2. Рулевой привод

Рулевой привод, в зависимости от рассмотренных способов поворота и принципов действия рулевого управления, может быть механическим или гидравлическим.

Механический рулевой привод служит для поворота двух управляемых колес тракторов 4К2 и 4К4а, двух- и трехосных автомобилей на разные углы α и β (см. рис. 10.1,б) с целью их “чистого качения”- без бокового проскальзывания. Данное обстоятельство обусловлено тем, что внутреннее и внешнее колеса движутся в повороте по окружностям разных радиусов и, следовательно, разной кривизны. При этом, как указывалось выше, угол β (внешнее колесо) всегда меньше угла α (внутреннее колесо).

Такой поворот трактора и автомобиля можно осуществить с помощью рулевой трапеции или двух приводных продольных тяг. На автомобилях применяют, в основном, рулевую трапецию заднего или переднего расположения.

Рис. 10.2. Схема поворота трактора и автомобиля с рулевой трапецией заднего расположения

Рулевой привод с наиболее распространенной рулевой трапецией заднего расположения приведен на рис. 10.2. Рулевая трапеция представляет собой шарнирный четырехзвенный механизм, состоящий из основания - неподвижной балки передней оси 1, двух одинаковых рычагов 4 и 8, поворотных цапф управляемых колес 3 и задней неразрезной поперечной тяги 7.

Для обеспечения поворота управляемых колес на разные углы α и β необходимо, чтобы рычаги 4 и 8 при прямолинейном движении были наклонены под одинаковым углом к продольной оси трактора или автомобиля. Этот угол обычно определяется точкой F пересечения их продолжения на  вышеуказанной оси и зависит от продольной базы L трактора и автомобиля и расстояния М между осями шкворней поворотных цапф.

Рычаг 4 выполнен как одно целое с поворотным рычагом 2 трапеции, к которому шарнирно прикреплена продольная рулевая тяга 5, соединяющая его с сошкой рулевого механизма (не показана). При приложении силы к тяге 5, как показано стрелкой, рычаг 2 непосредственно поворачивает правое (внутреннее) колесо на угол α и через элементы трапеции - левое (внешнее) на угол β, обеспечивая пересечение продолжения осей колес в одной точке О на продолжении оси 6 задних ведущих колес при повороте трактора и автомобиля с радиусом R.

Тяга 5 в большинстве сельскохозяйственных тракторов располагается с правой стороны. При перемещении тяги 5 назад колеса 3 трактора поворачиваются налево.

На легковых автомобилях из-за особенностей их компоновки тяга 5 отсутствует, а сошка, как правило, является частью трапеции. На грузовых автомобилях и автобусах тяга 5 располагается со стороны места водителя, которая определяется принятой в той или иной стране стороной движения (правостороннее или левостороннее).

В зависимости от назначения трактора или автомобиля, компоновки их передней части, применяются и другие виды рулевых трапеций и их приводов.

Необходимо заметить, что на пропашных колесных тракторах с переменной колеёй при её изменении необходимо и изменение длины поперечной тяги, что ведет к ухудшению кинематики поворота управляемых колес. Поэтому оптимальные параметры рулевой трапеции назначаются для наиболее часто применяемой ширины колеи, чтобы ее изменение меньше сказывалось на боковом скольжении управляемых колес.

Шаровые шарниры рулевых тяг показаны на рис. 10.3. Основными деталями шарнира являются шаровая головка (палец) с конусной шейкой 2, закрепленной в аналогичной расточке рычага 3 посредством гайки, и сухари 5 и 8, устанавливаемые в корпусе 1 шарнира. В зависимости от типа сухарей шарниры бывают с осевыми сухарями 5 и 8 (рис. 10.3,а) и поперечными, подразделяемыми на цилиндрические (рис. 10.3,б), клиновые (рис. 10.3,в) и с регулируемым шарниром (рис. 10.3,г). В первых трех типах шарниров для устранения зазоров сухари 5 и 8 поджаты к шаровой головке пружинами 6, удерживаемыми или простой пробкой 9 со стопорным шплинтом (рис. 10.3,а), или резьбовой пробкой 9 (рис. 10.3,б), или крышкой 9, фиксируемой стопорным разрезным кольцом (рис. 10.3,в).

Шарниры с металлическими сухарями обычно смазываются через масленки 7 (рис. 10.3,а и б). Шарниры с сухарями из антифрикционных полимерных материалов имеют одноразовое смазывание при сборке, что упрощает их эксплуатацию (рис. 18.3,в и г). Иногда нижний сухарь 5 (рис. 10.3,г) делают из упругого эластомера для устранения зазоров в шарнире. Здесь вместо пружин сухари 5 и 8 сжимаются регулировочной пробкой 9, фиксируемой проволочной стяжкой 10.

Для защиты внутренней полости шарниров от пыли, влаги и грязи обычно применяются различные уплотнения 4, изготавливаемые из резины или полимера.

На легковых автомобилях распространены неразборные нерегулируемые шарниры, в которых палец устанавливается в антифрикционном полимерном материале. Такие шарниры не требуют регулировок, а при износе их просто заменяются на новые.

Рис. 10.3. Шаровые шарниры рулевых тяг

Рис. 10.4. Схемы гидравлического рулевого привода тракторов  и автомобилей с поворотными полурамами

Необходимо отметить, что при постоянной скорости подачи жидкости в неравные по объему полости гидроцилиндра время поворота трактора направо несколько меньше времени его поворота налево. Для выравнивания времени поворота в обе стороны на мощных тракторах 4К4б ставят два гидроцилиндра (рис. 10.4,б). К двум одинаковым кронштейнам 1 передней полурамы шарнирно прикреплены корпуса гидроцилиндров 2 и 6, а к двум аналогичным кронштейнам 3 задней полурамы - их штоки с поршнями. Трубопроводы 4 и 5 соединяют соответственно полость А цилиндра 2 с полостью Б цилиндра 6 и полость Б цилиндра 2 с полостью А цилиндра 6. Соединенные объемы полостей цилиндров трубопроводами 8 и 7 соединены с распределительным устройством гидроусилителя.