Устройство и принцип работы гидроуселителя руля МТЗ-80. Регулировки и ремонт.

Для комфортного и эффективного вождения рулевой механизм трактора МТЗ 80(82) оснащён гидроусилителем рулевого управления — ГУР. Узел выполняет функцию передачи вращения от рулевого колеса на рулевую сошку с одновременным облегчением усилия при повороте и смягчении обратной вибрации  при движении по дорогам с неровной поверхностью. Усиление достигается давлением жидкости, действующей на рабочие органы механизма.

ГУР МТЗ 80

Узел устанавливался на более ранних моделях МТЗ-80(82) не уступает по своим функциональным и эксплуатационным качествам устанавливаемой позже системы гидрообъёмного усилителя руля — ГОРУ.

Устройство и принцип работы

Чугунный корпус ГУРа МТЗ 80 (82) размещён на переднем брусе рамы между передней фронтальной стенкой капота и радиатором охлаждения дизеля машины. Узел представляет собой механизм с червячным редуктором, оснащённый автономной гидросистемой с золотником управления потоками рабочей жидкости, шестерёнчатым гидронасосом левого вращения НШ-10-Л-У ГОСТ 8753-71, силовым цилиндром двухстороннего действия и предохранительным клапаном. Гидронасос системы приводится от шестерни газораспределения двигателя.

Устройство ГУР

В корпусе усилителя установлен червяк, связанный витками с сектором и свей торцевой частью с золотником распределителя узла. На концах золотника стоят упорные подшипники, в которые под давлением пружин упираются плунжеры. Одновременно наружными сторонами плунжеры упираются в корпусные детали распределителя. Плунжеры и пружины через подшипники удерживают золотник в нейтральном положении. При вращении рулевого колеса червяк витками начинает передвигать сектор, поворачивая вал сошки. Возникающее сопротивление колёс передаётся через механизм на червяк, образуя усилие, передвигающее его в осевом направлении вперёд или назад в зависимости от направления поворота. Своим смещением червяк взаимодействует с золотником распределителя узла передвигая его относительно оси. Таким образом, золотник управляет потоками масла под давлением. При движении прямо золотник распределителя подпружиненный пружинами стоит в нейтральном положении, давление подаваемое насосом, сбрасывается в корпус усилителя, являющийся гидробаком системы.

Схема работы распределителя при повороте вправо и влево

Вращением рулевого колеса червяк перемещает золотник, открывающий своими поясками магистрали полостей силового цилиндра. При этом в зависимости от стороны поворота одна полость связана с магистралью, подающей масло под давлением, другая со сливом. Золотник падает давление в полость цилиндра только во время непосредственного вращения рулевого колеса. С остановкой руля червяк перестаёт действовать на золотник распределителя, который под усилием пружин занимает нейтральное положение, сбрасывая масло в сливную полость.

схема ГУР МТЗ

Поршень цилиндра 25 взаимодействует через шток с рейкой 14, связанный с сектором 12. При подаче золотником давления в одну из полостей шток передаёт усилие рейке передвигающий сектор, облегчая вращение вала 28,  связанного с сошкой 13. Рабочее давление в гидросистеме равно 2-4 мПа. Поворачивая  руль до максимального угла поворота — давление достигает своего максимального значения  8 мПа и ограничивается предохранительным клапаном 7.

Ощущение «Чувства дороги» водителя сопротивления повороту при управлении обеспечивается давлением от нагнетательного канала в полостях с пружинами, действующих на плунжера. При управлении без усилия червяк не взаимодействует с золотником и гидросистема не участвует в усилении.

Дополнительно узел оборудован датчиком автоблокировки дифференциала размещённый в упоре рейки. В состав устройства входит золотник 21, поворотный кран 18 с маховиком, толкателя и щупа 20. Нерегулируемый редукционный клапан поддерживает в гидросистеме  блокировки давление 0,7- 0,9 мПа. Устройство обеспечивает блокировку дифференциала при движении прямо и автоматически выключает её при повороте колёс больше 8 ̊.

Регулировки

Настройку узла осуществляют в исправном состоянии. Её правильность является важным фактором в эффективной работе усилителя и сохранения эксплуатационного ресурса. Наладка делится на настройку зазоров зацеплений механических пар и хода золотника.

 Зацепление червяк-сектор

Регулировку производят при исправном состоянии рулевых тяг и сочленений привода руля, свободный ход рулевого колеса не должен превышать 30 ̊ с работающим двигателем.

Порядок наладки:

• Поддомкрачивается передний мост трактора или отсоединяется сошка от рулевых тяг.
• Отпускают болт регулировочной эксцентриковой втулки.
• Поворачивают по часовой стрелке втулку до упора  червяка в максимальном зацеплении с сектором.
• При работающем двигателе, поворачивая рулевое колесо определяют положение зацепления без ощущения заклинивания, увеличивая зазор поворотом втулки против часовой стрелки.
• Затягивают болт крепления втулки, снимают мост с домкрата или подсоединяют сошку к рулевым тягам.

Подтяжка сферической гайки червяка

Затяжка гайки нивелирует зазор между золотником и обоймами подшипников, образовавшийся в результате выработки или ослабления. Появления зазора отражается на увеличении свободного хода руля и появлению эффекта болтания рулевых колёс. При появлении люфта — золотник может произвольно подключать полости цилиндра к магистралям с давлением масла.

Затяжка сферической гайки червяка

• Откручиваются болты крепления распределителя к корпусу усилителя.
• Снимают крышку и крепят  распределитель на два размещённых по диагонали болта 5. Толщину фланца крышки компенсируют  подложкой шайб 4 или гаек большого диаметра под головки болтов.
• Затем расшплинтовуют регулировочную гайку 1, и затягивают её до упора золотника в обоймы подшипников. Затяжку осуществляют с усилием 20 Нм.
• Отворачивая сферическую гайку до первого совпадения отверстия на валу червяка — гайку  зашплинтовуют.
• Демонтируют установочные болты с шайбами и устанавливают крышку с прокладкой, затягивая четырьмя болтами в штатном  режиме.

Правильная затяжка даёт плотное прилегание золотника к обоймам подшипников и обеспечивает возвращение золотника в нейтральное положение под действием пружин при прекращении вращении рулевого колеса. Излишняя затяжка увеличивает усилие на руле и приводит к быстрому износу упорных подшипников распределителя.

Регулировка зацепления сектор — рейка

Зазор в зацеплении сектор–рейка штока поршня цилиндра регулируется количеством прокладок между корпусом усилителя и упором рейки. Достаточный зазор 0,25-0,3 мм обеспечивает работу пары без заклинивания.

Равномерность хода золотника

Ход золотника регулируют прокладками между корпусом усилителя и распределителем, распределителем и крышкой сферической гайки. При недостаточном усилении поворота влево устанавливают дополнительную прокладку в 0,5-1 мм между корпусом колонки и распределителем, если недостаточно усиление вправо – устанавливают прокладку под крышкой сферической гайки. Таким образом, выравнивают амплитуду хода золотника влево — вправо.

Давление в системе

Настройка давления предохранительного клапана 7 осуществляется изменением сжатия пружины. Заворачивая винт клапана — увеличивается сжатие пружины и соответственно максимальное рабочее давление гидросистемы усилителя.

Неисправности и ремонт

Первым критерием, влияющим на эффективность работы узла — есть герметичности всех уплотнений гидросистемы, сохраняющих рабочее давление жидкости, обеспечивающее усилие на рабочие органы. Устранение течи масла и потери давления достигается заменой всех резиновых сальников, уплотнительных колец и прокладок входящих в полный ремкомплект ГУРа.

Исправность сочленений механического привода, регулировки зацеплений червячного редуктора и рейки поршня с сектором обеспечивают работу механизма без заклинивания.

Причиной тугого руля,  при хорошей герметичности системы и достаточном уровне масла, может быть, плохая компрессия силового поршня цилиндра усилителя или недостаточный ход золотника распределителя, не позволяющий открывать нагнетательную магистраль к полостям цилиндра.

Заменой компрессионных колец на поршне и уплотнительного кольца на штоке устраняют перетекание масла из нагнетаемой полости в слив, повышая эффективность работы цилиндра и соответственно созданное полезное усилие.

При правильной регулировке в исправном состоянии для полного открытия каналов золотником рабочий ход в одну сторону должен составлять 1,2 мм. При нарушении хода распределитель не выполняет своей функции, что приводит к неполному открытию нагнетательного канала для подачи давления в полость цилиндра и достаточного гидравлического усиления не создаётся. Часто причиной являются недопустимые люфты в соединениях сборочных единиц усилителя, которые в своей сумме негативно влияют на обеспечение  нужных параметров перемещения золотника. Поэтому нужно сказать, что успешность работы распределителя зависит от технического состояния соединений деталей и соответствия зазоров в зацеплениях.

Технически обоснованно и правильно при недопустимых люфтах или невозможности регулировки в результате износа контактных рабочих поверхностей зубьев, витков червяка, втулок, подшипников следует заменить вышедшие из строя детали.

Многие трактористы применяют в практике приём, который временно нивелирует зазоры при износе деталей ГУРа влияющих на работу распределителя. Нормального рабочего хода золотника добиваются двумя способами:

• Увеличивают линейный размер золотника путём проточки с обеих сторон внутреннего диаметра детали шириной 4 мм и глубиной по телу 1 мм. Вытачивают втулки-шайбы с соответствующей ширины и диаметром посадки во внутренний диаметр выточки золотника и выступающей части с шириной 1,2 -1,5 мм с соответствующим наружным диаметром. Модернизированную деталь устанавливают, подкладывая дополнительно прокладки между корпусом колонки и распределителем и крышкой распределителя. Таким образом, компенсируют увеличенный размер золотника. Для увеличения жёсткости пружин плунжеров вытачивают дополнительные шайбы соответствующего диаметра толщиной 1,5 мм и устанавливают между пружиной и деталью.
• Второй способ проще – протачивают на корпусе распределителя  поверхность крепления крышки. Диаметр проточки от центра отверстия для установки золотника  и оси червяка делают  на 4 мм больше диаметра обоймы упорного подшипника глубиной 2-2,4 мм. В этом случае отпадает необходимость устанавливать дополнительные прокладки между корпусами и крышками, а также устанавливать шайбы под плунжеры.

  

  Сравнение золотника с втулками-шайбами

  

  Золотник с шайбой-втулкой

  

  Шайба-втулка золотника

  

  Золотник с шайбой-втулкой

Описанный приём имеет место в практике, однако, не решает проблемы общего технического состояния узла. Увеличенные в результате износа или неправильной регулировки зазоры  в сочленениях всё ровно приведут к полному отказу выполнения узлом своей функции. Поэтому прежде чем прибегать к данному методу постарайтесь определить причину недостаточного хода золотника и устраните её путём замены изношенных деталей с последующей регулировкой, согласно эксплуатационных рекомендаций производителя.