока, гидромотора (поршень-рейка и корпус /) с золотниковым устройством, масляного бака с фильтром, трубопроводов и каналов.

Рис. 2. Конструкция рулевого механизма с гидроусилителем трактора Т-40 и Т-40А и схема подвода масла к гидроусилителю

Действие гидроусилителя. Из насоса масло проходит через клапан деления потока, состоящий из корпуса, золотника, имеющего в днище калиброванное отверстие, пружины и регулировочного винта, закрытого колпачком. Клапан делит подаваемое в гидросистему масло на два потока, направляя через калиброванное отверстие золотника в гидроусилитель постоянное количество масла (10 л/мин), а остальное — к распределителю навесной системы. При снижении производительности насоса количество масла, поступающего на гидроусилитель, не меняется, так как при этом под действием пружины золотник

опустится вниз и перекроет нижнее боковое отверстие в корпусе, уменьшая подачу масла к распределителю навесной системы. При повышении производительности насоса масло не успеет пройти через калиброванное отверстие в днище золотника, и давление масла повысится. Золотник при этом, сжав пружину, поднимется вверх и приоткроет отверстие подачи масла к распределителю навесной системы. Чем больше подача масла от насоса, тем больше открывается нижнее боковое отверстие, расход же масла через калиброванное отверстие золотника остается почти постоянным.

На пути потока масла к гидроусилителю установлен предохранительный клапан, который поддерживает давление в системе гидроусилителя в пределах 70—80 кПсм*.

Когда водитель вращает штурвал, осуществляя поворот трактора, гайки, навернутые на винт, будут перемещаться поступательно. При этом одна из гаек, преодолевая сопротивление пружинной шайбы, приближается к поршню, а другая — удаляется от него. При приближении задней гайки вплотную к поршню-рейке сливной канал N закрывается, золотник под действием пружины и повышения давления масла перемещается вперед и перекрывает отверстие Lr. При этом прекращается поступление масла в переднюю рабочую полость Г, и весь поток масла через отверстие L, канал Л4, сверления Е в гайке (показанные штриховыми линиями) поступает в заднюю рабочую полость Д, повышая в ней давление. Под действием повышенного давления масла в полости Д поршень-рейка переместится вперед, поворачивая зубчатый сектор и, следовательно, колеса трактора. Из передней полости Г при этом масло свободно вытекает через сверления Ех в гайке и сливной канал ЛГХ.

Перемещение поршня будет продолжаться до тех пор, пока задняя гайка прижата к поршню-рейке, т. е. пока штурвал непрерывно поворачивается водителем. При прекращении вращения винта (поворота штурвала) масло, давя на поршень, заставляет его отойти от прижатой к нему задней гайки, сливной канал N немедленно открывается. Давление масла в рабочей полости Д падает, и весь механизм снова занимает нейтральное положение. В этом заключается следящее действие гидроусилителя. При повороте в другую сторону в работу вступает передняя рабочая полость Г цилиндра, и поступающее в нее масло будет перемещать поршень-рейку назад.

Толчки, воспринимаемые управляемыми колесами от неровностей дорог, не передаются на штурвал, а гасятся в гидроусилителе. Водитель, вращая штурвал, управляет в основном потоком масла, а поворот колес и гашение толчков выполняют гидромеханизмы.

Для некоторого повышения сопротивления повороту штурвала, т. е. создания привычной для водителя нагрузки на штурвале служат пружинные шайбы. При вращении штурвала пружинные шайбы препятствуют поступательному перемещению гайки, имитируя сопротивление дороги повороту колес. Для перемещения гайки, т. е. преодоления сопротивления пружины, водителю необходимо приложить соответствующее усилие на рулевом колесе.

Во избежание снижения давления в гидросистеме уплотнение мест возможной утечки масла в рулевом механизме осуществляется резиновыми кольцами.

Регулировка гидроусилителя. При неизношенных сопряжениях рулевого механизма допустимый люфт штурвала не должен превышать 22° при отсутствии подачи масла и 0—5° при подаче масла.

Увеличение люфта штурвала может быть вызвано износом зубьев рейки и сектора, т. е. увеличением зазора в их зацеплении.

Нормальный зазор в зацеплении рейки и сектора устанавливают винтом, который ввертывают до отказа, а затем отвертывают на 1/ оборота и контрят.

Величину зазора между поршнем и гайками устанавливают на заводе при сборке в пределах ± 0,1 мм.

Клапан деления потока регулируют на стенде на постоянную подачу масла л/мин. При отсутствии стенда винт ввертывают в корпус на шесть с половиной оборотов (на глубину около мм).

Правильность регулировки предохранительного клапана проверяют по манометру. Для этого заклинивают сошку руля и поворачивают штурвал в ту или другую сторону до упора при работающем двигателе. Давление в системе при этом не должно быть выше 80 и ниже 70 кПсм3.

Рулевой механизм тракторов МТЗ-50 и МТЗ-52 (червячного типа). Он снабжен гидроусилителем следящего действия. Принципиальная схема и конструкция механизма представлены на рис. 181, а и б.

Размещение рулевого механизма на тракторе МТЗ-50 и привод к нему от штурвала осуществляются аналогично трактору Т-40.

Рис. 3. Рулевой механизм с гидроусилителем тракторов «Беларусь» МТЗ-50 и МТЗ-52;
а — принципиальная схема; б — конструкция рулевого механизма с гидроусилителем

Эксцентричная втулка размещается в расточке корпуса и и находится в одновременном зацеплении с червяком и рейкой, связанной штоком с поршнем силового цилиндра лителя.

Гидроусилитель состоит из силового цилиндра в сборе, прикрепленного к корпусу рулевого механизма, золотникового распределительного устройства, отдельного шестеренного насоса (НШ-10ЛР), трубопроводов и каналов. В качестве резервуара масла гидросистемы служит внутренняя полость корпуса рулевого механизма.

Золотник размещается в корпусе распределительного устройства и закрепляется гайкой на хвостовике червяка между шайбами и упорными подшипниками.

В расточках корпуса распределителя установлены три пары плунжеров, которые под действием предварительно сжатых пружин упираются с одной стороны в корпус и частично в шайбу, а с другой стороны — в крышку корпуса и частично во вторую шайбу. Пружины удерживают золотник в нейтральном положении, при котором между шайбами и торцовыми поверхностями корпуса распределителя остаются зазоры определенной величины.

К корпусу распределителя присоединен корпус клапанов. Клапан обеспечивает через калиброванное отверстие поступление определенного и одинакового количества масла в распределитель к золотнику независимо от производительности насоса и называется клапаном постоянного потока.

При повышении производительности насоса, питающего гидроусилитель, калиброванное отверстие клапана пропускает ограниченное количество масла (10 л/мин). Вследствие этого под клапаном увеличится давление масла, которое, преодолевая действие пружины, приподнимет клапан и откроет боковое отверстие для слива избыточного масла через сливной канал Г обратно в резервуар.

Предохранительный клапан предотвращает повышение давления масла в гидросистеме сверх допустимого (80 кПсмъ).

Работа гидроусилителя рулевого механизма осуществляется следующим образом.

При нейтральном положении золотника, когда водитель не воздействует на штурвал, масло, нагнетаемое насосом из резервуара (внутренняя полость корпуса рулевого механизма), через калиброванное отверстие клапана постоянного потока, канал В, кольцевые каналы Е и Д корпуса золотника, трубопровод и фильтр возвращается обратно в резервуар, минуя полости силового цилиндра.

При повороте рулевого колеса в ту или другую сторону вращается червяк, зацепленный с сектором 5. При значительных сопротивлениях повороту колес трактора сектор в начальный момент поворота остается неподвижным, и червяк под действием осевой составляющей силы, преодолевая силу сжатия пружин, переместится в осевом направлении вместе с золотником, включая в работу гидроусилитель.

При повороте штурвала вправо золотник перемещается вперед, перекрывая средним и крайним буртами проходы масла на слив и направляя его в рабочую полость Б цилиндра. При этом полость А цилиндра через золотник сообщается с резервуаром, и масло сливается. Давление потока масла со стороны полости Б приведет в движение поршень, который через рейку повернет вал сошки и через рулевой привод — колеса трактора.

При повороте штурвала влево золотник перемещается назад, направляя поток масла в полость А цилиндра, а полость Б соединяется с резервуаром и масло сливается. Поворот колес трактора с помощью гидроусилителя осуществляется только при непрерывном вращении штурвала. При прекращении воздействия водителя на штурвал рейка, продолжая еще некоторое время поворачивать сектор, переместит червяк вместе с золотником в обратную сторону по отношению к той, в которую они перемещались при вращении штурвала, и пружины установят золотник в нейтральное положение. Таким образом осуществляется следящее действие гидроусилителя.

Чтобы при управлении трактором водитель ощущал сопротивление повороту («чувствовал руль»), пространство между плунжерами сообщено с нагнетательным каналом В распределителя. При увеличении сопротивления повороту давление масла в нагнетательном канале увеличивается, и плунжеры с большей силой прижимаются к торцам корпуса и крышки распределителя. Поэтому при увеличении сопротивления повороту усилие, прикладываемое водителем к штурвалу, возрастает, так как для перемещения плунжеров необходимо преодолеть не только сопротивление пружин, но и возрастающее давление масла между ними.

Нормальная работа рулевого управления трактора МТЗ-50 обеспечивается при свободном ходе (люфте) штурвала, не превышающем 30° при работающем двигателе и наличии давления масла в системе гидроусилителя. Если люфт штурвала превышает 30°, то следует вначале отрегулировать зазоры в шарнирах рулевых тяг, а затем, если после данной регулировки люфт рулевого колеса остается увеличенным, регулировать зазоры в зацеплениях червяк—сектор и сектор—рейка.

Регулирование зазоров в зацеплении червяк—сектор осуществляют поворотом эксцентричной втулки, а в зацеплении сектор— рейка установкой необходимого количества прокладок под фланец упора.

Клапан постоянного потока регулируют вращением винта, добиваясь такого положения, чтобы при максимальных оборотах двигателя и температуре масла в системе, равной 50 °С, поворот направляющих колес от одного крайнего положения до другого совершался за 2,5—3 сек.

Предохранительный клапан регулируют вращением винта, упирающегося в пружину клапана так, чтобы при повороте колес до упора давление масла при температуре 50° С составляло 75—80 кПсм2.

Конструктивно рулевой механизм с гидроусилителем трактора МТЗ-50 выполнен таким образом, что он обеспечивает как механическую, так и гидравлическую связь рулевого колеса с направляющими колесами. При неработающем гидроусилителе усилия, прикладываемые водителем к штурвалу, достигают больших величин, так как передаточное число рулевого механизма трактора МТЗ-50 уменьшено по сравнению с передаточным числом рулевого механизма тракторов МТЗ-5МС и МТЗ-5ЛС.

Система управления поворотом трактора К-700. Поворот трактора К-700 в отличие от рассмотренных конструкций осуществляется за счет углового смещения шарнирно соединенных полурам трактора относительно друг друга.

Ввиду больших сопротивлений со стороны почвы, возникающих при угловом перемещении полурам вокруг оси вертикального шарнира, поворот полурам осуществляют двумя силовыми гидроцилиндрами с гидравлическим управлением.

Система управления поворотом трактора состоит из следующих основных механизмов и узлов: штурвала с приводным валом, червячного рулевого механизма, золотникового распределителя, с предохранительным клапаном, предотвращающим повышение давления масла в системе свыше 100 кПсм\ гидроцилиндров поворота, следящего устройства, выполненного в виде тяги, масляного насоса, масляного бака и трубопроводов.

Червяк с золотниковым распределителем по устройству и принципу действия аналогичны таким же механизмам тракторов МТЗ-50 и МТЗ-52. Сошка, установленная на выходном конце вала сектора, тягой связана с задней полурамой. Эта связь образует следящее устройство, служащее для согласования углов поворота штурвала и полурам трактора.

Гидроцилиндр поворота двойного действия состоит из корпуса, закрытого с торцов крышками, и поршня, закрепленного на штоке И гайкой. Гидроцилиндр с помощью проушин с шарнирами передней крышки корпуса и штока шарнирно соединен с передней и задней полурамами трактора.

В клапанной коробке, прикрепленной к крышке, размещены два запорных клапана, нагруженных пружинами. Сообщение клапанной коробки с полостями гидроцилиндра осуществляется посредством сверлений в крышке и трубке 4. Между клапанами установлен плунжер-толкатель 13. Запорные клапаны не позволяют маслу выходить из полостей цилиндров, а тем самым поршню перемещаться под воздействием внешних сил, действующих на полурамы трактора, чем обеспечивается стабильность движения трактора.

Для предохранения гидроцилиндров от высоких давлений, вызванных внешними силами, служат предохранительные клапаны, которые открываются при давлении масла, равном 130 кПсм2, сообщая рабочие полости гидроцилиндров через трубопроводы со сливным трубопроводом. Сопрягаемые поверхности деталей гидроцилиндра уплотняют кожаными шайбами и резиновыми кольцами. Для предохранения от попадания пыли и грязи в полость рабочего цилиндра при перемещениях штока установлены резиновая манжета и скребок.

При прямолинейном движении, когда водитель не воздействует на штурвал, гидроцилиндры находятся в запертом положении, удерживая полурамы от поворота вокруг оси вертикального шарнира. Золотник распределителя под пределителю и, проходя через кольцевые каналы корпуса распределителя, по трубопроводу возвращается обратно в масляный бак.

Рис. 4. Схема гидравлической системы управления поворотом трактора «Кировец» К-700

Рис. 5. Гидроцилиндр поворота трактора «Кировец» К-700

При повороте штурвала вправо червяк, вращаясь при неподвижном секторе, перемещает золотник вперед, соединяя нагнетательный трубопровод насоса через кольцевые каналы распределителя и трубопровод с клапанными коробками гидроцилиндров. Под давлением поступающего масла откроются все четыре запорных клапана: два под непосредственным воздействием масла, а два других — через толкатели. При этом масло, нагнетаемое насосом под высоким давлением, поступает в полости А и Б гидроцилиндров, заставляя их поршни со штоками перемещаться в разные стороны, осуществляя тем самым поворот полурам относительно друг друга и поворот трактора вправо. Одновременно из полостей В и Г обоих гидроцилиндров масло вытесняется через запорные клапаны, открытые толкателями, и по трубопроводам и через распределитель сливается в бак.

При повороте рулевого колеса влево золотник перемещается назад, соединяя нагнетательный трубопровод с клапанной коробкой через трубопровод 29, а масло сливается в бак через трубопровод, т. е. процесс протекает в обратной последовательности. При этом трактор поворачивается влево.

При поворотах трактора, т. е. при относительном смещении полурам, следящее устройство (тяга), действуя на сошку, поворачивает сектор, стремясь возвратить золотник в нейтральное положение.

Когда водитель прекратит поворачивать штурвал, следящее устройство и плунжеры, под действием пружин установят золотник в нейтральное положение: запорные клапаны закроются, полурамы прекратят угловое перемещение и зафиксируются в заданном положении с помощью гидроцилиндров поворота. При этом гидросистема будет работать как при прямолинейном движении. Для продолжения поворота необходимо снова поворачивать штурвал.

Усилие на штурвале при повороте обычно не превышает кГ. В особо тяжелых дорожных условиях это усилие может достигать кГ. Имитация сопротивления повороту трактора обеспечивается плунжерным механизмом, подобным плунжерному механизму трактора МТЗ-50.

Система управления трактором Т-125 аналогична системе управления трактором К-700.