Direcția unei mașini - tipuri și principiul de funcționare a mecanismelor de direcție. Sistemul general de direcție Principiul de funcționare al mecanismului de direcție al unei mașini

În timp ce conduce, șoferul are o nevoie constantă de a controla mașina și drumul. Foarte des este nevoie de schimbarea modului de mișcare: intrarea sau ieșirea dintr-o parcare, schimbarea direcției de deplasare (rotire, rotire, reconstruire, avans, depășire, ocolire, mers înapoi etc.), oprire sau parcare. Implementarea acestor acțiuni este asigurată de direcția mașinii, care este unul dintre cele mai importante sisteme ale oricărui vehicul.

Dispozitivul general și principiul de funcționare

Dispozitivul general de direcție, în ciuda numărului mare de componente și ansambluri, pare a fi destul de simplu și eficient. Logica și optimitatea proiectării și funcționării sistemului sunt dovedite cel puțin prin faptul că, pe parcursul teoriei și practicii pe termen lung 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. echipament de direcție - un dispozitiv care transformă mișcarea de rotație a volanului în mișcări de translație ale pieselor de acționare;
3. antrenarea direcției, cu scopul de a aduce funcțiile de control pe roțile pivotante.

În plus față de principalele subsisteme, camioanele de mare capacitate, vehiculele de rută și multe autoturisme moderne au un dispozitiv special de servodirecție care face posibilă utilizarea forței generate pentru a facilita mișcarea acestuia.

Astfel, schema de direcție este destul de simplă și funcțională. Volanul, ca unitate primară, bine cunoscut fiecărui șofer, sub influența gândurilor sale și a influenței forței, face mișcări de rotație în direcția necesară. Aceste mișcări sunt transmise prin intermediul arborelui de direcție către un mecanism special de direcție, unde se efectuează conversia cuplului în mișcări plane. Acestea din urmă, prin acționare, conferă unghiurilor de rotație necesare volanelor. La rândul lor, amplificatoarele pneumatice, hidraulice, electrice și altele (dacă există) facilitează rotația volanului, făcând procesul de conducere mai confortabil.
Acesta este principiul de bază prin care funcționează direcția unei mașini.

Coloana de direcție

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

• volan (sau volan);
• arborele (sau arborii) coloanei;
• carcasa coloanei (țevi) cu rulmenți proiectați pentru a roti arborele (arborele);
• elemente de fixare pentru a asigura imobilitatea și stabilitatea structurii.

Schema de acțiune a coloanei constă în aplicarea forței motrice pe volan și transmiterea ulterioară a mișcărilor direcțional-rotaționale ale volanului către întregul sistem, dacă șoferul dorește să schimbe modul de conducere al mașinii.

Mecanism de direcție

Mecanismul de direcție al oricărei mașini este o modalitate de a transforma rotația coloanei în mișcarea înainte a mecanismului de direcție. Cu alte cuvinte, funcțiile mecanismului sunt reduse la asigurarea faptului că rotațiile volanului se transformă în mișcările necesare ale tijelor și, bineînțeles, ale roților.


Mecanismul de direcție este variabil. În prezent, este reprezentat de două principii principale - melcul și pinionul, care diferă prin modalitățile de conversie a cuplului.
Dispunerea generală a unei transmisii de direcție tip vierme include:

1. o pereche de piese „cu role”;
2. carterul perechii specificate;
3. bipod 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 atunci când întoarce volanul și conduce o mașină.


Principalele tipuri de servodirecție sunt:

1. rapel pneumatic (folosind forța aerului comprimat);
2. rapel hidraulic (bazat pe o modificare a presiunii unui fluid special);
3. rapel electric (funcționează pe baza unui motor electric);
4. amplificator electrohidraulic (folosind un principiu combinat de funcționare);
5. amplificator mecanic (un mecanism special cu un raport de transmisie crescut).

Inițial, sistemul de amplificare a fost utilizat pe vehicule cu tonaj mare și vehicule de dimensiuni mari. Aici, forța musculară a șoferului nu a fost în mod clar suficientă pentru a efectua manevra planificată. În autoturismele moderne, este utilizat ca mijloc de îmbunătățire a confortului la rulare.

Bazele operării unui sistem de control

În timpul funcționării mașinii, componentele și ansamblurile individuale incluse în sistemul de direcție devin treptat inutilizabile. Mai ales, acest lucru este agravat în condițiile de conducere pe drumuri de calitate slabă. Lipsa de atenție acordată prevenirii defecțiunilor de către șofer, precum și calitatea slabă a pieselor de schimb și a componentelor contribuie, de asemenea, la uzura sistemului. Calificarea redusă a militarilor, pe care șoferul îi încredințează întreținerea mașinii sale, joacă, de asemenea, un rol important.

Importanța sistemului de control al vehiculului se datorează cerințelor de siguranță rutieră generală. Deci, normele „Dispoziții de bază pentru admiterea vehiculelor în funcțiune ...” și paragraful 2.3.1 din regulile de circulație interzic categoric deplasarea (chiar și către un serviciu auto sau un loc de parcare) pe un vehicul în prezența defecțiunilor în sistemul de direcție. Astfel de defecțiuni includ:

• excesul de roți libere admise (reacție) la volan (10 grade pentru mașini, 25 - pentru camioane, 20 - pentru autobuze);
• piese în mișcare și ansambluri ale sistemului de control care nu sunt furnizate de producător;
• prezența slăbiciunii în conexiunile filetate;
• funcționarea inadecvată a servodirecției.

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

1. rotirea strânsă sau lipirea volanului;
2. bătând sau bătând, cedând la volan;
3. scurgeri de sistem etc.

Astfel de defecțiuni sunt considerate admisibile în timpul funcționării mașinii, dacă nu cauzează deficiențele sistemului anterior menționate anterior.

Rezuma. Direcția este unul dintre cele mai importante elemente de construcție ale unui vehicul modern. Necesită monitorizarea constantă a stării sale și implementarea unui serviciu și întreținere la timp și de înaltă calitate.

Fiecare unitate și mecanism al mașinii este importantă în felul său. Poate că nu există un astfel de sistem fără de care mașina ar putea funcționa normal. Un astfel de sistem este sistemul de direcție. Aceasta este probabil una dintre cele mai importante părți ale mașinii. Să vedem cum este aranjat acest nod, scopul său, elementele structurale. De asemenea, vom învăța cum să reglăm și să reparăm acest sistem.

Soluții tehnice tipice

Controlul de tip rack este unul dintre cele mai populare tipuri de sisteme de control. Majoritatea autoturismelor moderne sunt echipate astăzi cu un astfel de mecanism. Mecanismul de direcție este format dintr-un pinion și un rack de direcție. Roata cârmei este fixată pe arbore. Angrenajul este de asemenea fixat pe același arbore. Este întotdeauna în contact permanent cu cremaliera de direcție. Pentru aceasta, dinții sunt realizați pe șină.

Principiul de funcționare a tijei de direcție cu cremalieră și pinion

Șoferul rotește volanul în direcția dorită. În același timp, angrenajul se rotește, iar raftul se mișcă odată cu el. Atașate la șină sunt tiranți care mișcă roțile.

Printre avantajele unui astfel de sistem se numără simplitatea proiectării, eficiența ridicată. Dar mecanismul de direcție cu pinion și cremalieră este foarte pasionat de conducerea precisă.

Worm drive

Aici, un vierme globoidal iese în evidență în design. Se conectează la arborele de direcție. De asemenea, designul include o rolă specială. Un bipod este montat pe această rolă, care nu se află în carcasa sistemului. Bipodul mișcă tiranții.

Când șoferul rotește volanul, viermele funcționează și o rolă funcționează de-a lungul acestuia. Ultima modificare este poziția bipodului și a tijelor pe roți.

Această unitate se găsește adesea în modelele clasice ale industriei auto sovietice. Dar, acest design se găsește uneori pe SUV-uri și camioane. În camioane, funcționează perfect. Acesta este modul în care este amenajat mecanismul de direcție al UAZ, mașinile de tipul "Classic" și pe multe alte modele și mărci din industria auto internă.

Unelte elicoidale

Acest mecanism este montat într-o carcasă etanșă. Designul include un șurub pe arborele de direcție, o piuliță și un rack. Piulița se poate deplasa de-a lungul arborelui și chiar această șină este tăiată pe ea. Astfel de modele au fost utilizate pe unele modele VAZ, iar mecanismul de direcție al KamAZ funcționează conform aceluiași principiu, dar cu un rapel hidraulic.

Cum funcționează o cutie de viteze elicoidală?

Aici lucrarea este ca un vierme. Când volanul este rotit, piulița se deplasează și deplasează sectoarele de viteze și bipodul. Bipodul trage sau împinge tijele.

Caseta de directie VAZ

La modelele clasice ale acestor mașini se folosește o treaptă de direcție. Modelele mai moderne folosesc un mecanism cu pinion și cremalieră. Folosind VAZ-2105 ca exemplu, să vedem proiectarea mecanismului și, de asemenea, să luăm în considerare implementarea controlului pinion și cremalieră de la inginerii AvtoVAZ.

Sistemul de direcție este simplu și bine gândit. Printre cele mai interesante noduri se numără trapezul. La rândul ei, ea însăși constă dintr-un număr mare de pârghii și mecanisme de tracțiune diferite.

Majoritatea pasionaților de mașini consideră că coloana de direcție nu este foarte puternică, dar nu este cazul. Acest volan rezistă tuturor testelor în mod fiabil. Poate face față chiar și celor mai extreme condiții de drum.

Dispozitivul mecanismului de direcție VAZ-2105 nu este atât de arhaic pe cât ar putea părea la prima vedere. Coloana este echipată cu o placă specială, care pliază literalmente arborele de direcție într-un accident, iar roata nu va răni șoferul. Angrenajul melcat, cutia de viteze și pârghiile sunt excelente pentru creșterea efortului șoferului. Nu este necesar niciun efort major pentru a întoarce. Dar pentru a conduce „clasicii” este încă nevoie de forță.

In detalii

În interiorul corpului de direcție din VAZ-2105, este ascunsă o transmisie cardanică, care merge la cutia de viteze. Pentru a conecta arborele cardanic, se folosește o cruce. Întreaga structură este destul de fiabilă și durează foarte mult timp. Toate unitățile și piesele sunt fabricate din aliaje de oțel de înaltă calitate. Acesta este motivul pentru care sunt atât de puține accidente cu defecțiuni ale direcției.

Una dintre cele mai dificile părți ale unei transmisii de direcție este cutia de viteze. Funcționează pe principiul unui angrenaj melcat. Viermele este cunoscut pentru jocurile sale și uzura rapidă. Prin urmare, inginerii au echipat cu prudență carcasa cutiei de viteze cu un șurub de reglare. Reglează distanțele dintre bipod și vierme. Deci, nu există goluri - nu vor exista bătăi în roți.

Nepretențios și de încredere

Piesele cutiei de viteze sunt plasate într-o baie de ulei. Acest lucru reduce semnificativ uzura. Uleiul de transmisie obișnuit este utilizat ca lubrifiant. Lansetele VAZ-2105 sunt fixate pe balamale speciale și sunt protejate de anterele.

Nu este nevoie de ungere și extrudare constantă a mecanismelor și ansamblurilor. Este necesar doar să verificați starea anterelor din când în când. Pentru a dezasambla tijele, este posibil să aveți nevoie de unelte speciale, dar uneori pot fi realizate cu ușurință într-un garaj.

Defecțiuni tipice

În „clasice” defecțiunile direcției se caracterizează nu numai prin pierderea controlului, ci și prin reacții adverse, precum și diverse lovituri și sunete străine. De multe ori coloana bate sau, mai exact, una dintre crucile uzate. Anterior, meșterii au apăsat o piesă și au înlocuit-o. Asta nu se mai face astăzi. Am auzit sunetul - un înlocuitor complet cu cardanul.

Dacă mecanismul de direcție bate în mai multe locuri, atunci este de asemenea necesar să înlocuiți întreaga comandă, inclusiv cutia de viteze. Dacă se identifică deteriorarea anterelor, atunci trebuie doar înlocuite cu altele noi. Unii proprietari ai acestor mașini nu deservesc aceste mecanisme timp de mulți ani, ci își monitorizează doar starea degetelor din când în când.

Defecțiuni mai grave includ deformarea tijelor sau a pârghiilor. Acest lucru se întâmplă atunci când conduceți neglijent la viteze mari. Uneori este dificil să ne dăm seama dacă să schimbăm direcția sau nu. Uneori este dificil să înlocuiți o tijă deteriorată. Repararea mecanismului de direcție se reduce la înlocuirea pieselor deteriorate.

Dacă auziți o criză la rotire, atunci trebuie să căutați un rulment deteriorat. Poate fi oriunde. Înlocuirea este considerată o procedură complexă, este destul de dificil să dezasamblați coloana de direcție. Și dacă cutia de viteze poate fi înlocuită cu propriile mâini, atunci este mai bine să reparați mecanismul de direcție de la specialiști.

Reglarea angrenajului melcat

Chiar și o ajustare atentă nu va învinge problema lacrimii. Mai întâi, trebuie să reglați cutia de viteze. Această operațiune poate fi destul de dificilă pentru începători.

Veți avea nevoie de un teren plan pentru a finaliza configurarea. Apoi, folosind un dispozitiv de extragere, ar trebui să scoateți degetele și bipodul. Atunci totul este mult mai simplu - trebuie să legați bipodul, să țineți volanul și să prindeți spațiul din cutia de viteze. Dacă există o reacție adversă, deșurubați piulița, înșurubați șurubul de reglare și strângeți piulița.

Este important să faceți totul cu multă atenție, deoarece există riscul de a dezlipi firul de șurub. Și chiar și așa, managementul va fi foarte strâns. Forța poate fi controlată atunci când bipodul este în poziția de lucru și degetele sunt în poziție. Puteți verifica forța cu o cheie dinamometrică. Ar trebui să fie de 25 kgf.

În unele cazuri, ajustările nu funcționează. Dacă se observă uzura, atunci doar înlocuirea cutiei de viteze va ajuta în acest caz.

Controlul cremalierei și pinionului VAZ

Rack-ul este montat în compartimentul motorului. Sistemul este realizat într-un carter din aluminiu turnat. Există carter de transmisie în carter. Pentru a limita mișcarea axială a arborelui, se folosește un rulment special. Inelul portant interior este ținut în poziție de un cerc. Toate nodurile sunt acoperite cu anterele.

Raftul este apăsat pe dinții angrenajului folosind un arc special, dar nu direct, ci printr-un opritor de cermet. Sina are semne pentru ajustări. Arcul este de asemenea prins de o piuliță de reglare cu un inel de fixare.

Reglarea mecanismului de direcție cu cremalieră și pinion la VAZ

Decalajul dintre cremalieră și angrenaj poate fi reglat numai prin dezasamblarea completă a mecanismului. De asemenea, reglează șina dacă se observă sunete străine.

Pentru a regla decalajul, trebuie mai întâi să instalați opritorul șinei cu o garnitură până când șina atinge, apoi trebuie să introduceți inelul de fixare, apoi arcul și apoi să-l colectați pe toate. Piulița este strânsă cu un cuplu de cel mult 1,37 kgf. În acest caz, decalajul trebuie setat în regiunea de 0,12 mm, iar dimensiunea admisibilă este de 0,2 mm.

După asamblare, verificați ușurința direcției, absența diferitelor sunete străine.

Cum este aranjat volanul la GAZ?

Mecanismul de direcție GAZ este asamblat într-o carcasă din aluminiu. Un șurub și o piuliță cu bilă acționează ca elemente de lucru. Designul include, de asemenea, un sector de arbori. Șurubul este montat pe doi rulmenți cu contact unghiular. O piuliță de tip bilă cu o canelură în interior este montată pe un șurub. Există bile între șurub și piuliță. Canelele sectorului arborelui au o formă conică și un bipod este instalat pe ele. De asemenea, în proiectare există tije de direcție, pârghii ale pumnilor, tije articulate.

Reglați volanul dacă este detectat joc liber la volan. Pentru a regla jocurile, este recomandabil să îndepărtați complet mecanismul. Apoi, trebuie să scoateți capacul de protecție din plastic și să sigilați. Apoi, deșurubați șuruburile capacului cu o cheie 13. Capacul poate fi ușor îndepărtat. Șuțul este, de asemenea, îndepărtat.

Apoi puneți capacul la loc și înșurubați-l din nou. După verificarea jocului de reacție, puteți trece la reglarea spațiului dintre piuliță și arbore. Pentru a face acest lucru, un bipod este instalat pe arbore și, prin rotirea șurubului de reglare, bipodul este setat în poziția de mijloc. Apoi rămâne să scuturi arborele, ținându-l de bipod. Nu ar trebui să existe nicio mișcare. Dacă există încă o cursă, scoateți din nou capacul din plastic, scoateți dopul, scoateți inelele de fixare, îndreptați găurile de pe marginea inelului lagărului arborelui cu un instrument subțire cu un capăt contondent. Acum, folosind o cheie specială, este necesar să rotiți inelele de rulment excentric în sensul acelor de ceasornic.

Service servodirectie

În fiecare zi, când stați la volan, este recomandabil să verificați roata liberă a volanului. După 2-3 mii de kilometri și mai departe, pentru mașinile autohtone - după 10 mii, ar trebui efectuată o verificare completă a mecanismului. În timpul verificării, mecanismele și acționările sunt curățate de murdărie.

Dacă există lovituri, scârțâituri, bătăi ale roților sau volanului, este recomandabil să înlocuiți mecanismul de direcție. De exemplu, repararea unei cutii de viteze este un proces destul de complicat, iar instalarea unuia nou rezolvă toate problemele. La fel se întâmplă și cu mecanismul pinion și cremalieră.

Deci, am aflat cum funcționează mecanismul de direcție al unei mașini, cum să-l reglăm și să-l înlocuim cu propriile mâini.

Mulți ar fi de acord că motorul este fundamentul unei mașini. Și într-adevăr este. Cu toate acestea, este de asemenea dificil să vă imaginați o mașină fără direcție. Acesta este un element important și necesar în fiecare mașină. Sarcina direcției este de a asigura mișcarea vehiculului într-o direcție dată. Această unitate este alcătuită din mai multe componente. Acestea sunt volanul, coloana, tracțiunea și treapta de direcție. Despre aceasta din urmă vom vorbi astăzi.

Funcții

Mecanismul de direcție are mai multe sarcini principale:

• Transferul forțelor către acționare.
• O creștere a efortului pe care șoferul îl aplică la volan.
• Revenirea automată a volanului în poziția neutră la îndepărtarea sarcinii.

Soiuri

Acest element poate fi de mai multe tipuri. Următoarele tipuri de mecanisme de direcție se găsesc astăzi:

• Rack.
• Vierme.
• Şurub.

Ce sunt fiecare dintre ele? Vom lua în considerare separat toate aceste tipuri de mecanisme.

Rack

În acest moment, este una dintre cele mai frecvente. Instalat în principal pe autoturisme și crossover-uri. Mecanismul de direcție cu cremalieră și pinion necesită următoarele piese:

Primul a fost instalat pe arborele de direcție. Pinionul se angajează constant cu cremaliera. Acest mecanism funcționează destul de simplu. Când rotiți volanul, raftul se deplasează spre dreapta sau spre stânga. În acest caz, tijele care sunt atașate la tracțiune rotesc roțile directoare la un unghi dat.

Printre avantajele unui astfel de mecanism, merită remarcat simplitatea designului, eficiența ridicată și rigiditatea ridicată. Totuși, în același timp, un astfel de mecanism este foarte sensibil la neregulile de pe drum, motiv pentru care se uzează rapid. Adesea, proprietarii de mașini second-hand se confruntau cu problema lovirii de șină. Aceasta este o consecință a uzurii mecanismului de direcție. Prin urmare, elementul este instalat numai pe anumite tipuri de vehicule. Acestea sunt în principal mașini cu tracțiune față cu suspensie față independentă. Dacă vorbim despre VAZ, atunci șina se găsește pe toate modelele, începând cu „opt”. Un mecanism de direcție ușor diferit este instalat pe „clasic”.

Vierme

Acest tip este utilizat pe "Zhiguli" intern, precum și pe unele autobuze și camioane ușoare. Acest nod este format din:

• Vierme globoid cu diametru variabil.
• Arborele de direcție cu care este conectat viermele.
• Roller.

Un bipod este situat în afara transmisiei de direcție. Aceasta este o manetă specială care este asociată cu tijele de acționare. Mecanismul de direcție de pe GAZ-3302 este aranjat în același mod.

Printre avantajele unei astfel de unități, merită menționat mai puțin sensibilitatea la sarcinile de șoc. Prin urmare, acest mecanism de direcție, instalat pe VAZ-2107, este practic etern. Proprietarii rareori experimentează bătăi și vibrații pe volan. Cu toate acestea, acest design are mai multe conexiuni. Prin urmare, mecanismul trebuie ajustat periodic.

Şurub

Acesta este un nod mai complex în dispozitiv. Designul său include:

• Şurub. Situat pe arborele volanului.
• Şurub. Se trece la elementul anterior.
• Rack.
• Selector de viteze. Este conectat la șină.
• Bipod de direcție. Situat pe arborele selectorului.

Caracteristica cheie a acestui mecanism este modul în care piulița și șurubul sunt conectate. Fixarea se efectuează cu ajutorul bilelor. Astfel, se obține o uzură și o frecare mai reduse a perechii.

Principiul de funcționare al elementului șurub este similar cu viermele. Volanul este rotit prin rotirea șurubului, care mișcă piulița. Acesta din urmă deplasează sectorul dințat cu ajutorul raftului, și cu acesta bipodul de direcție.

Unde se folosește mecanismul cu șurub? Este adesea folosit pe vehicule comerciale grele, cum ar fi camioane și autobuze. Dacă vorbim despre autoturisme, atunci acestea sunt doar modele din clasa executivă. Mecanismul este mai complex și mai scump, prin urmare crește semnificativ costul mașinii în sine.

Amplificator

Acum aproape toate mașinile folosesc servodirecție. Acesta servește la reducerea efortului necesar rotirii roților din față. Acest element permite o precizie și o viteză ridicate de direcție. În prezent, există mai multe tipuri de amplificatoare:

• Hidraulic.
• Electric.

Primul tip este mai popular. Se potrivește atât pe mașini, cât și pe camioane. Dispozitivul de rapel are o pompă care creează o anumită presiune în sistemul hidraulic. În funcție de partea laterală a volanului, acest fluid apasă pe primul sau al doilea contur al raftului. Astfel, efortul necesar rotirii este redus. Printre avantajele sistemului hidraulic se numără fiabilitatea ridicată. Amplificatorul eșuează rar. Cu toate acestea, deoarece mecanismul pompei este acționat de arborele cotit, o parte din putere este preluată de la motorul cu ardere internă. Deși pe motoarele moderne, acest lucru este complet invizibil.

Amplificatorul electric este format dintr-un motor separat. Cuplul de la acesta este transmis chiar arborelui volanului. Designul este utilizat doar pe autoturisme, deoarece nu este conceput pentru eforturi mari.

EUR este echipat cu electronice separate care controlează acest motor. Uneori, amplificatorul este completat cu sisteme adaptive, care vizează creșterea siguranței atunci când circulați pe bandă.

Printre soluțiile inovatoare, merită remarcat sistemul de control dinamic de la Audi. Aici, raportul de transmisie se schimbă în funcție de viteza curentă a vehiculului. Astfel, la viteze mari, volanul este rigid și doborât, iar la parcare devine ușor. Raportul de transmisie este modificat de o cutie de viteze planetară dublă, care este adăugată arborelui. Corpul său se poate roti în funcție de viteza vehiculului.

Concluzie

Deci, am aflat care este acest mecanism. Aceasta este o unitate de direcție foarte importantă. Indiferent de tip, acesta trebuie verificat periodic. La urma urmei, pierderea controlului la viteză este cel mai periculos lucru care i se poate întâmpla șoferului.

Există mai multe tipuri de echipamente de direcție. Știți că atunci când rotiți volanul, roțile mașinii dvs. se întorc. Dar între rotirea volanului și rotirea roților, au loc anumite acțiuni.

În acest articol vom analiza caracteristicile celor mai frecvente două tipuri de trăsături de direcție: treaptă de direcție cu cremalieră și pinion și treaptă de direcție cu piuliță cu bilă. De asemenea, vom vorbi despre servodirecție și vom afla despre tehnologii interesante pentru dezvoltarea sistemelor de direcție care pot reduce consumul de combustibil. Dar, în primul rând, ne vom uita la modul în care apare rândul. Nu totul este atât de simplu pe cât ar părea.

Întorcând mașina

Pentru a asigura o rotire lină, fiecare roată trebuie să înconjoare un cerc diferit. Datorită faptului că roata interioară descrie o roată cu o rază mai mică, face o întoarcere mai ascuțită decât cea exterioară. Dacă desenați o perpendiculară pe fiecare roată, liniile se vor intersecta în punctul central de pivotare. Geometria direcției face ca roata interioară să se rotească mai mult decât cea exterioară.

Există mai multe tipuri de echipamente de direcție. Cele mai frecvente sunt direcția cu cremalieră și pinion și direcția cu piulițe cu bilă.

Casetă de direcție cu cremalieră și pinion

Angrenajul pinion este asociat cu arborele de direcție. Când rotiți volanul, treapta de viteză începe să se rotească și pune în mișcare cremaliera. Vârful de direcție de la capătul raftului se conectează la bipodul de direcție de pe ax (a se vedea ilustrația).

Funcțiile cremalierei sunt următoarele:

• Convertește mișcarea de rotație a volanului în mișcarea liniară necesară rotirii roților.
• Oferă un raport de transmisie pentru a facilita rotirea roților.

Raportul transmisiei de direcție este raportul dintre gradul de direcție și gradul de direcție. De exemplu, dacă o rotație completă a volanului (360 de grade) întoarce roata cu 20 de grade, atunci raportul transmisiei este de 18: 1 (360 împărțit la 20). Cu cât raportul este mai mare, cu atât este mai mare gradul de direcție. Mai mult, cu cât raportul este mai mare, cu atât este necesar un efort mai mic.

În general, mașinile sport ușoare au un raport de direcție mai mic decât mașinile și camioanele mari. Cu un raport de transmisie scăzut, răspunsul la direcție este mai rapid, deci nu trebuie să rotiți puternic volanul pentru a face un viraj. Cu cât mașina este mai mică, cu atât este mai mică masa și, chiar și cu un raport de transmisie redus, nu necesită efort suplimentar pentru a întoarce.

Există, de asemenea, mașini cu raport variabil al transmisiei. În acest caz, un raft cu pinion are un pas diferit (dinți pe inch) în centru și laterale. Ca rezultat, mașina reacționează la o rotire a volanului mai rapidă (raftul este situat mai aproape de centru), iar efortul la rotirea volanului până la oprire este, de asemenea, redus.

Servodirecție cu cremalieră și pinion

Mecanism de direcție cu piuliță cu bilă

Angrenajul de direcție cu piuliță cu bilă include un angrenaj melcat. În mod convențional, roata dințată poate fi împărțită în două părți. Prima parte este un bloc metalic cu o gaură filetată. Acest bloc are dinți în exterior care se împerechează cu un angrenaj care acționează brațul de direcție (vezi figura). Volanul este conectat la o tijă filetată, similară unui șurub, instalată într-o gaură filetată din bloc. Când volanul se rotește, șurubul se rotește odată cu el. Mai degrabă decât înșurubarea într-un bloc ca șuruburile convenționale, acest șurub este fixat astfel încât, atunci când se rotește, să acționeze blocul, care, la rândul său, acționează angrenajul melcat.


Șurubul nu se filetează în bloc deoarece este umplut cu rulmenți cu bile care circulă prin mecanism. Rulmenții cu bile sunt folosiți în două scopuri: reduc fricțiunea și uzura transmisiei și reduc și contaminarea mecanismului. Dacă nu există bile în treapta de direcție, dinții nu se vor atinge o vreme și veți simți că volanul și-a pierdut rigiditatea.

Servodirecția din cutia de direcție a piuliței cu bile funcționează în același mod ca și în cutia de direcție cu cremalieră și pinion. Întărirea este asigurată prin alimentarea cu fluid de înaltă presiune pe o parte a blocului.

Servodirecție

Pompa

Pe măsură ce paletele se rotesc, împing fluidul hidraulic de joasă presiune de la linia de retur la ieșirea de înaltă presiune. Debitul depinde de numărul de rotații ale motorului mașinii. Proiectarea pompei asigură capul necesar chiar și la ralanti. Drept urmare, pompa deplasează mai mult fluid când motorul funcționează la turații mai mari.

Pompa are o supapă de siguranță pentru a asigura o presiune adecvată, ceea ce este deosebit de important la turații mari ale motorului atunci când este furnizat un volum mare de fluid.

supapă rotativă

Componenta principală a supapei rotative este bara de torsiune. O bară de torsiune este o bară subțire de metal care se rotește sub acțiunea unui cuplu. Capătul superior al barei de torsiune este conectat la volan, iar capătul inferior este conectat la o roată dințată sau cu melc (care rotește roțile), cuplul barei de torsiune fiind egal cu cuplul aplicat de șofer pentru a întoarce roțile. Cu cât cuplul aplicat este mai mare, cu atât bara de torsiune se rotește mai mult. Porțiunea de intrare a arborelui de direcție formează interiorul supapei rotative. De asemenea, este conectat la partea superioară a barei de torsiune. Partea inferioară a barei de torsiune este conectată la exteriorul supapei rotative. Bara de torsiune rotește, de asemenea, treapta de direcție, împerecherea cu pinionul sau pinionul melcat, în funcție de tipul de treaptă de direcție.

La rotire, bara de torsiune rotește interiorul supapei rotative, în timp ce exteriorul rămâne staționar. Datorită faptului că interiorul supapei este conectat și la arborele de direcție (și, prin urmare, la volan), numărul de rotații ale interiorului supapei depinde de cuplul aplicat de șofer.

Când ghidonul este staționar, ambele tuburi hidraulice asigură o presiune egală cu angrenajul. Dar când supapa este rotită, canalele se deschid pentru a furniza fluid de înaltă presiune tubului corespunzător.

Practica nu a demonstrat cea mai mare eficiență a acestui tip de servodirecție.

Servodirecție inovatoare

De fapt, volanul funcționează la fel ca un volan pentru jocurile pe computer. Volanul va fi echipat cu senzori pentru a trimite semnale către mașină despre direcția de deplasare a roților și a motoarelor, oferind un răspuns la acțiunile mașinii. Ieșirea de la acești senzori va fi utilizată pentru a controla servodirecția. Acest lucru elimină necesitatea unui arbore de direcție, care crește spațiul liber din compartimentul motorului.

General Motors a dezvăluit conceptul Hy-wire, care are deja un astfel de sistem. O caracteristică distinctivă a unui astfel de sistem controlat electronic de la GM este că puteți personaliza singur manipularea mașinii folosind noul software de computer fără a înlocui componentele mecanice. În vehiculele controlate electronic ale viitorului, puteți personaliza sistemul de control după bunul plac cu doar câteva butoane. Totul este foarte simplu! Sistemul de direcție nu s-a schimbat prea mult în ultimii cincizeci de ani. Dar următorul deceniu va fi o eră a mașinilor mai eficiente din punct de vedere al consumului de combustibil.

Servodirecție:
1 - bipod de direcție;
2 - tija de direcție longitudinală;
3 - echipament de direcție;
4 - furtun de aspirație;
5 - furtun de scurgere;
6 - rezervor;
7 - tija de direcție laterală dreaptă;
8 - brațul pendulului drept;
9 - tija de direcție transversală;
10 - arborele de intrare al mecanismului de direcție;
11 - articulația cardanică inferioară;
12 - ax cardanic;
13 - articulația cardanică superioară;
14 - arborele coloanei de direcție;
15 - volan;
16 - brațul pendulului stâng;
17, 21 - vârfurile tracțiunii din partea stângă;
18 - clema tubului de reglare;
19 - pârghie de legătură stângă;
20 - capac balama;
22 - balama;
23 - furtun de livrare;
24 - pompă de servodirecție

Direcția mașinilor moderne cu roți pivotante include următoarele elemente:
-volan cu ax de directie (coloana de directie);
- treapta de directie;
- echipament de direcție (poate conține un amplificator și (sau) amortizoare).
Volanul este situat în cabina șoferului și este situat într-un unghi față de verticală, care asigură cea mai confortabilă acoperire a jantei de către mâinile șoferului. Cu cât diametrul volanului este mai mare, cu atât efortul pe janta volanului este mai mic, toate celelalte lucruri fiind egale, dar în același timp, scade capacitatea de a roti rapid volanul atunci când efectuați manevre ascuțite. Diametrul volanului autoturismelor moderne este cuprins între 380–425 mm, pentru camioanele grele și autobuze - 440–550 mm, volanele autovehiculelor sport au cele mai mici diametre.
Mecanismul de direcție este o cutie de viteze mecanică, sarcina sa principală este de a crește efortul șoferului aplicat pe volan, care este necesar pentru a roti roțile directoare. Direcția fără mecanisme de direcție, în cazul în care șoferul întoarce direct volanul, a supraviețuit doar în vehicule foarte ușoare, de exemplu, pe motociclete. Angrenajul de direcție are un raport de transmisie suficient de mare, prin urmare, pentru a roti roțile direcționate la un unghi maxim de 30–45 °, este necesar să se facă mai multe rotații ale volanului.

Arborele de direcție articulat al unui vehicul utilitar

Arborele de direcție conectează volanul la mecanismul de direcție și este adesea articulat, ceea ce permite o aranjare mai rațională a elementelor de direcție, iar camioanele utilizează o cabină înclinată.
În plus, arborele de direcție articulat mărește siguranța volanului într-un accident prin reducerea mișcării volanului în habitaclu și posibilitatea rănirii pieptului șoferului.

Arborele de direcție cu elemente mototolite la impact:
1 - arbore înainte de impact;
2 - arbore în procesul de zdrobire;
3 - arbore "pliat" complet;
4 - deplasarea maximă a arborelui de direcție

În același scop, elementele zdrobitoare sunt uneori încorporate în arborele de direcție, iar volanul este acoperit cu un material relativ moale care nu dă fragmente ascuțite la rupere.

Trenul de direcție este un sistem de tije și articulații care leagă treapta de direcție de roțile direcționate. Deoarece mecanismul de direcție este fixat pe sistemul de susținere al mașinii, iar roțile direcționate atunci când se deplasează pe suspensie se deplasează în sus și în jos față de sistemul de susținere, treapta de direcție trebuie să asigure unghiul de direcție necesar roții, indiferent de mișcările verticale ale suspensiei ( coordonarea mecanismului de direcție și a cinematicii suspensiei). În acest sens, proiectarea mecanismului de direcție, și anume numărul și locația tijelor de direcție și a articulațiilor, depinde de tipul de suspensie al vehiculului utilizat. Cel mai complex mecanism de direcție este pentru mașinile cu mai multe axe de direcție.
Pentru a reduce în continuare efortul necesar rotirii volanului, servodirecția este utilizată în treapta de direcție. Sursa de alimentare pentru funcționarea amplificatorului este, de regulă, motorul mașinii. Inițial, amplificatoarele erau utilizate doar pe camioane grele și autobuze, acum sunt folosite pe mașini.
Pentru a atenua scuturele și șocurile care se transmit volanului atunci când se circulă pe drumuri denivelate, elementele de amortizare sunt uneori încorporate în treapta de direcție - amortizoare de direcție. Proiectarea acestor amortizoare nu diferă în mod fundamental de proiectarea amortizoarelor de suspensie.