Рулевые управления без механической связи рулевого колеса с управляемыми колесами

На некоторых автомобилях особо большой грузоподъемности для поворота управляемых колес требуется приложить такое большое усилие, что выполнение этой операции с помощью мускульной силы водителя становится практически невозможным. Поэтому надежность рулевого управления определяется надежностью системы усилителя и не зависит от наличия механической силовой связи. На таких автомобилях механическая связь между рулевым колесом и распределителем служит для управления им и осуществления обратной связи. Для этих целей могут быть выполнены рулевые управления с гидравлической или электрической обратной связью. Такого же типа рулевые управления применяются, если механическая связь получается очень сложной, с большим числом звеньев.

Рулевые управления без механической связи между рулевым колесом и управляемыми колесами или с механической, выполняющей функции только обратной связи, применяются в основ* ном на сочлененных колесных машинах, у которых поворот происходит при вращении передней части относительно задней, а также на дорожных машинах и тракторах. Фирма Вестингауз (США) разработала электрическую систему поворота, фирмы Интернационал-Харвестер (США), Данфосс (Дания) и др.- гидравлическую.

Схема гидросистемы поворота одноосного тягача МАЗ-529 с механической обратной связью изображена на рис. 26. Система питается насосом высокого давления (100 ^кГ/_см²) производительностью 70 ^л/_мин. Жидкость поступает к распределителю и от него к силовым цилиндрам или в сливную магистраль в зависимости от положения золотника. Золотник распределителя обычно управляется рулевым колесом и перемещается при его повороте. Гильза золотника связана с исполнительными цилиндрами и смещается при ходе штоков. Если рулевое колесо перемещает золотник и направляет жидкость в соответствующую полость силового цилиндра, то исполнительный цилиндр, повернув тягач относительно прицепа, перемещает гильзу так, что жидкость вновь начинает поступать в сливную магистраль. Для продолжения поворота необходимо повернуть рулевое колесо на больший угол.

Рис. 26. Схема рулевого управления одноосного тягача МАЗ-529

Вращательное движение рулевого колеса преобразуется в поступательное движение золотника винтовым или червячным рулевым механизмом.

Поворот тягача относительно прицепа может осуществляться на 90° в каждую сторону. Для этого на тягаче установлено два силовых цилиндра под углом один к другому, так что, когда активное плечо одного уменьшается, плечо другого увеличивается. При повороте тягача на большой угол один из цилиндров проходит через мертвую точку, после чего давление передается в ту полость, объем которой до этого уменьшался, что осуществляется вспомогательными распределителями, приводимыми в действие от хода штока цилиндров. Иногда вместо вспомогательных распределителей вводят между штоками силовых цилиндров и опорным устройством прицепа четырехзвенные рычажные механизмы, обеспечивающие поворот прицепа на 180°.

Обратная связь с помощью механических тяг (рис. 27, а) может быть заменена трубопроводами с гидроцилиндрами (рис. 27, б). При повороте прицепа относительно тягача гидроцилиндр, установленный между тягачом и прицепом, выталкивает жидкость в цилиндр такого же объема, расположенный у гильзы золотника. Гильза, перемещаясь, выключает распределитель. В схеме, данной на рис. 27, в, гильза золотника перемещается под действием жидкости, вытесняемой из полости силового цилиндра.

Рис. 27. Схемы гидравлических управлений

В системе, изображенной на рис. 27, г, следящее действие осуществляется иным способом. При включении распределителя жидкость, прежде чем попасть в силовой цилиндр, проходит через дозирующий гидромотор, который перемещает гильзу пропорционально количеству жидкости, поступающей в силовой цилиндр. В результате этого поворот рулевого колеса пропорционален углу поворота управляемых колес.

Известна еще одна схема, обеспечивающая связь между поворотами управляемых колес и рулевого колеса (рис. 27, д). Распределитель расположен непосредственно у силового цилиндра, золотник управляется дополнительной системой, имеющей три гидроцилиндра: у рулевого колеса (задающий), распределителя (управляющий) и у поворотного шкворня (следящий).

При перемещении поршня задающего цилиндра с помощью Управляющего цилиндра смещается золотник. Поворот тягача изменяет положение поршня следящего цилиндра, вследствие чего увеличивается объем магистрали, связывающей управляющий и задающий гидроцилиндры, и нейтральное положение золотника снова восстанавливается. Для продолжения поворота тягача необходимо сместить поршень задающего цилиндра дальше.

Рис. 28. Распределитель и схема работы дозирующего устройства гидростатического рулевого управления. 'Орбитрол'

Интересен рулевой привод фирмы Орбитрол (рис. 28), выпускаемый фирмой Данфосс. Принципиально он устроен так же, как и гидропривод, изображенный на рис. 27, г, но распределитель выполнен с вращающимся золотником, а дозирующее устройство в виде гидромотора 1, имеющего шестерни с внутренним циклоидальным зацеплением (рис. 28, б). Наружная шестерня (кольцо) имеет семь зубьев, внутренняя (звездочка) шесть. Кольцо закреплено в кожухе 2 (рис. 28, а), звездочка соединена с гильзой 3 золотника, вал рулевого колеса - с золотником 4. Звездочка при соответствующем эксцентриситете может вращаться внутри кольца. Между кольцом и звездочкой образуются камеры, одна половина которых связана с напорной магистралью, другая - со сливной. За один оборот звездочки благодаря тому, что у кольца имеется семь зубьев, а у звездочки шесть, ее центр совершает шесть оборотов по окружности диаметром, равным эксцентриситету, а число вытесненных объемов жидкости равно 6×7 = 42. Такая конструкция дозирующего устройства обеспечивает его компактность.

Фирма выпускает пять модификаций таких рулевых управлений, отличающихся по объему жидкости, вытесняемой за один оборот рулевого колеса. Минимальный вытесняемый объем жидкости равен 80 см³, максимальный 315 м³. Максимальное давление 140 ^кГ/_см².

Рулевое управление устанавливается на многих дорожных машинах европейского производства, тракторах и других транспортных средствах, двигающихся со скоростью до 50 ^км/_ч.