Рулевое управление колесных тракторов

По месту расположения рулевой трапеции относительно управляемого моста различают рулевые приводы  с Передним и Задним расположением трапеции. Рулевое управление с передним расположением трапеции показано на рисунке 1,в.

По конструкции поперечной тяги рулевые трапеции могут быть Цельнымиили Расчлененными. Цельная трапеция имеет одну поперечную тягу 4, как показано на рисунке 1,в, а расчлененная состоит из двух поперечных тяг, шарнирно соединенных с рулевым рычагом или сошкой. Расчлененные трапеции применяют на автомобилях с независимой передней подвеской, а также на тракторе МТЗ-80.

Помимо механических рулевых управлений без усилителей и с гидро — и пневмоусилителями  может быть использовано гидрообъемное  рулевое управление (ГОРУ), у которого рулевое колесо с рулевым валом не имеет механической связи с рулевой трапецией. ГОРУ применяют на тракторе МТЗ-100 и комбайнах.

Колесные тракторы общего назначения (Т-150К, К-701) со всеми ведущими, одинаковыми по размерам колесами поворачиваются в результате углового смещения полурам гидроцилиндрами, которые являются исполнительными механизмами рулевого управления.

Установка управляемых колес. Правильная установка управляемых  колес обеспечивает курсовую устойчивость движения тракторов и автомобилей, легкость поворота, качение колес с меньшей затратой мощности и минимальным износом шин. Под стабилизацией управляемых колес понимают их способность сохранять прямолинейное движение и автоматически возвращаться в исходное положение после поворота. Стабилизацию колес достигают с помощью поперечного и продольного наклонов шкворней.

Поперечный наклон шкворня определяется углом   (рис. 3, а), который составляет 6…10°. При поперечном наклоне шкворней поворот колес сопровождается некоторым подъемом переднего моста, что способствует возвращению колес в положение, соответствующее прямолинейному движению.

Продольный наклон шкворня верхним концом назад определяется углом   (рис. 3, б), который составляет 1,0…3,5°. При повороте возникает центробежная сила, которая через ступицы, колеса и шины передается на дорогу и вызывает со стороны дороги боковые реакции на колеса. Эти реакции приложены в области контакта колес с дорогой. При продольном наклоне шкворней возникает стабилизирующий момент от действия этих сил и реакций, который стремится вернуть управляемые колеса в положение прямолинейного движения.

Углы наклонов шкворней определяются конструкцией переднего  моста и рулевого управления и  в процессе эксплуатации не регулируются.

Для облегчения управления колеса устанавливают под некоторыми углами.

Развал колес под углом   (рис. 3, а), который задают не более 2°, способствует появлению силы, направленной вдоль оси колеса и постоянно прижимающей его к внутреннему подшипнику ступицы. Это предотвращает перемещение и раскачивание колеса вдоль своей оси и улучшает устойчивость движения.

Совместно с  поперечным наклоном шкворней развал колес уменьшает плечо обката — расстояние х между средней  плоскостью колеса и точкой пересечения оси шкворня с поверхностью дороги. Благодаря этому уменьшается усилие для поворота колеса относительно шкворня, что облегчает управление трактором или автомобилем. Развал под большим углом резко увеличивает износ шин.

Установка направляющих колес

Рис. 3 – Установка  направляющих колес:

А – развал колес  и поперечный наклон шкворней; 1 –  остов трактора; 2 – выдвижные  трубы кулаков; 3 – передняя ось; 4 – шкворень; б – продольный наклон шкворней; в – схождение колес: 1 – наконечник; 2 – контрагайка; 3 – труба поперечной тяги; 4 – сошка; 5 – ось; 6 – поворотный рычаг.

Схождение колес определяют как разность расстояний между боковинами шин в средней их части сзади по ходу трактора или автомобиля (расстояние L2 на рис. 3,в) и спереди (расстояние L1). Схождение колес задают в пределах 2…12 мм регулировкой длины поперечной тяги как допуск на зазоры, которые при качении выбираются и схождение уменьшается до нуля.

Рулевое управление автомобиля ГАЗ-53-12 состоит из рулевой колонки, рулевого механизма и привода. Рулевое управление совмещенное, т. е. вал 20 (рис. 4, а) непосредственно соединен с червяком 12.

Рулевой механизм состоит из глобоидального червяка 12 и трехгребневого ролика 13. Картер 2 рулевого механизма закреплен на левой продольной балке рамы болтами.

Червяк 12, напрессованный на пустотелый рулевой вал 20, установлен в картере на двух конических роликовых  подшипниках 6 и 15. Наружные обоймы подшипников запрессованы в расточках картера и удерживаются крышками 7 и 16. Под крышку 7 установлено несколько прокладок 11 для регулировки подшипников червяка. Выходы валов червяка и сошки уплотнены сальниками 10 и 18.

Рулевой механизм и шарнирные устройства автомобиля ГАЗ-53-12

Рис. 4 Рулевой  механизм и шарнирные устройства автомобиля ГАЗ-53-12:

А – рулевой  механизм: 1 – рулевая сошка; 2 – картер; 3 – вал сошки; 4, 10 и 18 – сальники; 5 – втулка; 6 и 15 – подшипники червяка; 7 – нижняя крышка картера; 8 и 19 – пружины сальника; 9 – труба электропоровода; 11 – регулировочные прокладки; 12 – глобоидальный червяк; 13 – трехгребневой ролик; 14 – пробка маслозаливного отверстия; 16 – верхняя крышка картера; 17 – стяжной хомут; 20 – рулевой вал; 21 – колонка руля; 22 – боковая крышка; 23 – подшипник вала сошки; 24 – стопорная шайба; 25 – контрагайка; 26 – регулировочный винт; б – шарнирные устройства: 1 – масленка; 2 – пята; 3 – коническая пружина; 4 – крышка; 5 – стопорное кольцо; 6 и 15 – наконечникик; 7 – труба продольной тяги; 8 – резиновое кольцо; 9 – обойма; 10 – резиновый колпак; 11 – кольцо; 12 – палец; 13 – сухарь; 14 – сменный вкладыш; 16 – хомут; 17 – труба поперечной тяги.

Трехгребневой ролик 13 посажен на ось с помощью  двух шарикоподшипников. Ось ролика установлена в щеках головки вала 3 сошки и концы оси расклепаны. Между торцами ролика и щеками размещены упорные шайбы. Вал 3 поворачивается в двух подшипниках: бронзовой втулке 5 и роликовом подшипнике 23. На мелкие конические шлицы вала посажена сошка 1. Правильность установки сошки обеспечивается четырьмя сдвоенными шлицами. Зазор в зацеплении червяк — ролик регулируют с помощью винта 26, ввернутого в боковую крышку 22 картера. Винт фиксируется стопорной шайбой 24, штифтом и гайкой 25.

Рулевой привод имеет заднее расположение цельной трапеции. Его продольная тяга шарнирно соединена задним концом с рулевой сошкой 1, а передним концом через рычаг левого поворотного кулака — с рулевой трапецией. Рычаги рулевой трапеции жестко соединены с правым и левым поворотными кулаками, а между собой — шарнирно через поперечную тягу.

Продольная и  поперечная тяги с помощью шарнирных  устройств соединены с рычагами. К трубе 7 (рис. 4, б) продольной тяги приварены  наконечники 6, в которые установлены  сменные вкладыши 14, сухарь 13 и полусферический  палец 12, опирающийся на пяту 2. Пята поджата к пальцу конической пружиной 3, которая упирается в крышку 4, закрепляемую стопорным кольцом 5. На палец шарнира с небольшим натягом надет резиновый колпак 10, закрепленный обоймой 9 на наконечнике. Пружинное стальное кольцо 11 обеспечивает уплотнение колпака. Смазывают шарнир через масленку 1.

С поперечной рулевой  тягой правой и левой резьбой  соединены наконечники 15. Продольные разрезы в трубе 17 этой тяги стянуты  хомутами 16.

Рулевое управление трактора МТЗ-80 разделенное, с гидроусилителем и задним расположением расчлененной рулевой трапеции. Привод рулевого механизма служит для изменения положения рулевого колеса и передачи вращения от него к рулевому механизму.

Труба 6 (рис. 5, а) рулевой колонки приварена к  серьге 7, которая шарнирно соединена со стойкой 9 двумя винтами 15. Благодаря этому рулевую колонку можно поворачивать относительно стойки 9 и тем самым изменять угол наклона рулевого колеса (рис. 5, б). В рабочем положении I рулевая колонка удерживается фиксатором 17 (рис. 5, а). Для поворота колонки рукоятку 19 подают вверх, и фиксатор выходит из паза правой стенки 16 стойки 9. После этого колонку можно легко повернуть вперед. В этом положении II колонка не фиксируется. У тракторов МТЗ-100, МТЗ-102 предусмотрена фиксация колонки в четырех положениях через угол 5°.

Рулевое колесо 1 закреплено на шлицах полого рулевого вала 3, внутри которого проходит винт 4, соединенный с маховичком 2. Винт вворачивается в гайку 20, в которую  запрессован штифт 21, фиксирующий ее от проворачивания в промежуточном вале 5. На гайке 20 и вале 3 выполнены скосы, которые при вворачивании винта 4 расклинивают и прижимают гайку и вал к внутренним стенкам промежуточного вала 5. Этим устройством можно регулировать положение рулевого колеса по высоте в пределах ±120 мм (рис. 5,б).

Промежуточный вал 5 (рис. 5,а) вращается в капроновых втулках 22, которые установлены в  резиновые амортизаторы 23 для уменьшения вибрации вала.

Вращение от рулевого колеса передается на вал 3, затем  через гайку 20 и штифт 21 на промежуточный вал 5 и далее через карданный шарнир 12, вал 13 — на шлицевую втулку 14, которую устанавливают на шлицы червяка рулевого механизма.

Рулевой механизм смонтирован в одном корпусе 22 (рис. 6) с гидроусилителем. В качестве рулевого механизма использована передача цилиндрический червяк 4 — сектор 7. Двухвенцовый сектор одновременно находится в зацеплении с червяком и рейкой 9, соединенной со штоком 25 гидроцилиндра.

Червяк вращается  в двух шариковых подшипниках, наружные обоймы которых установлены в эксцентричной втулке 6 с небольшим зазором, что позволяет ему вместе с золотником 31 перемещаться в осевом направлении (вперед и назад).

Сектор 7 установлен на шлицах поворотного вала 21 и закреплен  гайкой 8. Поворотный вал 21 вращается в двух втулках корпуса 22 и в верхней крышке 12. На нижнем шлицевом конце поворотного вала установлена сошка 18, закрепляемая гайкой 19.

Рулевая трапеция включает в себя две поперечные рулевые  тяги, шарнирно соединенные с сошкой 4 (см. рис. 3, в), два поворотных рычага 6 и переднюю ось. Каждая рулевая тяга состоит из соединительной трубы 3 и двух наконечников 1 с правой и левой резьбой. Наконечники ввернуты в резьбовые отверстия трубы 3 и закреплены контргайками 2. Внутри наконечника размещено шарнирное устройство, состоящее из шарового пальца, резинового и капронового вкладышей, закрытых резиновым чехлом и регулировочной пробкой.

Привод рулевого механизма трактора МТЗ-80

Рис. 5 Привод рулевого механизма трактора МТЗ-80:

А – конструкция  привода: 1 – рулевое колесо; 2 –  махавичок; 3 – рулевой вал; 4 и 15 –  винты; 5 – промежуточный вал; 6 –  труба рулевой колонки; 7 – серьга; 8 и 12 – карданные шарниры; 9 – стойка; 10 – средний вал; 11 – промежуточная опора; 13 – передний вал; 14 — шлицевая втулка; 16 – правая стенка стойки; 17 – фиксатор; 18 – пружина; 19 – рукоятка; 20 и 24 – гайка; 21 – штифт; 22 – втулка; 23 – амортизатор; 25 – контрагайка; б – различные положения рулевого колеса; I и II – положения рулевой колонки.

Гидроусилитель  рулевого управления трактора МТЗ-80

Рис. 6 — Гидроусилитель рулевого управления трактора МТЗ-80: 1 – пробка; 2 – клапанная крышка; 3 – регулировочный винт предохранительного клапана; 4 – червяк; 5 – болт регулировочной втулки; 6 – регулировочная эксцентричная втулка; 7 – сектор; 8, 19 и 30 –гайки; 9 – рейка; 10 – маслопровод для смазывания верхней опоры; 11 – регулировочный винт; 12 – верхняя крышка; 13 – фильтр; 14 – редукционный клапан; 15 – кран управления; 16 – золотник датчика; 17 – маховичок крана; 18 – сошка; 20 – сливная пробка; 21 – поворотный вал; 22 – корпус; 23 – упор рейки; 24 – регулировочные прокладки; 25 шток; 26 – поршень; 27 – передняя крышка цилиндра; 28 – упорный подшипник; 29 – крышка; 31 – золотник.

Рулевое управление автомобилей КамАЗ разделенное, с гидроусилителем и цельной  рулевой трапецией. Рулевое управление состоит из рулевого колеса 1 (рис. 7), рулевой колонки 2, карданной передачи в, углового редуктора 9, рулевого механизма 10, вала 13, сошки 12, продольной рулевой тяги 11 и рулевой трапеции. Гидравлический усилитель состоит из распределителя 8, гидроцилиндра, размещенного в картере рулевого механизма 10, насоса 14 с бачком 15, радиатора 7, трубопроводов и шлангов.

Рулевая колонка, состоящая из трубы с размещенным  в ней на двух шариковых подшипниках  рулевым валом, прикреплена в  верхней части панели кабины с помощью кронштейна 3, а в нижней части — к полу кабины с помощью фланца 4. Осевой зазор в подшипниках регулируют гайкой 5.

Карданная передача 6, включающая в себя вал, втулку и  два карданных шарнира, передает вращение с рулевого вала на вал  ведущего конического зубчатого колеса углового редуктора 9.

Рулевое управление автомобилей КамАЗ

Рис. 7 – Рулевое  управление автомобилей КамАЗ:

1 – рулевое колесо; 2 – колонка рулевого управления; 3 – кронштейн; 4 – фланец; 5 – регулировочная гайка; 6 – карданная передача; 7 – радиатор; 8 – распределитель; 9 – угловой редуктор; 10 – рулевой механизм; 11 – продольная рулевая тяга; 12 – сошка; 13 – вал сошки; 14 – насос; 15 – бачок.

Конический одноступенчатый  угловой редуктор служит для передачи вращения от карданной передачи на винт рулевого механизма с передаточным отношением, равным единице. Собран редуктор в корпусе 33 (рис. 8), который шпильками  прикреплен к картеру 23 рулевого механизма. Ведущее коническое зубчатое колесо изготовлено как одно целое с валом 7 и установлено в съемном корпусе 10 на шариковом 6 и игольчатом 8 подшипниках. Шариковый подшипник закреплен гайкой, игольчатый — стопорным кольцом.

Ведомое коническое зубчатое колесо 11 вращается в двух шарикоподшипниках 12, установленных  в корпусе 33 редуктора. Шарикоподшипники посажены с натягом на хвостовик  зубчатого колеса и закреплены гайкой 30 со стопорной шайбой 31. Осевые перемещения  зубчатого колеса ограничены стопорным кольцом 32 и крышкой 14. Зацепление конических зубчатых колес регулируют изменением толщины прокладок 5.

Ведомое коническое зубчатое колесо углового редуктора  соединено шлицами с винтом 26 и передает ему вращение от рулевого колеса; при этом винт может перемещаться в осевом направлении (вперед и назад).

Рулевой механизм собран в картере 23, который одновременно служит цилиндром гидроусилителя. В  качестве рулевого механизма использована двойная передача: винт 26 — гайка 27 и рейка (поршень) 24 — сектор 18.

Для уменьшения сил трения винт 26 вращается в  гайке 27 на шариках, размещенных в  канавках винта и гайки с перекидной трубкой. Гайку, собранную с винтом и шариками, устанавливают в поршень-рейку 24 и фиксируют двумя установочными винтами 17.