Der Hauptknoten in jedem Fahrzeug ist die Lenkung. Wozu dient die Lenkung? Während der gesamten Zeit der Verbesserung des Designs des Systems ist das grundlegende Funktionsprinzip der Lenkung gleich geblieben. Es besteht in der Umwandlung und Übertragung der körperlichen Anstrengung des Fahrers beim Aufprall auf das Lenkrad des Autos auf die Räder. Mit anderen Worten, die Lenkungsanordnung liefert eine Rückmeldung, die es ermöglicht, die Flugbahn des Fahrzeugs zu ändern.

Lenkvorrichtung

Woraus besteht die Lenkung eines Autos? Die allgemeine Struktur dieser Einheit auf Fahrzeugen wird durch die folgenden Elemente dargestellt:

• Räder;
• Lenkantrieb;
• Lenkmechanismus;
• Zugkraft und Säule.

Das Schema der Interaktion des Autolenkrads mit dem Antriebsradsatz ist nicht kompliziert. Der Fahrer überträgt über den Antrieb die Kraft auf den Lenkmechanismus, der für die Drehung der Räder sorgt. Darüber hinaus liefert der Knoten, der Feedback liefert, Informationen über den Zustand der Straßenoberfläche. Anhand der Schwingungen des Lenkrads wird die Bewegungsart möglichst genau bestimmt, auf deren Grundlage eine Diagnose durchgeführt und die Steuerung der Maschine korrigiert wird.

Der durchschnittliche Lenkraddurchmesser von leichten Fahrzeugen beträgt ca. 400 mm. Bei Lasten- und Sonderfahrzeugen ist das Lenkrad etwas größer, bei Sportwagen weniger.

Was ist in der Lenkung enthalten?

Die Lenksäule befindet sich zwischen dem Lenkrad und dem Mechanismus, der durch eine starke Welle mit Knickgelenken dargestellt wird. Konstruktionsmerkmal der Säule ist die minimale Verletzungsgefahr des Fahrers bei einem Unfall, da sie bei einem starken Frontalaufprall zusammenbricht. Zur komfortablen Bedienung des Fahrzeugs wird die Position der Lenksäule über einen mechanischen oder elektrischen Antrieb verstellt. Darüber hinaus ist ein Schließsystem vorgesehen, um einen Diebstahl des Fahrzeugs zu verhindern.

Der Hauptzweck der Lenkung besteht darin, die mechanische Kraft des Fahrers zu erhöhen und auf die Räder zu übertragen. Dafür wird ein spezielles Getriebe in die Konstruktion des Systems miteinbezogen. Bei Pkw kommen hauptsächlich folgende Lenkungsarten zum Einsatz:

1. Ein Zahnstangen-Ritzel-Mechanismus, dessen Konstruktion aus einem auf einer Welle montierten Zahnradsatz besteht, der mit einer Zahnstange aggregiert ist, wobei auf einer seiner Ebenen über die gesamte Länge spezielle Zähne angebracht sind. Wenn das Lenkrad gedreht wird, wird die Kraft über die Säule auf die Zahnstange übertragen, wodurch sie sich frei bewegt, mit den Lenkstangen zusammenwirkt und die Räder dreht. Es sei darauf hingewiesen, dass die Lenkung eines Autos eine Zahnstange aufweisen kann, auf der sich Zähne mit variabler Teilung befinden. Dieses Design verbessert die Fahreffizienz erheblich.
2. Schneckenlenkgetriebe. Das Funktionsprinzip ist wie folgt: Die „Schnecke“ überträgt im Zusammenspiel mit dem angetriebenen Zahnrad die Kraft auf das Zweibein. Das Lenkzweibein wiederum wirkt mit einer der Stangen zusammen, deren Ende mit einem Pendelarm endet. Dieser Arm ist auf einem Sockel montiert. Beim Drehen des Lenkrads setzt das Zweibein gleichzeitig mit dem Mittelhebel den Seitenlenker in Bewegung, der mit dem zweiten Seitenlenker zusammenwirkt und seine Position ändert. Dadurch werden die Lenkradnaben gedreht.

Einige Funktionen der Autolenkung

Die meisten modernen Fahrzeugmodelle verfügen über eine innovative Allradlenkung. Dadurch wird die Dynamik der Fahrzeugbewegung in schwierigem Gelände deutlich verbessert. Darüber hinaus ermöglicht die an alle Räder angepasste Lenkung des Autos eine bessere Manövrierfähigkeit bei hohen Geschwindigkeiten. Dies ist durch Drehen jedes der Räder möglich.

Bemerkenswert ist, dass bei der Lenkung die Lenkung der Räder durch das System in einem passiven Modus erfolgen kann. Dies ist durch das Vorhandensein spezieller elastischer Gummi-Metall-Teile im hinteren Teil der Aufhängung möglich. Wenn die Karosserie aufgrund einer Änderung der Größe und Richtung der Last kippt, wird die Bewegungsrichtung geändert. Die Lenkung mit Hinterradlenkfunktion verteilt die Kraft effektiv, um alle Räder zu lenken. Außerdem verhindert ein solches System, dass sich die Räder bei aktiver Federung drehen.

Das adaptive Lenksystem umfasst Scharniere und Verbindungen. Das Scharnier hat mehrere Elemente in seiner Zusammensetzung; zur Benutzerfreundlichkeit wird sein Design in Form einer abnehmbaren Spitze präsentiert. Am bequemsten ist es, das kinematische Lenkschema eines Autos in der Idee eines Rechtecks ​​darzustellen, auf dessen beiden Seiten sich befinden:

• Schultern;
• Zehenwinkel;
• Zusammenbruch;
• Längs- und Querneigung.

Schultern, Längs- und Seitenneigung stabilisieren die Bewegung, während die übrigen Parameter ständig im Gegensatz stehen. Daher besteht eine weitere Aufgabe der Lenkung darin, alle beim Bewegungsvorgang auftretenden Kräfte zu stabilisieren.

Die Rolle des Verstärkers im Lenksystem

Dieses Element kann zusätzlich zu der Tatsache, dass es ermöglicht, die vom Fahrer auf das Lenkrad ausgeübte Kraft zu reduzieren, die Genauigkeit der Fahrzeugsteuerung erheblich erhöhen. Durch das Vorhandensein eines Verstärkers in der Lenkstruktur wurde es möglich, Elemente im System mit einem kleinen Wert der untergeordneten Übersetzung zu verwenden. Regelsystemverstärker werden in drei Typen unterteilt:

1. Elektr.
2. Pneumatisch.
3. Hydraulisch.

Der letztere Typ hat sich jedoch weiter verbreitet. Die Hydraulik ist zuverlässig konstruiert und laufruhig, erfordert jedoch Wartung, um die Flüssigkeit zu ersetzen. Elektrische Servolenkungen sind weniger verbreitet, aber dennoch sind die meisten Modelle der modernen Automobiltechnik damit ausgestattet. Die Verstärkung darin übernimmt ein elektrischer Antrieb. Beachten Sie, dass sich die elektronische Steuerung durch das Vorhandensein eines erweiterten Bereichs von Möglichkeiten unterscheidet, jedoch gelegentlich eine Überprüfung und Anpassung erfordert.

Was ist automatische Lenkung?

Eine der vielversprechenden Entwicklungen in der Automobilindustrie ist ein intelligentes automatisches Fahrzeugsteuerungssystem. Wir können sagen, dass der Autopilot, den die meisten Science-Fiction-Autoren in ihren Werken beschreiben, jetzt Realität geworden ist. Heutzutage ist die moderne Fahrzeugtechnik in der Lage, die meisten Aktionen ohne die Beteiligung eines Fahrers auszuführen, von denen das Parken die häufigste ist.

Führend in der Produktion von mit diesem innovativen System ausgestatteten Autos ist der deutsche Konzern BMW, der in seiner Modellpalette aktiv ein Doppelplanetengetriebe einsetzt. Die Ansteuerung eines solchen Getriebes erfolgt über einen Elektroantrieb, wodurch es möglich ist, zusammen mit einer Änderung der Fahrzeuggeschwindigkeit die untergeordnete Übersetzung bei der Kraftübertragung vom Lenkrad auf die Lenkräder zu ändern . Dank dieser technischen Lösung wird die Leistung deutlich gesteigert und das genaueste Feedback gegeben.

Das Lenkgetriebe ist das Herzstück der Lenkung und übernimmt folgende Funktionen:

• eine Erhöhung der auf das Lenkrad ausgeübten Kraft;
• Kraftübertragung auf das Lenkgetriebe;
• spontane Rückkehr des Lenkrads in die Neutralstellung bei Entlastung.

Das Lenkgetriebe ist im Wesentlichen ein mechanisches Getriebe (Getriebe), daher ist sein Hauptparameter die Übersetzung. Je nach Art der mechanischen Übertragung werden folgende Arten von Lenkmechanismen unterschieden: Zahnstange, Schnecke, Schraube.

Zahnstangenlenkgetriebe

Das Zahnstangen-Lenkgetriebe ist die am häufigsten in Personenkraftwagen eingebaute Art von Mechanismus. Der Zahnstangen- und Ritzel-Lenkmechanismus umfasst ein Ritzel und eine Lenkstange. Das Getriebe ist auf der Lenkradwelle montiert und steht in ständigem Eingriff mit der Lenk-(Zahn-)Zahnstange.

Der Betrieb des Zahnstangen- und Ritzel-Lenkmechanismus ist wie folgt. Wenn das Lenkrad gedreht wird, bewegt sich die Zahnstange nach rechts oder links. Wenn sich die Zahnstange bewegt, bewegen sich die daran befestigten Lenkstangen und drehen die gelenkten Räder.

Die Zahnstangenlenkung zeichnet sich durch ihre einfache Konstruktion, einen entsprechend hohen Wirkungsgrad sowie eine hohe Steifigkeit aus. Gleichzeitig ist diese Art der Lenkung empfindlich gegenüber Stoßbelastungen durch Fahrbahnunebenheiten und anfällig für Vibrationen. Aufgrund seiner Konstruktionsmerkmale ist das Zahnstangenlenkgetriebe verbaut bei frontgetriebenen Fahrzeugen mit Einzelradaufhängung.

Schneckenlenkgetriebe

Das Schneckenlenkgetriebe besteht aus einer mit der Lenkwelle verbundenen Globoidschnecke (Schnecke mit variablem Durchmesser) und einer Rolle. An der Rollenwelle außerhalb des Lenkgetriebegehäuses ist ein Hebel (Zweibein) angebracht, der mit den Lenkstangen verbunden ist.

Die Drehung des Lenkrads sorgt für das Rollen der Rolle über die Schnecke, das Schwingen des Zweibeins und die Bewegung der Lenkstangen, die durch Drehen der gelenkten Räder erreicht wird.

Das Schneckenlenkgetriebe ist weniger empfindlich gegenüber Stoßbelastungen, bietet große Lenkwinkel und dementsprechend eine bessere Manövrierfähigkeit des Fahrzeugs. Andererseits ist das Schneckengetriebe schwierig herzustellen und daher teuer. Die Lenkung mit einem solchen Mechanismus weist eine große Anzahl von Verbindungen auf und erfordert daher eine regelmäßige Anpassung.

Das Schneckenlenkgetriebe kommt zum Einsatz auf leichten Geländefahrzeugen mit abhängiger Federung der lenkbaren Räder, leichten Lkw und Bussen... Zuvor wurde diese Art von Lenkmechanismus bei den heimischen "Klassikern" installiert.

Schrägverzahntes Lenkgetriebe

Die Schrägstirnlenkung vereint folgende Strukturelemente: eine Schraube an der Lenkradwelle; eine entlang der Schraube bewegte Mutter; eine in eine Nuss geschnittene Zahnstange; gezahnter Sektor, der mit der Zahnstange verbunden ist; Lenkzweibein auf der Sektorwelle.

Ein Merkmal der Schrägverzahnung ist die Verbindung von Schraube und Mutter mit Kugeln, was zu weniger Reibung und Verschleiß des Paares führt.

Die Funktionsweise der Schrägverzahnung ist prinzipiell ähnlich der Funktionsweise des Schneckengetriebes. Das Drehen des Lenkrads wird von der Drehung der Schraube begleitet, die die darauf aufgesetzte Mutter bewegt. In diesem Fall werden die Kugeln umgewälzt. Die Mutter bewegt mittels einer Zahnstange den Zahnsektor und damit den Lenkerarm.

Das Stirnrad-Lenkgetriebe hat im Vergleich zum Schneckengetriebe einen höheren Wirkungsgrad und realisiert mehr Kraftaufwand. Diese Art von Lenkgetriebe ist verbaut auf ausgewählten Oberklassewagen, schweren Lkw und Bussen.

Das Lenkgetriebe hat die Aufgabe, die Fahrtrichtung des Fahrzeugs zu ändern. Bei den meisten Autos kann nur die Richtung der Vorderräder geändert werden, aber es gibt moderne Modelle, die durch Richtungsänderung aller vier Räder gesteuert werden.

Das Lenksystem besteht aus einem Lenkgetriebe und einem Antrieb. Durch die Drehung des Lenkrads beginnt sich der Motor vorwärts zu bewegen. Dann drehen sich die Lenkräder und das Auto ändert die Richtung.

Dabei wird die Anfangsbewegung des Fahrers mehrfach verstärkt. Das Lenkgetriebediagramm zeigt, welche Teile und Mechanismen am Fahrvorgang beteiligt sind. Bei modernen Pkw und Lkw, die für den Transport großer Lasten ausgelegt sind, werden zusätzlich hydraulische Booster installiert. Die hydraulischen Booster erleichtern das Fahren und erhöhen die Fahrsicherheit.

Lenkvorrichtung

Schneckenlenkgetriebe

Dies ist die älteste Lenkungsart. Das System besteht aus einem Kurbelgehäuse mit einer eingebauten Schraube namens "Wurm". Die "Schnecke" ist direkt mit der Lenkwelle verbunden. Neben der Schnecke verfügt das System über eine weitere Welle mit Rollensektor. Die Drehung des Lenkrads führt zur Drehung der "Schnecke" und der anschließenden Drehung des Rollensektors. An der Sektorwalze ist ein Lenkarm befestigt, der über eine schwenkbare Steuerung mit einem Gestängesystem verbunden ist.

Durch dieses Gestängesystem drehen sich die gelenkten Räder und das Fahrzeug ändert die Richtung. Der Lenkmechanismus vom Schneckentyp hat mehrere Nachteile. Erstens gibt es aufgrund der hohen Reibung im Inneren des Mechanismus einen großen Energieverlust. Zweitens gibt es keine starre Verbindung zwischen den Rädern und dem Lenkrad. Drittens, um die Bewegungsrichtung zu ändern, müssen Sie das Lenkrad mehrmals drehen, was nicht nur veraltet aussieht, sondern auch nicht den weltweit geltenden Managementstandards entspricht. Derzeit werden Schneckengeräte nur in russischen UAZs, VAZs mit Heckantrieb und GAZs verwendet.

Schrauben-Lenkgetriebe

Der Schraubmechanismus wird auch als "Kugelgewindemutter" bezeichnet. Bei der Entwicklung dieses Systems ersetzten die Konstrukteure die „Schnecke“ durch eine spezielle Schraube mit daran befestigter Kugelmutter. An der Außenseite der Mutter befinden sich Zähne, die wie beim vorherigen System mit einem Rollensektor in Kontakt kommen.

Um die Reibung zu reduzieren, schlugen die Entwickler vor, zwischen der Sektorrolle und der Mutter Kugelkanäle zu platzieren. Dank dieser Lösung konnte die Reibung deutlich reduziert, der Rückstoß erhöht und das Handling erleichtert werden. Das Vorhandensein des gleichen komplexen Gestängesystems, die großen Abmessungen und die ungünstige Formgebung des Schraubmechanismus führten jedoch dazu, dass auch das Schraubsystem als den modernen Bedingungen nicht angepasst erkannt wurde. Einige namhafte Automobilhersteller verwenden jedoch noch immer den Spindel-Kugelmutter-Mechanismus bei der Herstellung von Maschinen mit Längsmotor. Autos wie Nissan Patrol, Mitsubishi Pajero und andere haben ähnliche Mechanismen.

Zahnstangenlenkmechanismus

1. Spurstangenkopf;
2. Kugelgelenk der Spitze;
3. Schwinge;
4. Kontermutter;
5. Traktion;
6. Schrauben zum Befestigen der Lenkstangen an der Schiene;
7. innere Spitzen der Lenkstangen;
8. Lenkgetriebehalterung;
9. Lenkgetriebeunterstützung;
10. Schutzhülle;
11. Anschlussplatte;
12. Schlossplatte;
13. Dämpfungsring;
14. Stützhülse der Schiene;
15. Schiene;
16. Lenkgetriebegehäuse;
17. Kupplungsklemmschraube;
18. unterer Flansch der elastischen Kupplung;
19. der obere Teil des Verkleidungsgehäuses;
20. Dämpfer;
21. Lenkrad;
22. Kugellager;
23. Lenkwelle;
24. der untere Teil des Verkleidungsgehäuses;
25. Lenkwellenhalterung;
26. Schutzkappe;
27. Rollenlager;
28. Antriebszahnrad;
29. Kugellager;
30. Haltering;
31. Schutzscheibe;
32. Siegelring;
33. Lagermutter;
34. Staubbeutel;
35. O-Ring stoppen;
36. Sicherungsring der Stoppmutter;
37. Bahnhaltestelle;
38. Frühling;
39. Stoppmutter;
40. Kugelgelenkbolzen;
41. Schutzkappe;
42. Kugelbolzenbuchse;

A. Markierung auf dem Stiefel;
B. Markierung am Lenkgetriebe;
C. die Oberfläche des Kugelgelenks;
D. Schwingarmoberfläche

Zahnstange und Ritzel sind die gebräuchlichsten Lenkvorrichtungen. Die Stärke dieses Designs liegt in seiner Einfachheit. Dieser einfache und fortschrittliche Mechanismus wird bei der Herstellung von 90% der Autos verwendet. Die Zahnstangenvorrichtung basiert auf dem Hauptelement - der Zahnstange. Die Zahnstangenwelle ist mit Querzähnen ausgestattet. An der Lenkwelle befindet sich ein Zahnrad, das in die Zähne der Lenkwelle eingreift und die Zahnstange bewegt.

Durch die Verwendung dieses Systems war es möglich, eine minimale Anzahl von Drehgelenken und eine signifikante Energieeinsparung zu erreichen. Jedes Rad soll zwei Gelenke und eine Stange haben. Zum Vergleich: Beim „Schraub-Kugelmutter“-System entspricht das Rad drei Stangen, beim „Schnecken“-Mechanismus fünf Stangen. Die Zahnstange stellte eine fast direkte Verbindung zwischen Lenkrad und Rädern her, was den Fahrkomfort um ein Vielfaches erhöhte. Eine solche Lenkvorrichtung des Autos ermöglichte es, die Fahrtrichtung mit einer minimalen Anzahl von Lenkradumdrehungen zu ändern.

Ein weiterer Vorteil des Zahnstangen-Ritzel-Designs ist die Größe und Form des Kurbelgehäuses. Mit seiner geringen Größe und länglichen Form passt das Kurbelgehäuse überall in das Auto. Die Autohersteller platzieren das Kurbelgehäuse je nach Automodell über dem Motor, unter dem Motor, vorne oder hinten. Die Zahnstangen- und Ritzelmechanik ermöglichte eine nahezu verzögerungsfreie Reaktion der Räder auf die Lenkraddrehung. Dieses System ermöglichte es, Hochgeschwindigkeitswagen mit einem modernen, verbesserten Steuerungssystem zu schaffen.

Verstärker

Der Verstärker wird verwendet, um die Steuerung zu erleichtern. Dank des Verstärkers ist es möglich, eine höhere Regelgenauigkeit zu erreichen, um die Geschwindigkeit der Bewegungsübertragung vom Lenkrad auf das Rad zu erhöhen. Ein Auto mit Verstärker ist einfacher, einfacher und schneller zu steuern. Der Verstärker kann elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch sein. Die meisten modernen Fahrzeuge verwenden einen hydraulischen Verstärker, der von einem Elektromotor angetrieben wird.

Der hydraulische Verstärker besteht aus einem Drehschieber und einer Flügelzellenpumpe. Durch die Bewegung der Flügelzellenpumpe wird dem Lenkgetriebe hydraulische Energie zugeführt. Die Pumpe wird vom Elektromotor des Autos angetrieben. Es bewegt Hydraulikflüssigkeit. Der Druckwert wird durch ein in die Pumpe eingebautes Sicherheitsventil geregelt. Es ist leicht zu erraten, dass je höher die Motordrehzahl ist, desto mehr Flüssigkeit gelangt in den Pumpmechanismus.

Neue Technologien

In letzter Zeit haben Autohersteller damit begonnen, Modelle mit einem elektrischen Verstärker zu produzieren. Solche Autos werden von einem "Bordcomputer" gesteuert, dh einem elektronischen System, das im Automatikmodus arbeitet. Dieses System ähnelt vor allem einem Computerspiel, bei dem spezielle, am Lenkrad installierte Sensoren Informationen über alle Änderungen an den Zentralcomputer liefern und die Position der Mechanismen verändern.

Schwache Glieder in der Lenkung

Wie jeder andere Mechanismus bricht das Lenksystem von Zeit zu Zeit aus. Ein erfahrener Fahrer hört seinem Auto zu und kann anhand der charakteristischen Geräusche das Vorliegen einer bestimmten Störung feststellen.

Schläge oder erhöhtes Spiel im Lenkrad können beispielsweise darauf hindeuten, dass Kurbelgehäuse, Schwingenhalterung oder Lenker im Lenkgetriebe locker sind. Es kann auch ein Zeichen dafür sein, dass die Achsschenkel, das Getriebepaar oder die Schwingenbuchse unbrauchbar geworden sind. Diese Störungen lassen sich durch einfache Manipulationen beheben: Verschleißteile austauschen, Getriebe oder Befestigungselemente nachstellen.

Für den Fall, dass beim Drehen des Lenkrads ein übermäßiger Widerstand zu spüren ist, können wir sagen, dass das Winkelverhältnis der Vorderräder oder der Eingriff des Übertragungspaares verletzt wurde. Außerdem kann sich das Lenkrad schwergängig bewegen, wenn sich kein Schmiermittel im Kurbelgehäuse befindet. Diese Nachteile sollten beseitigt werden: Fett nachfüllen, Einbauwinkel ausgleichen, Eingriff einstellen.

Prophylaxe

Damit die Lenkvorrichtung des Autos lange funktioniert, muss auf ihre Verhinderung geachtet werden. Eine gründliche Inspektion von Lenkungsteilen und -mechanismen kann vor Ausfällen schützen, die langwierige und kostspielige Reparaturen erfordern. Neben der Prävention ist der Fahrstil von großer Bedeutung.

Eine rechtzeitige Wartung, die eine Diagnose des Zustands des Lenkmechanismus und anderer wichtiger Teile und Elemente des Fahrzeugs umfasst, kann das Auftreten von Fehlfunktionen verhindern.

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Termin

Damit sich Fahrzeuge in die vom Fahrer gewählte Richtung bewegen können, müssen sie mit Kontrollmechanismen ausgestattet sein. Sein Design bestimmt, ob das Autofahren sicher ist und bei welcher Geschwindigkeit der Fahrer müde und müde wird.

Anforderungen

An die Lenkung und Mechanik werden bestimmte Anforderungen gestellt. Dies soll in erster Linie eine hohe Manövrierfähigkeit gewährleisten. Außerdem muss die Mechanik so ausgelegt sein, dass das Fahrzeug leicht zu fahren ist. Wenn immer möglich, wird nur ein Abrollen gewährleistet, ohne dass die Reifen in einer Kurve seitlich wegrutschen. Die gelenkten Räder sollen automatisch in einen Geradeaus-Zustand zurückkehren, nachdem der Fahrer das Lenkrad loslässt. Eine weitere Voraussetzung ist das Fehlen von Reversibilität. Das heißt, das Steuersystem sollte nicht die geringste Möglichkeit haben, Stöße von der Straße auf das Lenkrad zu übertragen.

Wichtig ist, dass das System über eine Folgeaktion verfügt. Auf kleinste Lenkbewegungen muss das Auto sofort reagieren.

Gerät

Berücksichtigen Sie das Design des Lenkmechanismus. Im Allgemeinen ist das System selbst ein Mechanismus, ein Verstärker und auch ein Antrieb. Was die Typen betrifft, werden sie unterschieden:

• Zahnstangenlenkung;
• Schneckengetriebe;
• Schraube.

Die allgemeine Anordnung ist recht einfach. Das Design ist logisch und optimal. Dies beweist die Tatsache, dass in der Automobilindustrie seit vielen Jahren keine wesentlichen Änderungen an der Steuerung vorgenommen wurden.

Lautsprecher

Alle Mechanismen sind ausnahmslos mit einer Lenksäule ausgestattet. Sein Gerät umfasst mehrere verschiedene Einheiten und Teile. Dies ist ein Lenkrad, eine Lenkwelle und ein rohrförmiges Gehäuse mit Lagern. Darüber hinaus besteht die Säule aus verschiedenen Befestigungselementen, um die Stabilität und Stabilität der gesamten Struktur zu gewährleisten.

Dieser Knoten funktioniert sehr einfach. Der Fahrer des Fahrzeugs wirkt auf die Lenkung. Der Mechanismus wandelt die Kraft des Fahrers um, die entlang der Welle übertragen wird.

Schiene

Dies ist die beliebteste und am weitesten verbreitete Art von Lenkgetriebe. Eine solche Steuerung ist oft bei Personenkraftwagen mit einem unabhängigen Federungssystem an einem lenkbaren Radpaar ausgestattet. Es basiert auf einem Zahnrad und einer Zahnstange. Der erste ist über den Kardan fest und dauerhaft mit der Lenkwelle verbunden. Es steht auch in ständigem Eingriff mit den Zähnen der Zahnstange. Wenn der Fahrer das Lenkrad dreht, bewegt das Zahnrad die Zahnstange nach links oder rechts. An jeder Seite sind Stäbe und Spitzen daran befestigt. Dies sind die Teile des Lenkantriebs, die auf die gelenkten Räder wirken.

Zu den Vorteilen zählen die Einfachheit und Zuverlässigkeit der Konstruktion, hohe Effizienz, immer weniger Lenkstangen im Vergleich zu anderen Lenkarten. Das Lenkgetriebe ist kompakt und kostengünstig.

Es gibt auch Nachteile - es ist die Anfälligkeit und Empfindlichkeit gegenüber Straßenunebenheiten. Jeder Stoß von den vorderen Lenkrädern wird sofort auf das Lenkrad übertragen. Im Allgemeinen hat der Mechanismus große Angst vor Vibrationen. Das System ist schwierig bei Fahrzeugen zu installieren, bei denen die Vorderradaufhängung abhängig ist. Dies beschränkt den Anwendungsbereich dieses Mechanismus nur auf Personenkraftwagen und leichte Nutzfahrzeuge (zum Beispiel Fiat Ducato oder Citroen Jumper).

Anzumerken ist, dass der Zahnstangenmechanismus eine saubere und maßvolle Fahrt auf glatten Straßen liebt. Wenn Sie ungenau fahren, fängt das Teil an zu klopfen und geht schnell kaputt. Wenn die Zähne an der Zahnstange oder am Zahnrad beschädigt sind, kann das Lenkrad beißen. Dies sind die Hauptfehlfunktionen des Knotens.

Wurm

Das Schneckenlenkgetriebe gilt mittlerweile als obsolet. Aber es muss bedacht werden, denn alte Autos sind damit ausgestattet (zB der "Klassiker" von AvtoVAZ) und sie sind noch in Betrieb. Dieses System findet sich auch bei allradgetriebenen Geländefahrzeugen, bei Fahrzeugen mit einer abhängigen Federungsart eines gelenkten Radpaares. Darüber hinaus sind leichte Lastkraftwagen und Busse mit dem Mechanismus dieser Konstruktion ausgestattet. Der Lenkmechanismus des UAZ ist auf die gleiche Weise angeordnet und funktioniert.

Das Schneckengetriebe basiert auf einer Zahnradschraube mit variablem Durchmesser. Es ist mit anderen Elementen vernetzt. Dies ist die Rolle und die Lenksäulenwelle. An dieser Welle ist ein spezieller Hebel angebracht - ein Zweibein. Letzteres ist mit den Lenkstangen verbunden.

Es funktioniert alles wie folgt. Wenn der Fahrer die Fahrtrichtung ändern muss, greift er am Lenkrad ein. Es dreht und wirkt auf die Säulenwelle. Die Welle wiederum wirkt auf die Schnecke. Die Rolle rollt an der Lenkwelle entlang, weshalb auch das Zweibein in Bewegung gesetzt wird. Zusammen mit dem Zweibein bewegen sich die Lenkstangen und dann ein Paar vordere Lenkräder.

Diese Art von Mechanismus weist im Gegensatz zum Zahnstangen- und Ritzelmechanismus eine geringe Empfindlichkeit gegenüber Stoßbelastungen auf. Hinsichtlich anderer Merkmale ist eine stärkere Umstülpung der Räder und eine verbesserte Manövrierfähigkeit zu unterscheiden. Durch die Vielzahl unterschiedlicher Anschlüsse ist die Vorrichtung jedoch komplexer und der Herstellungsaufwand höher. Diese Art von Mechanismus erfordert häufige Anpassungen, um effektiv zu arbeiten.

Viele Autofahrer haben dieses System auf GAZ, VAZ und anderen kennengelernt. Aber auch bei teuren, komfortablen Luxusautos mit großer Masse und vorderer Einzelradaufhängung findet sich ein solches Getriebe.

Schrägverzahnung

Bei diesem Mechanismus arbeiten mehrere Elemente zusammen. Dies ist eine Schraube, die an der Lenksäulenwelle montiert ist, eine Mutter, die sich entlang der Schraube bewegt, eine Zahnstange und ein mit der Zahnstange verbundener Sektor. Letztere ist mit einer Welle ausgestattet, auf der ein Lenkzweibein befestigt ist. Diese Getriebe sind hauptsächlich bei Lastkraftwagen zu finden - so ist der Lenkmechanismus von KamAZ angeordnet.

Die Besonderheit dieses Mechanismus ist eine Schraube und eine Mutter, die durch Kugeln miteinander verbunden sind. Dadurch konnte eine Reduzierung der Reibung und des Verschleißes dieses Paares erreicht werden.

Vom Wirkprinzip her funktioniert dieser Mechanismus in etwa wie ein Schneckengetriebe. Wenn das Lenkrad gedreht wird, dreht sich die Schraube, um die Mutter zu bewegen. Gleichzeitig zirkulieren Kugeln. Die Mutter bewegt den Sektor durch die Zahnstange und das Zweibein bewegt sich mit.

Dieser Mechanismus zeichnet sich durch eine hohe Effizienz aus und ist in der Lage, erhebliche Anstrengungen zu realisieren. Das System wird nicht nur bei Lkw, sondern auch bei leichten Fahrzeugen (meist der Oberklasse) eingesetzt. Ähnliche Bedienelemente sind auch in Bussen zu finden. Einen ähnlichen Lenkmechanismus finden Sie auf der GAZelle. Dies gilt jedoch nur für alte Modelle sowie für Business-Class-Versionen. Das neue "Next" verwendet bereits Rake.

Störungen

Lenkungsstörungen gelten als eine der schwerwiegendsten Autopanne. Da bei den meisten Pkw ein Zahnstangenantrieb verbaut ist, konnte die Zahl der Pannen deutlich reduziert werden.

Typische Ausfälle sind Verschleiß eines Zahnstangen-Ritzel-Paares, Undichtigkeit des Mechanismuskörpers, ein abgenutztes Lager an der Lenkwelle sowie Stangengelenke. Letzteres ist der häufigste Fehler bei Zahnstangengetrieben.

Bei der aktiven Nutzung des Autos verschleißen die Arbeitsbereiche der Lagerrolle, der Zweibeinwelle und der Schnecke natürlich. Die Einstellschraube wird ebenfalls gelöscht. Durch Verschleiß treten Lücken in den Lenkmechanismen auf, die beim Fahren Klopfen hervorrufen können. Oft können diese Lücken Vibrationen an den gelenkten Rädern verursachen, die die Stabilität des Autos verlieren. Das Auftreten von Lücken kann durch das erhöhte Spiel am Lenkrad bestimmt werden. Im Schnecken-Rollen-Paar entsteht eine Lücke. Dann wächst die axiale Bewegung der Schnecke. Spiel kann durch Justieren beseitigt werden.

Störungsursachen

Unter den Ursachen für typische Störungen können einige der grundlegendsten unterschieden werden. Der erste und wichtigste Grund für das Versagen der Schienen ist also die Qualität der Straßen. Dann kann man periodische Verstöße gegen Betriebsvorschriften, die Verwendung von minderwertigen Komponenten, unqualifizierte Reparaturen von Lenkmechanismen feststellen.

Zeichen

Wenn beim Autofahren ein Klopfen deutlich mit dem Ohr wahrgenommen wird, deutet dies darauf hin, dass das Scharniergelenk des Zugendes stark abgenutzt ist. Dieselben Symptome können auch auf ein übermäßig abgenutztes Kugelgelenk hinweisen.

Bei Schlägen auf das Lenkrad kann es sein, dass das Scharnier am Gelenkkopf verschlissen ist, die Wellenlagerung ist zerstört. Ein deutlich spürbares Spiel am Lenkrad weist ebenfalls auf eine verschlissene Traktion oder ein defektes Getriebepaar hin.

Einstellung

Dieser Prozess ist ein komplexer Vorgang, der darauf abzielt, das Lenkspiel zu reduzieren, die Genauigkeit während der Fahrt zu erhöhen und die Reaktionsgeschwindigkeit des Fahrzeugs auf die Aktionen des Fahrers zu erhöhen. Zum Einstellen müssen Sie das axiale und seitliche Spiel der Sektorwelle und der Schnecke richtig einstellen. Korrekte Einstellungen führen zu geringfügigem Spiel.

Der Einstellvorgang besteht aus dem Lösen der Kontermutter und dem Anziehen der Einstellschraube. In diesem Fall muss während des Anziehens der Schraube ständig das Vorhandensein eines Spiels überprüft werden. Nach dem Entfernen wird die Schraube mit einer Kontermutter in Position arretiert.

Diese Einstellung hilft meistens, Spiel zu beseitigen, aber wenn die Lücke bleibt, ist das Schneckenpaar im Mechanismus zu abgenutzt und muss ersetzt werden. Demontieren Sie dazu das Getriebe und ersetzen Sie die verschlissenen Elemente.

Fazit

Dies sind alles Arten von Lenkmechanismen, die es heute gibt. Wir haben gelernt, wie sie angeordnet sind, haben uns kurz mit ihrer Funktionsweise vertraut gemacht, haben uns über die Anzeichen von Störungen informiert. Diese Informationen können bei der Reparatur oder routinemäßigen Wartung des Fahrzeugs hilfreich sein. Es ist wichtig, sich daran zu erinnern, dass die Lenkung ein sehr wichtiges Bauteil ist und jederzeit in gutem Zustand gehalten werden muss. Mit seiner Hilfe kann der Fahrer die Fahrtrichtung des Fahrzeugs schnell ändern, was es ermöglicht, das Auto auf jedem Straßenabschnitt zu manövrieren, um in Gefahrensituationen schnell zu reagieren.

Reis. eins

Das Schneckenlenkgetriebe besteht aus:

Lenkrad mit Welle,

Carter Schneckengetriebe,

Schnecken-Walzen-Paare,

Lenkung Zweibein.

Im Lenkgetriebegehäuse ist ein Schnecken-Rollen-Paar ständig im Eingriff. Die Schnecke ist nichts anderes als das untere Ende der Lenkwelle und die Rolle befindet sich wiederum auf der Lenkwelle. Wenn sich das Lenkrad dreht, beginnt sich die Rolle entlang des spiralförmigen Gewindes der Schnecke zu bewegen, was zur Drehung der Lenkarmwelle führt. Ein Schneckenpaar muss wie jede andere Getriebeverbindung geschmiert werden, und daher wird Öl in das Lenkgehäuse gegossen, dessen Marke in der Anleitung des Autos angegeben ist. Das Ergebnis des Zusammenwirkens des Paares "Schnecke-Rolle" ist die Umwandlung der Drehung des Lenkrads in die Drehung des Lenkers in die eine oder andere Richtung. Und dann wird die Kraft auf das Lenkgetriebe und von diesem auf die gelenkten (Vorder-)Räder übertragen.

Ein Lenkgetriebe, das mit einem Schneckenmechanismus verwendet wird, umfasst:

Rechte und linke Seitenstangen,

Durchschnittlicher Schub,

Pendelarm,

Rechts und links schwenkbare Radarme.

Jede Lenkstange weist an ihren Enden Scharniere auf, so dass sich die beweglichen Teile des Lenkantriebs relativ zueinander und zur Karosserie in verschiedenen Ebenen frei drehen können.

Zu den Vorteilen des Schnecken-Rollen-Mechanismus gehören:

Geringe Neigung zur Stoßübertragung durch Fahrbahnunebenheiten

Große Drehwinkel der Räder

Große Kraftübertragungsfähigkeit

Die Nachteile sind:

Große Anzahl von Stangen und Gelenken mit ständig wachsendem Spiel

- "schweres" und wenig aussagekräftiges Lenkrad

Schwierigkeiten in der Fertigungstechnologie

Lenkgetriebetyp "Schraub-Mutter-Sektor"

Reis. 2 Lenkgetriebe vom Typ "Schraube - Kugelmutter - Zahnstange - Sektor"

1 - Verteiler;

3 - Kugeln mit einem Rezirkulationsrohr;

4 - Kolbenstange;

5 - gezahnter Sektor;

6 - Zweibeinschaft;

7 - Drosselventil

Der vollständige Name lautet "Schraub-Kugel-Mutter-Schiene-Sektor". Die Schraube 2, mit der die Lenkwelle endet, drückt durch die auf dem Gewinde umlaufenden Kugeln 3 die Kolbenstange 4 entlang ihrer Achse, was wiederum den Zahnsektor 5 des Lenkhebels dreht. Aufgrund der Fähigkeit, große Momente zu übertragen, wird es in Lastwagen, Pickups und großen SUVs installiert, die unter extremen Bedingungen arbeiten.

Vorteile der „Schraube-Kugel-Mutter-Schiene-Sektor“-Lenkung:

Ausführung mit hoher Übersetzung möglich

Nachteile der „Schraube-Kugel-Mutter-Schiene-Sektor“-Lenkung:

Nicht-technologisch

Teuer

Große Abmessungen

Schwer

Zahnstangenlenkgetriebe

Bei der „Ritzel-Zahnstangen-Lenkung“ wird die Kraft über ein in Lagern eingebautes Stirnrad- oder Schrägverzahnungsgetriebe und eine in Führungsbuchsen bewegte Zahnstange auf die Räder übertragen. Um einen spielfreien Eingriff zu gewährleisten, wird die Zahnstange durch Federn gegen das Zahnrad gedrückt. Das Lenkgetriebe ist über eine Welle mit dem Lenkrad verbunden, und die Zahnstange ist mit zwei Querstangen verbunden, die in der Mitte oder an den Enden der Zahnstange befestigt werden können. Eine volle Drehung der gelenkten Räder von einer Extremposition in eine andere wird in 1,75 ... 2,5 Lenkradumdrehungen ausgeführt. Die Übersetzungsverhältnisse des Mechanismus werden durch das Verhältnis der Umdrehungszahl des Zahnrads, die der Umdrehungszahl des Lenkrads entspricht, zur Bewegungsstrecke der Zahnstange bestimmt.

Die Zahnstangenlenkung besteht aus einem Kurbelgehäuse aus Aluminiumgusslegierung. Im Kurbelgehäusehohlraum ist ein Antriebszahnrad auf Kugel- und Rollenlagern installiert. Am Kurbelgehäuse und an der Manschette befinden sich Markierungen für die korrekte Montage der Lenkung. Das Zahnrad steht in Eingriff mit einer Zahnstange, die von einer Feder durch einen gesinterten Anschlag gegen das Zahnrad gedrückt wird. Die Feder wird durch eine Mutter mit Sicherungsring zusammengedrückt, wodurch ein Widerstand gegen das Lösen der Mutter entsteht. Der federbelastete Anschlag ermöglicht den spielfreien Eingriff des Zahnrades in die Zahnstange über den gesamten Verfahrweg. Die Schiene ruht einerseits auf dem Anschlag, andererseits auf einer geteilten Kunststoffhülse. Der Schienenweg wird auf der einen Seite durch einen auf die Schiene aufgepressten Ring und auf der anderen Seite durch die Hülse des Gummi-Metall-Scharniers der linken Lenkstange begrenzt. Der Kurbelgehäusehohlraum des Lenkgetriebes wird durch eine Faltenbalgabdeckung vor Verschmutzung geschützt.

Die Lenkwelle ist mit einer elastischen Kupplung mit dem Antriebszahnrad verbunden. Der obere Teil der Welle wird von einem in das Bügelrohr eingepressten Rillenkugellager getragen. Am oberen Ende der Welle ist das Lenkrad mit einer Mutter auf Keilwellen durch ein Dämpfungselement befestigt.

Lenkgetriebe mit variablem Übersetzungsverhältnis

Bei einer Lenkradstellung nahe Null ist beim Geradeausfahren mit hoher Geschwindigkeit eine übermäßige Lenkschärfe unerwünscht und verspannt den Fahrer. Und beim Einparken oder Wenden möchte ich im Gegenteil eine kleinere Übersetzung haben – um das Lenkrad im kleinstmöglichen Winkel zu drehen. Dafür gibt es verschiedene Schemata von Zahnstangen- und Ritzel-Lenkmechanismen.

So funktioniert das Lenkgetriebe mit variabler Übersetzung von ZF. Hier ändern sich das Profil der Zahnstangenzähne und der Eingriffsschulter.

Honda VGR (Variable Gear Ratio) Zahnstangenlenkung wurde bei Honda NSX Fahrzeugen verwendet

Die Zähne der Zahnstange setzt ZF mit einem variablen Profil ein: Im Nahbereich sind die Zähne dreieckig, näher an den Kanten trapezförmig. Bei ihnen greift das Zahnrad mit einer anderen Schulter ein, was hilft, das Übersetzungsverhältnis leicht zu ändern. Und eine andere, komplexere Variante wurde von Honda bei seinem NSX-Supersportwagen verwendet. Hier werden die Zahnstangen- und Ritzelzähne mit variabler Steigung, Profil und Krümmung hergestellt. Zwar muss das Getriebe rauf und runter bewegt werden, aber die Übersetzung lässt sich in wesentlich größeren Grenzen variieren.

Das Lenkgetriebe besteht aus zwei horizontalen Stangen und Schwingen der vorderen Teleskop-Federbeine. Die Stangen sind über Kugelgelenke mit den Schwenkarmen verbunden. Die Schwingen sind mit den vorderen Federbeinen verschweißt. Die Stangen übertragen die Kraft auf die Schwenkhebel der Teleskop-Radfederbeine und drehen diese entsprechend nach rechts oder links.

Die Vorteile eines Zahnstangenlenkgetriebes sind:

Leicht

Kompaktheit

Niedriger Preis

Mindestanzahl an Stäben und Gelenken

Leicht zu verbindendes Lenkgetriebe mit Lenkrädern

Direkte Kraftübertragung

Hohe Steifigkeit und Effizienz

Einfache Ausrüstung mit einem hydraulischen Verstärker

Mängel:

Aufgrund der Einfachheit des Designs wird jeder Schub von den Rädern auf das Lenkrad übertragen

Schwierigkeiten bei der Herstellung eines Mechanismus mit einem hohen Übersetzungsverhältnis, daher ist ein solcher Mechanismus für schwere Maschinen nicht geeignet.

Auswahl und Begründung des gewählten Designs

In Bezug auf Technologie, Preis und Design eignet sich die "Ritzel-Zahnstangen"-Lenkung am besten für den Frontantrieb und die McPherson-Aufhängung und bietet mehr Leichtigkeit und Präzision beim Lenken.

Bei der Entwicklung des Autos VAZ-2123 haben wir versucht, so viele Einheiten wie möglich aus dem Modell VAZ-2121 zu nehmen, daher wurde ein Mechanismus vom Typ Schneckenwalze am Auto installiert. Allerdings ist der Chevrolet Niva kein leistungsstarkes SUV, sodass es ratsam wäre, diesen Mechanismus darauf zu setzen. Es ist teurer, technologisch aufwendiger und schwerer. Die Möglichkeiten, die das Schneckengetriebe dem Auto bietet, werden nicht voll ausgeschöpft. Bei der Verwendung des Rechens ist die Belastungskonzentration des Lenkmechanismus auf den Längsträger ausgeschlossen, es besteht keine Notwendigkeit, ihn an der Befestigungsstelle des Mechanismus zu verstärken.

Aus all diesen Gründen halte ich es für notwendig, den „Wurm-Rollen“-Mechanismus durch einen billigeren, leichteren und technologisch fortschrittlicheren Zahnstangenmechanismus zu ersetzen, der im erforderlichen Umfang eine leichte und präzise Lenkung gewährleistet.

Aufgrund der Tatsache, dass die Art des Mechanismus ersetzt wird, müssen einige Änderungen an der Konstruktion anderer Komponenten und Baugruppen vorgenommen werden:

Da es nicht möglich ist, den Zahnstangenmechanismus hinter der Achse der Vorderräder zu positionieren, setzen wir ihn vor die Achse;

Um Platz zwischen der Motorwanne und dem Differential für die Zahnstange zu schaffen, verschieben wir das Querachsdifferential um den gleichen Abstand (20,5 mm) nach hinten, was die Balance der gesamten Baugruppe nicht verändert;

Da sich der Gepäckträger vor der Achse befindet, muss sich der Bremssattel des Laufrades hinten befinden.