5.3. Dispozitiv de direcție și funcționare
Direcția este utilizată pentru a roti roțile din față ale mașinii în timpul deplasării sale și constă dintr-un mecanism de direcție și o direcție. Pentru ca roțile mașinii să se deplaseze într-un colț fără alunecare laterală, roțile direcționate trebuie să fie rotite în unghiuri diferite: roata interioară este un unghi mai mare, iar cea exterioară este mai mică.
Mecanismul de direcție este utilizat pentru a converti mișcarea de rotație a volanului în mișcare de translație liniară transmisă roților. Pentru mișcare rectilinie, trebuie să transformați mișcarea de rotație a volanului într-un leagăn al bipodului de direcție sau să creați o mișcare reciprocă a suportului de direcție. În plus, mecanismul de direcție asigură un raport de viteză de reducere, datorită căruia forța exercitată de șofer pentru a controla roțile este redusă. Acest lucru este deosebit de important atunci când mașina este staționată sau se mișcă lent, iar volanul este cel mai dificil de rotit.
Relația dintre unghiul de rotație al volanului și unghiul de rotație al roților se numește raportul de viteză al direcției. Raporturile de angrenare pot fi constante și variabile. Direcția cu un raport de viteză constant se numește „liniar”. Cu direcția liniară, rotirea volanului un număr fix de grade deplasează roțile directoare cu un unghi proporțional, în funcție de raportul de viteză, pentru orice poziție a direcției.
Direcția variabilă a raportului de viteză este denumită „proporțională”. Cu o direcție proporțională, raportul de schimbare se schimbă cu fiecare rotire a volanului. De regulă, pe măsură ce unghiul de direcție crește, viteza de schimbare a unghiului de rotație a roților crește. Raportul de angrenare este unghiul de rotație al volanului împărțit la unghiul de rotație al roților.
De obicei, raportul de reducere a direcției este cuprins între 14: 1 și 22: 1. Pentru rapoartele de angrenare de la 14: 1 la 18: 1, de obicei este necesară o servodirecție. Pentru a muta roțile între pozițiile extreme, trebuie să rotiți volanul 3-4 rotații complete. Mecanismul de direcție trebuie să fie suficient de puternic și să reziste la sarcinile diferite la care este supus în diferite condiții de conducere. Șoferul nu trebuie să simtă șocurile care însoțesc mișcarea prin volan.
5.3.1. Mecanismul de direcție
Există mai multe modele diferite pentru angrenajele de direcție, dar există două tipuri principale:
Angrenajele de direcție cu mișcare de rotație (Fig. 5.26);
Fig. 5.26. Angrenaj de direcție rotativ
Angrenajele de direcție cu o mișcare de alunecare (Fig. 5.27).
Fig. 5.27. Mecanismul de direcție cu mișcare glisantă
Direcție rotativă
Angrenajele de direcție rotative au diverse modele:
Angrenaj de direcție cu șurub cu bile;
Mecanismul de direcție „piuliță cu șurub” cu inele de glisare;
Angrenaj de direcție pentru sectorul viermilor;
Angrenaj de direcție cu role de vierme;
Mecanismul de direcție cu viermele și degetul cu role.
În fig. 5.28 prezintă un dispozitiv de direcție cu șurub cu bilă. Folosește mai multe bile care circulă pe „căile” formate de caneluri în piulița de direcție și pe axul de direcție. Când arborele de direcție se rotește, bilele se rostogolesc de-a lungul „căilor” și forțează piulița direcției să se deplaseze în sus sau în jos pe axul de direcție. Bipodul de direcție rotește sectorul angrenajului, care este ochiuri cu dinții de pe piulița de direcție.
Fig. 5,28. Angrenaj de direcție cu șurub cu bile
Raportul de angrenaj al acestui mecanism de direcție este constant. Bilele reduc frecarea între elementele mobile, astfel încât direcția de acest tip nu este practic supusă uzurii. Reglarea crescută a angrenajului de direcție poate fi de obicei eliminată prin reglarea poziției arborelui de direcție.
În fig. 5.29 prezintă direcția cu un vierme și un deget cu role. Designul său folosește un vierme cilindric cu un pas inegal. Când viermul se rotește, degetul conic se mișcă axial de-a lungul viermului. Bipodul de direcție este fixat pe arborele corespunzător conectat la deget și poate fi rotit cu 70 °. Uzura elementelor de lucru ale acestui mecanism este relativ scăzută, jocul în axul de direcție și între deget și vierme este reglabil. Raportul de angrenaj al angrenajului de direcție cu viermele și pivotul se schimbă proporțional datorită pasului inegal al viermei.
Fig. 5.29. Mecanismul de direcție cu vierme și știft
Angrenajul de direcție pentru sectorul de viermi este prezentat în fig. 5.30.
Fig. 5.30. Angrenaj de direcție pentru sectorul de viermi
În acest tip de angrenaj de direcție, la capătul arborelui de direcție este prevăzut un vierme cilindric, care mișcă sectorul angrenajului. Avantajul angrenajului cu vierme este că este ușor de obținut un raport de viteză mare - până la 22: 1. Sectorul de angrenaje este angrenat în mod constant cu viermele, orice rotație a arborelui de direcție determină rotația sectorului de angrenare. Bipodul de direcție este fixat pe sectorul angrenajului și poate fi rotit cu 70 °. Uzura angrenajului de direcție de acest tip este relativ mare datorită frecării glisante a elementelor de lucru. Dezavantajul mecanismului de direcție al sectorului vierme este că șoferul trebuie să exercite o forță considerabilă asupra volanului.
În fig. 5.31 prezintă un dispozitiv de direcție cu piulițe cu șurub cu șuruburi.
Fig. 5.31. Angrenaj de direcție cu piulițe cu șuruburi
Prin principiul acțiunii, acest mecanism este similar cu mecanismul de direcție cu circulația bilelor. Inelele glisante amplasate în partea laterală a piuliței de direcție transmit mișcarea piuliței către furca de direcție. Bipodul de direcție montat pe arborele bipod, care se află pe furca de direcție, se rotește cu 90 °. Uzura mecanismului de direcție de acest tip, cauzată de frecare, este de obicei mare. Raportul de viteză este constant.
Fig. 5.32 este un mecanism de direcție cu role de vierme.
Fig. 5.32. Angrenaj de direcție cu role de vierme
În acest mecanism de direcție, o rolă este utilizată în locul sectorului de angrenaje pentru a transmite mișcarea de la vierme. Viermele din acest mecanism de direcție este redus la un con spre centru și ia o formă asemănătoare cu o clepsidră (globoid). Avantajul acestei forme de vierme este faptul că permite rolei să se rotească în raport cu centrul său, iar acest lucru reduce dimensiunea mecanismului de direcție. Bipodul de direcție este atașat la arborele cu role și poate fi rotit cu 90 °. Raportul de viteză rămâne constant. Reglarea sporită poate fi eliminată prin reglarea poziției arborelui de direcție.
Angrenaj de direcție glisant
În fig. 5.33 prezintă un mecanism de direcție cu un pas al dinților constant - cel mai obișnuit tip de direcție utilizat în mașinile moderne.
Fig. 5.33. Mecanismul de direcție cu pas constant al dinților
În mecanismele de direcție cu cremalieră și pinion, o roată rotativă este utilizată pentru a crea mișcare liniară a suportului. Dinții angrenajului sunt angajați în mod constant cu dinții rack și orice mișcare a axului coloanei de direcție determină o mișcare laterală a suportului de direcție. Mișcarea șinei este transmisă direct la tijele de direcție montate la ambele capete ale șinei. Îmbinările cu bilă situate între suport și tije oferă o mișcare verticală independentă a tijelor de direcție. Suportul este ținut în legătură cu angrenajul folosind un suport de prindere încărcat cu arc care reglează orice spațiu între dinți. Fricțiunea glisantă dintre cremalieră și pinion are un efect de amortizare și absoarbe șocurile care apar în timpul mișcării.
Printre avantajele mecanismului de direcție al cremalierului și al pinionului se află direcția directă. Raportul de viteză este constant.
În fig. 5.34 prezintă un suport de direcție cu un pas de dinți variabil. Pentru claritate, carcasa și mecanismul de direcție nu sunt prezentate.
Fig. 5,34. Suport variabil pentru direcția dinților
Mecanismul de direcție cu cremalieră și pinion cu pas de dinți variabil funcționează la fel ca direcția descrisă mai sus, cu pas constant. În centrul suportului, pasul dintelui este mai mare decât la margini. Un pas variabil face posibilă creșterea raportului angrenajului de direcție pe măsură ce viteza se rotește. Dintii din centrul raftului asigura o mai mare miscare a cremalierei cu fiecare rotire a angrenajului, ceea ce necesita o forta relativ mare. Dintii de la capetele suportului asigura o mai mica miscare a cremalierei, ceea ce necesita un efort relativ mic al soferului. Pentru a elimina acest dezavantaj, sistemele de servodirecție sunt instalate pe mașinile moderne. De fapt, în acest sistem, cu cât volanul se învârte, cu atât mai puțin efort. Când conduceți în linie dreaptă, direcția este mai grea decât la întoarcerea volanului în poziția limită - acest lucru facilitează manevrarea și parcarea.
În mecanismul de direcție pentru cremalieră și pinion cu pas variabil, este prevăzut un raport de viteză în creștere proporțional.
În fig. 5.35 (a se vedea, de asemenea, fisa de culoare din Fig. CV 5.35) prezintă un sistem tipic de servodirecție hidraulică echipat cu o pompă de fluid care servește la alimentarea fluidului hidraulic sub presiune circuitului hidraulic. Pompa poate avea o acționare electrică și să se afle în rezervorul servodirecției sau să aibă o acțiune mecanică de la motor.
Fig. 5.35. Sistem hidraulic de servodirecție
Pompele mecanice sunt de obicei echipate cu un rezervor separat pentru fluidul de lucru. Lichidul hidraulic sub presiune creat de pompă intră în supapa de control a bobinei în mecanismul de direcție. Când arborele de direcție este în poziție dreaptă, fluidul de lucru trece prin supapa de control a bobinei și se întoarce în rezervor. Când volanul este rotit, supapa de control a bobinei direcționează fluidul de lucru spre partea corespunzătoare a pistonului, care este amplasat în cilindrul de la capătul sistemului de direcție al cremalierului și al pinionului. O tijă atașată la piston este conectată la cremalieră și orice presiune a fluidului de lucru care acționează asupra pistonului ajută la mișcarea raftului. Lichidul de lucru din spate este returnat în rezervor prin supapa de control a bobinei. Când volanul este rotit în cealaltă direcție, are loc procesul opus. Dacă servodirecția eșuează, acțiunea mecanică a mecanismului de direcție este menținută, însă va trebui să se aplice o forță mult mai mare.
5.3.2. Mecanismul de direcție
Angrenajul de direcție este utilizat pentru a transmite efortul șoferului prin volan către roțile direcționate ale vehiculului. Mecanismul de direcție transformă mișcarea de rotație a volanului într-o mișcare rectilinie care atrage tracțiunea volanului. Mișcarea convertită se transmite de la mecanismul de direcție la cel de direcție. Îmbinările cu bile la capetele tijelor de direcție longitudinale și transversale oferă posibilitatea unor mișcări rotative și de rotație în antrenare. Dispunerea și numărul tijelor de prindere a angrenajului de direcție depinde de proiectarea osiei și suspensiei.
Opțiuni de dispunere a angrenajului de direcție
Cea mai simplă proiectare a acționării direcției este o tijă de direcție transversală cu o singură secțiune, deplasată de bipodul de direcție (Fig. 5.36). Bipodul de direcție împinge sau trage tijă longitudinală pentru a deplasa pârghia, care este conectată la articulația pivotă de pe unghia de direcție. O tijă de legătură conectează ambele articulații de direcție pe unghiile de direcție ale roților din față ale vehiculului. Orice mișcare a uneia dintre articulațiile pivotante este transmisă prin legătura de direcție la articulația de pe articulația opusă.
Fig. 5.36. Mecanismul de direcție cu un disc de secțiune
Acest tip de angrenaj de direcție este utilizat în mod obișnuit la vehiculele cu o axă rigidă în care distanța dintre pârghiile manelelor de direcție nu se modifică. Pentru a conecta tija longitudinală cu pârghiile manechinelor de direcție sunt articulații cu bilă.
În fig. 5.37 prezintă o versiune modificată a unei tije de direcție cu o singură secțiune - un dispozitiv de direcție cu o tijă de direcție în două secțiuni, mișcat de un bipod. Bipodul de direcție trage sau împinge două tije de direcție separate, care sunt conectate la pârghiile manelelor de direcție prin intermediul îmbinărilor cu bilă. Prin mișcarea tijei de direcție se rotește articulațiile pivotante pe articulațiile de direcție. Acest tip de angrenaj de direcție este utilizat de obicei la vehiculele cu suspensie independentă, în care rosturile pivotante se pot deplasa una independent de cealaltă.
Fig. 5.37. Angrenaj cu direcție în două secțiuni
În fig. Este prezentat un dispozitiv de direcție cu o tija în trei secțiuni, mișcat de un bipod. 5.38. Această tijă de direcție are o pârghie de pendul care transmite mișcarea direcției în partea opusă a vehiculului. Acest tip de angrenaj de direcție este utilizat la vehiculele cu suspensie independentă, dar această opțiune de proiectare are un cost ridicat.
Fig. 5.38. Mecanismul de direcție cu pescaj de direcție în trei secțiuni
Tija de direcție în trei secțiuni asigură cel mai înalt grad de precizie și control maxim asupra direcției. Când mașina se deplasează pe drumuri accidentate, tremururile sunt transmise șoferului și mecanismului de direcție către șofer. Pentru a atenua aceste șocuri, pe dispozitivul de direcție este instalat un amortizor. Amortizoarele de direcție pot fi încorporate în mecanismul de direcție de orice tip (Fig. 5.39), dar nu sunt adesea utilizate în vehiculele cu direcție pentru cremalieră și pinion. Un amortizor de direcție ajută la contracararea creșterii efortului pe volan și a mișcării inadvertente a volanului.
Fig. 5.39. Amortizatoare de direcție
În fig. 5.40 prezintă angrenaje de direcție cu tije de direcție în două secțiuni ale unui suport mobil. În sistemul de direcție al cremalierului și al pinionului, două tije de direcție sunt utilizate pentru a transmite direcția la butoanele de direcție.
Fig. 5.40. Angrenajele de direcție cu tije de direcție în două secțiuni
Există, de asemenea, suporturi de direcție pentru conectarea la butoanele de direcție. Folosesc angrenaje de direcție cu un design similar. Mișcarea rectilinie a suportului de direcție se transmite printr-o articulație cu bilă la tijele de direcție.
5.3.3. Diagnosticarea și întreținerea direcției de suspensie față, spate și direcție
Defecțiuni și soluții
Cantitatea de rotire gratuită a volanului este indicată în instrucțiunile de exploatare ale vehiculului. Jocul liber crescut este detectat prin balansarea volanului. Pot exista mai multe motive pentru apariția sa:
Slăbirea piulițelor pentru fixarea articulațiilor cu bile ale tijelor;
Distanța crescută a îmbinărilor cu bile ale tirantelor de direcție;
Distanță crescută a articulațiilor cu bile ale brațelor suspensiei din față;
Zăpadă ca urmare a uzurii rulmenților roților din față;
Reversul ca urmare a uzurii dinților angrenajului de direcție;
Oglindă în cuplajul elastic care conectează mecanismul de direcție la arborele volanului;
Revers la rulmenții unui volan al unui volan.
Pentru a elimina defecțiunea, este necesar să verificați etanșeitatea tuturor elementelor de fixare și să înlocuiți piesele uzate.
Zgomotul (bate) în direcție poate provoca următoarele motive:
Desfacerea piulițelor de pe articulațiile cu bile ale tijelor;
Măriți distanța dintre suportul șinei și piulița;
Slăbirea piulițelor de fixare a mecanismului de direcție, precum și toate defecțiunile de mai sus.
Rotire constantă a volanului:
Daune la rulmentul arborelui superior de susținere a volanului;
Scăderea presiunii aerului la pneurile roților înainte;
Deteriorarea părților suportului telescopic și a suspensiei roților;
Încălcarea pompei servodirecției;
Particule străine care intră în sistemul hidraulic de direcție;
Creșterea nivelului de ulei în rezervorul pompei de direcție;
Purtați sau deteriorați direcția și manșetele pompei;
Furtunuri hidraulice uzate.
Pentru a elimina defecțiunile, este necesar să verificați etanșeitatea tuturor elementelor de fixare și să înlocuiți componentele și piesele uzate, precum și să verificați nivelul lichidului de servodirecție și să înlocuiți piesele uzate și deteriorate ale servodirecției.
Din cartea Zboruri cu echipaj către lună autorul Șuneiko Ivan Ivanovici2.1. Sistem de control cu \u200b\u200bjet Apollo. Caracteristici generale ale sistemului de control Toate cele 3 compartimente ale navei Apollo - compartimentul de comandă, compartimentul de serviciu și nava lunară - au sisteme independente de control reactiv (Fig. 21.1). Fig. 21.1. Nava Apollo: 1 - navă lunară; 2 -
Din cartea Inginerie termică autorul Burkhanova Natalya Din cartea Determinarea și soluționarea defecțiunilor pe cont propriu într-o mașină autorul Zolotnitsky VladimirFuncționarea sistemului de control de urgență în strapdown Cele două secțiuni în care funcționarea sistemului de control de urgență sunt influențate cel mai mult de dinamica zborului navei lunare sunt secțiunile de coborâre și creștere (de obicei separate de o durată de timp, în
Din cartea The Last Dash of Soviet Tank Builders autorul Apukhtin Yuri Din cartea Aviation World 2000 01 autorul Autor necunoscutDiagnosticarea defecțiunilor unei direcții și eliminarea lor Transferul crescut, dar o roată a drumului se zdruncină atunci când mașina se deplasează. Simțul vibrațiilor și loviturile de pe volan Diagnosticul elementelor de direcție scade la ascultarea loviturilor în timpul ascuțitului
Din cartea Deservim și reparam Volga GAZ-3110 autorul Zolotnitsky Vladimir AlekseeviciLucrări în domeniul STK Acest „Hai să vedem” își încheie jurnalul, nu am mai păstrat alte înregistrări din cauza unor perspective inutile de creare a unui rezervor, nimic nu s-a schimbat fundamental și munca a continuat în același spirit ca în 1989. După ce am fost ales președinte
Din cartea Sfaturi Mecanic auto: întreținere, diagnostic, reparații autor Savosin SergeyOpera bărbaților Vladimir RATKIN Moscova „Zumzetul motoarelor a încălcat liniștea postului nostru de comandă. Deodată am auzit pe cineva care scârțâia, chemând ajutorul tuturor sfinților. ... M-am gândit probabil un fel de accident din nou. La această oră a fost neplăcut. În mod regulat la zece seara
Din cartea Camioane. Conducerea podurilor autor Melnikov IlyaPosibile probleme de direcție cu
Din cartea Camioane. Mecanisme de distribuție a manivelei și a gazelor autor Melnikov Ilya2.2. Proiectare și funcționare Un motor pe benzină este un motor cu piston alternativ și motor cu aprindere pozitivă care rulează pe un amestec combustibil-aer. În procesul de ardere, energia chimică stocată în combustibil este transformată în căldură și
Din cartea Istoria ingineriei electrice autorul Echipa de Autori4.1. Dispozitiv și funcționare Pentru a transmite cuplul de la arborele cotit al motorului la roțile mașinii, aveți nevoie de un ambreiaj (dacă mașina are o cutie de viteze manuală), o cutie de viteze, un angrenaj cardan (pentru o mașină cu tracțiune din spate), o treaptă principală cu un diferențial și un jumătate ax
Din cartea autorului5.2. Dispunerea și funcționarea suspensiei din față și din spate Să luăm în considerare tipurile cele mai obișnuite de suspensie a punții față. Dublu dublu (Fig. 5.3). Fig. 5.3. Spina frontală cu dublu pumn
Din cartea autoruluiDefecțiuni la suspensie și direcție Defecțiunile de suspendare și de direcție includ: - creșterea liberă a jocului (volanării) a volanului; - forța crescută necesară pentru a roti roțile din față, direcția prea dură; - scurgeri
Din cartea autoruluiReglarea direcției Condiția tehnică a direcției afectează în mod direct siguranța mișcării, de aceea este necesară reglarea mecanismelor sale în timp util și mai ales cu atenție. Evaluează aproximativ starea tehnică a volanului, adică.
Din cartea autoruluiÎntreținerea sistemului de servodirecție Reversul direcției pe vehiculele cu servodirecție se măsoară cu motorul pornit. De regulă, servodirecția este ușor de întreținut. Chiar și atunci când pompa se defectează
Din cartea autoruluiSchema, funcționarea dispozitivului Mecanismul de distribuție a gazului include: un arbore cu came și antrenarea acestuia. Piese de transmisie - împingătoare cu bucșe de ghidare și cu poziția superioară a supapelor tije și balansoare, supape, casetele și arcurile lor de sprijin
Din cartea autorului5.5.4. SISTEME AUTOMATE DE GESTIONARE A PROCESELOR TEHNOLOGICE ȘI COMPLEXELOR DE GESTIONARE A URGENȚEI Lucrările la crearea sistemelor de control automat de procese (ACS TP) ale instalațiilor electrice au fost începute odată cu apariția
Următoarele cerințe se aplică angrenajului de direcție:
- raportul de viteză optim, care determină raportul dintre unghiul de rotație necesar al volanului și forța de pe acesta; - pierderi ușoare de energie în timpul funcționării (eficiență ridicată);
- capacitatea de a întoarce spontan volanul într-o poziție neutră, după ce șoferul a încetat să țină volanul într-o poziție întoarsă;
- ușoare goluri în articulațiile mobile pentru a asigura jocul mic sau rotirea liberă a volanului;
- fiabilitate ridicată.
Cele mai răspândite în mașinile de astăzi sunt angrenajele de direcție cu cremalieră și pinion.
Direcția cu raft și pinion fără servodirecție:
1 - carcasă;
2 - insert;
3 - primăvară;
4 - un deget sferic;
5 - articulație cu bile;
6 - accent;
7 - un suport de direcție;
8 - angrenaj
Proiectarea unui astfel de mecanism include un angrenaj montat pe arborele volanului și un suport de viteze conectat la acesta. Când volanul este rotit, suportul se deplasează spre dreapta sau spre stânga și, prin tijele de legătură atașate de acesta, întoarce roțile direcționate.
Motivele pentru utilizarea pe scară largă a unui astfel de mecanism pe autoturisme sunt: \u200b\u200bsimplitatea proiectării, greutatea redusă și costul de fabricație, eficiența ridicată, un număr mic de tije și balamale. În plus, carcasa direcției de cremalieră și pinion situată de-a lungul vehiculului lasă suficient spațiu în compartimentul motorului pentru a găzdui motorul, transmisia și alte componente ale vehiculului. Direcția pentru cremalieră și pinion are o rigiditate ridicată, ceea ce asigură un control mai precis al mașinii în timpul manevrelor ascuțite.
În același timp, mecanismul de direcție al cremalierului și al pinionului prezintă o serie de dezavantaje: sensibilitate crescută la șocuri de la denivelările rutiere și transmiterea acestor lovituri la volan; tendința la direcția vibrațională, încărcarea crescută a pieselor, dificultatea instalării unui astfel de mecanism de direcție pe mașinile cu suspendarea dependentă a roților direcționate. Aceasta a limitat domeniul de aplicare al acestui tip de mecanisme de direcție numai la mașini (cu o sarcină verticală pe axa direcționată de până la 24 kN), cu suspensii independente ale roților direcționate.
Servodirectie:
1 - lichid sub presiune ridicată;
2 - pistonul;
3 - lichid la presiune joasă;
4 - angrenaj;
5 - un suport de direcție;
6 - distribuitor de energie electrică;
7 - o coloană de direcție;
8 - pompă servodirecție;
9 - un rezervor pentru lichid;
10 - element de suspensie
Sistem de direcție tip „role cu vierme globoidale” fără servodirecție:
1 - role;
2 - viermele
Mașinile de pasageri cu suspensie dependentă de roți direcționate, camioane ușoare și autobuze, mașinile de fond sunt, de obicei, echipate cu angrenaje de direcție de tipul „role cu vierme globoidale”. Anterior, astfel de mecanisme au fost folosite și la mașinile cu suspensie independentă (de exemplu, familia VAZ-2105, -2107), dar acum sunt aproape înlocuite de mecanisme de direcție cu cremalieră și pinion.
Tipul mecanismului „Rulă de viermi globoidale” Este un tip de angrenaj cu vierme și constă dintr-un vierme globoidal (vierme cu diametru variabil) conectat la arborele de direcție și un role montat pe ax. Pe același arbore din afara carcasei reductorului se află o pârghie (bipod) cu care sunt conectate tijele de acționare ale direcției. Rotația volanului asigură rostogolirea rolei peste vierme, balansarea bipodului și rotirea roților direcționate.
În comparație cu angrenajele de direcție cu cremalieră și pinion, angrenajele cu vierme sunt mai puțin sensibile la transmiterea impactului din neregulile rutiere, asigură unghiuri de direcție maxime mari (o manevrabilitate mai bună a mașinii), se potrivesc bine cu o suspensie dependentă și permit transmiterea forțelor mari. Uneori, angrenajele de vierme sunt utilizate pentru mașini de înaltă clasă și mase proprii mari, cu suspendare independentă a roților direcționate, dar în acest caz, designul acționării direcției este complicat - se adaugă o legătură de direcție suplimentară și o pârghie de pendul. În plus, angrenajul cu vierme necesită ajustare și este costisitor de fabricat.
Piuliță cu șurub cu bile cu șurub - mecanism de direcție fără servodirecție (a):
1 - un caz;
2 - un șurub cu piuliță bilă;
3 - sectorul arborelui;
4 - dop de umplere;
5 - reglare de așezare;
6 - ax;
7 - sigilarea unui arbore de direcție;
8 - bipod;
9 - o copertă;
10 - etanșarea arborelui arborelui;
11 - inelul exterior al rulmentului sectorului arborelui;
12 - un inel de blocare;
13 - un inel de etanșare;
14 - capac lateral;
15 - plută;
cu amplificator hidraulic încorporat (b):
1 - o piuliță de reglare;
2 - rulment;
3 - un inel de etanșare;
4 - șurub;
5 - un caz;
6 - tija pistonului;
7 - distribuitor hidraulic;
8 - manșetă;
9 - un sigilant;
10 - arbore de intrare;
11 - sectorul arborelui;
12 - un capac de protecție;
13 - un inel de blocare;
14 - un inel de etanșare;
15 - inelul exterior al rulmentului sectorului arborelui;
16 - capac lateral;
17 - o piuliță;
18 - un șurub
Cel mai obișnuit mecanism de direcție pentru autocamioane și autobuze grele este un mecanism pentru sectorul cu șurub cu bile, cu piulițe. Uneori, angrenajele de direcție de acest tip pot fi găsite pe mașinile mari și scumpe (Mercedes, Range Rover etc.).
Când volanul este rotit, arborele mecanismului cu o canelură elicoidală se rotește și piulița pusă pe el se mișcă. În acest caz, o piuliță care are o rază de viteze la exterior rotește sectorul de angrenaje al arborelui bipod. Pentru a reduce frecarea într-o pereche șurub - piuliță, transferul forțelor în ea are loc cu ajutorul unor bile care circulă în canelura șurubului. Acest mecanism de direcție are aceleași avantaje ca angrenajul cu vierme discutat mai sus, dar are o eficiență ridicată, vă permite să transmiteți eficient eforturi mari și este bine integrat cu servodirecția hidraulică.
Mai devreme pe camioane, alte tipuri de mecanisme de direcție ar putea fi, de asemenea, găsite, de exemplu, „sectorul de vierme”, „manivelă cu șurub”, „maneta de conectare a șurubului - piuliță”. Pe mașinile moderne, astfel de mecanisme datorită complexității lor, nevoia de reglare și eficiență scăzută nu sunt practic utilizate.
Acest tip de echipament de direcție este instalat pe mașini individuale executive, precum și pe camioane grele și autobuze.
Mecanismul de direcție elicoidal al unui automobil include următoarele elemente principale: un șurub montat pe arborele volanului; o piuliță care se mișcă de-a lungul unui șurub; cutie de viteze tăiată pe o piuliță; un sector de angrenaje conectat la o linie ferată; un bipod de direcție amplasat pe arborele sectorului, adică, două mecanisme de lucru sunt implicate în mecanism: o șurub-șurub și un sector dințat.
Șurubul și piulița utilizate în mecanismul de direcție elicoidal diferă de perechea elicoidală obișnuită, prin faptul că cavitățile special făcute între suprafețele laterale ale perechii sunt umplute cu bile.
Căile de rulare pentru bile sunt caneluri cu șuruburi realizate pe corpul șurubului și în piuliță. Când șurubul este rotit, bilele circulă în piuliță într-un cerc închis, rostogolindu-se din canalul șurubului prin orificiul de pe o parte a piuliței și revenind la piuliță prin canalul ocolitor din partea opusă.
Folosirea bilelor circulante face posibilă înlocuirea fricțiunii glisante într-o pereche șurub-piuliță prin frecare prin rulare, ceea ce crește eficiența transmisiei, atât în \u200b\u200bdirecție înainte, cât și în sens invers. Acest lucru îmbunătățește condițiile de stabilizare a roților direcționate, dar face și mecanismul destul de sensibil la șocurile de pe marginea drumului. Prin urmare, trebuie instalate amortizoare sau servodirecție pentru a elimina impactul.
Adâncimea canelurii elicoidale este variabilă, iar grosimea dintelui mijlociu al sectorului este crescută comparativ cu alți dinți pentru a preveni blocarea mecanismului de direcție în poziții extreme.
În mod fundamental, funcționarea unei angrenaje de direcție nu diferă prea puțin de cea a unei angrenaje cu vierme. Rotația volanului este însoțită de rotația șurubului, care deplasează piulița cu piulița. În acest caz, bilele circulă, reducând semnificativ frecarea dintre suprafețele șurubului.
Piulița cu ajutorul unui suport de viteze deplasează sectorul de angrenaje și cu acesta bipodul de direcție.
Distanța în angajarea tijei pistonului cu sectorul arborelui bipod se reglează prin mișcarea axială a arborelui bipod folosind un șurub de reglare special.
Diferența dintre perechea șurub-piuliță nu este reglabilă, prin urmare, fiabilitatea ridicată și durata de funcționare necesară în acest angrenaj este asigurată de utilizarea oțelurilor din aliaj de înaltă calitate.
Angrenajul de direcție elicoidal în comparație cu angrenajul cu vierme are o eficiență mai mare și este capabil să transmită eforturi mari.
Unul dintre dezavantajele acestui proiect este dificultatea de a monta piese ale unui angrenaj elicoidal atunci când folosiți bile circulante în proiectare.
Mecanism de direcție ZIL-431410
Dispozitivul de direcție elicoidal al mașinii ZIL-431410 este prezentat în Fig. 3.
Cutia de viteze este conectată la arborele volanului cu ajutorul unui arbore cardanic cu două balamale. carterului 3
cutia de viteze este turnată din fontă și are o parte inferioară 1
, intermediar 9
, Partea de sus 14
și lateral 19
capac.
Tija pistonului este amplasată în carter 4
în care piulița cu bilă este montată fix 6
. Piulița bilă este asamblată cu un șurub astfel încât să se formeze caneluri elicoidale în care se introduc bilele 8
.
Două caneluri ștanțate sunt introduse în canelura unei piulițe cu bilă conectate de două găuri cu canelura elicoidală 7
formând un tub de-a lungul căruia bilele se rostogolesc în timp ce rotiți șurubul 5
de la un capăt al piuliței, reveniți la celălalt capăt.
Tija pistonului 4
angajat în sectorul de echipamente 18
ax 21
bipod, care se rotește pe bucșele de bronz presate în carter. Mișcarea axială a arborelui bipod se realizează prin rotirea șurubului de reglare 20
, al cărui cap intră în orificiul arborelui bipod.
Când strângeți șurubul de reglare, spațiul liber în angajarea sectorului rack-to-gear scade, ceea ce crește din această cauză, momentul de rezistență la rotație nu trebuie să depășească 500 N. Un bipod este montat pe capătul exterior al arborelui 23
.
Când volanul se rotește, efortul șoferului este transmis prin arborele volanului și acționarea elicei 5
. Piuliță bilă 6
se deplasează de-a lungul axei șurubului, poartă de-a lungul tijei pistonului 4
care roteste sectorul de angrenaje 18
cu ax 21
bipod în jurul axei sale.
Forța Bipod 23
transmise angrenajului de direcție, care rotește volanul.
Mecanismele de direcție ale automobilelor KamAZ, KrAZ, MAZ, BelAZ funcționează conform unei scheme similare.
Scopul și tipurile de mecanisme de direcție
Angrenaj de direcție - parte a sistemului de direcție care facilitează conducerea datorită folosirii unei cutii de viteze cu un raport de viteză mare. Cutia de viteze vă permite să reduceți în mod semnificativ forța necesară pentru a roti volanul, ceea ce este valabil mai ales atunci când conduceți mașini care au o masă și un diametru semnificative ale roților direcționate.
Cu toate acestea, în conformitate cu regula de aur a mecanicii, câștigul de forță se transformă într-o pierdere în distanță, iar pentru a roti roțile direcționate ale mașinii cu un anumit unghi, este necesar să rotiți volanul cu un unghi egal cu produsul unghiului de rotație al roților cu raportul de viteză al cutiei de viteze.
Dacă avem în vedere că raportul de viteze al reductorilor de direcție al mașinilor moderne poate atinge u \u003d 20 și chiar mai mult, atunci, de exemplu, pentru a roti roțile direcționate cu un unghi de 20 °, volanul trebuie să finalizeze o revoluție completă. Din acest motiv, creșterea raportului de viteze al reductorului de direcție pentru a reduce efortul pe volan nu poate fi crescută fără limită - timpul de manevră sau de strunjire este crescut.
Raporturile de direcție ale mașinilor moderne sunt de obicei în interior 16…20 , camioane - 20…25 . Deci, de exemplu, direcția unei mașini VAZ-2105 are un raport de viteză u \u003d 16,4, mașina GAZ-66-11 - 21,3 , la mașina KamAZ-5320 - 20 , cu autobuzul LiAZ-5256 - 23,6 .
Când conduceți o mașină, este mai rentabil să folosiți un volan cu un raport de viteză variabil, deoarece efortul maxim pe volan este necesar atunci când manevrați la viteze mici și mai ales atunci când rotiți roțile unei mașini staționare. La viteze mari, virajul necesită efort semnificativ mai puțin.
În timpul operației de direcție, piesele care alcătuiesc mecanismul de direcție sunt supuse uzurii, ceea ce duce la apariția unor goluri care afectează negativ manevrabilitatea și siguranța conducerii vehiculului. Din acest motiv, este necesar să utilizați materiale rezistente la uzură pentru fabricarea părților critice ale mecanismului, precum și să prevadă posibilitatea reglării lacunelor sau eliminării acestora într-un mod de urmărire automată folosind diferite dispozitive și elemente structurale transformabile.
O altă condiție care trebuie luată în considerare în proiectarea volanului este feedback-ul dintre volanele și volanul. Șocurile și șocurile de pe marginea drumului (în special cele laterale) nu trebuie transmise în mod semnificativ la volan, ba chiar mai mult - nu-și schimbă poziția, deoarece acest lucru poate provoca o schimbare involuntară a direcției de mișcare a mașinii.
Cerințe de direcție a vehiculului
Pe baza tuturor celor de mai sus, sunt impuse următoarele cerințe de bază pentru proiectarea mecanismelor de direcție:
- raportul ridicat al vitezei și asigurarea naturii specificate a modificării raportului de viteze al mecanismului de direcție;
- eficiență ridicată la transmiterea forței de la volan la bipod;
- capacitatea mecanismului de direcție de a absorbi forțele de la roțile direcționate la volan, care este necesară pentru stabilizarea roților;
- fiabilitate ridicată a mecanismului și rezistența la uzură a pieselor sale;
- număr minim de ajustări necesare în timpul funcționării și ușurință de întreținere.
Mecanismele de direcție ale mașinilor moderne sunt împărțite în vierme, șurub, angrenaj (inclusiv suport și pinion) și combinate.
Angrenajele de direcție cu vierme sunt disponibile cu angrenaje cu vierme, cu viermi și cu vârfuri cu manivelă. Ruloul poate fi cu două sau trei riduri, sectorul - cu doi sau mai mulți dinți, o manivelă cu unul sau două vârfuri.
O categorie separată poate fi atribuită angrenaje de direcție hidrostaticefolosind presiunea uleiului de la o linie de presiune eșuată pentru munca lor. Astfel de angrenaje de direcție pot fi echipate cu rapel hidraulic, dar pot funcționa fără el. Servodirecția hidrostatică nu este practic utilizată în proiectarea vehiculului, ci este mai des utilizată pentru a controla tractoarele cu roți și alte autovehicule.
Cele mai răspândite sunt mecanismele de direcție cu vierme-role, în care perechea de direcție constă dintr-un vierme globoid (care formează un astfel de vierme - un arc de cerc) și un role cu două sau trei creste. O astfel de transmisie are o capacitate de încărcare ridicată datorită cuplării simultane a unui număr mare de dinți și a unor mici pierderi de fricțiune, deoarece fricțiunile glisante ale roții angrenajului (sectorului) din această transmisie sunt înlocuite de fricțiunile de rulare ale unei role plasate pe rulment. În mecanismul de direcție al acestui proiect, angrenarea este menținută la un unghi mare de rotație a viermei, uzura pieselor este redusă din cauza pierderilor de frecare reduse.
În mecanismul de direcție combinat, transmisia se realizează, de obicei, prin două perechi de transmisie: șurub, piuliță cu piulițe și sector; șurub, piuliță și manivelă; șurub, piuliță și manetă. La unele modele de mașini, se folosește un mecanism de direcție cu un angrenaj elicoidal combinat, în care este introdus un lanț continuu de bile de oțel care circulă pentru a reduce forțele de frecare.
În sistemul de direcție elicoidal cu șurub-piuliță cu șuruburi, rotația șurubului este transformată în mișcarea rectilinie a piuliței pe care este tăiată raftul, care este angajat cu sectorul angrenajului. Sectorul este montat pe un arbore comun cu un bipod. Pentru a reduce frecarea în mecanismul de direcție și pentru a crește rezistența la uzură, șurubul și piulița sunt adesea conectate prin bile. Raportul de angrenaj al angrenajului de direcție este de obicei determinat din raportul dintre unghiul de direcție al volanului și arborele bipod.
Angrenajele de direcție includ angrenajele cu angrenaj sau spirale, precum și angrenajele de direcție cu cremalieră și pinion. La angrenajele de direcție ale cremalierelor și ale pinioanelor, perechea de transmisie se realizează sub forma unui pinion și a unui angrenaj, în timp ce un angrenaj poate fi considerat o roată cu o rază infinit de mare. Rotația angrenajului montat pe arborele de direcție determină mișcarea liniară a suportului, care face parte din tija transversală a direcției.
Angrenajele de direcție ale rafturilor și ale pinionului sunt acum utilizate pe scară largă în mașini, în special în tracțiunea cu roți din față. Un astfel de mecanism este remarcabil pentru simplitatea designului și precizia ridicată, are dimensiuni mici și este ușor de întreținut. Cu toate acestea, mecanismul de direcție al cremalierului și al pinionului nu este lipsit de unele dezavantaje, în primul rând - sensibilitate ridicată la șocuri și șocuri de pe marginea drumului (feedback din volan), precum și inconvenientul protejării părților de murdărie.
Caracteristicile de proiectare ale mecanismelor de direcție utilizate pe mașini de diferite mărci pot fi găsite pe pagini individuale ale site-ului.
Știți numele volanului unei mașini de curse? Helm! Și în mașinile noastre tot ce este - volanul ... simțiți diferența? Dar lasă Schumacher Schumacher și vorbește despre ce este director, sau direcție.
Sistemul de direcție este utilizat pentru a controla mașina și pentru a asigura deplasarea acesteia într-o direcție dată la comanda șoferului. Sistemul include direcție și mecanism de direcție. Pentru a ne imagina munca mecanismelor de direcție ale diferitelor generații, vom împărți explicația în trei părți, doar câte dintre acestea sunt în industria auto.
Angrenaj cu viermi
Și-a primit numele din cauza sistemului de acționare a coloanei de direcție, respectiv al angrenajului cu viermi. Sistemul de direcție include:
- volanul (credeți că nu este necesar să explicați?)
- arborele de direcțiereprezintă o tijă metalică, pe care, pe de o parte, sunt amplasate fante pentru fixarea volanului, iar pe de altă parte, fante interne pentru fixarea coloanei de direcție. Fixarea completă se face printr-un disc de contracție, care comprimă articulația arborelui și „viermele” acționării coloanei. În locul cotului arborelui este instalat, cu ajutorul căruia se transmite forța de rotație laterală.
- coloană de direcție, dispozitiv asamblat într-o carcasă turnată, care include un angrenaj cu vierme și un angrenaj condus. Angrenajul condus este conectat rigid la bipodul de direcție.
- tije de direcție, vârfuri și un „pendul”, combinația acestor piese interconectate folosind conexiuni cu bilă și filetată.
Funcționarea mecanismului de direcție este următoarea: atunci când volanul este rotit, forța de rotație este transmisă angrenajului de vierme al coloanei, „viermele” rotește angrenajul condus, care la rândul său conduce volanul. Bipodul este conectat la veriga de direcție mijlocie, cel de-al doilea capăt al verighetei este atașat de brațul oscilant. Maneta este montată pe un suport și este fixată rigid pe caroseria mașinii. Barele laterale se îndepărtează de bipod și „pendul”, care sunt conectate la vârfurile de direcție prin intermediul cuplajelor de sertizare. Sfaturi se conectează la hub. Bipodul de direcție, întoarcerea, transferă forța simultan pe legătura laterală și pe maneta din mijloc. Maneta din mijloc conduce cea de-a doua legătură laterală, iar butucurile se rotesc, respectiv, și roțile.
Un astfel de sistem era comun pe modelele mai vechi de Lada și BMW.
Mecanismul de direcție pentru rafturi și pinioane
Cel mai comun sistem în prezent. Principalele noduri sunt:
- volan (volan)
- arborele de direcție (la fel ca în angrenajul cu vierme)
- raft de direcție - unitate care constă dintr-o cremalieră, care este condusă de mecanismul de direcție. Asamblat într-un singur caz, adesea realizat din aliaj ușor, este atașat direct la caroseria mașinii. La capetele raftului de viteze se fac găuri filetate pentru fixarea tijelor de direcție.
- tijele de direcție sunt o tijă metalică cu un fir la un capăt și un dispozitiv de îmbinare cu bile filetate la celălalt capăt.
- vârful de direcție, acesta este un corp cu o articulație cu bile și fir intern pentru înșurubarea verigii de direcție.
Când volanul se rotește, forța este transmisă angrenajului, care conduce raftul de direcție. Șina „pleacă” de la stânga sau la dreapta. Forța este transmisă manetei de direcție cu un vârf. Vârful este introdus în butuc, care se întoarce mai departe.
Pentru a reduce eforturile conducătorului auto în timpul rotirii volanului, amplificatoarele de direcție au fost introduse în dispozitivul de direcție al cremalierului și al pinionului, vom rămâne pe ele
Servodirecția este un dispozitiv auxiliar pentru rotirea volanului. Există mai multe tipuri de servodirecție. Este rapel hidraulic, rapel hidraulic, rapel electric și rapel pneumatic.
- Booster hidraulic este format dintr-o pompă hidraulică care conduce un sistem de furtun de înaltă presiune și un rezervor de fluid. Carcasa raftului este realizată ermetic, deoarece conține lichid hidraulic de rapel. Principiul impulsului hidraulic este următorul: pompa pompează presiunea în sistem, dar dacă volanul este staționar, pompa creează pur și simplu o circulație a fluidului. Imediat ce șoferul începe să întoarcă volanul, circulația este blocată, iar lichidul începe să pună presiune pe șină, „ajutându-l” pe șofer. Presiunea este direcționată în direcția în care se rotește volanul.
- rapel hidroelectric sistemul este exact același, doar pompa roteste motorul electric.
- energie electrică este folosit și un motor electric, dar se conectează direct la șină sau la arborele de direcție. Este controlat de o unitate de control electronică. Amplificator electric se mai numește și amplificator adaptabil datorită posibilității de a aplica forțe diferite la rotația volanului, în funcție de viteza de mișcare. Celebrul sistem Servotronic.
- Booster pneumatic aceasta este o "rudă" apropiată a rapelului hidraulic, numai lichidul este înlocuit cu aer comprimat.
Sistem de direcție activ
Cea mai „avansată” în prezent, compoziția include:
- raft de direcție cu și motor electric
- unitate de control electronic
- tije de legătură, vârfuri
- volanul (ei bine, ce-ar fi fără el?)
Principiul sistemului de direcție îmi amintește de ceva. Când volanul se rotește, angrenajul planetar se rotește, care conduce șina, dar aici doar raportul de viteze este întotdeauna diferit, în funcție de viteza mașinii. Faptul este că roata solară rotește motorul electric din exterior, prin urmare, în funcție de viteza de rotație, raportul de schimbare se schimbă. La viteză mică, raportul de viteză este unul. Dar, cu o accelerație mai mare, când cea mai mică mișcare a volanului poate duce la consecințe negative, motorul electric se pornește, rotește angrenajul solar, respectiv, este necesar să strângeți mai mult volanul la rotire. La viteza mică a vehiculului, motorul electric se rotește în direcția opusă, creând un control mai confortabil.
Restul procesului arată ca un sistem simplu de rack.
Ai uitat ceva? Uitat, desigur! Ați uitat un alt sistem - șurub. Este adevărat, acest sistem seamănă mai mult cu o roată cu viermi. Deci - un fir de șurub este străpuns pe arbore, de-a lungul căruia un fel de piuliță „se strecoară”, este un angrenaj cu un fir în interior. Dintii de raft conduc sectorul de direcție, la rândul său, trădează bipodul, apoi, ca în sistemul viermilor. Pentru a reduce frecarea, bilele sunt amplasate în interiorul „piuliței” care „circulă” în timpul rotirii.