Sterowanie samochodem - rodzaje i zasada działania mechanizmów kierowniczych. Ogólny układ kierowniczy Zasada działania układu kierowniczego samochodu

Podczas jazdy kierowca ma stałą potrzebę kontrolowania samochodu i drogi. Bardzo często zachodzi potrzeba zmiany sposobu poruszania się: wjazdu lub wyjazdu z parkingu, zmiany kierunku jazdy (skręcanie, skręcanie, przebudowa, wyprzedzanie, wyprzedzanie, omijanie, cofanie itp.), zatrzymywanie się lub parkowanie. Realizację tych działań zapewnia kierowanie samochodem, które jest jednym z najważniejszych systemów każdego pojazdu.

Ogólne urządzenie i zasada działania

Ogólny układ kierowniczy, mimo dużej ilości podzespołów i zespołów, wydaje się być dość prosty i skuteczny. O logice i optymalności konstrukcji i działania systemu świadczy chociażby fakt, że w ciągu wielu lat teorii i praktyki przemysłu motoryzacyjnego sterowanie nie uległo zasadniczym globalnym zmianom. Początkowo obejmuje trzy główne podsystemy:

1. kolumnę kierownicy przeznaczoną do przenoszenia ruchu obrotowego kierownicy;
2. przekładnia kierownicza - urządzenie, które przekształca ruch obrotowy kierownicy w ruchy translacyjne części napędowych;
3. napęd kierowniczy, w celu przeniesienia funkcji sterowania na koła skrętne.

Oprócz głównych podsystemów ciężarówki o dużej ładowności, pojazdy trasowe i wiele nowoczesnych samochodów osobowych posiada specjalne urządzenie wspomagania kierownicy, które umożliwia wykorzystanie wytworzonej siły do ​​ułatwienia jego przemieszczania.

Tak więc schemat sterowania jest dość prosty i funkcjonalny. Kierownica, jako jednostka podstawowa, dobrze znana każdemu kierowcy, pod wpływem własnych myśli i siły wykonuje ruchy obrotowe w żądanym kierunku. Ruchy te przenoszone są za pomocą wału kierownicy na specjalny mechanizm kierowniczy, gdzie moment obrotowy zamieniany jest na ruchy płaskie. Te ostatnie, poprzez napęd, nadają kierownicom wymagane kąty obrotu. Z kolei dopalacze pneumatyczne, hydrauliczne, elektryczne i inne (jeśli występują) ułatwiają obrót kierownicy, czyniąc proces jazdy bardziej komfortowym.
To podstawowa zasada działania kierowania samochodem.

Kolumna kierownicy

Obwód kierowniczy koniecznie zawiera kolumnę, która składa się z następujących części i zespołów:

• kierownica (lub kierownica);
• wał (lub wały) kolumny;
• obudowa (rury) kolumny z łożyskami przeznaczonymi do obracania wału (ów);
• elementy złączne zapewniające bezruch i stabilność konstrukcji.

Schemat działania kolumny polega na przyłożeniu siły napędowej do kierownicy, a następnie przekazaniu ruchów kierunkowo-obrotowych kierownicy na cały układ, jeśli kierowca chce zmienić tryb jazdy samochodu.

Przekładnia kierownicza

Przekładnia kierownicza każdego samochodu to sposób na zamianę obrotu kolumny na ruch przekładni kierowniczej do przodu. Innymi słowy, funkcje mechanizmu ograniczają się do zapewnienia, że ​​zwoje kierownicy zamieniają się w niezbędne ruchy prętów i oczywiście kół.


Mechanizm kierowniczy jest zmienny. Obecnie jest reprezentowany przez dwie główne zasady - ślimak i zębatkę, które różnią się sposobami przekształcania momentu obrotowego.
Ogólny układ przekładni kierowniczej typu ślimakowego obejmuje:

1. kilka części „robakowych”;
2. skrzynia korbowa określonej pary;
3. dwójnóg kierownicy.

Wspomaganie kierownicy

Układ kierowniczy nowoczesnych samochodów wyposażony jest w specjalną opcję dodatkową - wzmacniacz. Wspomaganie kierownicy to podsystem składający się z mechanizmu, który może znacznie zmniejszyć wysiłek kierowcy podczas obracania kierownicą i jazdy.


Główne typy wspomagania kierownicy to:

1. wzmacniacz pneumatyczny (wykorzystujący siłę sprężonego powietrza);
2. wzmacniacz hydrauliczny (w oparciu o zmianę ciśnienia specjalnego płynu);
3. elektryczny wzmacniacz (działający w oparciu o silnik elektryczny);
4. wzmacniacz elektrohydrauliczny (z wykorzystaniem połączonej zasady działania);
5. wzmacniacz mechaniczny (specjalny mechanizm ze zwiększonym przełożeniem).

Początkowo system wzmacniający był stosowany w pojazdach wielkotonażowych i wielkogabarytowych. Tutaj siła mięśni kierowcy wyraźnie nie wystarczała do wykonania zaplanowanego manewru. W nowoczesnych samochodach osobowych służy jako środek poprawiający komfort kołowania.

Podstawy obsługi systemu sterowania

W trakcie eksploatacji samochodu poszczególne elementy i zespoły wchodzące w skład układu kierowniczego stopniowo stają się bezużyteczne. Szczególnie pogarsza się w warunkach jazdy na drogach o złej jakości. Niewystarczająca uwaga poświęcana zapobieganiu awariom przez kierowcę, a także niska jakość części zamiennych i komponentów również przyczyniają się do zużycia systemu. Istotną rolę odgrywają również niskie kwalifikacje serwisantów, którym kierowca powierza utrzymanie swojego samochodu.

Znaczenie systemu sterowania pojazdem wynika z wymagań ogólnego bezpieczeństwa ruchu drogowego. Tak więc normy „Podstawowe przepisy dotyczące dopuszczenia pojazdu do eksploatacji ...” i paragraf 2.3.1 przepisów ruchu drogowego kategorycznie zabraniają poruszania się (nawet do serwisu samochodowego lub miejsca parkingowego) w pojeździe w przypadku usterek w układ kierowniczy. Takie awarie obejmują:

• przekroczenie dopuszczalnego luzu (luzu) kierownicy (10 stopni dla samochodów osobowych, 25 - dla ciężarówek, 20 - dla autobusów);
• ruchome części i zespoły układu sterowania nie dostarczone przez producenta;
• obecność luzu w połączeniach gwintowanych;
• nieodpowiednie działanie wspomagania kierownicy.

Jednak ta lista wad nie jest wyczerpująca. Oprócz nich w systemie występują inne „popularne” wady:

1. ciasny obrót lub sklejenie kierownicy;
2. pukanie lub bicie, oddawanie się do kierownicy;
3. wycieki systemu itp.

Takie awarie są uważane za dopuszczalne podczas eksploatacji samochodu, jeśli nie powodują wcześniej zauważonych wad systemu.

Podsumować. Układ kierowniczy to jeden z najważniejszych elementów konstrukcyjnych współczesnego pojazdu. Wymaga stałego monitorowania jego stanu oraz realizacji terminowej i wysokiej jakości obsługi i konserwacji.

Każda jednostka i mechanizm samochodu jest ważny na swój sposób. Być może nie ma takiego systemu, bez którego samochód mógłby normalnie funkcjonować. Jednym z takich systemów jest przekładnia kierownicza. To chyba jedna z najważniejszych części samochodu. Przyjrzyjmy się układowi tego węzła, jego przeznaczeniu, elementom konstrukcyjnym. Dowiemy się również, jak regulować i naprawiać ten system.

Typowe rozwiązania techniczne

Sterowanie typu rack to jeden z najpopularniejszych rodzajów systemów sterowania. Większość nowoczesnych samochodów osobowych jest dziś wyposażona w taki mechanizm. Przekładnia kierownicza składa się z koła zębatego i drążka kierowniczego. Koło sterowe jest przymocowane do wału. Koło zębate jest również zamocowane na tym samym wale. Jest zawsze w stałym kontakcie z drążkiem kierowniczym. W tym celu na szynie wykonuje się zęby.

Zasada działania drążka kierowniczego z zębatką

Kierowca skręca kierownicą w żądanym kierunku. W tym samym czasie koło zębate się obraca, a zębatka porusza się wraz z nim. Do szyny przymocowane są drążki kierownicze, które poruszają kołami.

Zaletami takiego systemu są prostota konstrukcji, wysoka wydajność. Ale układ kierowniczy z zębatką bardzo lubi precyzyjną jazdę.

Napęd robaka

Tutaj w projekcie wyróżnia się globoidalny robak. Łączy się z wałem kierownicy. Ponadto projekt zawiera specjalny wałek. Na tej rolce montowany jest dwójnóg, którego nie ma w obudowie systemu. Dwójnóg porusza cięgnami.

Kiedy kierowca kręci kierownicą, robak również działa, a wzdłuż niego pracuje rolka. Ostatnią zmianą jest położenie dwójnogu i drążków na kołach.

Napęd ten jest często spotykany w klasycznych modelach radzieckiego przemysłu samochodowego. Ale ten projekt jest czasami spotykany w SUV-ach i ciężarówkach. W ciężarówkach sprawdza się idealnie. W ten sposób układa się mechanizm kierowniczy UAZ, samochodów typu „Classic” oraz wielu innych modeli i marek krajowego przemysłu samochodowego.

Przekładnia śrubowa

Ten mechanizm jest montowany w szczelnej obudowie. Konstrukcja zawiera śrubę na wale kierownicy, nakrętkę i zębatkę. Nakrętka może poruszać się po wale, a ta sama szyna jest na niej przecięta. Takie projekty zastosowano w niektórych modelach VAZ, a mechanizm kierowniczy KamAZ działa na tej samej zasadzie, ale z hydraulicznym wzmacniaczem.

Jak działa przekładnia śrubowa?

Tutaj praca jest jak robak. Kiedy kierownica jest obracana, nakrętka porusza się i przesuwa sektory przekładni i dwójnóg. Dwójnóg ciągnie lub popycha pręty.

Przekładnia kierownicza VAZ

W klasycznych modelach tych samochodów stosowana jest przekładnia kierownicza. Bardziej nowoczesne modele wykorzystują mechanizm zębatkowy. Na przykładzie VAZ-2105 zobaczmy projekt mechanizmu, a także rozważmy wdrożenie sterowania zębatką i zębnikiem od inżynierów AvtoVAZ.

Układ kierowniczy jest prosty i przemyślany. Do najciekawszych węzłów należy trapez. Ona z kolei sama składa się z dużej liczby różnych dźwigni i mechanizmów trakcyjnych.

Większość entuzjastów samochodów uważa, że ​​kolumna kierownicy nie jest zbyt mocna, ale tak nie jest. Ta kierownica niezawodnie wytrzymuje wszystkie testy. Poradzi sobie nawet w najbardziej ekstremalnych warunkach drogowych.

Urządzenie mechanizmu kierowniczego VAZ-2105 nie jest tak archaiczne, jak mogłoby się wydawać na pierwszy rzut oka. Kolumna wyposażona jest w specjalną płytkę, która podczas wypadku dosłownie składa drążek kierowniczy, a koło nie rani kierowcy. Przekładnia ślimakowa, skrzynia biegów i dźwignie doskonale zwiększają wysiłek kierowcy. Nie potrzeba większego wysiłku, aby się skręcić. Ale do napędzania „klasyków” nadal potrzebna jest siła.

W szczegółach

Wewnątrz korpusu kierownicy w VAZ-2105 ukryta jest przekładnia kardana, która trafia do skrzyni biegów. W celu połączenia wału kardana stosuje się krzyż. Cała konstrukcja jest dość niezawodna i wytrzymuje bardzo długo. Wszystkie jednostki i części wykonane są z wysokiej jakości stopów stali. Dlatego tak mało jest wypadków z awariami układu kierowniczego.

Jedną z najtrudniejszych części przekładni kierowniczej jest skrzynia biegów. Działa na zasadzie przekładni ślimakowej. Robak znany jest ze swoich prześwitów i szybkiego zużycia. Dlatego inżynierowie rozważnie wyposażyli obudowę skrzyni biegów w śrubę regulacyjną. Reguluje prześwity między dwójnogiem a robakiem. Nie ma więc luk - nie będzie bicia w kołach.

Bezpretensjonalny i niezawodny

Części skrzyni biegów są umieszczane w kąpieli olejowej. To znacznie zmniejsza zużycie. Jako środek smarny stosowany jest zwykły olej przekładniowy. Pręty Łada 2105 są zamocowane na specjalnych zawiasach i są chronione pylnikami.

Nie ma potrzeby ciągłego smarowania i wytłaczania mechanizmów i zespołów. Wystarczy od czasu do czasu sprawdzać stan pylników. Aby zdemontować pręty, możesz potrzebować specjalnych narzędzi, ale czasami można je łatwo wykonać w garażu.

Typowe awarie

W „klasykach” awarie układu kierowniczego charakteryzują się nie tylko utratą kontroli, ale także luzem, a także różnymi uderzeniami i obcymi dźwiękami. Często kolumna puka, a dokładniej jeden ze zniszczonych krzyży. Wcześniej rzemieślnicy wyciskali część i wymieniali ją. Dziś to się już nie robi. Słyszałem dźwięk - kompletny zamiennik gimbala.

Jeśli mechanizm kierowniczy puka w kilku miejscach, konieczna jest również wymiana całego sterowania, w tym skrzyni biegów. Jeśli stwierdzone zostanie uszkodzenie pylników, wystarczy je wymienić na nowe. Niektórzy właściciele tych aut przez wiele lat nie serwisują tych mechanizmów, a jedynie co jakiś czas monitorują stan swoich palców.

Poważniejsze awarie obejmują deformację prętów lub dźwigni. Dzieje się tak podczas nieostrożnej jazdy przy dużych prędkościach. Czasami trudno jest wymyślić, czy zmienić kierownicę, czy nie. Czasami trudno jest wymienić uszkodzony pręt. Naprawa przekładni kierowniczej sprowadza się do wymiany uszkodzonych części.

Jeśli podczas skręcania usłyszysz chrzęst, musisz poszukać uszkodzonego łożyska. Może być wszędzie. Wymiana jest uważana za trudną procedurę, dość trudno jest zdemontować kolumnę kierownicy. A jeśli skrzynię biegów można wymienić własnymi rękami, lepiej naprawić przekładnię kierowniczą od specjalistów.

Regulacja przekładni ślimakowej

Nawet staranne ustawienie nie rozwiąże problemu odchylenia. Najpierw musisz wyregulować skrzynię biegów. Ta operacja może być dość trudna dla początkujących.

Aby ukończyć konfigurację, będziesz potrzebować równego podłoża. Następnie za pomocą ściągacza należy zdjąć palce i dwójnóg. Wtedy wszystko jest znacznie prostsze - trzeba rozbujać dwójnóg, przytrzymać kierownicę i złapać szczelinę w skrzyni biegów. Jeśli występuje luz, odkręć nakrętkę, wkręć śrubę regulacyjną i dokręć nakrętkę.

Ważne jest, aby wszystko robić bardzo ostrożnie, ponieważ istnieje ryzyko zerwania gwintu na śrubie. A mimo to kierownictwo będzie bardzo ciasne. Siłę można kontrolować, gdy dwójnóg znajduje się w pozycji roboczej, a palce są na miejscu. Możesz sprawdzić siłę za pomocą klucza dynamometrycznego. Powinno wynosić 25 kg.

W niektórych przypadkach korekty nie działają. W przypadku zaobserwowania zużycia pomoże tylko wymiana skrzyni biegów.

Sterowanie zębatką i zębnikiem VAZ

Stelaż montowany jest w komorze silnika. System wykonany jest w odlewanej aluminiowej skrzyni korbowej. W skrzyni korbowej znajduje się koło zębate napędowe. Aby ograniczyć ruch osiowy wału, stosuje się specjalne łożysko. Wewnętrzny pierścień łożyska jest utrzymywany na miejscu przez pierścień osadczy. Wszystkie węzły pokryte są pylnikami.

Zębatka jest dociskana do zębów przekładni za pomocą specjalnej sprężyny, ale nie bezpośrednio, ale przez cermetalowy ogranicznik. Szyna posiada oznaczenia do regulacji. Sprężyna jest również zaciskana przez nakrętkę regulacyjną z pierścieniem ustalającym.

Regulacja zębatki i mechanizmu kierowniczego w VAZ

Szczelinę między zębatką a zębatką można regulować tylko poprzez całkowity demontaż mechanizmu. Dostosowują również szynę, jeśli obserwowane są obce dźwięki.

Aby wyregulować szczelinę, należy najpierw zamontować odbojnik szyny z uszczelką, aż szyna zetknie się, a następnie włożyć pierścień ustalający, następnie sprężynę, a następnie wszystko zebrać. Nakrętka jest dokręcana momentem nie większym niż 1,37 kgf. W takim przypadku szczelina musi być ustawiona w zakresie 0,12 mm, a dopuszczalny rozmiar to 0,2 mm.

Po montażu sprawdź łatwość kierowania, brak różnych obcych dźwięków.

Jak ułożona jest kierownica w GAZ?

Przekładnia kierownicza GAZ jest montowana w aluminiowej obudowie. Śruba i nakrętka kulkowa działają jako elementy robocze. Projekt obejmuje również sektor szybowy. Śruba osadzona jest na dwóch łożyskach skośnych. Na śrubie mocowana jest nakrętka kulkowa z rowkiem wewnątrz. Między śrubą a nakrętką znajdują się kulki. Wypusty sektora szybowego mają kształt stożkowy, a na nich jest zainstalowany dwójnóg. Również w projekcie znajdują się drążki kierownicze, dźwignie pięści, drążki przegubowe.

Wyreguluj kierownicę, jeśli wykryto luz na kierownicy. Aby wyregulować prześwity, zaleca się całkowite usunięcie mechanizmu. Następnie musisz zdjąć plastikową osłonę ochronną i uszczelkę. Następnie odkręć śruby pokrywy kluczem 13. Pokrowiec można łatwo zdjąć. Podkładka również jest usuwana.

Następnie załóż z powrotem pokrywkę i przykręć ją z powrotem. Po sprawdzeniu luzu można przystąpić do regulacji szczeliny między nakrętką a wałem. W tym celu na wale montowany jest dwójnóg i obracając śrubę regulacyjną, dwójnóg ustawia się w pozycji środkowej. Następnie pozostaje potrząsnąć wałem, trzymając go za dwójnóg. Nie powinno być żadnego ruchu. Jeśli nadal występuje suw, ponownie zdejmij plastikową osłonę, wyjmij korek, wyjmij pierścienie ustalające, wyprostuj otwory na krawędzi pierścienia łożyska wału za pomocą cienkiego narzędzia z tępym końcem. Teraz za pomocą specjalnego klucza należy obrócić mimośrodowe pierścienie łożyskowe zgodnie z ruchem wskazówek zegara.

Serwis przekładni kierowniczej

Każdego dnia, siedząc za kierownicą, warto sprawdzić swobodne obracanie się kierownicy. Po 2-3 tysiącach kilometrów i dalej dla samochodów krajowych - po 10 tysiącach należy przeprowadzić pełną kontrolę mechanizmu. Podczas kontroli mechanizmy i napędy są oczyszczane z brudu.

Jeśli występują uderzenia, piski, uderzenia kół lub kierownicy, zaleca się wymianę mechanizmu kierowniczego. Na przykład naprawa skrzyni biegów jest dość skomplikowanym procesem, a zainstalowanie nowej rozwiązuje wszystkie problemy. To samo dzieje się z mechanizmem zębatkowym.

Tak więc dowiedzieliśmy się, jak działa mechanizm kierowniczy samochodu, jak go wyregulować i wymienić własnymi rękami.

Wielu zgodziłoby się, że silnik jest podstawą samochodu. I rzeczywiście tak jest. Jednak trudno też wyobrazić sobie samochód bez układu kierowniczego. To ważny i niezbędny element w każdym samochodzie. Zadaniem układu kierowniczego jest zapewnienie ruchu pojazdu w zadanym kierunku. Ta jednostka składa się z kilku elementów. Są to kierownica, kolumna, napęd i przekładnia kierownicza. O tym ostatnim porozmawiamy dzisiaj.

Funkcje

Mechanizm kierowniczy ma kilka głównych zadań:

• Przeniesienie sił na napęd.
• Zwiększenie siły, jaką kierowca przykłada do kierownicy.
• Automatyczny powrót kierownicy do pozycji neutralnej podczas zdejmowania ładunku.

Odmiany

Ten element może mieć kilka rodzajów. Obecnie można znaleźć następujące typy mechanizmów kierowniczych:

• Stojak.
• Robak.
• Śruba.

Jakie są każde z nich? Wszystkie te typy mechanizmów rozważymy osobno.

Stojak

W tej chwili jest to jeden z najczęstszych. Montowany głównie w samochodach osobowych i crossoverach. Zębatkowy mechanizm kierowniczy wymaga następujących części:

Pierwszy został zainstalowany na wale kierownicy. Koło zębate jest w ciągłym sprzężeniu z zębatką. Ten mechanizm działa po prostu. Kiedy kręcisz kierownicą, zębatka przesuwa się w prawo lub w lewo. W tym przypadku drążki przymocowane do napędu obracają koła kierowane pod zadanym kątem.

Wśród zalet takiego mechanizmu warto zwrócić uwagę na prostotę konstrukcji, wysoką wydajność oraz dużą sztywność. Jednocześnie jednak taki mechanizm jest bardzo wrażliwy na nierówności na drodze, dlatego szybko się zużywa. Często właściciele używanych samochodów borykali się z problemem stukającej szyny. Jest to konsekwencja zużycia mechanizmu kierowniczego. Dlatego element jest instalowany tylko w niektórych typach pojazdów. Są to głównie samochody z napędem na przednie koła z niezależnym przednim zawieszeniem. Jeśli mówimy o VAZ, szyna znajduje się we wszystkich modelach, zaczynając od „ósemki”. W „klasyku” zainstalowano nieco inny mechanizm kierowniczy.

Robak

To właśnie ten typ jest używany w krajowych Zhiguli, a także w niektórych autobusach i lekkich ciężarówkach. Ten węzeł składa się z:

• Ślimak globoidalny o zmiennej średnicy.
• Wał kierowniczy, z którym połączony jest ślimak.
• Wałek.

Dwójnóg znajduje się poza mechanizmem sterującym. Jest to specjalna dźwignia powiązana z drążkami napędowymi. Mechanizm kierowniczy w GAZ-3302 jest ustawiony w ten sam sposób.

Wśród zalet takiego urządzenia warto zwrócić uwagę na mniejszą wrażliwość na obciążenia udarowe. Dlatego ten mechanizm kierowniczy, zainstalowany w VAZ-2107, jest praktycznie wieczny. Właściciele rzadko doświadczają pukania i wibracji kierownicy. Jednak ten projekt ma więcej połączeń. Dlatego mechanizm musi być okresowo dostosowywany.

Śruba

Jest to bardziej złożony węzeł w urządzeniu. Jego projekt obejmuje:

• Śruba. Znajduje się na wale kierownicy.
• Śruba. Przechodzi do poprzedniej pozycji.
• Stojak.
• Selektor biegów. Jest podłączony do szyny.
• Dwójnóg sterujący. Znajduje się na wałku selektora.

Kluczową cechą tego mechanizmu jest sposób łączenia nakrętki i śruby. Zapinanie odbywa się za pomocą kulek. W ten sposób uzyskuje się mniejsze zużycie i tarcie pary.

Zasada działania elementu śrubowego jest podobna do ślimaka. Kierownicę obraca się poprzez przekręcenie śruby, która porusza nakrętką. Ten ostatni porusza sektorem zębatym za pomocą zębatki, a wraz z nią dwójnogu sterującego.

Gdzie jest używany mechanizm śrubowy? Jest często stosowany w ciężkich pojazdach użytkowych, takich jak ciężarówki i autobusy. Jeśli mówimy o samochodach osobowych, to są to tylko modele klasy wykonawczej. Mechanizm jest bardziej złożony i droższy, dlatego znacznie podnosi koszt samego samochodu.

Wzmacniacz

Teraz prawie wszystkie samochody korzystają ze wspomagania kierownicy. Służy do zmniejszenia wysiłku potrzebnego do skręcania przednich kół. Ten element pozwala na dużą dokładność i szybkość sterowania. W tej chwili istnieje kilka rodzajów wzmacniaczy:

• Hydrauliczny.
• Elektryczny.

Pierwszy typ jest bardziej popularny. Pasuje zarówno do samochodów osobowych, jak i ciężarowych. Urządzenie wspomagające ma pompę, która wytwarza określone ciśnienie w układzie hydraulicznym. W zależności od strony obrotu kierownicy płyn ten naciska na pierwszy lub drugi kontur zębatki. W ten sposób zmniejsza się wysiłek wymagany do skręcania. Wśród zalet układu hydraulicznego jest wysoka niezawodność. Wzmacniacz rzadko zawodzi. Ponieważ jednak mechanizm pompy jest napędzany przez wał korbowy, część mocy pobierana jest z silnika spalinowego. Chociaż w nowoczesnych silnikach jest to całkowicie niewidoczne.

Wzmacniacz elektryczny składa się z oddzielnego silnika. Moment obrotowy z niego jest przenoszony na sam wał kierownicy. Projekt jest używany tylko w samochodach osobowych, ponieważ nie jest przeznaczony do dużych wysiłków.

EUR jest wyposażony w oddzielną elektronikę, która steruje tym silnikiem. Czasami wzmacniacz jest uzupełniany systemami adaptacyjnymi, które mają na celu zwiększenie bezpieczeństwa podczas jazdy po pasie.

Wśród innowacyjnych rozwiązań warto zwrócić uwagę na dynamiczny system sterowania Audi. Tutaj przełożenie zmienia się w zależności od aktualnej prędkości pojazdu. Dzięki temu przy dużych prędkościach kierownica jest sztywna i powalona, ​​a podczas parkowania staje się lekka. Przełożenie zmienia się za pomocą podwójnej planetarnej skrzyni biegów, która jest dodawana do wału. Jego korpus może się obracać w zależności od prędkości pojazdu.

Wniosek

Więc dowiedzieliśmy się, czym jest ten mechanizm. To bardzo ważna jednostka sterująca. Niezależnie od rodzaju należy to sprawdzać okresowo. W końcu utrata kontroli przy prędkości jest najniebezpieczniejszą rzeczą, jaka może przytrafić się kierowcy.

Istnieje kilka rodzajów przekładni kierowniczych. Wiesz, że kiedy kręcisz kierownicą, koła Twojego samochodu się obracają. Ale między skręcaniem kierownicy a skręcaniem kół zachodzą pewne czynności.

W tym artykule przyjrzymy się cechom dwóch najpopularniejszych typów przekładni kierowniczych: przekładni kierowniczej z zębatką i przekładnią kierowniczą z nakrętką kulkową. Porozmawiamy również o wspomaganiu kierownicy i poznamy ciekawe technologie rozwoju układów kierowniczych, które mogą zmniejszyć zużycie paliwa. Ale przede wszystkim przyjrzymy się, jak przebiega kolej. Nie wszystko jest takie proste, jak mogłoby się wydawać.

Obracanie samochodu

Aby zapewnić płynne skręcanie, każde koło powinno krążyć w innym okręgu. Ze względu na to, że koło wewnętrzne opisuje koło o mniejszym promieniu, skręca ostrzej niż zewnętrzne. Jeśli narysujesz prostopadłą do każdego koła, linie przecinają się w środkowym punkcie obrotu. Geometria kierownicy sprawia, że ​​wewnętrzne koło obraca się bardziej niż zewnętrzne.

Istnieje kilka rodzajów przekładni kierowniczych. Najczęstsze to sterowanie zębatkowe i sterowanie nakrętką kulową.

Przekładnia kierownicza z zębatką i zębnikiem

Koło zębate jest połączone z wałem kierownicy. Kiedy kręcisz kierownicą, przekładnia zaczyna się obracać i wprawia zębatkę w ruch. Końcówka steru na końcu zębatki łączy się z dwójnogiem steru na trzpieniu (patrz ilustracja).

Funkcje listwy zębatej są następujące:

• Przekształca ruch obrotowy kierownicy na ruch liniowy wymagany do skręcania kół.
• Zapewnia przełożenie ułatwiające skręcanie kół.

Przełożenie przekładni kierowniczej to stosunek stopnia skrętu do stopnia skrętu. Na przykład, jeśli jeden pełny obrót kierownicy (360 stopni) obróci koło o 20 stopni, to przełożenie przekładni kierowniczej wynosi 18:1 (360 podzielone przez 20). Im wyższe przełożenie, tym większy stopień kierowania. Co więcej, im wyższy stosunek, tym mniejszy wysiłek jest wymagany.

Ogólnie rzecz biorąc, lekkie samochody sportowe mają niższe przełożenie kierownicy niż duże samochody i ciężarówki. Dzięki niskiemu przełożeniu reakcja układu kierowniczego jest szybsza, więc nie musisz mocno kręcić kierownicą, aby skręcić. Im mniejsze auto, tym mniejsza jego masa i nawet przy niskim przełożeniu nie wymaga dodatkowego wysiłku, aby skręcić.

Dostępne są również samochody ze zmiennym przełożeniem przekładni kierowniczej. W tym przypadku zębatka z zębnikiem ma inny podziałkę (zęby na cal) pośrodku i po bokach. Dzięki temu samochód szybciej reaguje na obrót kierownicy (stelaż znajduje się bliżej środka), a także zmniejsza się wysiłek przy skręcaniu kierownicy do oporu.

Wspomaganie kierownicy z zębatką

Przekładnia kierownicza z nakrętką kulkową

Przekładnia kierownicza z nakrętką kulową zawiera przekładnię ślimakową. Konwencjonalnie przekładnię ślimakową można podzielić na dwie części. Pierwsza część to metalowy blok z gwintowanym otworem. Ten blok ma zęby na zewnątrz, które współpracują z przekładnią napędzającą ramię sterujące (patrz rysunek). Kierownica jest połączona z prętem gwintowanym, podobnym do śruby, zainstalowanym w gwintowanym otworze w bloku. Kiedy kierownica się obraca, śruba obraca się wraz z nią. Zamiast wkręcać się w blok jak konwencjonalne śruby, ta śruba jest zabezpieczona tak, że gdy się obraca, napędza blok, który z kolei napędza przekładnię ślimakową.


Rygiel nie wchodzi w blok, ponieważ jest wypełniony łożyskami kulkowymi krążącymi w mechanizmie. Łożyska kulkowe mają dwa cele: zmniejszają tarcie i zużycie przekładni, a także zmniejszają zanieczyszczenie mechanizmu. Jeśli w przekładni kierowniczej nie ma kulek, zęby przez chwilę nie będą się ze sobą stykać i poczujesz, że kierownica straciła sztywność.

Wspomaganie kierownicy w skrzynce sterowniczej z nakrętką kulową działa w taki sam sposób, jak w skrzynce sterowniczej z zębatką. Wzmocnienie zapewnia doprowadzenie płynu pod wysokim ciśnieniem z jednej strony bloku.

Wspomaganie kierownicy

Pompa

Gdy łopatki obracają się, wypychają płyn hydrauliczny o niskim ciśnieniu z przewodu powrotnego do wylotu wysokiego ciśnienia. Natężenie przepływu zależy od liczby obrotów silnika samochodu. Konstrukcja pompy zapewnia wymaganą wysokość podnoszenia nawet na biegu jałowym. W rezultacie pompa porusza się bardziej płynnie, gdy silnik pracuje na wyższych obrotach.

Pompa posiada zawór nadmiarowy zapewniający odpowiednie ciśnienie, co jest szczególnie ważne przy dużych prędkościach obrotowych silnika, gdy dostarczana jest duża ilość płynu.

zawór obrotowy

Głównym elementem zaworu obrotowego jest drążek skrętny. Drążek skrętny to cienki metalowy pręt, który obraca się pod wpływem momentu obrotowego. Górny koniec drążka skrętnego jest połączony z kierownicą, a dolny koniec z przekładnią lub przekładnią ślimakową (która obraca koła), podczas gdy moment drążka skrętnego jest równy momentowi przykładanemu przez kierowcę do obróć koła. Im wyższy przyłożony moment obrotowy, tym bardziej obraca się drążek skrętny. Część wlotowa wału kierownicy tworzy wnętrze zaworu obrotowego. Jest również połączony z górną częścią drążka skrętnego. Dolna część drążka skrętnego jest połączona z zewnętrzną stroną zaworu obrotowego. Drążek skrętny obraca również przekładnię kierowniczą współpracując z zębnikiem lub przekładnią ślimakową w zależności od typu przekładni kierowniczej.

Podczas obracania drążek skrętny obraca wnętrze zaworu obrotowego, podczas gdy na zewnątrz pozostaje nieruchoma. Ze względu na to, że wnętrze zaworu jest również połączone z wałem kierownicy (a więc z kierownicą), ilość obrotów wnętrza zaworu zależy od momentu obrotowego przyłożonego przez kierowcę.

Gdy kierownica jest nieruchoma, obie rury hydrauliczne zapewniają równy nacisk na przekładnię. Ale kiedy zawór jest przekręcony, kanały otwierają się, aby dostarczyć płyn pod wysokim ciśnieniem do odpowiedniej rurki.

Praktyka wykazała nie najwyższą skuteczność tego typu wspomagania kierownicy.

Innowacyjne wspomaganie kierownicy

W rzeczywistości kierownica działa tak samo, jak kierownica do gier komputerowych. Kierownica będzie wyposażona w czujniki przekazujące do samochodu sygnały o kierunku jazdy kół oraz silniki, które zapewniają reakcję na działania samochodu. Sygnały wyjściowe z tych czujników posłużą do sterowania wspomaganiem kierownicy. Eliminuje to konieczność stosowania wału kierownicy, co zwiększa wolną przestrzeń w komorze silnika.

General Motors zaprezentował samochód koncepcyjny Hy-wire, który już posiada taki system. Charakterystyczną cechą takiego elektronicznie sterowanego systemu firmy GM jest możliwość samodzielnego dostosowania obsługi samochodu za pomocą nowego oprogramowania komputerowego bez wymiany elementów mechanicznych. W elektronicznie sterowanych pojazdach przyszłości można dostosować system sterowania do własnych upodobań za pomocą zaledwie kilku przycisków. Wszystko jest bardzo proste! Układ kierowniczy niewiele się zmienił w ciągu ostatnich pięćdziesięciu lat. Ale następna dekada będzie erą bardziej oszczędnych samochodów.

Wspomaganie kierownicy:
1 - dwójnóg sterujący;
2 - podłużny drążek kierowniczy;
3 - przekładnia kierownicza;
4 - wąż ssący;
5 - wąż spustowy;
6 - czołg;
7 - prawy drążek kierowniczy;
8 - prawe ramię wahadła;
9 - poprzeczny drążek kierowniczy;
10 - wał wejściowy mechanizmu kierowniczego;
11 - dolny przegub kardana;
12 - wał kardana;
13 - górny przegub kardana;
14 - wał kolumny kierownicy;
15 - kierownica;
16 - lewe ramię wahadła;
17, 21 - końcówki lewego ciągu bocznego;
18 - zacisk rury regulacyjnej;
19 - lewa dźwignia drążka kierowniczego;
20 - osłona zawiasu;
22 - zawias;
23 - wąż tłoczny;
24 - pompa wspomagania kierownicy

Układ kierowniczy nowoczesnych samochodów z obrotowymi kołami obejmuje następujące elementy:
- kierownica z wałem kierownicy (kolumna kierownicy);
- Przekładnia kierownicza ;
- przekładnia kierownicza (może zawierać wzmacniacz i (lub) amortyzatory).
Kierownica znajduje się w kabinie kierowcy i jest ustawiona pod kątem do pionu, co zapewnia najwygodniejsze pokrycie obręczy rękami kierowcy. Im większa średnica kierownicy, tym mniejszy nacisk na obręcz kierownicy, wszystkie inne rzeczy są równe, ale jednocześnie zmniejsza się zdolność szybkiego obracania kierownicą podczas wykonywania ostrych manewrów. Średnica kierownicy nowoczesnych samochodów osobowych mieści się w granicach 380–425 mm, w przypadku ciężkich samochodów ciężarowych i autobusów - 440–550 mm, kierownice samochodów sportowych mają najmniejsze średnice.
Mechanizm kierowniczy to mechaniczna skrzynia biegów, jego głównym zadaniem jest zwiększenie siły kierowcy przyłożonej do kierownicy, która jest niezbędna do skręcania kierowanych kół. Kierowanie bez mechanizmów kierowniczych, gdzie kierowca bezpośrednio kręci kierownicą, przetrwało tylko w bardzo lekkich pojazdach, na przykład na motocyklach. Przekładnia kierownicza ma wystarczająco duże przełożenie, dlatego aby skręcić koła kierowane do maksymalnego kąta 30–45 °, konieczne jest wykonanie kilku obrotów kierownicy.

Przegubowy wał kierowniczy pojazdu użytkowego

Wał kierowniczyłączy kierownicę z mechanizmem kierowniczym i często jest przegubowy, co pozwala na bardziej racjonalne rozmieszczenie elementów sterujących, a w przypadku samochodów ciężarowych stosuje się odchylaną kabinę.
Ponadto przegubowy wał kierowniczy zwiększa bezpieczeństwo kierownicy podczas zderzenia, zmniejszając ruch kierownicy do kabiny pasażerskiej i możliwość zranienia klatki piersiowej kierowcy.

Wał kierowniczy z elementami pogniecionymi po uderzeniu:
1 - wał przed uderzeniem;
2 - wał w procesie kruszenia;
3 - całkowicie „złożony” wał;
4 - maksymalny skok wału kierownicy

W tym samym celu czasami w drążek kierowniczy wbudowane są kruszące się elementy, a kierownica pokryta jest stosunkowo miękkim materiałem, który nie daje ostrych odłamków podczas łamania.

Przekładnia kierownicza to układ drążków i przegubów łączących przekładnię kierowniczą z kołami kierowanymi. Ponieważ mechanizm kierowniczy jest zamocowany na układzie nośnym samochodu, a koła kierowane podczas jazdy na zawieszeniu poruszają się w górę i w dół względem układu nośnego, przekładnia kierownicza musi zapewniać wymagany kąt skrętu kół niezależnie od pionowych ruchów zawieszenia ( koordynacja układu kierowniczego i kinematyki zawieszenia). Pod tym względem konstrukcja przekładni kierowniczej, a mianowicie liczba i położenie drążków kierowniczych i przegubów, zależy od rodzaju zastosowanego zawieszenia pojazdu. Najbardziej złożona przekładnia kierownicza jest przeznaczona do samochodów z kilkoma osiami skrętnymi.
Aby jeszcze bardziej zmniejszyć wysiłek wymagany do skręcania kierownicą, w przekładni kierowniczej zastosowano wspomaganie kierownicy. Źródłem zasilania do działania wzmacniacza jest z reguły silnik samochodowy. Początkowo wzmacniacze były używane tylko w ciężkich ciężarówkach i autobusach, teraz są używane w samochodach.
Aby złagodzić szarpnięcia i wstrząsy przenoszone na kierownicę podczas jazdy po nierównych drogach, czasami w przekładnię kierowniczą wbudowane są elementy tłumiące - amortyzatory kierownicy. Konstrukcja tych amortyzatorów nie różni się zasadniczo od konstrukcji amortyzatorów zawieszenia.