Рулевое управление колесных тракторов

Рулевое управление предназначено для поддержания и изменения направления движения колесного трактора в соответствии с действиями тракториста. Оно представляет собой часть комплекса механизмов и агрегатов системы управления движением трактора.

Поворот трактора. Существуют два принципиально разных способа поворота трактора при его движении:
1) поворотом в плане передних колес относительно задних (основной способ);
2) изменением скоростей поступательного прямолинейного движения правого и левого колесных движителей со всеми ведущими колесами одинакового диаметра (по способу поворота гусеничного трактора).

Для поворота колесных тракторов с полугусеничным ходом обычно совмещаются оба способа: передние управляемые колеса — поворотом в плане, а полугусеничный ход — изменением поступательных скоростей гусениц. Совмещенный способ поворота иногда применяют и для пропашных тракторов с целью получения небольшого радиуса поворота, когда при повороте передних управляемых колес притормаживают одно из задних ведущих колес, порой до полной его остановки.

При первом способе поворота на поворачиваемые колеса действуют боковые реакции грунта, которые и заставляют изменять направление движения остова трактора, а при втором — на ведущие колеса противоположных бортов фактора и заставляют их вращаться с разными угловыми скоростями, что вызывает появление на остове поворачивающегося момента.

Основным недостатком второго способа поворота является обязательное боковое проскальзывание протектора шины относительно поверхности пути. Это вызывает повышенный износ шин, сильное боковое нагребание на них земли при повороте на рыхлых грунтах и появление заноса остова при повороте на повышенной скорости движения трактора. Поэтому этот способ поворота не применяют на сельскохозяйственных и большинства промышленных тракторов. Его используют иногда на мощных относительно тихоходных колесных промышленных тракторах специального назначения с короткой базой и широкой колеей или на небольших малогабаритных колесных тракторах, в основном коммунального назначения.

Управление при втором способе поворота колесного трактора аналогично управлению гусеничным трактором.
Принципиальные схемы поворота колесных тракторов по основному их способу представлены на рис. 1.

Рис. 1. Схемы поворота колесных тракторов
Следует отметить, что для обеспечения качения всех колес трактора при его повороте без их бокового скольжения необходимо, чтобы оси при условном продолжении пересекались в одной общей точке — центре поворота.

На рис. 1,а представлена схема поворота трактора с колесной формулой ЗК2 с поворотной передней осью 1, на которой установлено одно управляемое колесо или два спаренных, установленных под углом друг к другу так, что в контакте с почвой они представляются как одно целое. При полностью заторможенном ведущем колесе 2 радиус поворота

R= 0,5В,

где В — поперечная база трактора.
На рис. 1, б представлена схема поворота трактора 4К2 с неповоротной передней осью 1, на которой установлены поворотные цапфы 2 управляемых колес 3. Для выполнения указанного условия качения управляемых колес они поворачиваются на разные углы (α>&#94б;).

По аналогичной схеме производится поворот трактора 4К4а. Для трактора 4К4б наиболее характерна схема поворота (рис. 1,в) путем взаимного углового смещения двух шарнирно сочлененных полурам 1 их остова, относительно которых ведущие колеса 2 неповоротны. Минимальный радиус поворота R ограничен возможностью контакта колес 2 одного борта трактора, как показано на схеме.

Некоторые конструкции тракторов 4К46 выполняются с передними 1 (рис. 1, г) и задними 2 поворотными ведущими колесами относительно остова 3. При этом, как правило, пологие повороты осуществляются посредством только передних ведущих колес 1, а более крутые — продолжением поворота передних колес и одновременным поворотом задних ведущих колес 2 в противоположную сторону.

В некоторых конструкциях факторов колеса поворачиваются не только по рассмотренной схеме (см. рис. 1, г), но и могут одновременно все поворачиваться на один и тот же угол α (рис. 1, д). Такое «крабовое движение» позволяет остову 1 одновременно двигаться вперед и в сторону без его поворота в плане. Оно необходимо некоторым специальным тракторам для выполнения соответствующих технологических операций.

Рассмотренные повороты тракторов осуществляются механизмами и агрегатами рулевого управления, к которым, помимо общих требований, предъявляют ряд специальных требований:
они должны обеспечивать устойчивость прямолинейного движения и хорошую маневренность трактора в любых условиях его эксплуатации;
не создавать условия для проскальзывания управляемых колес;
должны быть легкими в управлении, надежными в работе и удобными в обслуживании.

Рулевое управление состоит из рулевого привода и рулевого механизма (в большинстве случаев с усилителем).

Рулевой привод служит для установки управляемых поворотных колес или полурам остова с неповоротными колесами в положения для их качения без бокового скольжения при повороте и прямолинейном движении трактора.

Рулевой механизм преобразует повороты рулевого колеса в необходимые перемещения элементов рулевого привода для выполнения заданного направления движения трактора.

По принципу действия рулевые управления применяемые на тракторах можно классифицировать в основном на механические, механические с усилителями и гидрообъемные.

В механических рулевых управлениях, применяемых на легких колесных тракторах класса 0,6 и ниже, рулевой привод кинематически связан с рулевым механизмом и поворот управляемых колес осуществляется только мускульной силой тракториста, приложенной к рулевому колесу.

Для рулевого управления различают два передаточных числа: угловое (кинематическое) и силовое.
Угловое (кинематическое) передаточное число и представляет собой отношение угла поворота рулевого колеса к углу поворота управляемого колеса трактора (для ЗК2) или среднему углу поворота управляемых колес (для 4К2 и 4К4а). Его можно представить, как произведение двух передаточных чисел — рулевого механизма и_м и рулевого привода и_п:

и = и_ми_п.

При этом следует отметить, что при повороте управляемых колес передаточное число рулевого привода всегда величина переменная, так как меняется положение рычагов механизма поворота. Передаточное число рулевого механизма также может быть переменной величиной, но в большинстве случаев оно постоянное. Угловое передаточное число всегда является величиной переменной.
В существующих конструкциях и_м = 18…40.
Передаточное число рулевого привода и_п зависит от соотношения плеч привода. В процессе поворота колес плечи рычагов изменяются. В выполненных конструкциях и_п изменяется незначительно.

Величина и_п = 0,85…2,0.

Максимальный угол поворота управляемых колес обычно не превышает 40…55°, максимальный поворот рулевого колеса в каждую сторону в существующих конструкциях тракторов составляет 1,5-3,0 оборота, и угловое (кинематическое) передаточное число рулевого управления и = 12… 30.

Силовое передаточное число и представляет собой отношение момента М_C сопротивления повороту управляемых колес со стороны грунта к моменту М_Р, приложенному к рулевому колесу для его поворота.

и’ = М_C / М_Р.

Механическое рулевое управление с усилителем — это такое устройство, в котором рулевой привод также кинематически связан с рулевым механизмом, но поворот управляемых колес или полурам остова тракторов 4К46 производится, в основном, не мускульной силой человека, а специальным усилителем, управляемым трактористом.

При отказе от работы усилителя поворот трактора в большинстве случаев совершается механической частью рулевого управления, но при больших затратах времени и усилия на вращение рулевого колеса. Подобные рулевые управления установлены на большинстве отечественных колесных тракторов класса 0,9 и выше.

При проектировании рулевого управления ограничивается как минимальное (30 Н), так и максимальное (120 Н) усилие на рулевом колесе при движении трактора. Ограничение минимального усилия необходимо, чтобы тракторист не терял «чувства дороги». При выходе из строя усилителя для поворота управляемых колее трактора на месте на бетонной дороге усилие на рулевом колесе не должно превышать 400 Н.

В гидрообъемном рулевом управлении отсутствует механическая связь рулевого привода с рулевым механизмом. Исполнительным элементом рулевого привода является гидроцилиндр двойного действия, соединенный трубопроводами с управляющим элементом рулевого управления — насосом-дозатором. Последний вместе с рулевым колесом представляет собой рулевой механизм, который может быть установлен в любом месте, наиболее удобном для тракториста.

Гидрообъемное рулевое управление получило широкое распространение на колесных тракторах. [Тракторы. Конструкция. Под общ. редакцией И.П. Ксеневича, В.М. Шарипова. 2001 г.]

Похожие материалы