§ 3. Стабилизация, развал и схождение управляемых

колес

Стабилизация управляемых колес — способность их ав- томатически сохранять положение, необходимое для прямолинейного движения трактора (автомобиля). Стабилизация колес автомобилей достигается с помощью поперечного и продольного наклонов шкворней.

Поперечный наклон шкворня (рис. 270, а) определяется углом |5, лежащим в поперечной плоскости автомобиля (трактора). Величина этого угла для автомобилей составляет 6—8°. При поперечном наклоне шкворней поворот колес сопровождается некоторым подъемом передне- го моста автомобиля, а под действием его массы колеса возвращаются в среднее положение, сохраняя устойчивость.

Продольный наклон шкворня (рис. 270, б) определяется углом у, образованным линией, перпендикулярной плоскости качения колеса, и осью шкворня. В зависимости от установки переднего моста угол у нахо- дится в пределах от 0 до 8°. При повороте управляемых колес возникают центробежная и поперечная (от сил трения между шиной и дорогой в точках их касания) силы. При наличии продольного наклона шкворня поперечная сила создает момент, возвращающий эти колеса в исходное положение, облегчая тем самым управление.

Величина углов наклона шкворней определяется конструкцией цапф, кула- ков и вилок передних мостов и в процес- се эксплуатации трактора (автомобиля) не регулируется.

Для легкого поворота и качения уп- равляемых колес без скольжения их ус- танавливают под некоторыми углами. Различают угол развала и схождение управляемых колес.

Угол развала колеса а (рис. 270, а), лежащий в поперечной плоскости трактора (автомобиля), опре- деляется установкой цапф колес с на- клоном их шипов вниз. Развал передних колес уменьшает нагрузки на внешний подшипник колеса и улучшает управляе- мость. Величина угла развала колес до- стигает 2°.

Схождение управляемых колес определяется расстояниями А и Б (рис. 270, в) между серединами колес впереди и сзади (если смотреть на них сверху), причем А>Б. Схождение обеспечивает правильное (па- раллельное) качение колес при наличии их развала, зазоров в шквор- нях, тягах и подшипниках колес. Разница в размерах A w Б для различ- ных конструкций находится в пределах 2—12 мм. Схождение колес про- веряется специальным приспособлением и регулируется изменением длины поперечной рулевой тяги.

§ 4. Рулевое управление тракторов и автомобилей

с передними управляемыми колесами

Рулевое управление тракторов МТЗ-80/82 имеет механический ру- левой привод с гидравлическим усилителем. Рулевой механизм, рас- пределитель, гидроцилиндр и датчик автоматической блокировки диф- ференциала составляют общий узел. Рулевое колесо и рулевой меха- низм раздельного типа. Рулевой привод имеет расчлененную трапецию заднего расположения, состоит из двух тяг, сошки и поворотных рыча- гов. Основанием трапеции управления служит балка переднего моста с помещенными в нее выдвижными трубами. Рулевые тяги составлены из соединительных труб и ввернутых в них наконечников. Наконечники соединены с поворотными рычагами и сошкой пальцами. Сферическая часть пальца с вкладышами помещена в наконечник и образует шарнир- ное соединение.

Шарниры защищены чехлами, имеют графитовую смазку, не тре- бующую периодического пополнения.

Рнс. 270. Схемы установки перед- них колес и шкворней:

а — развал колес и поперечный наклон шкворня; б —продольный наклон шкворня; в — схождение колес.

Рулевой механизм представляет собой пару червяк 18 (рис. 271) —сектор 26. Сектор находится в зацеплении также с рейкой 27, которая соединена со штоком 36 силового цилиндра. Червяк 18 ус- тановлен в эксцентричной втулке 20 на радиальных шариковых под- шипниках 19. Обоймы подшипников помещены во втулке 20 с некоторым зазором, что позволяет червяку с прикрепленным к нему золотником 7 гидроусилителя перемещаться вдоль своей оси. Для исключения совме- стного вращения золотника с червяком впереди и сзади золотника ус- тановлены упорные подшипники 5. Обоймы подшипников, обращенные к золотнику, являются одновременно центрирующими шайбами. Подшип- ники прижимаются к золотнику гайкой 6. Поворотный вал 24 рулевого механизма расположен вертикально и установлен в трех онорах-втул-

ках, из которых две находятся в корпусе, а одна — в верхней крышке. На шлицах вала закреплены сектор 26 и сошка 25.

Гидравлический усилитель состоит из насоса 11, рас- пределителя, масляного бака 10, роль которого выполняет корпус гид- роусилителя, и силового цилиндра /.

Привод гидравлического усилителя осуществляется от автономно- го шестеренчатого насоса НШ-10-Л-У, подачей 20 л/мин при частоте вращения коленчатого вала 2200 об/мин. Действием гидроусилителя управляет золотник 7 распределителя, размещенный в корпусе 3.

При прямолинейном движении трактора золотник 7 занимает нейтральное положение, фиксируемое тремя парами ползунов 12, под- жатых пружинами 13. Центрирующее действие пружин позволяет удер- живать внутренние обоймы упорных подшипников 5 на одном уровне с торцами корпуса 3 гидроусилителя и крышки 4.

Рис. 271, Cxeva гидроусилителя рулевого привода тракторов МТЗ-80, МТЗ-82:

/ — силовой цилиндр; 2 — поршень; J — корпус распределителя; 4 — крышка; а — упорный подшип- ник; б —гайка: 7— золотник; 8 — редукционный клапан; 9 — фильтр; 10 — масляный бак (корпус гидроусилителя); // — шестеренчатый насос; 12 — ползун; 13 — центрирующая пружина; «—пре- дохранительный клапан; 15 — пружина; 16 — контргайка; /7 — регулировочный винт; 18 — червяк; 19 — шариковый подшипник; 20 — эксцентриковая втулка; 21 — поворотный рычаг; 22 — рулевая тя- га; 23 — рулевое колесо; 24 — поворотный вал; 25 — сошка, 26 — сектор; 27 — рейка: 28 — дифферен- циал; 29 — диафрагма муфты блокировки; 30 — кран; '// — маховичок; 32 — щуп; 33 — золотник: — толкатель; 35— упор; 36 — шток силового цилиндра; .4, В - полости силового цилиндра; В — средняя нагнета гельная выточка: /'. Д — крайние сливные выточки; Е — сливной канал датчика: И — отверстие крана; К — дроссельное отверстие.

Рабочая жидкость от насоса И поступает к центральному пояску золотника 7, через зазор между пояском золотника и выточкой В на корпусе 3 идет к сливным выточкам Г н Д, а затем, мннуя редукцион- ный клапан 8 и фильтр 9, сдирается в бак гидросистемы (корпус гид- роусилителя).

При вращении рулевого колеса вправо одновременно поворачива- ется и червяк 18. При этом в зависимости от сопротивления колес по- вороту на червяк действует осевое усилие, которое при достижении оп- ределенной величины, превышающей усилие пружин 13, заставит чер- вяк переместиться вместе с золотником 7 вперед к крышке 4. Двигаясь, золотник средним буртом закрывает проход жидкости от насоса в слив- ную выточку Г, а крайним буртом — выход жидкости из полости Б си- лового цилиндра 1 в нижнюю сливную выточку Д корпуса 3. При этом противоположный крайний бурт золотника увеличивает проходное сече- ние для слива жидкости из полости А цилиндра.

Жидкость из средней нагнетательной выточки В по сверлению в корпусе и трубопроводу идет в полость Б цилиндра н своим давлением перемещает поршень 2 вперед, передавая движение через шток 36 и рейку 27 сектору 26. Сектор вращает вал 24 и сошку 25 влево по хо- ду трактора, а сошка через рулевую трапецию поворачивает управляе- мые колеса вправо. При повороте трактора влево червяк вместе с зо- лотником переместится назад, и бурты золотника станут в такое поло- жение, когда жидкость от насоса, пройдя распределитель, поступит в полость А цилиндра, и поршень 2 будет вытеснять жидкость из полос- ти Б на слив в бак.

Поворот управляемых колес продолжается только при вращении рулевого колеса. Если вращение руля прекратится, то золотник под дей- ствием пружин ползунов станет в нейтральное положение.

В корпусе гидроусилителя помещен фильтр 9 для очистки жидкос- ти, сливающейся нз системы. Нормальное давление жидкости в систе- ме составляет 2—4 МПа. Если давление будет выше (при больших соп- ротивлениях повороту), то срабатывает продохранительный клапан 14, н жидкость, минуя цилиндр, поступает на слнв в бак. Предохранитель- ный клапан регулируется на давление 8—9 МПа.

Датчик автоматической блокировки дифферен- циала (АБД) управляет действием исполнительного механизма, опи- санного в § 8 главы 32. Датчик расположен в упоре 35 рейки 27 и со- стоит из золотника 33 с пружиной, поворотного крана 30 с маховичком 31, толкателя 34, щупа 32 и редукционного клапана 8.

Когда маховичок установлен в положение «ВКЛ», полость диаф- рагмы 29 муфты блокировки дифференциала соединена через внутрен- нюю полость н дроссельное отверстие К крана 30 с напорной магист- ралью редукционного клапана 8. При движении трактора по прямой сливной канал Б закрыт золотником 33 и жидкость, действуя на диаф- рагму, сжимает диски муфты, — дифференциал блокируется. Как толь- ко управляемые колеса трактора повернутся на угол более 8°, рейка 27 переместится, и толкатель 34 передвинет золотник так, что он соединит внутреннюю полость кранов 30 через канал Е со сливным отверстием. Напорная магистраль и полость диафрагмы сообщаются со сливной магистралью, давление масла в полости диафрагмы упадет, дифферен- циал будет разблокирован.

В положении «ВЫКЛ» кран 30 отъединяет дроссельное отвер- стие К от напорной магистрали, а внутренние полости крана и диаф- рагмы сообщаются со сливной магистралью через отверстие И крана.

Редукционный клапан 8 не регулируется и поддерживает давление жидкости в системе автоблокировки в пределах 0,7—0,9 МПа.

Рулевое управление автомобиля ГАЗ-66 (рис. 272) имеет механиче- ский привод с гидравлическим усилителем, все агрегаты которого уста-

навливаются раздельно. Насос автономного дейст- вия, рулевой механизм раздельный, рулевая тра- пеция переднего располо- жения цельная.

Рулевой меха- низм представляет па- ру червяк — трехгребне- вой ролик, помещенную в картер, прикрепленный болтами к левой про- дольной балке рамы. Червяк напрессован на пустотелый вал и уста- новлен в картере на ко- нических роликоподшип- никах. Ролик сидит на оси в игольчатых под- шипниках; ось установ- лена в щечках головки вала сошки. Вал сошки опирается на два под- шипника — бронзовую втулку картера рулевого механизма и цилиндри- ческий роликовый под- шипник крышки картера. Вал червяка шпонкой соединен с нижней вилкой рулевого вала. Вал рулевого колеса состав- ной: его две части и рулевой механизм объединены карданными шар- нирами.

На шлицах верхнего рулевого вала закреплено рулевое колесо 21. Продольная рулевая тяга 20 — трубчатая, с регулируемыми шарнира- ми. Поперечная рулевая тяга 22 соединена со штоком 23 цилиндра. Ци- линдр 25 прикреплен к кронштейну редуктора переднего ведущего моста 24.

Шарниры поперечной тяги не регулируются, сходимость колес из- меняется вращением наконечников.

Гидроусилитель включает насос, бак, распределитель (клапан уп- равления), силовой цилиндр, соединенные трубопроводами и арматурой.

Насос лопастной, двойного действия, имеет по две полости наг- нетания и всасывания, установлен на кронштейнах двигателя и при- водится в действие вместе с компрессором через шкив двумя клиновид- ными ремнями от шкива коленчатого вала двигателя. Вал насоса с зак- репленными к нему приводным шкивом и ротором 18 опирается на шариковый и игольчатый роликовый подшипники, помещенные в кор- пусе 11 насоса. Соединение ротора с валом шлицевое. В роторе насоса сделано десять пазов, где размещены лопасти. В сборе с лопастями ро- тор установлен в статоре, который болтами зажимается между корпу- сом 11 и задней крышкой насоса. Сверху к корпусу и крышке прикреп- лен бак 9 с фильтром и крышкой, сливным трубопроводом 8 с сетча- тым фильтром 10 и тарельчатым предохранительным клапаном.

В цилиндрической выточке корпуса сделано две выемки; при вхо- де в них каждой из подвижных лопастей происходит всасывание жид- кости, поступающей из бака 9, и нагнетание ее в полость высокого давления 15. Полость 15 калиброванным отверстием 14 сообщается с каналом нагнетательного трубопровода 16.

Рис. 272. Схема гидроусилителя рулевого управ- ления автомобиля ГАЗ-66:

1, 2 — трубопроводы: Л —стакан; 4— фланец стакана; 5 — золотник: 6 — торцовая камера; 7 — корпус распре- делителя; 8— сливной трубопровод; 9 — бак; 10— фильтр; //— корпус насоса; 12 — перепускной клапан; 13— пре- дохранительный клапан; 14 — калиброванное отверстие; 1Я — полость высокого давления; 16 — нагнетательный трубопровод; 17 — подводящая полость; 18 — ротор; 19 — сошка; 20 — продольная рулевая тяга; 21 — рулевое ко- лесо; 22 — поперечная рулевая тяга; 23 — шток; 24 — передний ведущий мост; 25 — силовой цилиндр.

25 А. М. Гуревич, Е. М. Сорокии 385

В задней крышке насоса размещено два клапана: плунжерный перепускной 12 и внутри его шариковый предохранительный 13. При вращении вала насоса и ротора лопасти перемещаются в пазах в нап- равлении центра ротора и прижимаются к криволинейным поверхнос- тям статора под действием центробежной силы и давления жидкости. При этом лопасти захватывают жидкость, поступающую из подводя- щей полости 17 и направляют ее под давлением в полость высокого давления/5. Далее через отверстие 14 и канал жидкость подается в нагнетательный трубопровод 16 усилителя. Пройдя гидроусилитель, жидкость по трубопроводу сливается в бак 9, предварительно очищаясь в фильтре 10.

Распределитель (клапан управления) прикреплен к про- дольной рулевой тяге 20, связанной с рулевой сошкой 19, и состоит из корпуса 7, трубопроводов и золотника 5. Золотник и шаровой палец сошки 19 соединены со стаканом 3, который может несколько переме- щаться в корпусе.

При прямолинейном движении автомобиля сошка и давление жид- кости в торцовых камерах 6, действующее с обеих сторон на золотник, удерживают его в нейтральном положении. В камеры 6 жидкость посту- пает через осевые сверления в крайних поясках золотника. Нагнета- тельный трубопровод 16 и трубопроводы 1 и 2 соединяются через вы- точки в золотнике и каналы корпуса распределителя. Поршень запи- рается в силовом цилиндре 25 равным давлением жидкости на него с противоположных сторон, и это препятствует произвольному повороту колес. При повороте рулевого колеса вправо палец сошки 19 действует на стакан 3 и смещает золотник от нейтрального положения на величи- ну, равную зазору между фланцем 4 стакана, соединенного с золот- ником, и стенками корпуса. При таком положении золотника его вы- точки через каналы в корпусе 7 сообщают нагнетательный трубопро- вод 16 до трубопроводу 1 с одной из полостей цилиндра 25, а другую полость цилиндра по трубопроводу 2 — со сливным трубопроводом 8. Перемещаясь, поршень цилиндра создает на штоке 23 и поперечной ру- левой тяге 22 необходимое усилие для поворота управляемых колес. При повороте влево направления движения жидкости в гидроцилиндр и слива ее из цилиндра меняются золотником на противопо- ложные.

Максимальная подача насоса ограничивается перепускным клапа- ном 12. При повышении частоты вращения двигателя давление, созда- ваемое в полости высокого давления 15, нарастает быстрей, нежели в нагнетательном трубопроводе 16, так как они сообщаются через кали- брованное отверстие 14. В результате повышения давления в поло- сти 15 клапан 12 открывается и перепускает жидкость из полости 15 в бак 9. Перепускной клапан ограничивает подачу насоса в пределах 8— 10 л/мин.

Предохранительный клапан 13, помещенный в перепускном клапа- не 12, поддерживает давление в системе в пределах 6,5—7,0 МПа.