Design mecanism de direcție. Dispozitivul, tipurile și principiul de funcționare al mecanismului de direcție Direcție de tip vierme

La Categorie:

1 Mașini domestice

Scop și dispozitiv de direcție

Misiunea de conducere. Direcția este concepută pentru a asigura mișcarea mașinii în direcția specificată de șofer. Este alcătuit dintr-un mecanism de direcție și un mecanism de direcție. Proiectarea mecanismului de direcție și a antrenamentului de direcție trebuie să asigure precizia conducerii mașinii, fiabilitatea funcționării tuturor componentelor și pieselor * nu necesită ca șoferul să depună un efort mare și să nu transmită șocurile percepute de roțile mașinii. volanul.

Pentru ca mașina să se deplaseze într-un colț fără alunecarea laterală a roților, toate roțile trebuie să se rotească de-a lungul arcurilor descrise dintr-un centru situat pe continuarea osiei din spate a mașinii. În acest caz, roțile directoare din față ale mașinii trebuie să fie rotite în unghiuri diferite. Roata interioară (în raport cu centrul de rotație) ar trebui să fie rotită la un unghi mai mare, roata exterioară - la un unghi mai mic. O astfel de schemă de rotație se realizează prin utilizarea unui trapez cu articulații pivotante în mecanismul de direcție.

Sistemul de direcție. Există mai multe tipuri de mecanisme de direcție. Cele mai frecvente dintre acestea sunt melcul - rolă, melcul - sector și șurubul - piuliță.

Sistemul de direcție cu role melcate este utilizat la majoritatea autoturismelor și la multe camioane. Pe fig. 1 prezintă dispozitivul mecanismului de direcție al acestui tip de mașină GAZ-53A. În carterul mecanismului de direcție, un melc globoidal montat la capătul arborelui de direcție se rotește pe doi rulmenți cu role conice.

Orez. 1. Schema de rotație a roților directoare ale mașinii: a - unghiul de rotație al roții exterioare, P - unghiul de rotație al roții interioare; 1 - tirant, 2 - punte fata, 3 - brate trunion

Viermele cuplează o rolă cu trei crestături care se rotește pe doi rulmenți cu ace. Între rulmenți este instalat un manșon distanțier. Axa rolei este fixată în capul arborelui brațului de direcție. Arborele brațului de direcție este susținut pe o parte de un rulment cu role, iar pe cealaltă parte de o bucșă din bronz. Brațul de direcție este conectat la arborele său prin caneluri mici și se asigură cu o piuliță 15. Capătul arborelui brațului brațului este etanșat cu o etanșare de ulei. Pentru a regla strângerea lagărelor arborelui de direcție, garniturile sunt instalate sub capacul inferior al carterului.

Angajarea perechii de lucru a mecanismului de direcție se face astfel încât în ​​poziția corespunzătoare mișcării rectilinie a vehiculului să nu existe joc liber al volanului. Pe măsură ce volanul este rotit într-o direcție sau alta, spațiul dintre melcat și rolă și jocul liber I al volanului cresc. Reglarea angajării melcului cu rola se realizează prin deplasarea arborelui brațului de direcție în direcția axială cu ajutorul unui șurub de reglare. Șurubul este instalat în capacul lateral! carterul mecanismului de direcție, se închide din exterior cu o piuliță 8 și se fixează cu o șaibă de blocare, asigurată cu un știft.

Mecanismul de direcție de tip melcat-role asigură cele mai mici pierderi prin frecare. Datorită acestui fapt, este necesar mai puțin efort șoferului pentru a conduce mașina și uzura pieselor este redusă.

Pentru vehiculele grele, mecanismul de direcție are un raport de transmisie mai mare pentru a facilita controlul, în timp ce presiunile specifice semnificative între suprafețele perechii de lucru nu sunt permise.

În acest sens, astfel de vehicule folosesc un mecanism de direcție, cum ar fi un melc - un sector cu o suprafață mare de angajare sau un mecanism cu două perechi de lucru, cum ar fi un șurub - piuliță și un sector de cremalieră.

Mecanismul de direcție de tip vierme - sectorul este cel mai simplu în design. Viermele globoidal se cuplează cu un sector lateral sub forma unei părți a unui angrenaj cu dinți în spirală, realizate solidar cu arborele bipodului. Decalajul în angajarea viermelui cu sectorul nu este constant. Cea mai mică valoare a decalajului corespunde poziției de mijloc a volanului.

Orez. 2. Mecanism de direcție tip rolă melc: 1 - carcasă mecanism, 2 - arbore bipied, 3 - rolă cu trei crestate, 4 - garnitură. 5 - melcat, b - dop, 7 - şaibă de blocare, 8 - piuliţă, 9 - axul rolei, 10 - arbore de direcţie, 11 - şurub de reglare, 12 - bolţ de blocare, 13 - cutie de presa, 14 - braţ de direcţie, 15 - piuliță, 16 - bucșă din bronz

Când volanul este rotit într-un sens sau altul, jocul crește în funcție de unghiul de rotație, atingând o valoare maximă în pozițiile extreme. Această distribuție a jocului facilitează manevrarea cu unghiuri mari de virare și se realizează prin scăderea treptată a înălțimii dinților sectorului dinspre mijloc spre punctele extreme. În timpul asamblarii, instalarea corectă a mecanismului este verificată prin semnele de pe melcat și sector.

Bipiedul este montat pe un arbore care se rotește în doi rulmenți cu ace, între care este instalat un manșon distanțier. În același timp, decalajul în angajarea viermei - sectorul este ușor de reglat prin modificarea grosimii șaibei de împingere situată între suprafața laterală a sectorului și capacul carcasei mecanismului de direcție.

Orez. 3. Sistem de direcție cu servomotor hidraulic încorporat: 1 - roată de antrenare a pompei, 2 - pompă hidraulică de amplificare, 3 - rezervor pompă, 4 - filtru, 5 - supapă de siguranță a filtrului, linie de scurgere b, supapă de bypass, 8 supapă de siguranță, 9 - presiune în conductă de înaltă presiune, 10 - șină de piston. 11 - carcasa mecanismului de directie. 12 - șurub, 13 - bile, 14 - piuliță cu bile, 15 - rulment axial cu bile, 16 - corpul supapei de control, 17 - supapă de reținere, 18 - bobină, 19 - piuliță de reglare, 20 - șaibă elastică, 21 - arc piston de reacție, 22 - piston reactiv, 23 - sector dințat, 4 - bipied, 25 - stator pompei, 26 - rotor pompei, 27 - cavitate de aspirație, 28 - cavitate de refulare, 29 - pale

Mecanismul de direcție de tip șurub - piuliță și șină - sector este utilizat pe multe camioane (ZIL-130, KamAZ de toate modelele etc.), dispozitivul său este prezentat în fig. 3.

Arborele mecanismului de direcție, montat în rulmenți cu bile, are la capăt un șurub. Pe șurub este fixată o piuliță cu bilă, care este inclusă în șina pistonului. Când arborele de direcție este rotit, pistonul cremalieră se mișcă de-a lungul axei sale. Mișcarea axială a pistonului-cremată, care are dinți pe suprafața exterioară, provoacă rotirea sectorului angrenajului montat pe arborele bipodului. Bipiedul prin sistemul de direcție rotește roțile din față.

Piulița și șurubul sunt prevăzute cu șanțuri elicoidale semicirculare. Bilele se rulează liber în ele. Pentru a preveni căderea bilelor din canelurile elicoidale, ghidajele ștanțate sunt introduse în canelurile piulițelor, care sunt un jgheab închis. Rotirea șurubului face ca bilele să se rostogolească de-a lungul jgheabului. În același timp, ies dintr-o parte a piuliței și se întorc la ea din partea opusă. Prezența bilelor facilitează foarte mult rotirea arborelui de direcție.

Mecanismul de direcție este conectat la arborele coloanei de direcție prin intermediul unui arbore cardanic cu două balamale. Acest lucru se datorează dificultății de a acomoda direcția convențională pe un vehicul care are un motor în V și o cabină cât mai aproape de acesta.

Coloană de direcție de siguranță. În cazul impactului frontal al mașinii, în cazul unui accident, șoferul poate fi rănit de volan. Pentru a minimiza riscul ca șoferul să lovească volanul, pe ultimele modele de autoturisme este instalată o coloană de direcție de siguranță. Deci, pe mașina Moskvich-1500, coloana de direcție telescopică constă din părți tubulare care se pot potrivi una în alta.

La lovirea volanului, partea inferioară a arborelui de direcție primește mișcare axială într-un manșon elastic cu fante, iar părțile superioare și inferioare ale tubului coloanei de direcție intră în partea de mijloc a tubului. Energia de impact este absorbită prin frecarea dintre piesele mobile.

Volanul propriu-zis, cu butucul său încastrat și prindere moale, reduce riscul de a fi lovit de acesta.

Șoferul, privind drumul, controlează mașina folosind direcția. Scopul direcției este de a schimba direcția mașinii, astfel încât atunci când mașina este întorsă, rularea roților acesteia de-a lungul drumului să aibă loc pe cât posibil fără alunecare. Acesta din urmă este foarte important, deoarece alunecarea laterală a anvelopelor determină uzura crescută a acestora și înrăutățește stabilitatea mașinii.

Direcția constă dintr-un mecanism de direcție și un mecanism de direcție. Uneori, servodirecția este inclusă în direcție.

Mecanismul de direcție se numește o viteză lentă care transformă rotația arborelui volanului în rotația arborelui bipodului. Acest mecanism mărește efortul șoferului aplicat volanului și facilitează funcționarea acestuia.

Sistemul de direcție se numește sistem de tije și pârghii, care, împreună cu mecanismul de direcție, rotește mașina. Acționarea direcției (sau trapezoidul de direcție) este utilizată pentru a întoarce roțile direcționate ale mașinii în unghiuri diferite, ceea ce este necesar pentru ca roțile să se rotească fără alunecare laterală. Trapezul de directie este un patrulater articulat format din partea centrala a osiei fata, tirant si bratele oscilante. Acestea din urmă sunt conectate la știfturi de pivot pe care sunt montate roți orientabile.

Orez. Fig. 4. Schema de întoarcere a mașinii și trapez de direcție: a - schema de viraj; b - schema trapezului de direcție; R - raza de rotație a roții; 1 până la 8 - știfturi de pivotare; 2 și 6 - pârghii rotative; 3 - punte fata; 4 - tija de directie transversala; 5 - pârghie

Mecanismul de direcție este conectat la știftul rotativ din stânga, tija de direcție longitudinală și pârghia. Un bipied al mecanismului de direcție deplasează tija de direcție longitudinală înainte sau înapoi, determinând astfel roțile direcționate să se rotească la stânga sau la dreapta.

Datorită prezenței trapezului de direcție, roțile de direcție se rotesc în unghiuri diferite: roata interioară (cea mai apropiată de centrul de rotație) la un unghi mai mare decât cea exterioară. Diferența de unghiuri de rotație este determinată de unghiul de înclinare al brațelor de pivotare trapezoidale.

Schema unui sistem de direcție a roților acționate înainte prezentată în fig. 4 corespunde poziției volanului adoptat la autoturismele casnice în circulația pe dreapta.

La Categorie: - 1Masini de uz casnic

În articolul anterior, intitulat „”, ne-am dat seama de ce este nevoie de un mecanism de direcție într-o mașină și de ce i se impun astfel de cerințe. Și acum să ne uităm la tipurile de direcție instalate activ pe mașinile moderne.

Multă vreme, designerii de automobile nici nu s-au gândit la servodirecție. Cerințele scăzute pentru manevrabilitate și confort și o mică zonă de contact a anvelopelor relativ înguste au făcut posibilă gestionarea cu o singură putere umană chiar și la conducerea camioanelor grele. Exista un singur mijloc de a reduce efortul asupra volanului: creșterea raportului de transmisie al transmisiei și diametrul volanului. Și având în vedere că șoferul va trebui să joace cinci sau șase rotații cu un volan uriaș de la luminile stinse la luminile stinse, iar precizia controlului va fi scăzută, a trebuit să suport.

În primul rând, servodirecția a apărut pe echipamente grele - basculante pentru minerit. S-a întâmplat la sfârșitul anilor 30, înainte de război. Adevărat, la început au început să folosească amplificatoare pneumatice - erau simple și alimentate de la un compresor sau galerie de admisie. Dar hidraulica, deși era mai complicată și mai scumpă decât pneumatica, funcționa mai liniștit și mai precis. Proiectanții de mașini s-au oprit pe el. În 1951, modelele de producție Chrysler Crown Imperial au fost echipate pentru prima dată cu propulsoare hidraulice Hydraguide ca echipament standard. Și în Europa, în 1954, Citroen DS 19 a achiziționat un propulsor hidraulic.

Sistemul de direcție.
Mecanismul de direcție servește la creșterea și transmiterea către sistemul de direcție a efortului aplicat de către șofer asupra volanului. În autoturismele, se folosesc în principal transmisii de direcție cu melc și cremalieră. Avantajele mecanismului „worm-roller” includ: tendința scăzută de a transfera șocurile de la denivelările drumului, unghiuri mari de rotație ale roților, posibilitatea de a transfera forțe mari. Dezavantajele sunt un număr mare de tije și articulații articulate cu joc care se acumulează mereu, un volan „greu” și lipsit de informații. În cele din urmă, contra au depășit avantajele. Pe mașinile moderne, astfel de dispozitive practic nu sunt folosite.

Cel mai comun astăzi este un mecanism de direcție cu cremalieră și pinion. Greutate redusă, compactitate, preț scăzut, număr minim de tije și balamale - toate acestea au dus la o utilizare pe scară largă. Mecanismul pinion și cremalieră este ideal pentru configurațiile cu tracțiunea față și oferă o mai mare ușurință și precizie în direcție. Există însă și dezavantaje: datorită simplității designului, orice împingere de la roți este transmisă la volan. Și pentru mașinile grele, un astfel de mecanism nu este pe deplin potrivit.

Sistemul de direcție.

Acționarea direcției este concepută pentru a transfera forța de la mecanismul de direcție către roțile direcționate, asigurând în același timp rotirea acestora la unghiuri inegale. Dacă ambele roți sunt rotite în aceeași măsură, roata interioară se va zgâria pe drum (aluneca lateral) și va reduce eficiența direcției. Această alunecare, care creează, de asemenea, căldură suplimentară și uzură a roții, poate fi eliminată rotind roata interioară la un unghi mai mare decât roata exterioară. La viraje, fiecare dintre roți își descrie propriul cerc diferit de cealaltă, iar roata exterioară (cea mai îndepărtată de centrul virajului) se mișcă pe o rază mai mare decât cea interioară. Și, deoarece au un centru comun de rotație, atunci, în consecință, roata interioară trebuie să fie rotită la un unghi mai mare decât cea exterioară. Acest lucru este asigurat de designul așa-numitului „trapez de direcție”, care include brațe mobile și tiranți cu balamale. Raportul necesar al unghiurilor de rotație ale roților este asigurat de selectarea unghiului de înclinare a pârghiilor de direcție față de axa longitudinală a vehiculului și a lungimii pârghiilor de direcție și a tijei transversale.

- Tip melcat al mecanismului de directie cuprinde:
- volan cu ax,
- carter angrenaj melcat,
- perechi de „rolă-vierme”,
- braț de direcție.

În carterul mecanismului de direcție, o pereche de „rolă vierme” este în angrenare constantă. Viermele nu este altceva decât capătul inferior al arborelui de direcție, iar rola, la rândul său, este situată pe arborele brațului de direcție. Când volanul este rotit, rola începe să se miște de-a lungul filetului șurubului melcat, ceea ce duce la rotirea arborelui brațului de direcție. O pereche de melme, ca orice altă conexiune a angrenajului, necesită lubrifiere și, prin urmare, uleiul este turnat în carcasa mecanismului de direcție, a cărei marcă este indicată în instrucțiunile pentru mașină. Rezultatul interacțiunii perechii „vierme-rolă” este transformarea rotației volanului în rotația brațului de direcție într-o direcție sau alta. Și apoi forța este transferată către unitatea de direcție și de la aceasta către roțile direcționate (față). Vehiculele moderne folosesc un arbore de direcție de siguranță care se poate plia sau rupe dacă șoferul lovește volanul în timpul unui accident pentru a preveni rănirea gravă a pieptului.

Sistem de direcție utilizat cu angrenaj melcat include:
- tractiune laterala dreapta si stanga,
- tracțiune medie,
- maneta pendulului
- brate pivotante pentru roata dreapta si stanga.

Fiecare tijă de direcție are balamale la capete, astfel încât părțile mobile ale mecanismului de direcție să se poată roti liber unele față de altele și corpul în planuri diferite.

- Mecanism de directie "pinion - cremaliera".

Acest mecanism de direcție forța este transmisă roților prin intermediul unui angrenaj drept sau elicoidal montat în rulmenți și a unei cremaliere care se deplasează în bucșe de ghidare. Pentru a asigura o cuplare fără joc, cremaliera este apăsată pe angrenaj de arcuri. Sistemul de directie este legat printr-un arbore de volan, iar cremaliera este conectata la doua tije transversale, care pot fi montate in mijlocul sau la capetele cremalierului. Aceste mecanisme au un raport de transmisie mic, ceea ce face posibilă rotirea rapidă a roților direcționate în poziția dorită. O rotire completă a roților de direcție de la o poziție extremă la alta se efectuează în 1,75 ... 2,5 rotații ale volanului.

Oferă rotirea roților cu un efort mic asupra volanului. Acest lucru poate fi realizat prin creșterea raportului transmisiei de direcție. Cu toate acestea, raportul de transmisie este limitat de numărul de rotații ale volanului. Dacă alegeți un raport de transmisie cu un număr de rotații ale volanului mai mare de 2-3, atunci timpul necesar pentru a întoarce mașina crește semnificativ, iar acest lucru este inacceptabil din cauza condițiilor de trafic. Prin urmare, raportul de transmisie în mecanismele de direcție este limitat la 20-30 și pentru a reduce efortul asupra volanului, un amplificator este încorporat în mecanismul de direcție sau în unitate.

Limitarea raportului de transmisie al mecanismului de direcție este, de asemenea, asociată cu proprietatea de reversibilitate, adică capacitatea de a transmite rotația inversă prin mecanism către volan. Cu rapoarte mari de transmisie, frecarea în angrenajul mecanismului crește, proprietatea de reversibilitate dispare și autoreportarea roților direcționate după întoarcerea într-o poziție dreaptă este imposibilă.

Mecanismele de direcție, în funcție de tipul mecanismului de direcție, sunt împărțite în:

vierme,

şurub,

Angrenaj.

Mecanismul de direcție cu transmisie melcat-rolă are un melc fixat pe arborele de direcție ca verigă de antrenare, iar rola este montată pe un rulment cu role pe același arbore cu bipied. Pentru a se angaja complet la un unghi mare de rotație al viermelui, viermele este tăiat de-a lungul unui arc de cerc - un globoid. Un astfel de vierme se numește globoid.

În mecanismul șurubului, rotația șurubului asociat arborelui de direcție este transmisă piuliței, care se termină cu o cremalieră cuplată cu sectorul angrenajului, iar sectorul este montat pe același arbore cu bipiedul. Un astfel de mecanism de direcție este format dintr-un mecanism de direcție de tip șurub-piuliță-sector.

În mecanismele de direcție cu roți dințate, mecanismul de direcție este format din roți dințate cilindrice sau conice, ele includ și un angrenaj cu cremalieră și pinion. În aceasta din urmă, angrenajul drept este conectat la arborele de direcție, iar cremaliera prinsă cu dinții angrenajului acționează ca o împingere transversală. Angrenajele cu cremalieră și pinionul și angrenajele cu role melcate sunt utilizate în principal la mașinile de pasageri, deoarece oferă un raport de transmisie relativ mic. Pentru camioane se folosesc mecanisme de direcție de tip melcat și șurub-piuliță, echipate fie cu amplificatoare încorporate în mecanism, fie cu amplificatoare plasate în mecanismul de cârmă.

3.2 Sistemul de direcție.

Modelele de acționare a direcției diferă în ceea ce privește locația pârghiilor și a tijelor care alcătuiesc legătura de direcție în raport cu axa față. Dacă trapezul de direcție se află în fața osiei față, atunci un astfel de design de acționare a direcției se numește trapezul de direcție față, cu o locație din spate - trapezul din spate. Designul suspensiei roții din față are o mare influență asupra designului și aspectului trapezului de direcție.

Cu suspensie dependentă (Fig. 2. (a)), mecanismul de direcție are un design mai simplu, deoarece este format dintr-un minim de piese. Tirantul în acest caz este realizat integral, iar bipiedul oscilează într-un plan paralel cu axa longitudinală a vehiculului. Este posibil să se efectueze o conducere cu un bipied care se balansează într-un plan paralel cu axa față. Atunci nu va exista nicio împingere longitudinală, iar forța de la bipod este transmisă direct la două împingeri transversale conectate la pivoturile roții.

Cu suspensia independentă a roților din față (Fig. 2. (b)), schema de acționare a direcției este structural mai complicată. În acest caz, apar părți suplimentare de antrenare care nu se află în schema dependentă de suspensie a roților. Designul tijei de direcție transversală este în curs de schimbare. Se face disecat, constând din trei părți: tija transversală principală și două tije laterale - stânga și dreapta. Pentru a susține împingerea principală, se folosește o pârghie cu pendul, care ca formă și dimensiune corespunde bipodului. Legarea tijelor transversale laterale cu pârghiile pivotante ale trunions și cu tija transversală principală se realizează cu ajutorul unor balamale care permit deplasarea independentă a roților în plan vertical. Schema luată în considerare a mecanismului de direcție este utilizată în principal la autoturismele.

Acționarea direcției, făcând parte din controlul direcției mașinii, oferă nu numai capacitatea de a întoarce roțile directoare, dar permite și roților să oscileze atunci când se lovesc de denivelări pe drum. În acest caz, piesele de antrenare primesc mișcări relative în planul vertical și orizontal și, la întoarcere, transmit forțe care rotesc roțile. Conectarea pieselor pentru orice schemă de antrenare se realizează folosind îmbinări sferice sau cilindrice.

Unul dintre principalele sisteme care asigură siguranța mișcării într-o mașină este direcția. Scopul direcției mașinii este abilitatea de a schimba direcția de mișcare, de a face viraj și manevre la evitarea obstacolelor sau depășiri. Această componentă este la fel de importantă ca și sistemul de frânare. Dovadă în acest sens este prescripția regulilor de circulație, operarea unei mașini cu mecanisme specificate defecte este strict interzisă.

Caracteristici de asamblare și design

La mașini, se folosește o metodă cinematică de schimbare a direcției de mișcare, ceea ce implică faptul că implementarea virajului are loc ca urmare a unei modificări a poziției roților directoare. De obicei, puntea față este controlată, deși există și mașini cu așa-numit sistem de direcție. Particularitatea lucrului în astfel de mașini este că roțile punții din spate se întorc și la schimbarea direcției, deși la un unghi mai mic. Dar până acum acest sistem nu a primit o răspândire largă.

Pe lângă metoda cinematică, tehnica folosește și puterea. Particularitatea sa constă în faptul că pentru a face o întoarcere, roțile de pe o parte încetinesc, în timp ce pe cealaltă parte continuă să se miște cu aceeași viteză. Și deși această metodă de schimbare a direcției pe mașinile de pasageri nu a primit distribuție, este încă folosită pe ele, dar într-o capacitate ușor diferită - ca sistem de stabilitate a cursului de schimb.

Acest ansamblu de vehicul este format din trei elemente principale:

• coloana de directie;
• mecanism de direcție;
• antrenare (sistem de tije și pârghii);

Nod de direcție

Fiecare componentă are propria sa sarcină.

Coloana de directie

Efectuează transferul forței de rotație pe care o creează conducătorul pentru a schimba direcția. Se compune dintr-un volan situat in habitaclu (soferul actioneaza asupra acestuia prin rotirea lui). Este plantat rigid pe arborele coloanei. În dispozitivul acestei părți a direcției, se folosește adesea un arbore, împărțit în mai multe părți, interconectate prin articulații cardanice.

Acest design nu este doar făcut. În primul rând, vă permite să schimbați unghiul volanului în raport cu mecanismul, pentru a-l schimba într-o anumită direcție, ceea ce este adesea necesar la asamblarea componentelor unei mașini. În plus, acest design vă permite să creșteți confortul cabinei - șoferul poate schimba poziția volanului în ceea ce privește raza de acțiune și înclinare, oferind cea mai confortabilă poziție.

În al doilea rând, coloana de direcție compozită tinde să se „rupă” în cazul unui accident, reducând probabilitatea de rănire a șoferului. Concluzia este aceasta - într-un impact frontal, motorul se poate deplasa înapoi și împinge mecanismul de direcție. Dacă arborele coloanei ar fi solid, schimbarea poziției mecanismului ar duce la ieșirea arborelui cu volanul în habitaclu. În cazul unei coloane compozite, mișcarea mecanismului va fi însoțită doar de o modificare a unghiului unei componente a arborelui față de a doua, iar coloana în sine rămâne nemișcată.

Sistemul de direcție

Proiectat pentru a transforma rotația arborelui coloanei de direcție în mișcări de translație ale elementelor de antrenare.

Cele mai utilizate pe scară largă în autoturismele sunt mecanismele de tip „cremator al vitezei”. Anterior, se folosea un alt tip - „rola de vierme”, care acum este folosit în principal pe camioane. O altă opțiune pentru camioane este „șurubul”.

"pinion-cremail"

Tipul de răspândire „cremator de viteze” primit datorită dispozitivului relativ simplu al mecanismului de direcție. Acest ansamblu structural constă din trei elemente principale - o carcasă în care este plasată un angrenaj și un suport perpendicular pe acesta. Între ultimele două elemente există o angrenare permanentă.

Acest tip de mecanism funcționează astfel: angrenajul este legat rigid de coloana de direcție, astfel încât se rotește cu arborele. Datorită conexiunii angrenajului, rotația este transmisă șinei, care, sub un astfel de impact, este deplasată în interiorul carcasei într-o direcție sau alta. Dacă șoferul întoarce volanul spre stânga, interacțiunea treptei de viteză cu cremaliera face ca acesta din urmă să se deplaseze spre dreapta.

Adesea, mecanismele cu cremalieră cu un raport de transmisie fix sunt utilizate pe mașini, adică intervalul de rotație al volanului pentru a schimba unghiul roților este același în toate pozițiile lor. De exemplu, să presupunem că este nevoie de 1 rotire completă a volanului pentru a roti roțile cu 15°. Deci, indiferent de poziția în care se află roțile directoare (extrem, drept), pentru a vira la unghiul specificat, va trebui să faceți 1 viraj.

Dar unii producători auto instalează pe mașinile lor mecanisme cu un raport de viteză care se schimbă. Mai mult, acest lucru se realizează destul de simplu - prin schimbarea unghiului de poziție a dinților pe șină în anumite zone. Efectul acestui rafinament al mecanismului este următorul: dacă roțile sunt drepte, atunci este nevoie de 1 rotire pentru a-și schimba poziția cu același 15 ° (exemplu). Dar dacă se află în poziția extremă, atunci din cauza raportului de transmisie schimbat, roțile se vor întoarce la unghiul specificat după doar o jumătate de rotație. Ca rezultat, intervalul de direcție de la capăt la capăt este semnificativ mai mic decât într-un mecanism cu raport fix.

Raft cu raport de transmisie variabil

Pe lângă simplitatea dispozitivului, se folosește și tipul cu cremalieră și pinion, deoarece într-un astfel de design este posibil să se implementeze dispozitivele de acționare ale amplificatorului hidraulic (GUR) și amplificatorului electric (EUR), precum și electro- hidraulice (EGUR).

"rola de vierme"

Următorul tip, „rolerul-vierme”, este mai puțin obișnuit și acum practic nu este utilizat pe autoturismele de pasageri, deși poate fi găsit pe mașinile VAZ din familia clasică.

Acest mecanism se bazează pe un angrenaj melcat. Viermele este un șurub cu un filet de profil special. Acest șurub este situat pe arborele conectat la coloana de direcție.

Filetul acestui vierme este în contact cu o rolă conectată la arborele pe care este montat bipodul - o pârghie care interacționează cu elementele de antrenare.

Unelte melcate

Esența mecanismului este următoarea: atunci când arborele se rotește, șurubul se rotește, ceea ce duce la mișcarea longitudinală a rolei de-a lungul filetului său. Și întrucât rola este montată pe arbore, această deplasare este însoțită de rotația acestuia din urmă în jurul axei sale. Aceasta, la rândul său, duce la o mișcare semicirculară a bipodului, care acționează asupra acționării.

Mecanismul de tip „rolă vierme” de pe autoturisme a fost abandonat în favoarea „crematorului și pinionului” din cauza imposibilității integrării unui servomotor hidraulic în acesta (era încă disponibil la camioane, dar actuatorul a fost îndepărtat), precum și ca un design de unitate destul de complex.

tip șurub

Designul mecanismului cu șurub este și mai complicat. Are si un surub filetat, dar nu este in contact cu rola, ci cu o piulita speciala, pe a carei latura exterioara se afla un sector dintat care interactioneaza cu acelasi, dar realizat pe axul bipodului. Există și mecanisme cu role intermediare între piuliță și sectorul angrenajului. Principiul de funcționare a unui astfel de mecanism este aproape identic cu angrenajul melcat - ca urmare a interacțiunii, arborele se rotește și trage bipodul, iar acesta, la rândul său, este unitatea.

Sistem de direcție cu șuruburi

Pe mecanismul cu șurub poate fi instalat un rapel hidraulic (piulița acționează ca un piston), dar nu este folosit la autoturisme din cauza masivității structurii, motiv pentru care este folosit doar la camioane.

Unitatea de antrenare

Acționarea în designul direcției este utilizată pentru a transfera mișcarea rack-ului sau a bipodului către roțile de direcție. Mai mult, sarcina acestei componente este de a schimba poziția roților în diferite unghiuri. Acest lucru se datorează faptului că roțile se mișcă pe diferite raze la întoarcere. Prin urmare, roata din partea interioară, la schimbarea traiectoriei de mișcare, trebuie să se rotească la un unghi mai mare decât cea exterioară.

Designul unității depinde de mecanismul utilizat. Așadar, dacă pe o mașină se folosește un „angrenaj cu cremalieră”, atunci acționarea constă din doar două tije conectate la articulația de direcție (care este bara de suspensie) prin intermediul unui vârf de bilă.

Aceste tije pot fi atașate la șină în două moduri. Mai puțin obișnuită este fixarea lor rigidă prin șuruburi (în unele cazuri, legătura se face printr-un silent block). Pentru o astfel de conexiune, în corpul mecanismului a fost realizată o fereastră longitudinală.

O metodă mai comună de biele este o conexiune rigidă, dar mobilă la capetele șinei. Pentru a asigura o astfel de conexiune, la capătul ambelor tije se realizează un vârf de bilă. Cu ajutorul unei piulițe, această minge este apăsată pe șină. Când acesta din urmă se mișcă, tija își schimbă poziția, ceea ce asigură legătura existentă.

În acționările în care se folosește mecanismul „rolă-vierme”, designul este mult mai complicat și este un întreg sistem de pârghii și tije, numit trapez de direcție. Deci, de exemplu, pe VAZ-2101, unitatea constă din două tije laterale, una din mijloc, o pârghie pendulară și articulații cu pârghii. Totodată, pentru a asigura posibilitatea modificării unghiului poziției roții, articulația de direcție este atașată de brațele suspensiei cu ajutorul a doi rulmenți cu bile (superior și inferior).

Un număr mare de componente, precum și conexiunile dintre ele, fac acest tip de unitate mai predispus la uzură și joc. Acest fapt este un alt motiv pentru a abandona angrenajul melcat în favoarea pinionului și cremalierei.

"Părere"

Este de remarcat faptul că în mecanismul de direcție există și așa-numitul „feedback”. Șoferul nu numai că acționează asupra roților, ci prin intermediul acestuia primește și informații despre caracteristicile mișcării roților de-a lungul drumului. Acest lucru se manifestă sub formă de vibrații, smucituri, crearea de forțe direcționate definitiv asupra volanului. Aceste informații sunt considerate foarte importante pentru evaluarea corectă a comportamentului mașinii. Dovadă în acest sens este faptul că la mașinile echipate cu servodirecție și EUR, designerii au reținut „feedback-ul”.

Dezvoltari avansate

Acest nod continuă să fie îmbunătățit, astfel că cele mai recente realizări sunt sistemele:

• Direcție activă (dinamică). Vă permite să schimbați raportul de viteză al mecanismului în funcție de viteza mașinii. Îndeplinește și o funcție suplimentară - reglarea unghiului roților din față în viraje și la frânare pe drumuri alunecoase.
• Direcție adaptivă (control prin fir). Acesta este cel mai nou și mai promițător sistem. Nu are legătură directă între volan și roți, totul funcționează datorită senzorilor și actuatoarelor (servo). Sistemul nu a primit încă o distribuție largă din cauza factorilor psihologici și economici.

sistem „camă cu fir”.

Concluzie

În general, mecanismul este o unitate destul de fiabilă, care nu necesită nicio întreținere. Dar, în același timp, funcționarea direcției unei mașini implică diagnosticarea în timp util pentru a identifica defecțiunile.

Designul acestui nod constă din multe elemente cu articulații mobile. Și acolo unde există astfel de conexiuni, de-a lungul timpului, din cauza uzurii elementelor de contact, în ele apar jocuri care pot afecta semnificativ manevrarea mașinii.

Complexitatea diagnosticării direcției depinde de designul său. Așadar, în nodurile cu mecanismul cu cremalieră, nu există atât de multe conexiuni care trebuie verificate: vârfuri, cuplarea vitezei cu cremaliera, articulațiile universale ale coloanei de direcție.

Dar cu un angrenaj melcat, datorită designului complex al unității, există mult mai multe puncte de diagnosticare.

În ceea ce privește lucrările de reparații în cazul unei defecțiuni a ansamblului, vârfurile sunt pur și simplu înlocuite în caz de uzură severă. În mecanismul de direcție, în stadiul inițial, jocul poate fi îndepărtat prin reglarea angrenajului, iar dacă acest lucru nu ajută, prin reasamblarea ansamblului folosind kituri de reparații. Arborele cardanic al coloanei, precum și vârfurile, sunt pur și simplu înlocuite.

În procesul de conducere, șoferul se confruntă cu o nevoie constantă de a controla mașina și drumul. Foarte des este nevoie de schimbarea modului de deplasare: intrarea sau ieșirea din parcare, schimbarea direcției de mers (întors, întoarcere, refacere, înaintare, depășire, ocolire, întoarcere, etc.), oprire sau parcare. Implementarea acestor acțiuni este asigurată de direcția mașinii, care este unul dintre cele mai importante sisteme ale oricărui vehicul.

Dispozitiv general și principiu de funcționare

Dispozitivul general de direcție, în ciuda numărului mare de componente și ansambluri, pare a fi destul de simplu și eficient. Logistica și optimitatea proiectării și funcționării sistemului este dovedită cel puțin de faptul că de mulți ani de teorie și practică a industriei auto, direcția nu a suferit modificări esențiale globale. Inițial, include trei subsisteme principale:

1. o coloană de direcție concepută pentru a transmite mișcarea de rotație a volanului;
2. mecanism de direcție - un dispozitiv care transformă mișcările de rotație ale volanului în mișcări de translație ale pieselor de antrenare;
3. mecanism de directie, cu scopul de a aduce functiile de control la rotile pivotante.

Pe lângă principalele subsisteme, camioanele grele, vehiculele navetă și multe mașini moderne au un dispozitiv special de servodirecție care vă permite să utilizați efectul de forță creat, facilitând mișcarea acestuia.

Astfel, schema de direcție este destul de simplă și funcțională. Volanul, ca unitate primară, binecunoscută fiecărui șofer, sub influența gândurilor sale și influența forței, efectuează mișcări de rotație în direcția cerută. Aceste mișcări sunt transmise prin intermediul arborelui de direcție către un mecanism special de direcție, unde cuplul este convertit în mișcări în plan. Acestea din urmă, prin intermediul acționării, comunică unghiurilor de rotație dorite roților de control. La rândul lor, amplificatoarele pneumatice, hidraulice, electrice și de altă natură (dacă există) facilitează rotirea volanului, făcând procesul de conducere a unui vehicul mai confortabil.
Acesta este principiul de bază prin care funcționează direcția unei mașini.

Coloana de directie

Schema de direcție include în mod necesar o coloană, care constă din următoarele părți și ansambluri:

• volan (sau volan);
• arborele (sau arborele) coloanei;
• coloană de carcasă (țeavă) cu rulmenți proiectați să rotească arborele (arborele);
• elemente de fixare pentru a asigura imobilitatea și stabilitatea structurii.

Schema de funcționare a coloanei constă în aplicarea efortului unui șofer pe volan și transmiterea ulterioară a mișcărilor direcțional-rotaționale ale volanului către întregul sistem, dacă șoferul dorește să schimbe modul de conducere al vehiculului.

Sistemul de direcție

Mecanismul de direcție al oricărei mașini este o modalitate de a transforma rotația coloanei în mișcările de translație ale mecanismului de direcție. Cu alte cuvinte, funcțiile mecanismului se reduc la a se asigura că turele volanului se transformă în mișcările necesare ale tijelor și, bineînțeles, ale roților.


Mecanismul de direcție este variabil. În prezent, este reprezentat de două principii de bază - melc și cremalieră, care diferă prin modul în care convertesc cuplul.
Aranjamentul general al mecanismului de direcție de tip vierme include:

1. câteva părți „rola de vierme”;
2. carterul perechii respective;
3. braț de direcție.

Servodirecție

Direcția mașinilor moderne este echipată cu o opțiune suplimentară specială - un amplificator. Servodirecția este un subsistem format dintr-un mecanism care poate reduce semnificativ eforturile șoferului la întoarcerea volanului și la conducere.


Principalele tipuri de servodirecție sunt:

1. rapel pneumatic (folosind puterea aerului comprimat);
2. rapel hidraulic (pe baza unei modificări a presiunii unui fluid special);
3. amplificator electric (funcționează pe baza unui motor electric);
4. booster electrohidraulic (aplicând principiul combinat de funcționare);
5. amplificator mecanic (un mecanism special cu un raport de transmisie crescut).

Inițial, sistemul de amplificare a fost utilizat pe echipamente de mare capacitate și de dimensiuni mari. Aici, forța musculară a șoferului nu a fost în mod clar suficientă pentru a efectua manevra intenționată. În autoturismele moderne, acestea sunt folosite ca mijloc de a oferi confort la rulare.

Fundamentele de funcționare a sistemului de control

În timpul funcționării mașinii, componentele și ansamblurile individuale incluse în sistemul de direcție devin treptat inutilizabile. Mai ales, se agravează în condițiile de deplasare pe drumuri de proastă calitate. Atenția insuficientă a șoferului acordată prevenirii defecțiunilor, precum și calitatea proastă a pieselor de schimb și a componentelor, contribuie, de asemenea, la deteriorarea sistemului. Nu ultimul rol îl joacă slaba calificare a militarilor, cărora șoferul le încredințează întreținerea mașinii sale.

Importanța sistemului de control al vehiculului se datorează cerințelor generale de siguranță rutieră. Deci, normele „Prevederilor de bază pentru admiterea vehiculului în exploatare...” și clauza 2.3.1 din SDA interzic categoric deplasarea (chiar și către un service auto sau loc de parcare) pe un vehicul dacă există defecțiuni în sistemul de directie. Aceste defecte includ:

• depășirea jocului liber admis (recol) al volanului (10 grade pentru mașini, 25 pentru camioane, 20 pentru autobuze);
• piese și ansambluri mobile ale sistemului de control nefurnizate de producător;
• prezența slăbiciunii în conexiunile filetate;
• funcționarea necorespunzătoare a servodirecției.

Cu toate acestea, această listă de defecte nu este exhaustivă. În plus față de acestea, există și alte defecte „populare” în sistem:

1. rotire puternică sau lipire a volanului;
2. ciocănirea sau bătaia, cedarea în volan;
3. scurgeri de sistem etc.

Astfel de defecțiuni sunt considerate acceptabile în timpul funcționării mașinii, dacă nu provoacă deficiențele sistemului observate anterior.

Rezuma. Direcția este una dintre cele mai importante componente ale designului unui vehicul modern. Necesită monitorizarea constantă a stării sale și implementarea unor servicii și întreținere la timp și de înaltă calitate.