Гидравлические усилители рулевого механизма тракторов

Гидравлический усилитель уменьшает силу, которую нужно приложить к рулевому колесу для управления трактором. Кроме того, усилитель смягчает толчки, передаваемые рулевому механизму от управляемых колес при движении трактора по неровной почве.

Схема действия гидроусилителя управления тракторов МТЗ-50, МТЗ-52 (позиции обозначены здесь и на рис. ниже):

1 — рулевое колесо; 2 — поворотный вал; 3 — рулевая сошка; 4 — поперечная тяга; 5 — поворотный рычаг; 12 — рейка; 18 — поршень; 23 — золотник; 24 — корпус распределителя; 25 — упорные шайбы; 26 — крышка; 27 — нагнетательный канал, подающий масло к распределителю: 30 — перепускной канал предохранительного клапана; 33 — червяк рулевого механизма; 34 — зубчатый сектор; 37 — предохранительный клапан; 51 — сливной маслопровод; 52 — маслопровод, соединяющий распределитель с полостью А цилиндра; 53 — маслопровод, соединяющей распределитель с полостью Б цилиндра; 54 — ползун для установки золотника в нейтральное положение; 55 — распорная пружина ползуна; 56 — нагнетательный маслопровод; 57 — гидравлический (масляный) насос; 58 — всасывающий маслопровод; 59 — корпус гидроусилителя

Гидроусилитель тракторов МТЗ-50 и МТЗ-52. Состоит из шестеренчатого масляного насоса 57 (рис.), приводимого в действие от двигателя трактора, распределителя с золотником 23, расположенного на оси червя ка рулевого механизма, силового цилиндра 17 (рис. ниже) со штоком и рейкой 12 (рис.), а также некоторых вспомогательных деталей. Рейка штока находится в зацеплении с сектором 34. Через рулевую сошку 3 сектор управляет рулевым приводом направляющих колес.

Устройство гидроусилителя рулевого управления тракторов МТЗ-50 и МТЗ-52:

6 — уплотняющее резиновое кольцо; 7 — угольник слива масла; 8 — нижняя втулка; 9 — штуцер для подсоединения всасывающего маслопровода к насосу; 10 — верхняя втулка поворотного вала; И — регулировочные прокладки упора рейки; 13 — упор рейки; 14 — палец рейки; 15 — задняя крышка цилиндра; 16 — шток силового цилиндра; 17 — цилиндр; 19 — уплотнение поршня (резиновое кольцо с кожаными прокладками по бокам); 20 — передняя крышка цилиндра; 21 — стяжной болт крышек; 22 — отверстие для подсоединения сливного трубопровода; 24 — корпус распределителя; 26 — крышка корпуса; 28 — сферическая гайка червяка; 29 —клапанная крышка; 31 — штуцер для подсоединения маслопровода высокого давления; 32 — регулировочный винт предохранительного клапана; 35 — регулировочная эксцентриковая втулка; 36 — седло предохранительного клапана; 38 — направляющая клапана; 39 — пружина предохранительного клапана; 40 — контргайка; 41—гайка-колпачок; 42 — верхняя крышка корпуса гидроусилителя; 43 — отверстие для подсоединения дренажной трубки от насоса; 44 — регулировочный болт с контргайкой; 45 — пробка заливной горловины, 46 — линейка для замера уровня масла; 47 — сетчатый фильтр, 48 — установочный штифт; 49 — фильтр сливного отверстия; 50 — маслопровод для слива масла; 59 — корпус гидроусилителя. Наименования других деталей те же, что и на рис. выше.

Схема действия гидроусилителя. Когда рулевое колесо 1 неподвижно, золотник 23 удерживается ползунами 54 в нейтральном положении (рис. выше). При этом нагнетательный канал 27 сообщается со сливным маслопроводом 51, а также маслопроводами 52 и 53 с передней и задней полостями А и Б силового цилиндра.

При таком положении золотника давление в обеих полостях цилиндра одинаковое, поршень цилиндра неподвижен, масло, нагнетаемое насосом, сливается по маслопроводу 51 в корпус гидроусилителя, который одновременно служит масляным баком (путь масла показан на рисунке стрелками). В этом случае гидроусилитель не работает. Ползуны 54, разжатые пружиной 55, удерживают золотник в нейтральном положении.

При вращении рулевого колеса вправо (первый рис.) червяк 33, соединенный с валом рулевого колеса шлицами, будет стремиться повернуть сектор 34. Но так как этот сектор удерживается сопротивлением направляющих колес повороту, то червяк вместе с золотником сам переместится вдоль оси (в нашем примере — вперед, а по рисунку — вверх), скользя витками по зубцам сектора, как вращающийся винт в неподвижной гайке. Перемещение червяка с золотником возможно в пределах зазора между упорными шайбами 25 и корпусом распределителя.

Когда золотник займет верхнее рабочее положение, нагнетательный канал 27 окажется отсоединенным от сливного маслопровода 51 и сможет сообщаться только с маслопроводом 53, соединенным с нижней полостью Б силового цилиндра.

Масло, нагнетаемое насосом в эту полость, переместит вверх поршень, который будет выжимать масло из полости А по маслопроводам 52 в корпус гидроусилителя. Рейка 12 штока повернет сектор 34 и через вал, сошку и поперечные тяги 4 повернет колеса направо.

Поворачивающийся сектор переместит червяк с золотником 23 в сторону нейтрального положения. Если прекратить вращение рулевого колеса, поворот направляющих колес тоже прекратится. Чтобы поворот продолжался, надо все время вращать рулевое колесо в сторону поворота трактора и этим не давать золотнику выходить из рабочего положения. Такой механизм называется механизмом следящего типа.

Если давление в масляной системе превысит допустимое (например, когда колеса повернуты до отказа и поршень уперся в одну из крышек силового цилиндра), сработает предохранительный клапан, перепуская масло из нагнетательной полости в сливную трубку.

Чтобы при работе гидроусилителя тракторист ощущал сопротивление повороту («чувствовал руль»), пространство, где расположена пружина 55 ползунов, сообщается с нагнетательным каналом 27. Поэтому усилие, прикладываемое к рулевому колесу для перемещения золотника и ползунов, будет преодолевать не только сопротивление распорной пружины 55, но и давление масла между ползунами. Если сопротивление колес повороту возрастает, то увеличивается и давление масла в нагнетательном канале, что приведет к увеличению сопротивления на рулевом колесе.

При неработающем гидроусилителе направляющие колеса поворачиваются рулевым колесом после того, как упорные шайбы ограничат осевое перемещение червяка в ту или иную сторону.

Рулевой механизм смонтирован в корпусе 59 (рис. выше), установленном на переднем брусе остова трактора. Внутренняя полость корпуса служит масляным баком гидроусилителя. Дизельное масло заливают через фильтр 47 горловины корпуса. Оно подается к насосу по штуцеру 9 и может быть слито через трубку 7.

Из насоса масло подводится к золотниковому распределителю по штуцеру 31 и нагнетательному каналу 27.

Червяк 33 вместе с золотником вращается в двух радиальных шариковых подшипниках и имеет для восприятия осевых усилий два упорных шариковых подшипника. Сектор 34, закрепленный на шлицах поворотного вала 2, находится в зацеплении одновременно с червяком 33 и рейкой 12 штока.

Зацепление червяка с сектором регулируют поворотом эксцентриковой регулировочной втулки 35, а сектора с рейкой — регулировочными прокладками 11 под фланцем упора 13.

Три пары ползунов 54, расположенные на одинаковом расстоянии вокруг золотника, прижимаются распорными пружинами 55 частично к корпусу 59 или крышке 26, а частично к упорным шайбам 25. Устройство других деталей показано на рисунке.

Гидроусилитель рулевого механизма тракторов Т-40 и Т-40А. По принципу действия гидроусилители тракторов МТЗ-50 и Т-40 одинаковы, но по устройству и схеме работы различны.

Схема гидроусилителя рулевого управления трактора Т-40:

Путь масла: а — при прямолинейном движении трактора и б — при повороте трактора направо; 1 — масляный бак гидросистемы; 2 — гидронасос; 3 — клапан постоянного потока; 4 и 6 — золотники; 5 — пружина золотников; 7 — рулевое колесо; 8 — винт; 9 и 13 — гайки винта; 10 — рулевая сошка; 11 — зубчатый сектор; 12 — поршень-рейка; 14 — подшипник винта

Вместо червяка в цилиндрическую расточку корпуса гидроусилителя вставлен поршень 12 (рис. а). Часть его поверхности обработана в форме зубцов, которые входят в зацепление с зубчатым сектором 11. С торцов поршня расположены на левой резьбе винта 8 гайки 9 и 13. К ним пружиной 5 прижимаются стержни золотников 4 и 6.

Масло, подаваемое насосом 2 гидросистемы, распределяется клапаном 3 на два потока: к агрегатам гидросистемы и к гидроусилителю рулевого управления. Клапан 3 обеспечивает постоянный расход масла в гидроусилителе: при снижении числа оборотов двигателя клапан под действием пружины частично перекрывает сечение маслопровода, отводящего, масло к гидросистеме, а при увеличении числа оборотов — увеличивает это сечение.

Пройдя клапан 3, масло поступает в корпус гидроусилителя и по каналам подводится к впускным отверстиям А и Б поршня.

Когда рулевое колесо не поворачивают, поршень 12 занимает нейтральное положение, при котором впускные отверстия А и Б и выпускные В и Г открыты. Поэтому масло свободно протекает через первые в полости Д и Е корпуса, а затем — через вторые — в полость сектора 11 и выводится на слив в бак.

При повороте рулевого колеса 7, например, направо (рис. б), винт 8, удерживаемый от осевого перемещения подшипником 14, перемещает гайки 9 и 13 влево. Вместе с ними в ту же сторону сместятся золотники 4 и 6 с пружиной 5. Когда торец правой гайки 9 плотно прижмется к поршню и закроет выпускное отверстие Г, золотник 4 перекроет впускное отверстие А. Поэтому масло будет нагнетаться через впускное отверстие Б в правую полость Е. Не имея выхода, масло подвинет поршень 12 влево и через сектор 11, его вал и рулевую сошку 10 повернет направо направляющие колеса трактора.

Когда перестают вращать рулевое колесо, поршень под давлением масла перемещается в нейтральное положение и поворот колес прекращается.

Устройство гидроусилителя рулевого управления трактора Т-40:

1 — гайка-колпачок; 2 — регулировочный винт; 3 — контргайка; 4 — пробка-заглушка; 5 — крышка корпуса; 6 — корпус гидроусилителя; 7 — вал сошки с зубчатым сектором; 8 — поршень с зубчатой рейкой; 9 — уплотнение винта гидроусилителя; 10 — уплотнение поршня; 11 — пружина золотника; 12 — стопорный штифт; 13 — передняя гайка поршня, 14 — гайка подшипника со стопорным винтом; 15 — упорный винт золотника; 16 — винт гидроусилителя; 17 — резиновое кольцо; 18 — корончатая гайка; 19 — передняя крышка; 20 — отверстие для подсоединения маслопровода; 21 — золотники; 22 — сливной канал предохранительного клапана; 23 — пружина стопорного штифта гайки поршня; 24 — задняя гайка поршня; 25 — задняя крышка; 26 — корпус имитатора; 27 — штифт винта (для проворачивания поршня имитатора); 28 — поршень имитатора; 29 — пружина имитатора; 30 — гайка пружины; 31 — упорная шайба; 32 — отверстие для подсоединения сливного маслопровода; 33 — стопорное кольцо; 34 — шайба; 35 — пломба; 36 — регулировочный винт предохранительного клапана; 37—пружина клапана; 38 — направляющая клапана; 39 — предохранительный клапан; 40 — гнездо клапана; 41 — сливное отверстие

Устройство и отдельные детали гидроусилителя показаны на рисунке выше. В расточке чугунного корпуса 6, закрытого крышками 19 и 25, размещен поршень-рейка 8. Через осевое сверление поршня проходит винт 16. На его задний конец надет поршень 28 с пружиной 29 имитатора сопротивления повороту колес. Сопротивление создается трением между торцом поршня, который поворачивается вместе с винтом при помощи штифта 27, и торцом крышки 25. Величина силы трения, а следовательно, и сопротивления повороту винта регулируется гайкой 30.

В боковом продольном сверлении поршня расположены два золотника 21, разжатые пружиной 11. Положение золотника регулируется упорными винтами 15. Зубчатый сектор 7 изготовлен заодно с валом сошки. Зубья сектора нарезаны на конус, толщина их увеличена к верхнему торцу сектора. Это позволяет, перемещая винтом 2 сектор в осевом направлении, выбирать зазор в зацеплении между сектором и рейкой, устраняя люфт вала сошки.

Детали гидроусилителя смазывают автотракторным маслом (автолом), залитым до нижней кромки заливного отверстия. Чтобы масло, нагнетаемое в одну из полостей корпуса для перемещения поршня, не просачивалось между поршнем и корпусом и винтом, имеются уплотнители 9 и 10 в виде резиновых колес, по краям которых уложены прокладки прямоугольного сечения.