Автомобили и тракторы
.pdf
Рис. 5.5. Принципиальная гидравлическая схема ГОРУ тракторов с реверсивным постом управления:
1 – гидроцилиндр рулевого управления (2 шт.); 2 – насос-дозатор переднего хода; 3 – кран реверса; 4 – насос питания ГОРУ; 5 – масляный бак ГОРУ;
6 – фильтр слива системы ГОРУ; 7 – клапан; 8 – датчик аварийного давления масла в ГОРУ; 9 – насос-дозатор реверса;
L – левый поворот; R – правый поворот; Р – магистраль давления;
Т – слив в масляный бак; ГУС – гидроусилитель управления сцеплением; КП1, КП2 – противоударный клапан; КО1, КО2 – противовакуумный клапан
Кран установлен в зоне правой стойки кабины и управляется ру-
кояткой. Переключение режимов производится только при неработающем дизеле.
281
При работе в режиме переднего хода кран перекрывает гидравлическую связь насоса питания 4 с насосом-дозатором 9 реверса, при работе на реверсе насос питания подключается к окну «Р» насоса-дозатора реверса, а связь с насосом-дозатором переднего хода блокируется.
В сливной магистрали ГОРУ установлен датчик 8 аварийного давления масла и редукционный клапан 7, подпирающий слив для отбора масла к гидроусилителю гидропривода сцепления.
Насос-дозатор ГОРУ.
На тракторы «БЕЛАРУС» могут устанавливаться насосыдозаторы различных фирм изготовителей, которые незначительно отличаются от показанного на рис. 5.6.
Насос-дозатор состоит из поворотного гидрораспределителя, героторного дозирующего (качающего) узла, противоударных клапанов, противовакуумных клапанов, предохранительного клапана, обратных клапанов. Поворотный гидрораспределитель состоит из корпуса 1 (рис. 5.6), гильзы 16 и золотника 6, имеющего шлицевой хвостовик для соединения с рулевым колесом. Гильза и золотник соединены между собой штифтом 15 и центрирующими пружинами 40 и 41. В золотнике отверстие под штифт имеет больший диаметр, чем диаметр штифта, что позволяет золотнику проворачиваться относительно гильзы на угол до 6°.
Героторный дозирующий узел состоит из закрепленного на корпусе 1 статора 25 и вращающегося ротора 24, связанного с золотником через карданную вилку 28 и гильзу 16. При повороте рулевого колеса ротор обкатывается своими зубьями по впадинам и выступам статора и совершает семь оборотов за один оборот рулевого колеса, что обеспечивает большую производительность при минимальных размерах дозатора. При поворотах рулевого колеса золотник проворачивается относительно гильзы на угол до 6°, сжимая при этом центрирующие пружины, соединяет каналами нагнетательную магистраль с дозирующим узлом, дозирующий узел – с нагнетательной полостью рулевого гидроцилиндра, сливную полость гидроцилиндра – со сливной магистралью. При вращении рулевого колеса поступающее в дозирующий узел под давлением масло вращает ротор, который через карданную вилку поворачивает гильзу и стремится догнать вращаемый рулем золотник (т. е. обеспечивается следящее действие).
282
Рис. 5.6. Героторный насос-дозатор тракторов «Беларус»:
1 – корпус; 2 – кольцо обжимное; 3 – кольцо уплотнительное; 4 – кольцо защитное; 5 – манжета золотника; 6 – золотник; 7 – подшипник упорный;
8 – пробка противоударного клапана (2 шт.); 9 – шайба уплотнительная (2 шт.); 10 – винт регулировочный противоударного клапана (2 шт.); 11 – пружина противоударного клапана (2 шт.); 12 – опора пружины (2 шт.); 13 – шарик противоударного клапана (2 шт.); 14 – седло противоударного клапана (2 шт.); 15 – штифт цилиндрический; 16 – гильза; 17 – кольцо корпуса уплотнительное; 18 – диск распределительный; 19 – кольцо статора уплотнительное (2 шт.); 20 – крышка; 21 – табличка фирменная; 22 – винт с упорным штифтом;
23 – шайба уплотнительная (7 шт.); 24 – ротор; 25 – статор; 26 – втулка упорная; 27 – втулка резьбовая; 28 – вилка карданная; 29 – клапан обратный; 30 – шарик обратного клапана ручного управления; 31 – пробка предохранительного клапана; 32 – шайба уплотнительная; 33 – винт регулировочный предохранительного клапана; 34 – пружина предохранительного клапана; 35 – золотник предохранительного клапана; 36 – седло предохранительного клапана;
37 – шарик противовакуумного клапана (2 шт.); 38 – упорный штифт противовакуумного клапана (2 шт.); 39 – винт соединительный (6 шт.); 40 – плоская пластинчатая центрирующая пружина (2 шт.);
41 – дугообразная пластинчатая центрирующая пружина (4 шт.);
L – маркировка отверстий в корпусе насоса-дозатора: Р – нагнетательная полость;
Т – сливная полость; R – полость правого поворота
283
Проходящий через дозирующий узел дозированный объем масла поступает в нагнетательную полость гидроцилиндра и перемещает поршень, а масло из сливной полости цилиндра вытесняется через гильзу и золотник на слив в маслобак. При прекращении вращения руля гильза догоняет золотник и под воздействием центрирующих пружин устанавливается в нейтральное положение, нагнетательная магистраль через золотник и гильзу сообщается со сливной магистралью, каналы «R» и «L» перекрываются, поворот колес прекращается.
Предохранительный клапан 31–36 ограничивает максимальное рабочее давление в нагнетательной магистрали в пределах (140– 150) бар и, таким образом, защищает насос питания и гидросистему ГОРУ от перегрузки.
Противоударные клапаны 8–14, левый и правый, ограничивают максимальное давление (200–220) бар в рукавах высокого давления между насосом-дозатором и гидроцилиндром при ударных нагрузках, возникающих при наездах на препятствие, защищают рукава высокого давления и насос-дозатор, ограничивают максимальные внешние усилия на рулевой гидроцилиндр, пальцы гидроцилиндра и рулевой тяги.
Противовакуумные клапаны 37, 38, левый и правый, предназна-
чены для перепуска масла в другую полость гидроцилиндра при срабатывании противоударного клапана, что позволяет избежать вакуума и кавитации в гидроцилиндре и насосе-дозаторе.
Обратный клапан 29 на выходе в насос-дозатор препятствует всасыванию воздуха в режиме ручного управления в случае разрыва нагнетательного маслопровода (давление открытия обратного клапана составляет 1,1 бара), а также предохраняет насос питания от обратных ударных нагрузок, которые могут возникнуть при ударе колес о препятствие в момент поворота.
Обратный клапан ручного управления 30 обеспечивает всасыва-
ние масла из сливной полости в режиме ручного управления в случае отказа двигателя, насоса питания или разрыва нагнетательного маслопровода.
Работа насоса-дозатора при нейтральном положении рулевого колеса (рис. 5.7, а). Насос питания 10 разгружен и подает масло в магистраль слива через гильзу 3, золотник 2, фильтр 8.
Полости гидроцилиндра 1 замкнуты каналами золотника, гильзы и качающим узлом насоса-дозатора.
284
Рис. 5.7. Схема работы насоса-дозатора:
а– нейтральное положение; б – поворот направо (А) или влево (Б);
в– при неработающем насосе питания; 1 – рулевой гидроцилиндр;
2 – золотник; 3 – гильза; 4 – статор насоса-дозатора; 5 – ротор насоса; 6 – вал; 7 – обратный клапан; 8 – масляный фильтр; 9 - предохранительный клапан; 10 – насос шестеренчатый ГОРУ (насос питания)
285
Поворот вправо А или влево Б при работающем насосе питания 10
(рис. 5.7, б).
При повороте рулевого колеса вправо или влево золотник поворачивается относительно гильзы, направляя гидравлическую жидкость от насоса питания к соответствующей полости дозирующего узла 4, 5. При вращении ротора 5 дозированный объем жидкости подается в поршневую или штоковую полость гидроцилиндра для поворота передних колес. В то же время противоположная полость цилиндра сообщается со сливом через каналы гильзы и золотника.
Поворот вправо А или влево Б при неработающем насосе питания
10 (рис. 5.7, в). При неработающем насосе питания дозирующий узел 4, 5 начинает работать в режиме насоса, подавая гидравлическую жидкость в полость поворота рулевого гидроцилиндра. Из противоположной полости жидкость вытесняется и через открытый обратный клапан 7 попадает в линию всасывания героторного насоса 4, 5.
Гидроцилиндр рулевого управления состоит из корпуса 3 (рис. 5.8),
штока 4, поршня 1, крышки 6, гайки накидной 8. Поршень крепится на штоке гайкой 13, которая стопорится кернением пояска в пазы штока. В проушинах корпуса и штока установлены шарнирные сферические подшипники 7, имеющие каналы на внутреннем кольце для смазки поверхностей трения через масленку в пальце. В крышке 6 установлены манжета 9 (грязесъемник) и уплотнение штока 10, а на поршне – комбинированное уплотнение 12, исключающее трение поршня и гильзы корпуса В ГОРУ тракторов «Беларус» находят применение гидроцилиндры следующих типоразмеров: Ц50×25×200, где «50» – диаметр поршня 50 мм, «25» – диаметр штока 25 мм; «200» – ход поршня 200 мм; Ц63×30×200 (один или два гидроцилиндра); Ц63×30×250 (тракторы серий «2500/2800/3000») (два гидроцилиндра).
Рулевое управление автомобилей-самосвалов и седельных тягачей МАЗ – разделенное, с гидроусилителем и цельной поперечной рулевой тягой. Рулевое управление состоит из рулевого колеса 1 (рис. 5.9), рулевой колонки 2, карданной передачи 11, рулевого механизма 10, сошки 13 выходного вала 12, продольной рулевой тяги 8 и рулевой трапеции с цельной поперечной рулевой тягой 6.
Гидравлический усилитель состоит из распределителя 14, силового гидроцилиндра 9, масляного насоса 3, масляного бака 4, маслопроводов и рукавов высокого давления. Рулевая колонка 2 состо-
286
ит из трубы с расположенным внутри рулевым валом на подшипниках качения и прикреплена к панели кабины с помощью кронштейна 15. Карданная передача 11 передает вращение с рулевого вала на входной вал рулевого механизма 10.
Рис. 5.8. Гидроцилиндр рулевого управления:
1 – поршень; 2, 11 – кольца уплотнительные; 3 – корпус; 4 – шток; 5 – винт стопорный; 6 – крышка передняя; 7 – подшипник сферический;
8 – гайка накидная; 9 – манжета штока; 10 – уплотнение штока; 12 – уплотнение поршня; 13 – гайка поршня
Рис. 5.9. Схема рулевого управления автомобилей МАЗ:
1 – рулевое колесо; 2 – рулевая колонка; 3 – насос; 4 – масляный бак; 5 – балка передней оси; 6 – поперечная рулевая тяга; 7 – тормозной барабан;
8 – продольная рулевая тяга; 9 – силовой цилиндр гидроусилителя; 10 – рулевой механизм; 11 – карданная передача; 12 – выходной вал; 13 – сошка; 14 – распределитель; 15 – кронштейн
287
Рулевой механизм собран в корпусе 3 (рис. 5.10), к которому прикреплен корпус распределителя (золотника) 6. В качестве механического усилителя в рулевом механизме использована двойная передача: винт 2 – шариковая гайка-рейка 4 и гайка-рейка 4 – зубчатый сектор 8. Для уменьшения сил трения винт 2 вращается в конических роликоподшипниках 1, а гайка-рейка 4 перемещается относительно винта на шариках 5, размещенных в полукруглых канавках винта и гайки с прижимом 17. Комплектность деталей, образующих спиральный канал, заполненный шариками 5 высокой точности при заводской сборке, не должна нарушаться в процессе эксплуатации. Зубчатый сектор 8 установлен в подшипниках скольжения 13, запрессованных в эксцентричные втулки 12 с рядом отверстий 11 на торцах. Ось наружной поверхности втулок 12 смещена относительно оси отверстия подшипников 13 на величину эксцентриситета «h», что позволяет производить регулировку зацепления гайки с сектором путем поворота втулок 12. Фиксация положения втулок осуществляется штифтами 14 и крышками 15, 19.
Гидроприводы механизмов поворота предназначены для повы-
шения маневренности, курсовой устойчивости и легкости управления тракторов и автомобилей. Гидроприводы механизмов поворота гусеничных тракторов воздействуют на трансмиссию как гидроусилители (тракторы Т-А4, Т-130М) или как гидроприводы двухпоточной коробки передач (тракторы Т-150, Т-330).
Гидроусилители рулевого механизма – статические реверсивные гидроприводы следящего действия, преобразующие вращательное движение и переносящие поступательное движение к рулевому приводу параллельно с рулевым механизмом. Гидроусилители обеспечивают легкость поворота автомобилей и колесных тракторов тягового класса 0,9 и выше.
Следящее действие гидроусилителя рулевого механизма – это пропорциональность угла поворота управляемых колес рулевым приводом углу поворота рулевого колеса водителем. Чувствительность гидроусилителя считают достаточной, если окружное усилие на рулевом колесе, необходимое для включения гидроусилителя, не превышает 20–30 Н, а холостой поворот рулевого колеса – 3–4°. Эффективность гидроусилителя характеризуется коэффициентом усиления – отношением окружных усилий на рулевом колесе при повороте машины с выключенным и включенным гидроусилителем
288
в одинаковых условиях. В тракторных гидроусилителях коэффициент усиления достигает 6, в автомобильных – 15.
Рис. 5.10. Рулевой механизм автомобилей МАЗ:
1 – подшипник; 2 – винт; 3 – корпус; 4 – гайка-рейка; 5 – шарики; 6 – распределитель; 7 – входной вал; 8 – зубчатый сектор; 9 – регулировочные прокладки; 10 – крышка; 11 – отверстие;
12 – эксцентрические втулки; 13 – подшипник скольжения; 14 – штифт; 15, 19 – крышки; 16 – пробка; 17 – прижим; 18 – упорное кольцо;
20 – сальник; 21 – гайка; h – эксцентриситет
289
Основные режимы работы гидроусилителей рулевого механизма: нейтральный, поворот направо или налево, включение и выключение. В нейтральном режиме работы гидроусилитель должен потреблять минимальную мощность, обеспечивать курсовую устойчивость и постоянную готовность трактора или автомобиля к повороту. При повороте направо или налево задача гидроусилителя однозначна – обеспечить перенос поступательного движения к рулевому приводу параллельно с рулевым механизмом.
Распределитель гидроусилителя рулевого механизма автомоби-
лей МАЗ – золотникового типа – встроен в рулевой механизм типа «винт – шариковая гайка – рейка».
В корпусе 6 (рис. 5.11) золотника выполнены три кольцевые расточки «С», «Е» и «D». Средняя расточка «Е» соединена с каналом «В» для подвода рабочей жидкости от насоса, а крайние «С» и «D» –
сканалом «А» для отвода жидкости на слив. В трех реактивных камерах корпуса 6 размещены плунжеры 25, имеющие возможность осевого перемещения. В центральном отверстии корпуса установлен золотник 26, закрепленный упорными шарикоподшипниками 4, 11 на втулке 12, которая соединена шлицами без бокового зазора
свинтом 28 рулевого механизма с возможностью осевого перемещения, а винтовым соединением – с входным валом 18.
Шлицевое соединение вала 18 и винта 28 выполнено с зазором «n», который выбирают из условий обеспечения полного хода золотника. Кроме того, входной вал 18 соединен торсионом 20 с винтом 28 рулевого механизма для обеспечения возврата системы в нейтраль при прекращении воздействия на рулевое колесо.
Гидроусилитель рулевого механизма работает следующим образом. При прямолинейном движении автомобиля золотник 5 (рис. 5.12) занимает нейтральное положение (как показано на рисунке). Рабочая жидкость (масло) от насоса 18 поступает к средней расточке «Е» (рис. 5.11) корпуса золотника по маслопроводу 11 (рис. 5.12) и через крайние точки «С» и «D» (рис. 5.11) проходит на слив по маслопроводу 13 (рис. 5.12), заполняя при этом реактивные камеры между плунжерами 6, и через каналы «К» и «F» (рис. 5.11) в корпусе по маслопроводам 8, 12 (рис. 5.12) – в полости силового цилиндра 17.
Рассмотрим работу гидроусилителя рулевого механизма при повороте, например, влево, как показано стрелкой на рис. 5.13.
290