Схема гидравлической навесной системы

С помощью гидравлической навесной (гидронавесной) системы тракторист со своего рабочего места может управлять навешенной машиной или рабочими органами гидрофицированной прицепной машины. На всех изучаемых тракторах эта система выполнена по единой схеме и состоит из соединенных между собой маслопроводами гидравлических агрегатов и четырехзвенного механизма навески. В гидросистему входят: насос 1 (рис. 38), бак для масла 2, золотниковый распределитель 3 с тремя рукоятками 5 для управления золотниками 4 и гидроцилиндр 6. Агрегаты гидросистемы соединены маслопроводами 7. Насос превращает механическую энергию дизеля в энергию нагнетаемого потока рабочей жидкости. Эта энергия направляется распределителем в гидроцилиндр и здесь преобразуется в механическую энергию движущегося поршня.

Шток, связанный с поршнем, удерживает, поднимает или опускает навешенную машину.

Действие системы определяется положением золотника 4, перемещаемого в корпусе распределителя рукояткой 5. Если рукоятку (а следовательно, и золотник) установить в положение П, распределитель направит нагнетаемую насосом рабочую жидкость в полость Б гидроцилиндра. Его поршень через шток и навесной механизм будет поднимать машину, а жидкость, имеющуюся в полости А, – вытеснять в бак 2 (I).

Рисунок 38 - Схема гидронавесной системы трактора(а) и путь масла в гидросистеме(б):

1 – насос; 2 – бак для масла; 3 – распределитель; 4 – золотник распределителя;

5 – рукоятка золотника; 6 – гидроцилиндр; 7 – маслопроводы (гидролинии); 8 – механизм навески; 9 – навесная машина; 10 – опорное колесо машины; П, О, Н, Пл – положение рукоятки золотника.

При установке рукоятки в положение Н распределитель направит рабочую жидкость от насоса в бак 2 и закроет каналы, по которым она входит в цилиндр и выходит из него. Поэтому запертый жидкостью поршень удержит навешенную машину неподвижно (П).

Когда рукоятка 5 установлена в положение О, рабочая жидкость будет нагнетаться насосом через распределитель в полость А и поршнем вытесняться из полости Б в бак. Машина будет принудительно опускаться (Ш).

При установке рукоятки в положение Пл насос будет перегонять рабочую жидкость через распределитель в бак, а та, что находится в одной полости цилиндра, сможет перетекать под действием поршня через распределитель в другую его полость. Поэтому навешенная машина будет свободно опускаться под действием собственной массы или подниматься опорным колесом 10, которое катится по неровностям поля (IV). Так, устанавливая золотник 4 распределителя в одно из четырех положений, водитель управляет навешенной на трактор машиной.

Насос

Общие сведения. Гидравлический насос перекачивает рабочую жидкость и, преодолевая ее сопротивление, создает в системе давление, необходимое для управления навешенной на трактор машиной. Рабочей жидкостью служит обычно моторное масло, используемое в дизеле. Насос нагнетает масло вращением шестерен, так же как насос смазочной системы, но обеспечивает при неизменной частоте вращения постоянную подачу и высокое давление нагнетания. Это достигается специальными устройствами, которые автоматически предотвращают утечку масла из нагнетательной полости во всасывающую. В гидронавесной системе используются насосы типа НШ-У (унифицированный) или НШ-К (круглый). В насосе первого типа (например, марки НШ-46У-Л трактора ДТ-75МВ) на цапфы ведущей и ведомой шестерен надеты бронзовые втулки 5 (рис. 39). Вместе с втулками шестерни вставляют в корпус 2 и зарывают крышкой 1. Чтобы предотвратить утечку масла во всасывающую полость А, часть его из полости Б попадает в кольцевую камеру В между манжетой 11 уплотнения и торцами передних втулок 5. Эти втулки давлением масла прижимаются к торцам шестерен (стрелка Т) так, что между ними остается лишь масляная пленка.

На стороне всасывающей полости вставлены клиновое резиновое уплотнение 6, а также алюминиевый вкладыш 10.

В насосе типа НШ-К (например, марки НШ-32-3 трактора МТЗ-100) цапфы шестерен уложены в полукруглые выточки подшипниковой 13 (рис. 40) и поджимной 12 обойм, изготовленных из алюминиевого сплава. Обоймы с шестернями вставляют в круглую расточку корпуса 11 и закрывают крышкой 14.

Рисунок 39 - Насос типа НШ-У:

а – устройство насоса; б – продольный разрез; в – детали; г – положение масла

в "запертом" объеме; 1 – крышка насоса; 2 – корпус; 3, 4 – ведущая и ведомая шестерни; 5 – опорная (поджимная) втулка; 6 – резиновое уплотнение; 7 – уплотнительное кольцо; 8 – сальник; 9 – стопорное кольцо; 10 – вкладыш; 11 – манжета уплотнения; А, Б, В – полости.

Торцовое уплотнение шестерен обеспечивается двумя бронзовыми платиками 9, вложенными в углубления обойм. Пла-тики прижимаются к торцам шестерен (стрелка Т) маслом, которое поступает по каналам в камеры Г из нагнетательной по-лости Б. Кроме торцового в этом насосе создается и радиальное уплотнение: масло, поступающее в нагнетательную полость Б, давит через резиновую манжету 19 на поджимную обойму 12 (стрелка Р), постоянно прижимая ее к наружной поверхно-сти зубьев шестерен. В насосах обоих типов имеются уплотнители и манжеты для предупреждения утечки масла.

Привод насоса – от распределительных шестерен (тракторы ДТ-75МВ и Т-40М), промежуточными шестернями от маховика (К-701) или от привода ВОМ (МТЗ-80, МТЗ-100, Т-150 и Т-150К).

Насосы тракторов ДТ-73МВ и Т-150К включают, соединяя кулачковую муфту 4 (рис. 41), а тракторов МТЗ-80 и Т-150-перемещением приводной шестерни 5 по шлицам вала. Включать и выключать насосы указанных тракторов разрешается только при неработающем дизеле.

У привода гидронасоса тракторов МТЗ-100 и Т-40М имеется шариковая муфта. В момент включения насоса ее шарики 9 входят в лунки шлицевой втулки вала насоса и позволяют включать его, когда дизель работает на малой частоте вращения вала. В момент выключения насоса шарики под действием центробежной силы выходят из лунок, разъединяя втулку и шестерню привода насоса.

Кроме насосов гидронавесной системы на тракторах разных моделей установлены гидронасосы для работы гидроусилителя рулевого управления (МТЗ-80), гидроусилителя сцепления (ДТ-175С), гидросистемы коробки передач (Т-150 и Т-150К), гидроподакимных муфт привода ВОМ и др.

Распределитель

Устройство и схема работы. С помощью распределителя поток масла направляют в гидроцилиндры, происходит автоматическое переключение гидросистемы на холостой ход после подъема или опускания машины, сообщаются обе полости цилиндра при плавающем положении машины, и ограничивается давление масла, предохраняя гидросистему от перегрузок.

На изучаемых тракторах использованы трехзолотниковые распределители Р75, Р80 и Р150 (число означает их максимальную пропускную способность в литрах в минуту). Трактор Т-25А оборудован двухзолотниковым распределителем Р80.

На рис. 42 и 43 показаны устройство и схема работы распределителя.

В трех расточках чугунного корпуса 5 (рис. 42) распределителя, зарытого крышками 1 и 8, установлены с точно подобранным очень малым зазором три одинаковых стальных золотника 7: один – для управления задним, а два других – выносными гидроцилиндрами (каналы Б устраняют прижим золотника к расточкам корпуса). На золотнике имеются шесть кольцевых поясков. При перемещении его рычагом 9 пояски открывают и закрывают соответствующие окна и каналы корпуса распределителя, давая возможность маслу проходить в нужном направлении.

Для удержания золотника в рабочих положениях (подъем или опускание) и автоматического возвращения его в нейтральное положение внутри золотника расположено бустерное устройство (детали 16, 17, 19 и 20), а снаружи – шарики 18, пружина 3 и обойма 6.

В корпусе установлен шариковый предохранительный клапан 14 и фигурный перепускной клапан 15 с пружиной 12. В его утолщенной части, имеющей форму поршня, просверлено калиброванное отверстие Ж.

Масло подастся насосом в нагнетательный канал А и выводится из распределителя по отверстию штуцеров 22 в полость опускания гидроцилиндра, по отверстию штуцеров 23 – в полость подъема цилиндра и по патрубку 21 – на слив в бак.

При нейтральном положении золотника (рис. 43, а) масло, подведенное в нагнетательную полость А, запертую его поясами К и Л, устремляется по калиброванному отверстию Ж перепускного клапана в отводной канал Г. Через кольцевую проточку золотника оно проходит в сливные каналы В и отводится в бак.

Вследствие дросселирующего (тормозящего) действия калиброванного отверстия Ж давление масла на цилиндрический поясок С перепускного клапана со стороны нагнетательной полости А больше, чем противодавление масла, свободно вытекающего через каналы Г и В в бак. Из-за разности давлений масла перепускной клапан открывается, и оно по отверстию седла 13 тоже сливается в бак. Выход масла из полостей О и П гидроцилиндра 30 заперт поясками золотника И, К и Л, поэтому поршень в цилиндре будет удерживать навешенную машину неподвижно в установленном положении.

Рисунок 42 - Распределитель трактора ДТ-75МВ:

а - общий вид; б - вид со стороны штуцеров маслопроводов; 1 – крышка сливной полости; 2 - нижний стакан пружины: 3 - пружина золотника; 4 - верхний стакан; 5 - корпус распределителя; 6 - обойма фиксатора; 7 - золотники; 8 - крышка с опорами рычагов; 9 - рычаги золотников; 10 - упор; 11 - направляющая клапана; 12 - пружина клапана; 13 – седло клапана; 14 - предохранительный клапан; 15 - перепускной клапан; 16 - шариковый клапан бустера; 17 - бустер; 18 - шарик фиксатора; 19 - втулка фиксатора: 20 - пробка золотника; 21 - сливной патрубок; 22 - штуцер маслопровода полости опускания: 23 - штуцер маслопровода полости подъема основного цилиндра; 24 - штуцеры маслопроводов выносных цилиндров: 25 - рукоятка управления левым выносным цилиндром; 26 - рукоятка управления основным цилиндром; 27 - рукоятка управления правым выносным цилиндром; 28 - уплотнительные кольца.

Рисунок 43 - Схема работы распределителя:

а – нейтральное положение; б – плавающее положение; в – подъем; г – принудительное опускание; 28, 29 – рукава высокого давления (шланги); 30 – гидроцилиндр (обозначения других позиций указаны на рис. 42)

Для обеспечения плавающего положения навешенной машины золотник переводят до отказа вверх (рис. 43, б).

Отводной канал Г выточкой золотника сообщен со сливными каналами В. Поэтому, как и при нейтральном положении, перепускной клапан 15 открыт. Но полости О и П гидроцилиндра сообщаются между собой каналами Б, Д и В. Поэтому поршень свободно перемещается в цилиндре, и навешенная машина, например плуг, опорным колесом может копировать рельеф поля. Масло, нагнетаемое насосом в распределитель, сливается через открытый клапан 15 в бак.

Когда золотник переводят в положение подъема (рис. 43, в), поясок Р перекрывает отводной канал Г. Давление масла на кольцевой поясок С перепускного клапана сверху и снизу выравнивается. Это дает возможность пружине 12 закрыть клапан 15. Нагнетаемое насосом масло не сливается в бак, а по каналам А, Д и шлангу 28 поступает в полость П гидроцилиндра, поднимая его поршень. Из полости О масло вытесняется по шлангу 29 и каналу Б в бак.

После перевода золотника рукояткой в положение принудительного опускания (рис. 43, г) отводной канал Г перерыт пояском Н золотника, клапан 15 тоже закрыт. Масло нагнетается насосом по каналам А и Б, а также шлангу 29 в полость О гидроцилиндра. Поршень принудительно опускает навешенную машину или заглубляет ее рабочие органы. Вытесняемое из полости П по шлангу 28 и каналу Д масло направляется в бак. Фиксировать рукоятку для принудительного опускания почвообрабатывающих машин, навешенных, например, на трактор МТЗ-80, нельзя, потому что это может привести к аварии.

Схема действия фиксатора и автоматического возврата золотника в нейтральное положение. Пять шариков 18 (рис.44, а) фиксатора выжимаются конусом втулки 19 в одну из кольцевых выточек Б, В или Г обоймы 6, удерживая золотник в положениях подъема, опускания навешенной машины или плавающем положении.

В конце подъема машины поршень упирается в крышку цилиндра, и поэтому возрастает давление масла во всей нагнетательной гидролинии. Благодаря повышенному давлению шарик клапана 16 (рис. 44, б) отводится от седла 31. Масло проникает в полость П гильзы 34 и давит на бустер (толкатель) 17. Его нижний конец опускает втулку 19 фиксатора, давая возможность шарикам 18 выйти из выточки Б. Пружина 3 перемещает золотник вверх.

В это время давление масла в гидролинии нагнетания снижается, пружинами 32 и 30 (рис. 44, в) бустер и шариковый клапан возвращаются в исходное положение. Масло, оставшееся в полости клапана, по винтовой канавке бустера стекает в нижнюю крышку распределителя.

В положении принудительного опускания машины шарики фиксатора находятся в выточке В обоймы. Из обоих положений золотник возвращается пружиной 3 в нейтральное положение.

Рисунок 44 - Схема действия фиксатора:

а – фиксатор держит золотник в положении подъема; б – пружина перемещает золотник в нейтральное положение; в – золотник удерживается фиксатором в нейтральном положении; г – узел бустера новой конструкции; 30 – пружина бустера; 31 – седло клапана; 32 – пружина втулки; 33 – бустер новой конструкции; 34 – гильза; 35 – гнездо; 36 – клапан; 37 – пружина клапана; 38 – штуцер (обозначение других позиций указано на рис. 42, 43).

В случае задержки автоматического возврата золотника в нейтральное положение давление в нагнетательной линии увеличивается, срабатывает предохранительный клапан распределителя, и масло из нагнетательной полости сольется через перепускной клапан в бак.

При плавающем положении золотник удерживается шариками 18, входящими в выточку Г обоймы, а возвращается в нейтральное положение вручную.

Особенности конструкции распределителя трактора МТЗ-80.

В гидросистему этого трактора включен гидравлический регулятор положения навесной машины, поэтому установлен распределитель Р75-ЗЗР, имеющий следующие особенности (рис. 44, г):

• отводной канал Г не сообщен со сливным каналом отверстием, а имеется резьбовое сверление, в которое ввинчива-ется штуцер 38 трубки, отводящей масло в гидравлический регулятор;

• в обойме 6 нет средней канавки для шариков 18 (поэтому после установки золотника в положение "Принудительное опускание" рукоятку необходимо удерживать рукой, чтобы быстро прекратить опускание машины, не допустив поломки ее или деталей механизма навески);

• на кромках кольцевых поясков Л, М и Н (см. рис. 43) золотников сделаны дросселирующие выемки, предупреждающие резкое повышение давления (гидравлический удар) жидкости; если удержать рукоятку золотника в промежуточном положении между "Нейтральное" и "Подъем" или "Нейтральное" и "Опускание", тогда через эти выемки часть нагнетаемого масла будет сливаться в бак, а поступление рабочей жидкости в цилиндр замедлится;

• в поршневой части перепускного клапана 15, кроме калиброванного отверстия Ж, имеется еще одно отверстие со стержневым клапаном;

• при управлении навешенной машины гидравлическим регулятором отводной канал Г может перекрываться медленно; в этом случае стержневой клапан откроется под давлением масла, и оно будет отводиться в канал Г сквозь оба отверстия, что способствует быстрому закрыванию перепускного клапана и ускоряет подачу масла в гидроцилиндр.

На тракторе МТЗ-100 установлен гидрораспредслитель Р80-23Р конструктивно подобный распределителю Р75-ЗЗР, но имеющий иную форму клапана бустера и ряд других конструктивных особенностей.

Гидроцилиндр

Гидроцилиндр – это объемный гидродвигатель. Он предназначен для подъема, опускания и удержания навесной машины или рабочих органов полунавесной и прицепной гидрофицированной машины в за данном положении. В задней части трактора установлены один или два (на К-701) основных гидроцилиндра. Кроме того, к трактору прилагаются один (Т-25А) или два выносных гидроцилиндра, монтируемых на полунавесных сцепках или на гидрофицированных при цепных машинах.

Гидроцилиндры изучаемых тракторов конструктивно подобны и различаются лишь размерами, грузоподъемностью, ходом штока и некоторыми особенностями устройства присоединительных узлов. Марки цилиндров: Ц-55, Ц-75, Ц-90, Ц-100, Ц-110 и Ц-125 (цифры указывают диаметр цилиндра в миллиметрах).

Принудительное движение поршня под давлением масла возможно как в одном, так и в другом направлении (двустороннее действие).

Основные детали гидроцилиндра – стальной корпус (гильза) 9 (рис. 45), алюминиевый поршень 4, стальной шток 3, чугунные крышки 5 и 14, стянутые четырьмя шпильками и соединенные трубчатым маслопроводом 7. В местах соединения деталей установлены уплотнители.

Рис. 45 Гидроцилиндр трактора МТЗ-80(а), схема действия гидромеханического(б) и замедлительного(в) клапанов: 1 – быстросъемный шплинт; 2 – гайка с фибровым кольцом; 3 – шток; 4 – поршень; 5 – задняя крышка; 6 – шпилька; 7 – маслопровод; 8 – кольцо уплотнения поршня; 9 – корпус цилиндра; 10 – клапан гидромеханического регулятора; 11 – заглушка; 12 – вилка штока; 13 – упор замедлительного клапана; 14 – передняя крышка; 15 – хвостовик клапана; 16 – корпус клапана; 17 – штуцер; 18 – штифт; 19 – шайба клапана; I – начало нажима упора на стержень; II – опускание клапана; III – клапан отведен от упора давлением масла; IV – шайба отжата маслом от штуцера; V – шайба прижата маслом к штуцеру; А, Б – полости цилиндра; В – гнездо клапана

На наружном конце штока закреплен подвижной упор 13, а в головке цилиндра под упором размещен гидромеханический клапан 10. Он ограничивает ход поршня в цилиндре. Клапан перемещается упором 13 втягивающегося штока (позиция I), а затем – потоком масла, вытекающего из маслопровода 7 (позиция II).

Когда клапан опускается в седло давлением масла (позиция III), его стержень отходит от подвижного упора на 10 ... 12 мм. Во время обратного хода поршня масло выталкивает клапан из седла и проходит в заднюю полость цилиндра.

Перемещением упора на штоке ограничивают размер заглубления рабочих органов навешенной машины (тракторы ДТ-75МВ и Т-40М) или регулируют подъем машины (трактор МТЗ-80).

Масло поступает в полость подъема поршня через замедлительный клапан. При этом шайба 19 (рис. 45, в) прижимается к штифтам 18, и масло свободно проходит в цилиндр. Но когда машина опускается, масло прижимает шайбу к штуцеру и проходит только сквозь ее калиброванное отверстие. Скорость потока рабочей жидкости уменьшается, и навешенная маши-на опускается без удара.

Выносные цилиндры отличаются от основных гидроцилиндров размерами и конструкцией присоединительных устройств.