4. Гидрообъемное рулевое управление

Такое управление дает возможность свободной компоновки ее основных агрегатов, упрощает их конструкцию и эксплуатацию, снижает материалоемкость колесного трактора и улучшает условия труда.

Вместе с тем, учитывая, что ГОРУ представляет собой чисто гидравлическую передачу с гибкими соединительными трубопроводами (шлангами) относительно высокого давления, менее надежными в эксплуатации, чем механические тяги, это требует повышенного внимания к надежности и безопасности ее эксплуатации. Так, ГОРУ не рекомендуется применять на машинах, транспортные скорости движения которых выше 50 км/ч. По этой причине ГОРУ не применяется на автомобилях.

Для повышения надежности и безопасности работы ГОРУ соединительные шланги имеют четырех - пятикратный запас прочности, а остальные агрегаты гидросистемы выполняются с достаточно высокой степенью точности. В гидравлических схемах ГОРУ часто предусматривается применение противоударных и противовакуумных предохранительных клапанов. Противоударные клапаны предохраняют шланги от пиковых нагрузок, возникающих при резких, ударных наездах управляемых колес на препятствия. Их давление обычно превышает расчетное максимальное в системе на 3...6 МПа. Противовакуумные клапаны предотвращают возможность разрыва циркуляции потока масла из-за попадания в него воздуха.

Несмотря на разнообразие конструктивных схем ГОРУ наиболее распространенными из них являются схемы с использованием управляющих устройств, называемых насосами-дозаторами.

По количеству контуров управления различают одноконтурные и двухконтурные схемы ГОРУ.

Одноконтурные схемы ГОРУ. Наиболее распространенной является одноконтурная схема ГОРУ, применяемая на большинстве тракторов 4К2 и 4К4а, включая новые отечественные модели. Она характеризуется тем, что весь поток масла, поступающего от гидронасоса в исполнительный гидроцилиндр привода рулевой трапеции (или другого рулевого привода), проходит по одной последовательной гидравлической цепи.

Принципиальная кинематическая и гидрав лическая схема одноконтурного ГОРУ применительно к трактору 4К4а и его компоновка на тракторе показаны на рис. 10.8.

При прямолинейном движении трактора гидронасос 5 подает масло по нагнетательному трубопроводу 4 к насосу-дозатору 3 и его распределительному устройству (не показано) и далее на выход к сливному трубопроводу 14. По нему масло сливается в бачок 13 с фильтром, откуда оно вновь поступает по всасывающему трубопроводу 12 к насосу 5 и цикл движения масла повторяется. Верхний 10 и нижний 11 трубопроводы находятся под давлением масла запертого в обеих полостях гидроцилиндра 7 посредством золотника распределителя насоса-дозатора 3.

Корпус гидроцилиндра 7 шарнирно закреплен в кронштейне 6 корпуса передней ведущей оси трактора, а конец штока его поршня шарнирно закреплен на поворотном рычаге 8 рулевой трапеции. В рассматриваемом случае последняя удерживает управляемые колеса 9 в положении прямолинейного движения.

Рис. 10.8. Одноконтурное ГОРУ:

а - схема; б - компоновка агрегатов на тракторе

При повороте трактора золотник распределителя направляет масло по трубопроводу 10 или 11 в рабочую полость гидроцилиндра в количестве пропорциональном углу поворота рулевого колеса 1, закрепленного на приводном валу 2 насоса-дозатора 3, а упругая система их соединения при этом осуществляет обратную связь. Из противоположной полости гидроцилиндра 7 масло идет на слив в бачок 13. Поэтому при прекращении вращения рулевого колеса 1 управляемые колеса 9 трактора остаются в повернутом положении, а золотник распределителя занимает нейтральное положение, запирая полости цилиндра 7.

ГОРУ, выполненные по одноконтурной схеме, наиболее просты по конструкции, но требуют насосов-дозаторов с увеличивающимися рабочими объемами в зависимости от повышения тягового класса и назначения трактора. Поэтому их применение наиболее целесообразно на тракторах классов 0,9…1,4, на которых требуются насосы-дозаторы с рабочим объемом не более 80 см3 и с механически управляемым распределителем.

Двухконтурные схемы ГОРУ обычно применяются для колесных тракторов тягового класса 3 и выше. Масло от гидронасоса к исполнительному гидроцилиндру поступает по двум гидравлическим цепям, что позволяет не увеличивать типоразмеры насосов-дозаторов, применяемых в одноконтурных схемах. Среди разнообразных двухконтурных схем интерес представляет схема ГОРУ с усилителем потока для колесных тракторов Т – 1 5 0 К (рис. 10.9).

В представленной на рис. 10.9 схеме усилитель потока состоит из распределительного золотника 8, регулятора давления 11, малого 7 и большого 10 дросселей, регулятора потока 13 и обратного клапана 14. Порядок работы рассматриваемой системы при повороте трактора состоит в следующем. При повороте рулевого колеса 4 золотник 5 насоса-дозатора 6 смещается из нейтрального положения в сторону, зависящую от направления поворота, и создает давление в напорной магистрали. Под давлением поток масла направляется через дозатор (мотор-насос) 12 под соответствующий торец золотника 8 и перемещает его в противоположное крайнее положение. При этом создается давление и под торцом регулятора давления 11. Масло от насоса-дозатора 6 через малый дроссель 7 и золотник 8 поступает к соответствующей полости силового гидроцилиндра 9. Одновременно масло через обратный клапан 14, регулятор давления 11, большой дроссель 10 и золотник 8 также попадает в гидроцилиндр 9.

Так как регулятор давления 11 уравновешивает давление перед дросселями 7 и 10, расход масла будет пропорционален площадям их  проходных сечений. Изменяя площадь проходного сечения дросселя 10, можно в достаточно широких пределах менять величину расхода масла, т.е. коэффициент усиления.

Рис. 10.9. Схема двухконтурного ГОРУ

При прекращении подачи масла от насоса-дозатора 6 золотник 8 усилителя потока под действием пружин возвращается в нейтральное положение и запирает полости гидроцилиндра 9. Разгрузка гидронасоса 1 на слив масла в бак 2 происходит через регулятор потока 13 и насос-дозатор 6.

При неработающем гидронасосе 1 дозатор 12 работает от рулевого колеса 4, а всасывание масла производится через два обратных клапана 3 и 14. При этом усилие на рулевом колесе существенно не возрастает, но значительно увеличивается число оборотов рулевого колеса для выполнения поворота трактора. Предохранительный клапан 15 рассчитывается на максимальное давление в системе с учетом возможных пиковых нагрузок.

Как видно из рассмотренных схем ГОРУ, их основным управляющим гидроагрегатом является насос-дозатор. Это комбинированный агрегат, состоящий из двух основных узлов – гидрораспределителя с золотником и дозатора (мотор-насоса). При отказе в работе основного нагнетательного гидронасоса системы поворот трактора осуществляется вручную поворотом ротора насоса-дозатора.