Загальні положення і поняття

Рульове керування призначене для зміни і підтримування постійного напрямку руху колісних машин.

Поворот колісних машин здійснюється або зміною напрямку руху напрямних коліс (передніх чи задніх), зміною положення однієї частини рами (напіврами) відносно іншої, або передніх і задніх коліс одночасно

Для полегшення повороту машин і поліпшення їх маневреності використовують гідроприводи рульових керувань: гідромеханічні та гідрооб'ємні.

В гідромеханічних рульових керуваннях зусилля на сошці здійснюється не за рахунок мускульної сили оператора, а за рахунок тиску рідини, що створює насос, тобто, за рахунок гідропідсилювача. Такі керування застосовують на тракторах і автомобілях (МТЗ-80/82, К-701, Т-150К, ГАЗ-66, ЗІЛ-130, КамАЗ та ін.) (рис.7.1а).

У гідростатичному рульовому керуванні відсутній механічний зв'язок: рульове колесо – трапеція напрямних коліс (рис. 7.1.б, 7.4.).

Рис. 7.1. Типи рульових керувань з гідроприводом:

а – з гідропідсилювачем; б - гідрооб'ємне; 1 – гідропідсилювач; 2 – рульовий механізм; 3,10 – рульове колесо; 4 – карданна передача; 5 – поворотний вал; 6 – сошка; 7 – рульові важелі; 8 – поперечна тяга трапеції; 9 – цапфа колеса; 11 – насос-дозатор; 12 – гідропроводи; 13 – запобіжний клапан; 14 – насос; 15 – гідроакумулятор; 16 – гідроциліндри; 17 – рульова трапеція

В залежності від призначення і конструкції сільськогосподарської техніки застосовують різні типи (рис.7.2.) гідроприводів рульових керувань: використанням одного або двох гідроциліндрів при керуванні колесами задньої осі, за допомогою зміни положення напіврам, керування колесами обох осей.

За використанням насоса гідропідсилювачі бувають автономної дії, коли насос живить тільки гідропривод рульового керування, та сумісної дії, коли живляться і інші споживачі. Для цього в гідропривод установлюють пріоритетний клапан, яки контролює вихідний тиск насоса і забезпечує роботу рульового керування, а надлишок масла направляє до інших споживачів.

Для прикладу розглянемо роботу гідростатичного приводу рульового керування сучасної самохідної машини. Ротор насоса-дозатора ГА-36000А І з'єднаний з рульовим колесом (застосовується в рульових керуваннях самохідних с.-г. машин СК-5, СК-6, КПС-5Г та ін.). Розподільник складається із корпуса, двох кришок З, золотника 5, центруючої пружини 4. При обертанні рульового колеса, наприклад, вправо ротор здійснює планетарний рух на нерухомій направляючій, з якою зчіплюються ролики, рідина перекачується із лівої торцевої порожнини 2 розподільника в його праву порожнину 6. В результаті за рахунок сили, яка діє на торцеву поверхню золотника, переборюється дія центруючої пружини 4 і золотник зміщується вліво. В цьому випадку права торцева порожнина 6 розподільника з'єднується з без штоковою порожниною 7 гідроциліндра, а штокова порожнина 3 гідроциліндра зі зливною магістраллю. Рідина від насоса НШ-10 поступає через ліву торцеву порожнину 2 розподільника в насос-дозатор і дальше перекачується ним в праву порожнину розподільника і в безштокову порожнину гідроциліндра - здійснюється поворот колеса. Коли поворот рульового колеса закінчено і воно зупиняється, тиск в правій порожнині розподільника зменшується і пружина повертає золотник в нейтральне положення, перекриваючи своїми буртиками прохід для рідини до гідроциліндра. При лівому повороті проходить рух рідини в зворотному порядку. При непрацюючому двигуні насос-дозатор виконує роль ручного насоса, який перекачує рідину із однієї порожнини гідроциліндра з іншу. Кут повороту напрямних коліс залежить від кількості рідини, яка подається в робочі порожнини гідроциліндра насосом-дозатором.

Отже, насос-дозатор у системі рульового керування самохідних машин працює в режимі реверсивного насоса.

В конструкціях рульових керувань самохідних сільськогосподарських машин застосовуються різні типи насосів дозаторів і розподільників, як вітчизняного так і зарубіжного виробництва.

На тракторах «Беларусь»-1005/1025 гідропривод рульового керування об'єднано з гідроприводом механізму блокування диференціала заднього моста. Механізм повороту встановлено на передньому брусі трактора. Він діє на рульову трапецію, розділену на дві частини рульовою сошкою, закріпленою на рульовому валу. Реверсивний поворот цього вала забезпечують два гідроциліндри односторонньої дії. У верхню кришку корпусу рульового механізму встановлено клапан блокування. При повороті сошки на кут більше 10° клапан під дією пружиниі профільної поверхні штока відкривається, спрямовуючи робочу рідину з гідроциліндра муфти блокування диференціала і він розблоковується.

На тракторах «Джон Дір» коли не працює дизель, рульове керування підключається до резервного насоса, який приводиться в рух від вторинного вала коробки передач. В цьому випадку тиск робочої рідини, створений резервним насосом відкриє запірний клапан і гідропривод переключиться на роботу від резервного насоса. Пріоритетний клапан контролює вихідний тиск головного насоса і забезпечує, насамперед, роботу рульового керування і гальм, подаючи надлишок робочої рідини до коробки передач. Коли рульове колесо не обертати, то золотник і втулка перебуватимуть у нейтральному положенні і робоча рідина до гідроциліндрів не надходитиме. В цьому положенні золотника розподільника

 

 

 

 

Рис. 7.2. Способи керування сільськогосподарською технікою

 

 

робоча рідина надходить від головного насоса до пріоритетного клапана під тиском, що на 1,1 МПа вищий за тиск навантаження пріоритетного клапана, При цьому пріоритетний клапан відкривається, пропускаючи максимальний потік робочої рідини до коробки передач.

Гідравлічний рульовий механізм 1 (рис. 7.4.), який об'єднаний з гідроприводом начіпної системи трактора, забезпечує пропорційну повороту рульового колеса подачу робочої рідини у відповідні порожнини гідроциліндрів 12 і 13 та запирання їх за відсутності дії водія. З гідроприводу начіпної системи трактора використано насос 10 (НШ-50А-3-Л) з постійно увімкнутим приводом від дизеля і від коліс при буксуванні трактора, Пріоритетний клапан 11 забезпечує одночасну роботу гідроприводів рульового керування і начіпної системи трактора з пріоритетом першого.

 

 

Рис.7.3. Схема гідростатичного приводу рульового керування комбайна СК-5 "Нива"

І - насос-дозатор, 2, 6 - порожнини гідророзподільника, З – кришка, 4 – пружина, 5 – золотник, 7, 8 – порожнини гідроциліндра

 

Рис.7.4. Схема гідростатичного приводу рульового керування трактора ХТЗ-121:

1 – гідроруль; 2 – рульова колонка; 3 – рульове колесо; 4 – гідробак; 5 – сапун; 6 – заливна горловина; 7 – основний фільтр; 8 – забірний фільтр;
9 – гідророзподільник начіпної системи трактора; 10 – насос; 11 – пріоритетний клапан; 12,13 – гідроциліндри напрямних коліс

 

 

В гідроприводі рульового керування комбайна «ДОН-1500» (рис.7.5) установлений підсилювач потоку УП-120, який пропорційно збільшує потік робочої рідини від насоса-дозатора до гідроциліндрів керування напрямними колесами з метою зменшення зусилля на рульовому колесі і посилення дії всієї системи.

Насос-дозатор НД-80 з робочим об'ємом 80 см³ поршневого (кулькового) типу забезпечує керування гідроциліндрами коліс за непрацюючого дизеля. Коли ж дизель працює, завдяки тиску потоку робочої рідини від насоса-дозатора зміщується золотник розподільника і запірний клапан підсилювача потоку, Внаслідок цього напірна лінія шестеренного насоса сполучається з порожнинами гідроциліндрів, а інші порожнини – зі зливною лінією.

Якщо дизель не працює (шестеренний насос не нагнітає робочої рідини) насос дозатор діє як ручний насос, тобто він засмоктує робочу рідину із одних порожнин гідроциліндрів і нагнітає в інші, завдяки чому здійснюється поворот комбайна, але при цьому зусилля на рульовому колесі буде значне.

Рис.7.5. Схема роботи гідроприводу рульового керування комбайна "ДОН-1500":

а – конструктивна схема; б – принципова схема; 1 – підсилювач потоку; 2 і 25 – зворотні клапани; 3,26,28,31,32,33,34 – канали; 4 – корпус розподільника;5 і 29 – пружини;6 – золотник; 7,9,10,12,13,15,18 і 24 – трубопроводи;8 – осьвий канал золотника; 11,14,А,Б – порожнини гідроциліндра;16 – рульове колесо; 17 – насос-дозатор;19 – фільтр; 20 – запобіжний клапан фільтра;21 – бак; 22 – шестеренний насос; 23 – запобіжний клапан гідроприводу; 27 – запірний клапан; 30 - дросель

 

Зміст звіту:

1. Використовуючи умовні позначення, привести схему роботи гідромеханічного і гідростатичного рульового керування.

2. Описати основні несправності гідромеханічного і гідростатичного рульового керування, та способи їх усунення.

Залікові запитання

1. Розкажіть принцип роботи рульового керування з гідропідсилювачем.

2. Розкажіть принцип роботи гідростатичного приводу рульового керування.

3. Особливості будови і роботи рульового керування трактора «Бєларусь»-1005/1025.

4. Особливості будови і роботи рульового керування тракторів типу «Джон Дір».

5. Особливості будови і роботи рульового керування комбайна «ДОН – 1500».

6. Призначення і робота гідро підсилювача потоку рульового керування комбайна «ДОН – 1500».

7. Розкажіть принцип роботи насоса–дозатора НД-80.

 

Література

І. Експлуатація та ремонт сільськогосподарської техніки: Підручник: у 3 кн. /А.Ф. Головчук, В.Ф. Орлов, О.П. Строков; за ред. А.Ф. Головчука. – К.: Грамота, 2003 – Кн. 1: Трактори. – 336 с.: іл. – Бібліогр.: с. 332.

2. Кальбус Г.Л. Навесные системы и автономные гидросистемы новых тракторов. -К.:Урожай, 1976, -152 с.

3. Шевчук В.П. и др. Трактор ДТ-175С. - М. Агропромиздат. 1988

4. Гуревич А.М., Сорокин Е.М. Тракторы и автомобили. -М. Ко­лос, 1979. - 470 с.

5. О.М.Погорілець, М.С.Водянський, В.Д.Войтюк, С.І.Пастушенко Гідропривід сільськогосподарської техніки. –К.: Вища освіта, 2004. -368с.: іл.

6. В.А.Дідур, О.Д.Савченко, С.І.Пастушенко, С.І.Мовчан Гідравліка, сільськогосподарське водопостачання та гідропневмопривод. – Запоріжжя: Прем'єр. 2005. – 464 с.; іл.

7. Рыбалко А.Г., Дмитренко В.И. и др. Гидросистема комбайна ДОН-1500. Изд. Саратовского университета. 1992.

 

Лабораторна робота № 8 - 11.

Тема: Гідроприводи керування положенням робочих органів і активних робочих органів.

Мета роботи: Ознайомитися з загальною будовою, принципом роботи і призначенням гідроприводів керування положенням роброчих органів та гідроприводами активних робочих органів на прикладі тракторних гідросистем та гідроприводу розкидача мінеральних добрив КСА-3.

Обладнання: Макет гідросистеми трактора МТЗ - 50, плакати та підручники.

Час виконання роботи - 2 години.

Методичні вказівки: Вивчити будову, принцип роботи гідросистем начіпних механізмів тракторів та гідроприводу розкидача мінеральних добрив КСА-3.