Способы поворота и принцип работы рулевого управления тракторов и автомобилей

Управляемость машины это способность ее двигаться точно по задаваемой траектории при условии минимальных физических и психологических нагрузок на водителя. Понятие управляемости включает в себя свойства курсовой устойчиво-сти (способность изменять направление движения по задан-ной траектории при соответствующем воздействии на орган управления).

Существуют следующие способы поворота колесных тракторов и автомобилей: поворот всех колес или только пе-редних управляемых; излом шарнирно-сочлененной рамы машины; создание разности вращающих моментов на веду-щих колесах; бортовой способ поворота по принципу гусе-ничных машин; комбинированный способ, сочетающий пер-вый и третий способы поворота.

Автомобили и большинство тракторов поворачивают, из-меняя направление движения передних колес, а тракторы Т-150К, К-701 – в результате поворота одной части рамы отно-сительно другой вокруг соединяющего их вертикального шарнира.

Рулевое управление классифицируют по следующим при-знакам: по расположению на машине – с левым или правым расположением; по конструкции рулевого механизма – чер-вячные, реечные, кривошипно-винтовые, комбинированные и др.; по конструктивным особенностям рулевого привода – привод к управляемым колесам и управляемым осям или к складывающимся полурамам.

Рулевое управление должно быть легким и удобным, для чего усилие на рулевом колесе и угол его поворота должны быть ограниченными. Кроме того, необходимо, чтобы рулевое управление обеспечивало правильную кинематику поворота и

безопасность движения, а поворот колес происходил так, что-бы их качение не вызывало проскальзывания. Это обеспечи-вается соединением рулевого управления в форме трапеции.

К рулевому управлению предъявляют следующие требо-

вания.

1. Обеспечение высокой маневренности, при которой воз-можны крутые и быстрые повороты на сравнительно ограни-ченных площадях.

2. Легкость управления, оцениваемая усилием, прилагае-мым к рулевому колесу.

3. Высокая степень надежности действия, поскольку вы-ход рулевого управления из строя в большинстве случаев за-канчивается аварией или катастрофой.

4. Правильная кинематика поворота, при которой колеса всех осей автомобиля катятся по концентрическим окружно-стям (невыполнение этого требования приводит к скольжению шин по дороге, интенсивному их изнашиванию, излишним расходам мощности двигателя и топлива).

5. Умеренное ощущение толчков на рулевом колесе при езде по плохим дорогам, что снижает безопасность движения.

6. Точность следящего действия, в первую очередь кине-матического, при котором любому заданному положению ру-левого колеса будет соответствовать вполне определенная за-ранее рассчитанная крутизна поворота.

7. Отсутствие в рулевом управлении больших зазоров, приводящих к плохому держанию автомобилем дороги, к его вилянию.

Рулевое управление машины с передними управляемыми колесами состоит из переднего моста, трапеции управления, рулевого привода и рулевого механизма (рисунок 9.1 а). Пе-редние колеса устанавливают на цапфах 13, соединенных с передней осью шкворнями. Все это образует передний мост.

Рисунок 9.1 – Схемы рулевого управления и установки передних колес:

а – схема рулевого управления: 1 – гидроусилитель; 2 – рулевое колесо; 3 – рулевая колонка; 4 – вал рулевого механизма; 5 – карданная

передача; 6 – винт гидроусилителя; 7 – поршень-рейка; 8 – зубчатый сектор; 9 – стойки; 10 – вал сошки; 11 – поворотный рычаг;

12 – поперечная тяга; 13 – поворотная цапфа; 14 – передняя ось; 15 – рулевая сошка; б – развал колес и поперечный наклон шкворня; в – продольный наклон шкворня; г – схождение колес

На цапфах закреплены рычаги 11, связанные шарнирно с поперечными тягами 12, Рычаги 11 и поперечные тяги 12 с передней осью 14 составляют трапецию управления, предна-значенную дляповорота колес.

Тяги 22 соединены с рулевой сошкой 15, сидящей на валу 10 с закрепленным на нем зубчатым сектором 8. Рулевая сош-ка и вал 10 образуют рулевой привод, передающий усилие от сошки к поворотным цапфам.

Зубчатый сектор 8 находится в зацеплении с поршнем-рейкой 7, укрепленной на винте 6 гидроусилителя, и образует

рулевой механизм. Действие рулевого механизма облегчается гидравлическим усилителем. Усилие к рулевому механизму передается от рулевого колеса 2, сидящего на валу 4, через карданную передачу 5 на винт 6.

В рулевых механизмах применяют передачи типа червяк ролик, червяк-сектор, червяк-червячная шестерня и др. Пере-дачи первого типа наиболее распространены в рулевых меха-низмах тракторов и грузовых автомобилей.

На отечественных автомобилях принято левое (по ходу) рулевое управление, обеспечивающее лучший обзор. У трак-торов рулевое управление расположено справа, благодаря че-му создаются условия для лучшего наблюдения за работой агрегата и более точного его вождения при выполнении ряда технологических операций (пахота, косьба и т. д.).

С целью облегчения управления трактором или автомоби-лем применяют усилители рулевого управления преимущест-венно гидравлического типа (в тракторах К-701, Т-150К, МТЗ-80, ЛТЗ-55, в автомобиле ЗИЛ-130).

Управляемые (направляющие) колеса трактора (автомо-биля) должны быть установлены правильно, чтобы износы шин и затраты мощности на качение были наименьшими, ус-тойчивость – хорошей, а управление – легким. Установка управляемых (передних) колес характеризуется развалом в вертикальной плоскости и схождением в горизонтальной плоскости, а также наклоном шкворней поворотных цапф в продольной и поперечной плоскостях.

Развал колес(рисунок9.1б)определяется установкойцапф колес с наклоном их шипов вниз. Это позволяет умень-шить нагрузки на внешний подшипник и улучшить управляе-мость. Угол развала колес различных машин α≤ 2⁰.

Схождение колес(рисунок9.1г)находят по разнице раз-меров А и Б между серединами колес впереди и сзади, если смотреть на них сверху. Схождение колес обеспечивает пра-вильное параллельное качение их при наличии развала и зазо-ров в шкворнях, рулевых тягах и подшипниках колес. В руко-

водстве по каждой машине указывают требуемые размеры А и Б, которые проверяют специальными приспособлениями и ре-гулируют, изменяя длину поперечной тяги рулевого управле-ния. Схождение колес находится в пределах 2–12 мм.

Поперечный β (см. рисунок 9.1 б) и продольный γ (рису-нок 9.1 в) наклоны шкворня способствуют повышению устой-чивости колеса в среднем положении. Угол γ, характеризую-щий поперечный наклон шкворня, составляет у автомобилей 6–8⁰ и определяется соответствующей формой передней оси. Угол у, характеризующий продольный наклон шкворня, изме-няется в пределах 0–4⁰ и определяется установкой цапфы пе-редней оси в наклонном положении. Углы наклона шкворней в процессе эксплуатации машин регулировкам не подлежат.

Неисправности рулевого управления трактора МТЗ-80, МТЗ-82.К неисправностям рулевого управления трактораМТЗ-80, МТЗ-82, при которых запрещается эксплуатация трактора, относятся: заедание рулевого управления, свобод-ный ход (люфт) рулевого колеса больше допустимого, боль-шой износ деталей рулевого привода, ослабление крепления и нарушение шплинтовки шарниров рулевых тяг.

Даже незначительное затруднение в управлении может стать причиной аварии, поэтому работа на таких машинах за-прещена.

Основные неисправности рулевого управления МТЗ и способы их устранения приведены в таблице 9.1–9.2.

Таблица 9.1 – Возможные неисправности рулевого управления тракторов МТЗ и способы их устранения

Продолжение таблицы 9.1

Таблица 9.2 – Возможные неисправности рулевого управления тракторов МТЗ с гидроусилителем и способы их устранения

Продолжение таблицы 9.2