РУЛЕВАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ ВСЕМИ КОЛЁСАМИ ТРАКТОРА
ALL-WHEEL STEERING SYSTEM FOR TRACTOR

Изобретение относится к рулевой системе управления всеми колесами трактора.
Известны рулевые системы управления всеми колесами трактора, например по SU 499166, SU 943063, RU 2157774, RU 2297355, US 5,195,603 и др.
Недостаток их - в наличии механической связи руля с колесами, что некомпактно.
Известна содержащая гидрораспределитель с открытым центром рулевая система управления всеми колесами без механической связи между рулем и колесами, например, по RU 2464194, пригодная для любых скоростей движения.
Недостаток ее - в повышенных габаритах рулевого механизма с полным червячным колесом, в повышенной сложности в целом и, на наш взгляд, ее применение не оправдано на тракторах, имеющих скорость не более 50 км/ч.
Известна рулевая система управления всеми колесами трактора, содержащая руль с насосом-дозатором, управляющие каналы которого сообщены маслопроводами с полостями гидроцилиндра поворота передних колес, и гидроусилитель поворота задних колес, например по SU 499166, которая принята за ближайший аналог.
Недостаток такой системы в том, что гидроусилитель поворота задних колес содержит механическую связь передних и задних колес. Аналогично выполнена рулевая система управления трактора ЛТЗ-155. При этом по разным причинам, например из-за люфтов в механической связи, задние колеса не всегда достаточно точно возвращают в позицию прямолинейного движения после разворота трактора в конце гона. Возникает движение трактора «крабом», что на междурядной культивации недопустимо.
Задачей и техническим результатом изобретения является рулевая система управления всеми колесами трактора с возвращением задних колес после разворота трактора в позицию прямолинейного движения всегда точно и раньше передних колес.
Сущность изобретения в том, что рулевая система управления всеми колесами трактора, содержащая руль с насосом-дозатором, управляющие каналы которого сообщены маслопроводами с гидроцилиндром поворота передних колес, и гидроусилитель поворота задних колес, причем в соответствии с изобретением гидроусилитель поворота задних колес включает сигнальный гидроцилиндр, чьи полости сообщены маслопроводами с управляющими каналами насоса-дозатора параллельно гидроцилиндру поворота передних колес, а шток соединен с сжатой на пороговое усилие центрирующей пружиной с возможностью еще большего сжатия сигнальным гидроцилиндром при заданном давлением в нем и соединен с задними колесами через гидрораспределитель, управляющие каналы которого сообщены с гидроцилиндром поворота задних колес.
Благодаря этому получают рулевую систему управления всеми колесами трактора с возвращением задних колес после разворота трактора в позицию прямолинейного движения всегда достаточно точно и раньше передних колес.
Устроена рулевая система управления всеми колесами трактора (далее рулевая система) например, следующим образом.
На чертеже изображена принципиальная схема рулевой системы.
Условные обозначения на чертеже:
1. Переднее поворотное колесо трактора (далее колесо),
2. Заднее поворотное колесо трактора (далее колесо),
3. Руль рулевой системы управления колесами 1, 2 (далее руль),
4. Насос-дозатор типа МНД-160 [1] с.58…60, (далее насос-дозатор),
5. Гидроцилиндр поворота колес 1 (далее цилиндр),
6. Гидроусилитель поворота колес 2 (далее усилитель),
7. Усилителя 6 сигнальный гидроцилиндр (далее цилиндр),
2
8. Усилителя 6 гидрораспределитель типа ГА-31000 [1] с.131, 132, рис.150…152, но на допустимое давление пусть до 140 кг/см (далее распределитель),
9. Усилителя 6 гидроцилиндр поворота колес 2 (далее цилиндр),
10. Усилителя 6 сжатая на пороговое усилие центрирующая пружина (далее пружина),
11. Рычаг, прикрепленный к поворотной полуоси колеса 2 и соединенный шарнирно с корпусом распределителя 8, (далее рычаг),
12. Присоединенный к штоку цилиндра 7 стержень с резьбой (далее стержень),
13. На стержне 12 гайка сжатия пружины 10 (далее гайка),
14. Балка моста колес 2 (далее балка),
15. Прикрепленная к балке 14 пара упоров с отверстием в каждом для стержня 12, (и для штока цилиндра 7), причем расстояние между этими упорами такое, что гайки 13 касаются стенок упоров (далее пара упоров),
16. Маслопроводы, сообщающие гидравлически параллельно цилиндры 5 и 7 с управляющими каналами дозатора 4 (далее маслопровод),
17. Тяга рулевой трапеции (далее тяга),
18. Рулевой трапеции рычаг, соединенный с полуосью поворотного колеса 1, 2 (далее рычаг).
2
Колеса 1 переднего, колеса 2 заднего мостов трактора поворотные. Руль 3 рулевой системы соединен с валом насоса-дозатора 4, управляющие каналы которого сообщены маслопроводами 16 с цилиндром 5 поворота колес 1. Диаметр цилиндра 5 такой, что для полного поворота колес 1 давление масла в цилиндре не превышает пусть 60 кг/см. В этой части система ничем не отличается от аналога.
2
2
Узлы и детали усилителя 6 установлены на балке 14 заднего моста трактора. Усилитель 6 рулевой системы содержит цилиндр 7, который сообщен маслопроводами 16 с управляющими каналами насоса-дозатора 4 параллельно гидроцилиндру 5. При этом шток цилиндра 6 соединен с колесами 2 через распределитель 8 так, что его золотник соединен шарнирно со штоком цилиндра 7, а корпус распределителя 8 соединен шарнирно с рычагом 11 колеса 2. При этом управляющие каналы распределителя 8 сообщены маслопроводами с цилиндром 9, штоки которого с тягами 17 входят в рулевую трапецию колес 2. К торцу второго штока цилиндра 7 прикреплен проходящий сквозь отверстия в паре упоров 15 стержень 12 с пружиной 10, поджатой гайками 13 на пороговое усилие. Пусть пороговое усилие пружины 10 такое, что большее сжатие ее цилиндром 7 возможно при повышении давления масла в цилиндре 7 от 80 кг/см и более. Это задают проектированием взаимосвязанных диаметра цилиндра 7, характеристики пружины 10, параметрами тяг 17, рычагов 18. И пусть предохранительный клапан насосной станции трактора отрегулирован на 140 кг/см.
2
Работа. Пусть трактором с пропашным культиватором выполняют междурядную обработку пропашной культуры. Тракторист вращением руля 3 рулевой системы направляет колеса 1 по оси междурядий. При этом давление масла в цилиндре 5, маслопроводах 16 и в цилиндре 7 возрастает по мере поворота колес 1 и пусть не превышает 60 кг/см. Это увеличение давления вызвано уменьшением плеча приложения силы к рычагам 18 по мере увеличения угла поворота колес 1. Поэтому пружиной 10 надежно удерживают шток цилиндра 7 и золотник распределителя 8 неподвижно. Если при этом колеса 2 из-за, например, эпизодически несимметричного сцепления с почвой, чуть отклонятся от исходной позиции, то этим корпус распределителя 8 смещают относительно его золотника и включают подачу масла в цилиндр 9 так, что возвращают колеса 2 в позицию прямолинейного движения достаточно точно, так как в распределителе 8 (типа ГА-31000) отрицательное перекрытие золотника всего 0,5 мм, а полный ход золотника ±2 мм.
2
2
В конце рабочего гона вращают руль 3 в сторону разворота, пусть вправо (влево). Этим вначале давлением масла не более 60 кг/см поворачивают колеса 1 вправо (влево) на полный ход влево (вправо) цилиндра 5 и соответственно на максимальный угол поворота колес 1 вправо (влево). Дальнейшим вращением руля 3 вправо (влево) давление масла увеличивают от 80 кг/см и цилиндром 7 сжимают пружину 10, перемещая шток цилиндра 7 влево (вправо). Этим переключают распределитель 8 так, что подают масло в левую (правую) полость цилиндра 9 и поворачивают им колеса 2 влево (вправо) вплоть до максимального угла их поворота при желании этого. Трактор разворачивают круто с минимальным радиусом поворота. После чего вращают руль 3 в обратном направлении. Этим вначале устанавливают точно в позицию прямолинейного движения колеса 2, а затем и колеса 1.
2
В другом варианте параметры цилиндра 7 и пружины 10 принимают такими, что смещение штока цилиндра 7 начинают при давлении масла несколько меньше 60 кг/см. Поэтому на развороте трактора в конце рабочего гона колеса 2 начинают поворачивать несколько раньше полного поворота колес 1, но несколько позже, например, через 15°, после начала повоота колес 1.
Итак, получают рулевую систему управления всеми колесами трактора с возвращением задних колес после разворота трактора в позицию прямолинейного движения всегда достаточно точно и раньше передних колес при умеренном усложнении рулевой системы трактора.
Источники информации
1. Гидравлические агрегаты тракторов и сельскохозяйственных машин. Часть 1. Каталог. М.: ЦНИИТЭИ автосельхозмаш. 1989, 137 с.
2. SU 499166, SU 943063, RU 2157774, RU 2297355, RU 2464194, US 5195603.