Гидроусилитель руля трактора МТЗ 82 предназначен для снижения усилия прилагаемого трактористом на рулевое колесо независимо от условий эксплуатации, а также для улучшения маневренности трактора. Во время движения трактора ГУР включается в действие не только от поворота руля, но и от колебаний передних колес, вызванных неровностями грунта. Одновременно с этим, его воздействие направлено в сторону, противоположную повороту передних колес, что благоприятно сказывается на прямолинейности движения трактора и снижает передачу ударов и колебаний от передних колес на руль.
Гидроусилитель приобретает важное значении во время увеличения рабочих скоростей при эксплуатации трактора с навешенным на него спереди или сбоку оборудованием, когда нагрузка на передние колеса серьезно увеличивается, что требует от тракториста не малых усилий для поворота тракторного агрегата.
ГУР трактора МТЗ 82 оснащен собственной гидравлической системой, которая состоит из распределителя, насоса дозатора и силового цилиндра, а также включает в себя датчик автоматической блокировки дифференциала заднего моста.
Устройство гидроусилителя
В корпусе установлен рулевой механизм: двухвенцовый сектор и червяк. Сектор одновременно зацепляется с червяком и рейкой, соединяющаяся при помощи пальца со штоком цилиндра. Палец вмонтирован в шток, однако в отверстиях ушек рейки он установлен с небольшим зазором. Данное решение позволяет рейки передвигаться относительно штока во время регулировки зацепления сектор-рейка.
Червяк смонтирован на двух радиальных шарикоподшипниках в эксцентричной втулке. Внешние обоймы подшипников установлены во втулке с малым зазором для возможности перемещения в осевом направлении червяка вместе с установленным на его хвостовике золотником. На обеих сторонах золотника предусмотрены специальные упорные шариковые подшипники, обеспечивающие осевое перемещение золотника и не допускающие одновременное вращение его с червяком. Обоймы подшипников, направленные к золотнику, имеют большие внешние диаметры и играют роль центрирующих шайб. Гайка со сферическим торцом поджимает подшипники к золотнику.
Схема ГУР трактора МТЗ 82: 1 — пробка; 2 — клапанная крышка; 3 — регулировочный винт предохранительного клапана; 4 — червяк; 5 — болт регулировочной втулки; 6 — регулировочная эксцентричная втулка; 7 — сектор; 8 — гайка; 9 — рейка; 10 — регулировочный винт; 11 — верхняя крышка; 12 — маслопровод смазки верхней опоры; 13 — фильтр; 14 — редукционный клапан; 15 — кран управления; 16 — золотник датчика; 17 — маховичок крана; 18 — сошка; 19 — гайка; 20 — сливная пробка; 21 — поворотный вал; 22 — корпус; 23 — упор рейки; 24 — регулировочные прокладки; 25 — шток; 26 — поршень; 27 — передняя крышка цилиндра; 28 — упорный подшипник; 29 — крышка; 30 — гайка; 31 — золотник.
Поворотный вал, на конических шлицах которого установлены сошка и сектор, вращается в трех опорах: в верхней крышке и двух втулках корпуса. Верхняя опора смазывается смазкой, подающаяся по маслопроводу.
Во время прямолинейного движения трактора, золотник принимает нейтральное положение и фиксируется тремя парами ползунов, размещенные под углом 120º. Их распирают центрирующие пружины, в следствии чего, они стремятся удержать связанные с золотником внутренние обоймы подшипников на одном уровне с торцами крышки распределителя и корпуса гидроусилителя. От насоса масло подается к центральному пояску золотника и, так как его ширина меньше выточки на корпусе распределителя, огибает его, поступает в крайние сливные выточки и затем через редукционный клапан и фильтр поступает в бак — корпус гидроусилителя.
Схема работы гидроусилителя руля и блокировки дифференциала: А — бесштоковая полость; Б — штоковая полость цилиндра; 1 — редукционный клапан; 2 — крышка распределителя; 3 — гайка; 4 — золотник; 5 — ползун; 6 — центрирующая пружина; 7 — предохранительный клапан; 8 — фильтр; 9 — насос; 10 — эксцентричная втулка; 11 — червяк; 12 — сектор; 13 — сошка; 14 — рейка; 15 — упор шейки; 16 — цилиндр блокировки; 17 — маслопровод датчика; 18 — маховичок крана; 19 — кран датчика; 20 — щуп; 21 — золотник датчика; 22 — корпус гидроусилителя; 23 — задняя крышка цилиндра; 24 — шток; 25 — поршень; 26 — передняя крышка цилиндра; 27 — маслопровод клапана блокировки; 28 — поворотный вал.
Принцип действия гидроусилителя
Для примера рассмотрим совершения маневра трактором вправо. Вращение руля передается червяку через рулевой привод. В том случае, если сопротивление повороту передних колес большое, на червяке появляется осевое усилие, превышающее усилие сжатия центрирующих пружин. Червяк оснащен правой спиралью, поэтому при вращении вправо он, опираясь на заторможенный силами сопротивления передних колес сектор, переместится вместе с установленным на его хвостовике золотником вперед, по направлению к крышке (предельный ход золотника в одну сторону составляет 1,2 мм, ход до момента перекрытия поясков корпуса распределителя — 0,6 миллиметра). Одновременно с этим, средний бурт на золотнике заблокирует подачу масла от насоса в переднюю сливную выточку. При этом, крайний бурт золотника перекроет подачу масла из полости цилиндра Б в нижнюю сливную выточку на корпусе распределителя. Другой крайний бурт золотника увеличит сечение для слива масла из полости А цилиндра в выточку на корпусе распределителя. Масло из средней нагнетательной выточке по маслопроводу поступит в полость цилиндра Б. Полость Б цилиндра увеличится, поршень вместе с рейкой и штоком будет втягиваться и, влияя на сектор, повернет сошку и вал влево. Сошка при помощи тяги рулевой трапеции повернет передние колеса трактора вправо.
Поворот передних колес вправо будет осуществляться до тех пор, пока тракторист будет вращать руль. При этом скорость поворота колес пропорциональна скорости вращения руля. Как только рулевое колесо прекращает вращаться, золотник под влиянием пружин ползунов займет нейтральное положение. Таким же образом осуществляется поворот трактора влево.
При нормальных условиях эксплуатации давление масла в гидроусилителе составляет 2-4 МПа (20-40 кгс/см²). Однако при крайнем положении колес, когда их дальнейший поворот блокируется упором поршня в крышке цилиндра или когда повышается сопротивление повороту колес из-за экстремальных дорожных условий, давление в систем возрастает до момента срабатывания предохранительного клапана. Масло, обходя цилиндр, сольется под давлением в сливную магистраль, на которое установлен предохранительный клапан. Путем натяжения пружины регулируется давление открытия предохранительного клапана. Оно должно составлять 8,3-9,3 МПа (83-93 кгс/см²).
Если сопротивление повороту передних колес практически отсутствует (например, при движении на высокой скорости по асфальту), то поворот колес выполняется с незначительным участием гидроусилителя руля. В данном случае осевая сила на червяке, появляющаяся при повороте трактора, слабее усилия предварительного сжатия центрирующих пружин ползунов. Поворот руля, соединенного с приводом при помощи червяка, обеспечивает прямую передачу движения на рулевую трапецию через сектор, поворотный вал и сошку. Центрирующие пружины в данном случае не сжимаются, червяк вместе с золотником остается на месте, а масло в распределителе переливается из нагнетательной в сливную полость, не влияя на поршень цилиндра. При этом сектор при помощи рейки перемещает шток и поршень цилиндра, а масло из полости А и Б сливается в корпус гидрораспределителя сквозь открытые сливные выточки.
В случае перевозки неисправного трактора с неработающим дизелем, выхода из строя насоса или других поломках гидроусилителя руля — управление трактором остается доступным, но усилие прилагаемое к рулю резко увеличится.
Ремонт ГУР трактора МТЗ 82
Основные дефекты гидроусилителя руля — это износ зубчатой рейки, зубьев сектора и шлицев вала червяка, нарушение герметичности и износ предохранительного клапана, выход из строя и нарушение гидравлической плотности прецизионных деталей (гильзы, золотники, плунжеры).
В том случае, если после технического осмотра состояния деталей гидроусилителя обнаружены неисправности, которые невозможно устранить обычными регулировочными операциями, гидроусилитель руля необходимо снять с трактора и разобрать для проведения дальнейшей технической экспертизы и замены деталей.
Перед тем, как демонтировать гидроусилитель руля — слейте рабочую жидкость и отверните гайку поворотного вала. Во время обратной сборки ГУР уделите особое внимание на моменты затяжки гаек, корректное совмещение меток поворотного вала, рейки и сошки, регулировку вертикального перемещения вала.
Разборка, сборка и регулировочные операции, производимые во время ремонта гидроусилителя являются достаточно сложными и требуют наличия специального контрольно-испытательного оборудования.
Собранный ГУР тестируют на стенде КИ-4896М. В ходе испытаний проверяют свободный ход руля при зафиксированном вертикальном вале гидроусилителя.
