Механизмы управления тракторами и автомобилями

Способы совершения поворотов. Поворот ТС можно осуществить несколькими способами (рис. 23.1). Чтобы колеса при повороте двигались без скольжения и бокового заноса, все колеса ТС должны перемещаться по окружностям с единым центром поворота О.

Для этого внутренние колеса должны быть повернуты на больший угол, чем внешние.

С этой целью колесные транспортные средства оборудованы рулевой трапецией.

Расстояние от центра поворота до центра внешнего колеса при наибольшем угле поворота управляемых колес называют минимальным радиусом поворота.

Однако даже после поворота колес ТС продолжает некоторое прямолинейное перемещение.

При повороте со стороны опорной поверхности на управляемые колеса действует сила боковой реакции Р, которая заставляет остов ТС поворачиваться.

В случае недостаточности силы боковой реакции Р (недостаточное сцепление колес с дорожным полотном, небольшой радиус колеса и др.) машину заносит (боковые увод и скольжение).

Способность ТС противостоять скольжению или опрокидыванию называют устойчивостью.

Рис. 23.1. Способы совершения поворотов ТС: а — поворотом передних колес; б — поворотом задних колес; в — поворотом всех колес; г — «крабом»; д — смещением полурам; е — изменением скоростей движения правого и левого движителей; ж — отключением одного из движителей; з — торможением одного движителя; уп — скорость правого движителя; уд — скорость левого движителя; В — ширина ТС; R — радиус поворота; О — центр поворота; L — продольная база; оц — угол поворота внешних колес; а2 — угол поворота внутренних колес; Р — боковая реакция со стороны дороги на колесо; О, — центр ТС

Требование к рулевому управлению. Поворот колес трактора (автомобиля) осуществляют с помощью рулевого управления. Его работа оказывает существенное влияние на безопасные условия эксплуатации ТС. Рулевое управление должно обеспечивать: легкость управления, следящее действие, маневренность, заданное направление движения, качение управляемых колес с минимальным заносом на поворотах, отсутствие автоколебаний и стабилизацию управляемых колес.

Легкость управления подразумевает легкость поворота руля. При усилии поворота руля менее ЗОН у водителя теряется «чувство руля», а при значениях более 50 Н — наступает быстрая утомляемость.

Следящее действие — способность рулевого управления поворачивать колеса пропорционально углу поворота руля с усилием, зависящим от сопротивления колес повороту. Оно должно предотвращать передачу ударов на руль при движении по неровной поверхности.

Маневренность — способность управляемых колес быстро реагировать на повороты руля и выполнять разворот на минимальной площади.

Автоколебания — колебания колес (10...30 Гц) при неподвижном рулевом колесе. Могут возникнуть в определенном диапазоне скоростей, когда колеса связаны мостом (зависимая подвеска).

Стабилизация управляемых колес — способность возвращения колес после поворота в прямолинейное положение при отпущенном рулевом колесе.

Устройство рулевого управления. Рулевое управление (рис. 23.2) состоит из рулевого механизма и рулевого привода.

Рис. 23.2. Устройство рулевого управления: а — общий вид механического привода; б — червячно-роликовый рулевой механизм; в — винтореечный механизм; г — реечный механизм; 1 — рулевое колесо; 2 — рычаги поворотных цапф; 3 — поперечная рулевая тяга; 4 — маятниковый рычаг; 5 — боковая рулевая тяга; 6 — шарнир; 7 — цапфа; 8 — продольная рулевая тяга; 9 — сошка; 10 — вал сошки; 11 — ролик; 12 — червяк; 13 — рулевой вал; 14 — передняя ось; 15 —- гайка; 16 — шарики; 17 — винт; 18 — сектор; 19 — шестерня; 20 — рейка

Рулевой механизм предназначен для передачи и увеличения вращательного момента от рулевого колеса к рулевому приводу.

На автомобилях применяют механическое рулевое управление, а на тракторах — механическое, гидромеханическое и гидрообъемное (гидростатическое) управление.

Рулевой привод предназначен для передачи усилия от рулевого механизма к управляемым колесам. Он может быть механическим или гидромеханическим. В механическом рулевом управлении рулевой механизм преобразует вращение рулевого колеса в поворот рулевой сошки. Рулевая сошка воздействует на продольную тягу через маятниковый рычаг, который перемещает поперечную и боковую рулевые тяги. От них перемещение передается на рычаги поворотных цапф, которые поворачивают колеса. Передаточное число рулевого механизма должно быть переменным (16... 25), чтобы усилие на руле увеличивалось пропорционально его повороту. Для этой цели используют червячные и реечные передачи.

Основной частью рулевого привода является рулевая трапеция. Она состоит из поворотных рычагов, поперечных рулевых тяг и оси управляемых колес.

В зависимой подвеске (с передней балкой) трапеция неразрезная; в независимой подвеске — трапеция разрезная.

Важно знать! В тракторах продольная тяга может быть расположена вдоль лонжерона. Это ограничивает возможность бокового навешивания машин и орудий.

При наезде передних колес на неровность балка приподнимается и перемещает передний шарнир рулевой тяги. Это может привести к самопроизвольному повороту колес. В целях устранения этого недостатка рулевой механизм может быть расположен над балкой моста, а рулевая сошка соединена с поперечной рулевой тягой без продольной тяги.

При изменении колеи управляемых колес необходимо менять длину поперечных тяг. Это приводит к изменению кинематики поворота колес. Чтобы не проводить повторные регулирования, параметры трапеции оставляют для наиболее часто используемой колеи.

Усилитель руля. 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.






Дата добавления: 2020-10-05; просмотров: 45;


Поделитесь с друзьями:

Вы узнали что-то новое, можете расказать об этом друзьям через соц. сети.

Поиск по сайту:

Введите нужный запрос и Знаток покажет, что у него есть.
Znatock.org - Знаток.Орг - 2017-2020 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей. | Обратная связь
Генерация страницы за: 0.009 сек.