Рулевое управление трактора МТЗ: что выбрать, ГУР или ГОРУ?

Рулевое управление – это объединенные в систему узлы, механизмы и устройства, обеспечивающие изменение направления движения трактора.

Схема привода руля трактора МТЗ-80

Схема привода руля трактора МТЗ-80

В колесных моделях тракторов изменение направления перемещения машины производится поворотом на различные углы передних управляемых колес. При повороте передние и задние колесные пары описывают дугу вокруг общего центра, расположенного на продолжении задней колесной оси.

Состав системы

Работа системы рулевого управления базируется на взаимодействии рулевого механизма, выполняющего функцию передачи управляющего воздействие от руля оператора с рулевым механизмом, преобразующим переданное ему усилие в поворот колес.

В систему управления направлением движения колесной тракторной техники входят:

  • Установленная на переднем мосту рулевая трапеция, образованная двумя соединенными друг с другом сошкой поперечными тягами, концы которых контактируют с поворотными рычагами;
  • Соединенные карданными шарнирами последовательно расположенные рулевой, промежуточный, средний и передний валы, передающее вращение рулевого колеса гидравлическому усилителю;
  • Закрепленное на размещенном в трубе рулевой колонки переднем валу рулевое колесо с изменяемой высотой и наклоном;
  • Рулевая колонка с механизмами, обеспечивающими наклон и изменение высоты рулевого колеса;
  • Смонтированные в одном корпусе, расположенном впереди радиатора, рулевой механизм и гидроусилитель, осуществляющий промежуточную гидравлическую и механическую связь руля оператора с колесами трактора;
  • Обеспечивающий работу гидроусилителя гидравлический контур, в который входят насос шестеренчатого типа, распределитель рабочей жидкости, силовой цилиндр и датчик, выдающий команду на блокировку дифференциала заднего моста;
  • Рулевой механизм, состоящий из червяка, размещенного в опирающейся на два радиальных подшипника эксцентричной втулке; двухвенцового сектора, находящегося в постоянном контакте с червяком и рейкой, соединенной со штоком силового цилиндра; и укрепленного в хвостовой части червяка, золотника;
  • Передающие перемещение сектора к узлам рулевой трапеции поворотный вал и сошка.

Гидравлический усилитель руля

Гидравлический усилитель руля (ГУР) – это гидромеханическое устройство, предназначенное для:

  • снижения уровня необходимых для поворота трактора физических усилий оператора;
  • улучшения управления изменением направления движения трактора;
  • уменьшения возникающих во время движения передних колес по неровностям ударов и вибраций на рулевое колесо.

Особенную актуальность устройство приобретает при увеличенных нагрузках на передние колеса – во время движения на высокой скорости и при работе с тяжелым навесным оборудованием.

Конструкция гидроусилителя

Основные конструктивные элементы гидроусилительного устройства:

  • Выполняющий функцию емкости для рабочей жидкости и основы для крепления деталей корпус;
  • Обеспечивающий циркуляцию масла в гидравлическом контуре устройства насос шестеренчатого типа;
  • Постоянно контактирующий с червяком рулевого механизма сектор, укрепленный на поворотном валу;
  • Имеющий три опорных точки поворотный вал, передающий поворотное движение сектора закрепленной на его конце сошке, соединенной с поперечными тягами передних колес;
  • Контактирующая с сектором рейка, передающая ему поступательное движение поршня цилиндра через связывающий их шток;
  • Зафиксированный тремя парами ползунов, подпертыми пружинами, золотник, укрепленный на конце червяка рулевого механизма;
  • Фильтр очистки циркулирующего в гидравлическом контуре масла;
  • Ограничивающий уровень давления рабочей жидкости в гидроусилителе предохранительный клапан;
  • Гидравлическая система автоматики блокирующей дифференциал заднего моста (АБД), в состав которой входят датчик, золотник, маховик, щуп и кран.

Схема работы рулевого гидроусилителя

Основной принцип работы гидравлического усилителя руля – увеличение гидравлического усилия при росте сопротивления повороту машины.

ГУР трактора МТЗ

ГУР трактора МТЗ

Возникающее во время поворота машины сопротивление вызывает осевое смещение червяка рулевого механизма, под действием которого сжимаются пружины ползунов, удерживающих золотник гидрораспределителя.

Когда сопротивление маневру превышает усилие предварительного сжатия всех трех пружин, золотник изменяет свое положение и открывает доступ рабочей жидкости в одну из полостей силового цилиндра.

Поданное в цилиндр масло перемещает поршень, усилие которого передается через соединенную с ним рейку на зубчатый сектор, который вращает поворотный вал.

После прекращения действия возникающего при повороте сопротивления пружины распрямляются и золотник устанавливается в нейтральное положение, перекрывая поступление рабочей жидкости в цилиндр.

Если возникающее при маневре сопротивление не превышает усилие предварительного сжатия пружин, поворот производится рулевым механизмом без подключения гидроусилительного устройства.

Управление режимами блокировки дифференциала заднего моста производится с использованием расположенной на рабочем месте оператора рукоятки, соединенной тросом с краном датчика АБД.

При автоматическом режиме работы АБД работает по следующему алгоритму:

  1. При прямолинейном движении трактора задний дифференциал заблокирован гидравлическим цилиндром, в который через золотник датчика поступает масло из корпуса гидроусилителя.
  2. При повороте передних колес на угол, превышающий 13 градусов, связанная с золотником рейка изменяет его положение, перекрывая доступ масла в блокирующий дифференциал цилиндр. Прекращение подачи масла сопровождается сливом находящегося в полости цилиндра масла. В результате дифференциал освобождается от блокировки.

Регулировка гидроусилителя

Основные настройки ГУР:

  • Настройка механического контакта червяка с зубчатым сектором. Регулировка производится при приподнятых над поверхностью грунта передних колесах. Введенным в паз втулки ключом ее проворачивают по часовой стрелке или против ее движения, добиваясь соответствия зазора сцепления секторно-червячного зацепления боковым зазорам червяка при находящейся в среднем положении сошке.
  • Регулировка реечно-секторного зацепления. Зацепление выставляют с использованием устанавливаемых под фланец упора рейки прокладками, добиваясь зазора между рейкой и упором 0,1-0,3 мм.
  • Регулировка затяжки гайки червяка рулевого механизма. Суть этой настройки состоит в надежной фиксации в правильном положении подшипников, поджимающих торцы золотника.
  • Настройка осевого перемещения поворотного вала. Регулировку производят с помощью регулировочного винта, установленного на торцевой поверхности вала, при ослабленных контргайках. Предварительно ослабив блокирующую откручивание винта контргайку, винт закручивают до упора, а затем отпускают, проворачивая на 1/10 или 1/8 оборота.
  • Настройка предохранительного клапана производится при работающем двигателе с использованием манометра, установленного вместо расположенной на клапанной крышке пробки. Давление нагретого до температуры 50 градусов масла при предельной скорости вращения коленчатого вала двигателя машины должно составлять 8,8 МПа. Настройку давления масла производят специальным подстрочным винтом, который после окончания регулировки законтривают и закрывают специальным колпаком.
  • Проверка свободного хода руля. Контролируется при работающем двигателе и настраивается путем проверки и выставления зазоров соединений рулевой системы, а также креплений поворотных рычагов, сошки и других деталей рулевого управления. Нормальным считается свободное перемещение руля, не превышающее 20 градусов.

Гидрообъемное рулевое управление (ГОРУ)

Гидрообъемная система рулевого управления – это совокупность узлов и агрегатов, обеспечивающих снижение уровня физических усилий оператора при изменении направлении движения трактора.

Основное отличие гидрообъемного управления от управления направлением движения трактора с использованием гидроусилителя – отсутствие механической связи привода и механизма руля.

В ГОРУ поворот колес осуществляется силовым цилиндром (цилиндрами), работу которого обеспечивает управляемый рулем насос-дозатор.

ГОРУ обеспечивает надежное управление машинами, передвигающимися со скоростью до 50 км в час.

Устройство гидрообъемной системы рулевого управления

Основными элементами конструкции гидрообъемного управления движением являются:

  • Соединенное маслопроводами с силовыми цилиндрами рулевой колонки и поворотными гидравлическими механизмами дозаторное насосное устройство с модулем клапанов аксиально-поршневого типа;
  • Установленные на переднем мосту силовые цилиндры, осуществляющие поворот колес;
  • Поддерживающий давление рабочей жидкости в системе шестеренчатый насос;
  • Гидроаккумулятор;
  • Автономная емкость для хранения рабочей жидкости;
  • Трубопроводные магистрали, уплотнительные элементы и соединители.

Схема работы гидрообъемной системы управления направлением движения

При движении трактора по прямой золотник насосно-дозаторного устройства перекрывает доступ рабочей жидкости в полости поворотного цилиндра (цилиндров).

Поворот рулевого колеса сопровождается смещением золотника, который открывает подачу в соответствующие полости силового цилиндра или силовые поворотные цилиндры масла в объеме, пропорциональном угловому перемещению руля.

При нерабочем питающем насосном устройстве насос-дозатор функционирует как насос, приводом которого служит рулевое колесо.

Достоинства и недостатки гидроусилительных и гидрообъемных систем рулевого управления

Достоинствами оснащенных гидроусилителями систем рулевого управления перед механическими являются:

  1. Меньшее время отклика на управляющее воздействие руля;
  2. Амортизация возникающих во время движения машины ударов и вибраций;
  3. Высокий коэффициент полезного действия при преобразовании вращения рулевого колеса в поворотное движение колес.

К преимуществам гидрообъемной системы рулевого управления перед гидроусилителями руля относятся:

  1. Меньший в сравнении с гидроусилителем уровень физических усилий оператора, необходимый для поворота трактора;
  2. Отсутствие люфтов при управлении направлением движения машины;
  3. Небольшой вес дозаторного насосного устройства;
  4. Возможность установки элементов гидрообъемной системы в различных частях трактора.

Общий недостаток таких гидравлических систем – необходимость использования в них исключающих утечки рабочей жидкости высококачественных материалов и соединителей.

Материал по теме: Как выбрать масло для гидравлики

Переоборудование гидроусилительного управления на гидрообъемное

В последние годы отмечается устойчивый рост оснащения тракторной техники гидрообъемными системами рулевого управления и переоборудования моделей с ГУР на ГОРУ.

Тенденция объясняется преимуществами гидрообъемного управления и относительной несложностью модернизации.

Переоборудовать гидроусилительную систему управления в гидрообъемную можно, используя один из вариантов предлагаемых поставщиками комплектов деталей для такого переоборудования.

Обычно в состав комплекта деталей входят:

  • поворотный гидроцилиндр;
  • правый и левый поворотные рычаги;
  • насос дозаторного типа;
  • штуцеры;
  • шланги, рассчитанные на транспортировку рабочих жидкостей под высоким давлением;
  • рулевая тяга;
  • соединительные и крепежные элементы.

Многие собственники тракторной техники, переоборудуя гидроусилительную систему управления в гидрообъемную, используют в качестве емкости для рабочей жидкости корпус гидроусилителя.

Использование такого подхода позволяет:

  1. Упростить пользование блокировкой дифференциала задних колес.
  2. Сохранить весовой баланс трактора.
  3. Отказаться от дополнительных балластов, необходимость в которых возникает при демонтаже гидроусилителя.
  4. Исключить попадание масла при утечке из насоса-дозатора в грунт. При использовании корпуса ГУР в качестве емкости для рабочей жидкости протекающее из насосно-дозаторного устройства масло попадает в нее.

Установка насоса-дозатора вместо гидроусилителя

Одно из преимуществ гидрообъемного управления – возможность установки соединяемого с рулевой колонкой и силовым цилиндром гибкими трубопроводами насоса-дозатора в различных частях машины.

Чаще всего насосно-дозаторное устройство устанавливают на корпус гидроусилителя или на крышку клапанов головки цилиндров, используя для фиксации насоса их элементы крепления.

Упрощенная последовательность переоборудования оснащенного ГУР трактора на гидрообъемное управление (вариант с использованием гидроусилителя в качестве емкости для рабочей жидкости гидроруля):

  1. Демонтируется червяк рулевого механизма и гидрораспределитель ГУР.
  2. Устанавливается насос дозатор. Основное условие правильного монтажа насоса – отсутствие действия на устройство осевых и радиальных нагрузок, для исключения которых может использоваться подшипниковый переходник, центрирующий рулевой вал.
  3. Рулевой вал соединяется с валиком насоса-дозатора, при необходимости вал укорачивается.
  4. Силовой цилиндр укрепляется на переднем мосту с использованием специального кронштейна.
  5. Штоки цилиндра соединяются с поворотными рычагами колес.
  6. Насосно-дозаторное устройство коммутируется с гидроцилиндром двумя трубопроводами, обеспечивающими в зависимости от направления поворота подачу масла под давлением в левое или правое пространство цилиндра.
  7. Забор и слив дозатора соединяется с соответствующими выходами используемого в качестве емкости для масла гидроусилителя.

Восстановление гидроусилительного рулевого управления

При необходимости восстановления гидроусилителя:

  1. Демонтируется насос дозатор.
  2. В гидроусилитель устанавливаются демонтированные червяк и гидрораспределитель.
  3. Поворотные рычаги отсоединяются от штоков силового цилиндра и подсоединяются к наконечникам рулевых тяг.

Неисправности гидроусилительных и гидрообъемных рулевых систем и их устранение

Основные неисправности гидроусилительной рулевой системы и варианты их устранения
Неисправность и ее признаки Причина неполадки Варианты устранения
Поворот рулевого колеса затруднен и требует значительных физических усилий. Повреждение подшипников червячного винта, деформация тяг. Произвести замену имеющих повреждения деталей.
Повышенный уровень сцепления зубчатого сектора и червячной передачи рулевого механизма. Отрегулировать зацепление деталей.
Недостаточно затянута гайка червяка. Подтянуть гайку.
Недостаточный уровень рабочей жидкости в гидравлическом контуре или ее утечка. Проверить уровень масла и довести его уровень до предусмотренного техническими требованиями.
Проникновение воздуха в систему. Проверить высасывающие трубопроводы и устранить их негерметичность.
Свободное перемещение руля, значительно превышающее обычное. Скопление воздуха в трубопроводной сети поворотных цилиндров, вспенивание масла во время работы гидравлики. Проверить герметичность трубопроводных магистралей и уплотнительных и соединительных элементов системы. Провести герметизацию мест подсоса воздуха, регулировку или замену уплотнителей и соединений. Произвести прокачку системы рулевого управления.
Основные неисправности гидрообъемной рулевой системы и варианты их устранения
Неисправность и ее признаки Причина неполадки Варианты устранения
Затрудненный поворот рулевого колеса. Питающий насос не создает необходимого для нормальной работы системы давления. Отремонтировать насос или произвести его замену на новый.
Низкий уровень масла в емкости для его хранения. Долить масло в бак.
Заклинивание карданного соединения рулевого вала с приводным валом насоса-дозатора. Устранить заклинивание.
При вращении руля отсутствует упор. Низкий уровень масла в системе. Долить масло в бак.
Вращение рулевого колеса при отсутствии прилагаемого к нему усилия оператора. Золотник насосно-дозаторного устройства не занимает нейтрального положения, из-за заклинивания карданного соединения приводного вала насоса с рулевым валом. Устранить заклинивание.
Несовпадение направления поворота рулевого колеса и изменения направления движения трактора. Неправильная коммутация выводов насоса с полостями силового цилиндра. Перекоммутировать выводы насоса и силового цилиндра.

Поделиться в социальных сетях
Также читайте
  1. Бизон-Трек-Шоу 2017: что ждет механизаторов на XV международных гонках на тракторах
  2. ВОМ трактора МТЗ Конструкция и регулировка вала отбора мощности трактора МТЗ
  3. Навесной гидравлический экскаватор МТЗ Как выбрать гидравлическое масло для экскаватора на базе МТЗ

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *