Sistemul de direcție este de tip melcat. Direcția unei mașini - tipuri și principiul de funcționare a mecanismelor de direcție Schema de direcție cu cremalieră și pinion

Sistemul de direcție este o parte a sistemului de direcție care facilitează conducerea datorită raportului mare de transmisie din cutia de viteze. Următoarele cerințe sunt impuse pentru proiectarea mecanismelor de direcție:

• asigurarea naturii specificate a modificării raportului transmisiei de direcție;
• eficiență ridicată la transferul puterii de la volan la bipod;
• capacitatea mecanismului de direcție de a percepe forțele de la roțile direcționate către volan, ceea ce este necesar pentru a stabiliza roțile de direcție.

Mecanismele de direcție sunt realizate cu rapoarte de transmisie suficient de mari. Raportul de transmisie (mm) este determinat de raportul dintre unghiurile de rotație ale volanului și arborele bipodului mecanismului de direcție. Pentru mașini, raportul de transmisie este de la 16 la 20, iar pentru camioane, 20-25. De obicei, raportul transmisiei de direcție este constant (Tabelul 20.1).

Tabelul 20.1. Raportul transmisiei de direcție

Designul unor mecanisme de direcție vă permite să schimbați raportul de viteză în timp ce rotiți volanul, fie în sus (pentru camioane), fie în jos (pentru mașini). Acest lucru se face pentru a îmbunătăți siguranța la conducere la viteze mari și pentru a facilita controlul vehiculului în timpul manevrelor.

Cele mai frecvent utilizate sunt trei tipuri de mecanisme de direcție: vierme, șurubși cremalieră și pinion.În mecanismele de direcție cu melc și cremalieră, o pereche de piese participă la transferul de forță către arborele bipodului, iar în mecanismul de direcție elicoidal, datorită eficienței scăzute a perechii de șuruburi, este introdusă o altă pereche suplimentară. Prin urmare, astfel de mecanisme de direcție se numesc combinate.

Unelte melcate sunt folosite atât pe mașini, cât și pe camioane și autobuze. Ele diferă prin forma viermelui și prin designul elementului antrenat împerecheat cu viermele. Cele mai răspândite sunt vierme și rolă mecanisme de direcție. Perechea de direcție este formată dintr-un vierme globoidal și o rolă cu două sau trei coame. Viermele se numește globoidal deoarece are o formă concavă, adică forma unui hiperboloid de revoluție cu o singură foaie. O astfel de transmisie are o capacitate de sarcină mare datorită angajării simultane a unui număr mare de dinți și pierderi reduse prin frecare, deoarece frecarea de alunecare în această transmisie este înlocuită cu frecarea de rulare.

La cuplarea melcului cu rola, este prevăzut un decalaj variabil: de la angrenare practic fără joc în poziția de mijloc a rolei, corespunzătoare unei mișcări rectilinie, până la un spațiu semnificativ crescut în pozițiile extreme. Această modificare a jocurilor se realizează prin deplasarea centrului arborelui bipodului către vierme. Este necesar să se prevină blocarea mecanismului de direcție în pozițiile extreme după reglare, rezultată din uzura spațiului din partea de mijloc a perechii de angrenaje melcate.

În fig. 20.5 prezintă mecanismul de direcție melcat al mașinii GAZ-66-11. Este format dintr-un carter /, în interiorul căruia se află un vierme 6, trei ochiuri cu role de creastă 2. Viercul este presat pe un arbore tubular 7 și instalat în carter pe doi rulmenți conici 5 ​​și 8. Între capacul de jos 4 iar în carcasa de direcție sunt instalate câteva lame de hârtie subțiri 3 pentru reglarea rulmenților melcat.

Orez. 20.5. Sistemul de direcție cu melc al mașinii GAZ-66-11: 1 - carter; 2 - clip video; 3 - lamele; 4- capacul inferior; 5, 8, 11, 17, 18- rulmenti; 6- vierme; 7 - arbore; 9 - cheie; 10 - axa; 12 - surub; 13 - pin; 14 - arbore bipod; 15 - guler de etanșare; 16 - bipied; 19 - șaibă de blocare; 20 - șurub

Rolă montată pe axă 10 pe lagărele 77 din obrajii capului arborelui bipodului. Arborele bipiedului se rotește în doi lagăre 77 și 18. Un guler de etanșare este instalat la punctul de ieșire al arborelui bipodului 15. Un bipied este montat pe partea cu fante a arborelui 16. Instalarea corectă a bipodului se realizează prin prezența a patru caneluri duble pe acesta.

Angajarea melcului cu rola este reglată cu ajutorul unui șurub 72, care este înșurubat în capacul lateral al carterului. Șurubul este fixat cu o șaibă de blocare / 9, un știft 13 si nuci 20.

Ax melcat cu cheie 9 conectat la furca inferioară a arborelui de direcție. Arborele de direcție este alcătuit dintr-un arbore de direcție superior și un arbore intermediar, legate între ele și de reductorul mecanismului de direcție prin intermediul unor articulații cardanice. Butucul volanului este instalat la capătul arborelui de direcție.

Un tip de mecanism de direcție melcat este mecanism de direcție vierme, dar spiro cu sector lateral, care este folosit pe mașina Ural-4320 (Fig. 20.6). Perechea de direcție este formată dintr-un vierme cilindric cu două sensuri 2 și un sector lateral 3 cu dinți teșiți în spirală. Viermele este fixat pe arbore 4 , care se rotește pe rulmenții 7, permițând o mișcare axială mică. Sector 3 realizat dintr-o bucată cu axul 6, pe fantele cărora este instalat bipodul 5.

Unghiurile spiralelor viermelui și sectorului sunt diferite. Cu un profil în secțiune transversală trapezoidală a spirelor viermelui și a dinților sectorului, se ating de-a lungul liniei, prin urmare, dinții percep sarcina transmisă de-a lungul întregii lungimi axiale. Aceasta reduce sarcina asupra dinților, reduce tensiunile de contact și crește rezistența la uzură a angrenajului. Arborele bipiedului 6 se montează cu mare precizie pe rulmenții cu ace alungiți 7. Deformarea viermei este limitată de un opritor special 8 instalat în carcasa casetei de direcție. Accent similar 9 limitează deformarea sectorului din partea opusă. Pe-

Orez. 20.6. Sistemul de direcție al mașinii Ural-4320: 1 - ținând; 2 - vierme; 3 - sector; 4 - ax melcat; 5 - bipied; 6 - arbore bipod; 7 - rulment cu ace; 8, 9 - se opreste; 10 -

saiba de reglare

ambreiajul viermei cu sectorul este reglementat de selectarea grosimii şaibei de bronz 10 situat între capacul carterului și sector. Mecanismul în cuplare crește atunci când viermele este rotit în ambele sensuri din poziția de mijloc pentru a evita blocarea mecanismului de direcție în pozițiile extreme.

Sisteme de direcție elicoidale Acestea sunt utilizate pe vehiculele grele și, de regulă, au două perechi de lucru: o piuliță șurub și un sector cu dinți cremalieră. Ele diferă de o pereche de șuruburi convențională prin faptul că momentul este transmis de la șurub la piuliță nu direct, ci prin bile. În acest caz, căile de rulare pentru acestea sunt caneluri elicoidale realizate pe corpul șurubului și în piuliță. Când șurubul este rotit, bilele circulă în piuliță într-un cerc închis, ieșind din canalul șurubului prin orificiul de pe o parte a piuliței și revenind la piuliță prin canalul de bypass de pe partea opusă. Utilizarea bilelor circulante permite înlocuirea frecării de alunecare într-o pereche șurub-piuliță cu frecarea de rulare, ceea ce mărește eficiența transmisiei atât în ​​sens înainte, cât și în sens opus. Acest lucru îmbunătățește condițiile de stabilizare a volanelor, dar face și mecanismul destul de sensibil la șocuri de la drum. Prin urmare, amortizoarele sau servodirecția ar trebui instalate pentru a atenua șocurile. Adâncimea canelurii elicoidale este variabilă, iar grosimea dintelui mijlociu al sectorului este mărită în comparație cu alți dinți pentru a evita blocarea în pozițiile extreme.

Distanța în cuplarea pistonului-cremată cu sectorul arborelui bipiedului este reglată prin mișcarea axială a arborelui bipiedului folosind un șurub special de reglare. Jocul din perechea șurub-piuliță nu este reglabil, prin urmare fiabilitatea ridicată și durata de viață necesară în această angajare sunt asigurate prin utilizarea oțelurilor aliate de înaltă calitate.

Sistemul de direcție al mașinii ZIL-431410 este prezentat în Fig. 20.7. Cutia de viteze este conectată la arborele volanului folosind un arbore cardan cu două articulații. Carter 3 cutia de viteze este turnata din fonta si are un inferior/intermediar 9, superior 14 si lateral 19 acoperi. Crema pistonului este amplasată în carter 4, în care este montată fix piuliţa cu bilă 6. Piulița cu bile este asamblată cu șurubul în așa fel încât să se formeze șanțuri elicoidale în care sunt introduse bilele 8. Două caneluri ștanțate 7 sunt introduse în canelura piuliței cu bile, conectate prin două găuri cu canelura pentru șurub, formând un tub de-a lungul căruia bilele, care se rostogolesc atunci când șurubul 5 este rotit de la un capăt al piuliței, revin la celălalt. Sfârșit.

Piston-şină 4 ochiuri cu sectorul dinţat 18 arborele 21 bipied, care se rotește pe bucșe de bronz presate în carter. Mișcarea axială a arborelui bipodului se face prin rotirea șurubului de reglare 20, al cărui cap intră în orificiul arborelui bipodului. La strângerea șurubului de reglare,

Orez. 20.7. Sistemul de direcție din vinil al mașinii ZIL-431410: 1 - capac inferior; 2 - priza; 3 - carter; 4 - cremalieră pentru piston; 5 - șurub; 6 - surub; 7 - jgheab; 8 - minge; 9 - capac intermediar; 10 - rulment axial; 11 - supapă cu bilă; 12 - bobina; 13 - corpul supapei de control; 14 - coperta; 15 -arc; 16 - piston reactiv; 17 - set de șuruburi; 18 - sector dinţat; 19 - capac lateral; 20 - surub de reglare; 21 - arbore bipod; 22 - dop magnetic; 23 - bipied

jocul în cuplarea sectorului cu dinți cremalieră, care crește din acest motiv, momentul de rezistență la răsucire nu trebuie să depășească 500 N. Un bipod este instalat pe capătul cu fante exterioară al arborelui 23.

Când volanul se rotește, forța șoferului este transmisă prin arborele volanului și transmisia cardană la șurubul 5. Piuliță cu bilă 6 se deplasează de-a lungul axei șurubului, poartă de-a lungul suportului pistonului 4 care roteşte sectorul dinţat 18 cu ax 21 bipod în jurul axei sale. Forța bipiedului 23 transmisă mecanismului de direcție, care întoarce roțile directoare.

Mecanismele de direcție ale vehiculelor KamAZ, KrAZ, MAZ funcționează într-un mod similar.

Mecanisme de direcție cu cremalieră și pinion sunt simple ca design și compacte, au o eficiență ridicată, prin urmare sunt utilizate pe scară largă în mașinile de pasageri. Recent, astfel de mecanisme au fost folosite la camioanele ușoare cu suspensie independentă. Perechea de lucru este o cremalieră cu dinți dintate, cu un profil normal al dinților angrenajului și cremalierei, raportul de transmisie al mecanismului este constant. Mecanismele moderne de direcție cu cremalieră și pinion pot avea un raport de transmisie variabil, care se realizează prin tăierea dinților unei cremaliere cu un profil special.

Sensibilitatea crescută la influențele externe datorită frecării scăzute, sensibilitatea la oscilațiile de direcție necesită instalarea de amortizoare sau amplificatoare pentru absorbția șocurilor.

Sistemul de direcție cu cremalieră și pinion (fig.20.8) este format dintr-un carter 2, in care pe doi rulmenti 6 și? este instalat angrenajul de antrenare 7, care este în legătură cu cremaliera 10. Cremaliera este presată pe roata dințată de un arc 12 prin opritorul sinterizat 11. Distanța de plasare este reglată cu o piuliță 13.

Orez. 20.8. Sistemul de direcție cu cremalieră și pinion al unei mașini VAZ-2109: 1 - carcasă protectoare; 2 - carcasa mecanismului de directie; 3 - cuplaj elastic; 4 - brat pivotant; 5 - tija de directie; 6 - cuzinet; 7 - roata dintata; 8 - rulment cu bile; 9 - arbore de directie; 10 - șină; 11 - opritor de șină; 12 - arc; 13 - opriți piulița

La rotirea arborelui 9, conectat la volan, treapta de viteză 7 mișcă cremaliera 10, din care se transmite forţa către tijele de direcţie şi apoi prin pârghiile pivotante 4 pe roți.

Coloane de direcție și arbori.În cazul general, transmiterea rotației de la volan la mecanismul de direcție se realizează de către arbore, care se află în interiorul coloanei. Pe camioane (fig.20.9, a, b) coloana de directie 3, instalat în interiorul cabinei șoferului, este atașat prin partea din mijloc de panoul interior și panoul frontal al cabinei. Coloana de direcție poate fi echipată cu un colector de claxon și un comutator de semnalizare. Arbore 8 instalat în coloană 3 pe rulmenții 7 și pe volan 4 conectat la arbore cu o cheie sau caneluri și asigurat cu o piuliță. Capătul inferior al arborelui are o canelură pentru atașarea jugului articulației universale. În centrul volanului există un dispozitiv de contact pentru butonul de semnalizare.

Arborele de direcție și șurubul de direcție nu sunt întotdeauna aliniate din cauza aspectului vehiculului și a necesității instalării corecte a volanului. În plus, unghiul dintre arbore și elice poate varia, deoarece cabina are capacitatea de a se deplasa ușor față de cadru. Prin urmare, arborele este conectat la șurub printr-un cardan. 2. La unele vehicule cu o cabină deasupra motorului, transmisia cardan permite ridicarea cabinei pentru a oferi acces la motor. Transmisia cardanica a mecanismului de directie este

Orez. 20.9. Coloane de directie pentru camioane: A- KamAZ-5320; b- GAZ-66-11; v- cutie de viteze unghiulara; 1 - supapa de control servodirectie; 2 - transmisie cardan; 3 - coloana de directie; 4 - roata; 5 - mecanism de directie; 6 - cutie de viteze unghiulara; 7 - rulment; 8 - arbore de directie; 9 - Suport de fixare; 10 - roata dintata motrice; 11 - capac; 12 - arborele roții dintate motrice; 13, 14 - rulmenti; 15 - roata dintata condusa

Există două articulații cu viteze unghiulare inegale, care sunt similare ca design cu cele utilizate în transmisia unei mașini.

În cazul amplasării cabinei deasupra motorului, coloana de direcție este situată aproape vertical și pentru a transfera rotația la un unghi mare către elicea din mecanismul de direcție, se folosește un angrenaj unghiular. 6 (fig. 20, v) cu raport de transmisie 1. Arbore 12 cu unelte de antrenare 10 montat într-o carcasă pe rulmenți cu bile 13, fixat cu o piuliță cu șaibă de blocare. Angrenaj condus 15 conectat la șurub prin caneluri, ceea ce permite șurubului să se deplaseze în raport cu roata dințată în direcția longitudinală.

Pe autoturisme (fig.20.10, A) coloana de direcție include un arbore 7 găzduit într-un tub care este atașat de panoul frontal. Legarea arborelui de direcție la arbore cu transmisia de antrenare a mecanismului de direcție se realizează printr-un cuplaj elastic. Arborele se rotește pe un rulment 3, volanul este instalat pe capătul superior al arborelui pe caneluri. La vehiculele moderne, coloana de direcție poate avea mai multe poziții de reglare verticală și longitudinală pentru ușurință în operare, ceea ce îi complică proiectarea.

Orez. 20.10. Coloane de directie auto: A- coloana de directie; b- arbore de directie deformabil; / - arbore de direcție; 2 - coloana de directie cu suport de montare; 3 - ținând; 4 - arbore de direcție tubular perforat

Coloanele de direcție pot provoca răni grave șoferului în caz de accident. Pentru a reduce impactul periculos al coloanei de direcție asupra șoferului, se folosește volanul care se deformează la impact și absoarbe o parte din energia impactului. În caz de accident, arborele volanului trebuie să se îndoaie sau să se decupleze fără a se deplasa cu mai mult de 127 mm în interiorul habitaclului. Acest lucru se realizează prin instalarea coloanelor de direcție rezistente la impact, care sunt elemente ale siguranței pasive a mașinii.

Pe o mașină VAZ-2121, arborele este pliat, deoarece are o transmisie cardan, iar energia de impact este absorbită de suportul de montare a coloanei de direcție cu un design special.

Pe mașina GAZ-3102, elementul de absorbție a energiei este un manșon de cauciuc instalat între două părți ale arborelui de direcție.

Un arbore de direcție deformabil poate absorbi și energia de impact în cazul unei coliziuni. 4 instalat pe mașini străine (fig.20.10, b). Un astfel de arbore este un tub perforat, care poate fi scurtat semnificativ atunci când este aplicat cu forță în direcția axială.

Arborele de direcție poate fi format și din două părți și sunt conectate prin mai multe plăci longitudinale, care se vor îndoi la impact, absorbind energie.

Fiecare unitate și mecanism al mașinii este important 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 ne uităm la modul în care este aranjat acest nod, scopul său, elementele de construcție. De asemenea, vom învăța cum să reglementăm și să reparăm acest sistem.

Principiul de funcționare a tijei de direcție cu cremalieră

Sistem de direcție cu cremalieră și pinion

Sistemul de direcție cu cremalieră și pinion este cel mai comun tip de mecanism instalat pe autoturisme. Elementele principale ale mecanismului de direcție sunt pinionul și cremaliera de direcție. Roata de viteză este montată pe arborele volanului și se află în legătură constantă cu cremaliera (dintata) de direcție.
Mecanism de direcție cu cremalieră și pinion

1 - rulment de alunecare; 2 - manșete de înaltă presiune; 3 - corpul supapei; 4 - pompa; 5 - rezervor de compensare; 6 - tija de directie; 7 - arbore de direcție; 8 - șină; 9 - garnitura de compresie; 10 - capac de protectie.
Funcționarea mecanismului de direcție cu cremalieră și pinion este după cum urmează. Când volanul este rotit, suportul se deplasează spre stânga sau spre dreapta. În timpul mișcării cremalierului, tijele de direcție atașate acestuia se mișcă și rotesc roțile de direcție.

Mecanismul de direcție cu cremalieră și pinion se distinge prin simplitatea designului și, ca urmare, eficiență ridicată și are, de asemenea, o rigiditate ridicată. Dar acest tip de mecanism de direcție este sensibil la șocuri de pe drumurile denivelate, predispuse la vibrații. Datorită caracteristicilor sale de design, mecanismul de direcție cu cremalieră și pinion este utilizat la vehiculele cu tracțiune față.

Direcție angrenaj melcat

Acest mecanism de direcție este unul dintre dispozitivele „învechite”. Aproape toate modelele de „clasice” autohtone sunt echipate cu acesta. Mecanismul este utilizat pe vehiculele de teren cu suspensie dependentă de volan, precum și în camioanele ușoare și autobuzele.

Din punct de vedere structural, dispozitivul este format din următoarele elemente:

• arbore de direcție
• transfer "rola de vierme"
• carter
• bipod de direcție

Perechea vierme-rolă este în angajare constantă. Viermele globoid este partea inferioară a arborelui de direcție, iar rola este atașată la arborele bipodului. Când volanul se rotește, rola se mișcă de-a lungul dinților viermei, datorită căruia se rotește și arborele brațului de direcție. Rezultatul acestei interacțiuni este transmiterea mișcărilor de translație către motor și roți.

Sistemul de direcție de tip melcat are următoarele avantaje:

• capacitatea de a întoarce roțile la un unghi mai mare
• amortizarea șocurilor din neregulile drumului
• transmiterea unor mari eforturi
• asigurând o mai bună manevrabilitate a utilajului

Fabricarea structurii este destul de complicată și costisitoare - acesta este principalul său dezavantaj. Direcția cu un astfel de mecanism constă din multe conexiuni, a căror reglare periodică este pur și simplu necesară. În caz contrar, elementele deteriorate vor trebui înlocuite.

Coloana de directie

Transferă forța de rotație pe care o generează conducătorul pentru a schimba direcția. Este alcătuit dintr-un volan situat în cabină (șoferul acționează asupra acestuia prin rotirea acestuia). Este montat rigid pe arborele coloanei. În dispozitivul acestei părți a direcției, se folosește foarte des un arbore, împărțit în mai multe părți, interconectate prin articulații cardanice.

Acest design a fost făcut cu un motiv. În primul rând, vă permite să schimbați unghiul volanului în raport cu mecanismul, să-l deplasați într-o anumită direcție, ceea ce este adesea necesar la asamblarea pieselor componente ale unei mașini. În plus, acest design permite creșterea confortului cabinei - șoferul poate schimba poziția volanului în atingere și înclinare, oferind cea mai confortabilă poziție.

În al doilea rând, coloana de direcție compusă tinde să se „rupă” în cazul unui accident, reducând probabilitatea de rănire a șoferului. Concluzia este că, în cazul unui impact frontal, motorul se poate deplasa înapoi și împinge mecanismul de direcție. Dacă arborele coloanei ar fi solid, o schimbare a 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 staționară.

Sistem de direcție elicoidal

Mecanismul de direcție elicoidal combină următoarele elemente structurale: un șurub pe arborele volanului; o piuliță deplasată de-a lungul șurubului; o cremalieră tăiată pe o nucă; sector dinţat conectat la cremalieră; bipied de direcție situat pe arborele sectorial.

O caracteristică a mecanismului de direcție elicoidal este conectarea șurubului și piuliței cu bile, ceea ce are ca rezultat mai puțină frecare și uzură a perechii.

În principiu, funcționarea mecanismului de direcție elicoidal este similară cu funcționarea angrenajului melcat. Întoarcerea volanului este însoțită de rotirea șurubului, care mișcă piulița pusă pe acesta. În acest caz, bilele sunt vehiculate. Piulița, prin intermediul unei cremaliere, deplasează sectorul dintat și odată cu acesta și brațul de direcție.

Crema de directie elicoidala, in comparatie cu angrenajul melcat, are o eficienta mai mare si realizeaza eforturi mai mari. Acest tip de mecanism de direcție este instalat pe anumite mașini executive, camioane grele și autobuze.

Concluzie

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

Construcția acestei unități constă din multe elemente cu articulații mobile. Iar acolo unde există astfel de conexiuni, de-a lungul timpului, din cauza uzurii elementelor de contact, în ele apar bătăi de joc, care pot afecta semnificativ manevrabilitatea mașinii.

Complexitatea diagnosticării direcției depinde de designul său. Deci, în nodurile cu mecanism cu cremalieră, nu există atât de multe conexiuni care trebuie verificate: vârfuri, angrenarea vitezei cu cremaliera, cardanele 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 caz de funcționare defectuoasă a unității, vârfurile sunt pur și simplu înlocuite cu uzură severă. În mecanismul de direcție, în stadiul inițial, jocul poate fi îndepărtat prin reglarea angajării, iar dacă acest lucru nu ajută, prin reconstruirea ansamblului folosind kituri de reparații. Cardanele coloanei, precum și urechile, sunt pur și simplu înlocuibile.

5.3. Dispozitiv de direcție și funcționare

Comanda direcției este utilizată pentru a roti roțile din față ale mașinii în timpul mișcării și constă dintr-un mecanism de direcție și un mecanism de direcție. Pentru ca mișcarea roților mașinii la viraje să se producă fără alunecare laterală, roțile direcționate trebuie să se rotească în unghiuri diferite: roata interioară la un unghi mai mare, iar roata exterioară la unul mai mic.

Mecanismul de direcție este utilizat pentru a converti mișcarea de rotație a volanului într-o mișcare liniară care este transmisă roților. Pentru mișcarea rectilinie, trebuie să convertiți mișcarea de rotație a volanului într-o balansare a brațului de direcție sau să creați o mișcare alternativă a cremalierei de direcție. În plus, mecanismul de direcție oferă un raport de reducere, care reduce cantitatea de efort pe care o poate aplica șoferul pentru a vira roțile. Acest lucru este deosebit de important atunci când mașina staționează sau se mișcă încet și volanul este cât se poate de dificil.

Relația dintre unghiul de virare și unghiul de virare se numește raport de direcție. Raporturile de transmisie pot fi constante și variabile. Direcția cu un raport constant este denumită „liniară”. În cazul direcției liniare, rotirea volanului cu un număr fix de grade deplasează roțile direcționate într-un unghi proporțional, în funcție de raportul de transmisie, în orice post de direcție.

Direcția cu raport variabil este denumită „proporțională”. În cazul direcției proporționale, raportul se modifică cu fiecare rotire a volanului. În general, pe măsură ce unghiul de virare crește, rata de modificare a unghiului de direcție crește. Raportul de transmisie este unghiul de virare împărțit la unghiul de virare.

De obicei, raportul de reducere a direcției este între 14: 1 și 22: 1. Raporturile de transmisie între 14: 1 și 18: 1 necesită de obicei servodirecție. Pentru a muta roțile între pozițiile limită, trebuie să rotiți volanul cu 3-4 ture complete. Sistemul de direcție trebuie să fie suficient de puternic pentru a rezista diferitelor sarcini la care este supus în diferite condiții de conducere. Șoferul nu trebuie să simtă nicio șocuri prin volan care însoțesc mișcarea.

5.3.1. Mecanisme de direcție

Există mai multe opțiuni de design diferite pentru mecanismele de direcție, dar există două tipuri principale:

Mecanisme de direcție cu mișcare de rotație (Fig.5.26);

Orez. 5.26. Sistem de direcție cu mișcare rotativă

Sisteme de direcție cu mișcare de alunecare (fig. 5.27).

Orez. 5.27. Sistem de direcție cu mișcare de alunecare

Sisteme de direcție cu mișcare rotativă

Sistemele de direcție cu mișcare rotativă au diferite modele:

Sistem de direcție cu șurub cu bile;

Sistem de directie de tip "surub-piulita" cu inele glisante;

Mecanism de cârmă cu sector melcat;

Direcție cu melc și role;

Sistem de directie cu melcat si role.

În fig. 5.28 prezintă un mecanism de direcție cu șurub cu bile. Utilizează mai multe bile care circulă în „caneluri” formate din caneluri în piulița de direcție și pe arborele de direcție. Pe măsură ce arborele de direcție se rotește, bilele se rostogolesc de-a lungul „căilor” și fac ca piulița de direcție să se miște în sus sau în jos pe arborele de direcție. Brațul de direcție este rotit de un sector dintat, care se îmbină cu dinții de pe piulița de direcție.

Orez. 5.28. Sistem de direcție cu șurub cu bile

Raportul de transmisie în acest mecanism de direcție este constant. Bilele reduc frecarea dintre piesele în mișcare, astfel încât acest tip de mecanism de direcție practic nu este supus uzurii. Jocul crescut în mecanismul de direcție poate fi de obicei eliminat prin reglarea poziției arborelui de direcție.

În fig. 5.29 prezintă un mecanism de direcție cu un melc și un știft. Designul său folosește un vierme cilindric cu pas neuniform. Când viermele se rotește, știftul conic se mișcă axial de-a lungul viermei. Brațul de direcție este fixat pe un arbore corespunzător conectat la un știft și poate fi rotit la 70 °. Uzura elementelor de lucru ale acestui mecanism este relativ redusa, jocul in arborele de directie si intre bolt si melc este reglabil. Raportul de transmisie al mecanismului de direcție melcat și role se modifică proporțional din cauza pasului neuniform al melcului.

Orez. 5.29. Sistem de directie cu melcat si role

Mecanismul de direcție a sectorului vierme este prezentat în Fig. 5.30.

Orez. 5.30. Sistem de direcție cu sector melcat

Într-un mecanism de direcție de acest tip, la capătul arborelui de direcție este prevăzut un melc cilindric, care mișcă sectorul dintat. Avantajul direcției cu roți melcate este că se pot obține cu ușurință rapoarte mari de transmisie de până la 22: 1. Sectorul dințat este în angrenare constantă cu melcul, orice rotire a arborelui de direcție determină rotirea sectorului dințat. Brațul de direcție este fixat pe sectorul dintat și poate fi rotit la 70 °. Uzura acestui tip de mecanism de directie este relativ mare datorita frecarii de alunecare a elementelor de lucru. Dezavantajul mecanismului de direcție cu vierme este că șoferul trebuie să aplice o forță semnificativă asupra volanului.

În fig. 5.31 prezintă un mecanism de direcție cu șurub-piuliță cu inele de glisare.

Orez. 5.31. Sistem de direcție de tip „șurub-piuliță” cu inele glisante

În principiu, acest mecanism este similar cu mecanismul de direcție cu circulație a bilei. Inelele de culisare situate pe partea laterală a piuliței de direcție transferă mișcarea piuliței către furca de direcție. Bipodul de direcție, montat pe arborele bipiedului, care este situat pe furca de direcție, se rotește la 90 °. Uzura prin frecare la acest tip de mecanism de direcție este în general mare. Raportul de transmisie este constant.

Orez. 5.32 reprezintă mecanismul de direcție melcat și role.

Orez. 5.32. Direcție cu melc și role

Acest mecanism de direcție folosește o rolă în loc de un sector dintat pentru a transmite mișcarea de la vierme. Viermele din acest mecanism de direcție este înclinat spre centru și ia o formă de clepsidră (globoid). Avantajul acestei forme de vierme este că permite rolei să pivoteze în jurul centrului său, iar acest lucru reduce dimensiunea mecanismului de direcție. Brațul de direcție este atașat la arborele rolei și poate fi rotit la 90 °. Raportul de transmisie rămâne constant. Jocul crescut poate fi eliminat prin reglarea poziției arborelui de direcție.

Sistem de direcție culisant

În fig. 5.33 descrie un mecanism de direcție cu pas constant - cel mai comun tip de mecanism de direcție utilizat în mașinile moderne.

Orez. 5.33. Sistem de direcție cu pas constant al dinților

Mecanismele de direcție cu cremalieră și pinion folosesc un angrenaj rotativ pentru a crea o mișcare liniară a cremalierei. Dinții angrenajului sunt în angrenare constantă cu dinții cremalierei, iar orice mișcare a arborelui coloanei de direcție determină mișcarea laterală a cremalierei de direcție. Mișcarea cremalierei este transmisă direct tijelor de direcție montate la ambele capete ale cremalierului. Articulațiile sferice situate între cremalieră și tijele de direcție permit mișcarea verticală independentă a tijelor de direcție. Cremaliera este ținută în plasă cu pinionul de un tampon de presiune cu arc care reglează orice spațiu dintre dinți. Frecarea de alunecare dintre cremalieră și pinion asigură un efect de absorbție a șocurilor și absoarbe șocul care apare în timpul mișcării.

Avantajele direcției cu cremalieră și pinion sunt direcția directă. Raportul de transmisie este constant.

În fig. 5.34 prezintă o cremalieră de direcție cu pas variabil al dinților. Pentru claritate, carcasa și mecanismul de direcție nu sunt afișate.

Orez. 5.34. Crema de direcție cu pas variabil

Direcția cu cremalieră și pinion cu pas variabil funcționează în același mod ca și pinion și cremalieră cu pas constant descrise mai sus. În centrul rackului, pasul dinților este mai mare decât la margini. Pasul variabil face posibilă creșterea raportului de direcție pe măsură ce treapta de viteză se rotește. Dinții din centrul cremalierului asigură mai multă mișcare cremalieră cu fiecare rotație a angrenajului, ceea ce necesită o forță relativ mare. Dinții de la capetele rackului asigură mai puțină mișcare a rackului, ceea ce necesită un efort relativ mic al șoferului. Pentru a elimina acest dezavantaj, pe mașinile moderne sunt instalate amplificatoare de direcție. De fapt, în acest sistem, cu cât volanul este rotit mai mult, cu atât se depune mai puțin efort. Când conduceți în linie dreaptă, direcția este mai grea decât rotirea volanului în poziția limită, ceea ce face mai ușor manevrarea și parcarea.

Direcția cu cremalieră și pinion cu pas variabil are un raport de transmisie în creștere proporțional.

În fig. 5.35 (vezi și insertul color din Fig. CV 5.35) prezintă un sistem hidraulic tipic al servodirecției, echipat cu o pompă de lichid, care servește la alimentarea circuitului hidraulic cu fluid de lucru sub presiune. Pompa poate fi acţionată electric şi amplasată în rezervorul servodirecţiei sau acţionată mecanic de motor.

Orez. 5.35. Sistem hidraulic de servodirecție

Pompele mecanice sunt de obicei echipate cu un rezervor de lichid separat. Lichidul de lucru aflat sub presiunea creată de pompă intră în supapa de direcție în mecanismul de direcție. Când arborele de direcție este într-o poziție dreaptă, fluidul hidraulic trece prin supapa direcțională și revine în rezervor. Când volanul este rotit, supapa direcțională direcționează fluidul hidraulic către partea corespunzătoare a pistonului, care se află în cilindru la capătul mecanismului de direcție cu cremalieră și pinion. Tija, conectată la piston, este conectată la cremalieră, iar orice presiune a fluidului de lucru care acționează asupra pistonului ajută la mișcarea cremalierului. Fluidul de lucru din partea din spate este returnat în rezervor prin supapa direcțională. Când volanul este rotit în cealaltă direcție, are loc procesul opus. Dacă servodirecția eșuează, acțiunea mecanică a mecanismului de direcție rămâne, dar este nevoie de mult mai multă forță.

5.3.2. Unitatea de direcție

Sistemul de direcție este utilizat pentru a transmite efortul șoferului prin volan către roțile de direcție ale vehiculului. Sistemul de direcție transformă mișcarea de rotație a volanului într-o mișcare liniară care trage tija de direcție. Mișcarea convertită este transmisă de la mecanismul de direcție la mecanismul de direcție. Articulațiile sferice de la capetele tijelor de direcție longitudinale și transversale oferă posibilitatea oricăror mișcări de rotație și rotație în transmisie. Dispunerea și numărul de tiranți în mecanismul de direcție depind de proiectarea axei și a suspensiei.

Opțiuni de aranjare a direcției

Cel mai simplu design al mecanismului de direcție este un tirant cu o singură secțiune, deplasat de brațul de direcție (Fig.5.36). Bipiedul împinge sau trage tija de direcție pentru a deplasa o pârghie care este conectată la pivotul de pe articulația de direcție. O tijă de șenil conectează ambele articulații de pivotare de pe articulațiile de direcție ale roților din față ale vehiculului. Orice mișcare a unuia dintre articulațiile de direcție este transmisă prin intermediul articulației de direcție către articulația de pe articulația de direcție opusă.

Orez. 5.36. Sistem de directie cu tirant dintr-o bucata

O unitate de direcție de acest tip este utilizată de obicei la vehiculele cu o axă rigidă, în care distanța dintre brațele fuzetului de direcție nu se modifică. Articulațiile sferice sunt utilizate pentru a conecta tija longitudinală de direcție la pârghiile de direcție.

În fig. 5.37 prezintă o versiune modificată a unei tije de direcție cu o singură secțiune - un mecanism de direcție cu o tijă de direcție în două secțiuni deplasată de brațul de direcție. Bipiedul trage sau împinge două tiranți separate, care sunt conectate la brațele articulației de direcție prin intermediul unor articulații sferice. Mișcarea tijelor de direcție se rotește articulațiile pivot de pe articulațiile de direcție. Un mecanism de direcție de acest tip este de obicei utilizat la vehiculele cu suspensie independentă, în care articulațiile pivotante se pot mișca una independent de alta.

Orez. 5.37. Sistem de directie cu tirant din doua piese

În fig. 5.38. Această tijă de direcție are un braț pendul care transmite mișcarea de direcție către partea opusă a vehiculului. Sistemul de direcție de acest tip este utilizat la vehiculele cu suspensie independentă, dar această opțiune de design are un cost ridicat.

Orez. 5.38. Sistem de directie cu tirant din trei piese

Legătura de direcție din trei piese oferă cel mai înalt grad de precizie și control maxim al direcției. Când vehiculul circulă pe drumuri denivelate, șocurile sunt transmise șoferului prin intermediul mecanismului de direcție și al direcției. Pentru a atenua aceste șocuri, pe mecanismul de direcție este instalat un amortizor. Amortizoarele de direcție pot fi încorporate în orice tip de acționare a direcției (Fig.5.39), dar nu sunt adesea folosite la mașinile cu direcție cu cremalieră și pinion. Amortizorul de direcție ajută la contracararea forței de direcție crescute și mișcarea neintenționată a volanului.

Orez. 5.39. Amortizoare de directie

În fig. 5.40 prezintă mecanisme de direcție cu tije de direcție din două secțiuni ale unui rack mobil. Sistemul de direcție cu cremalieră și pinion folosește două tiranți pentru a transmite acțiunea de direcție la articulațiile de direcție.

Orez. 5.40. Sisteme de direcție cu tije de direcție din două piese

Există și rafturi de direcție pentru conectarea la articulațiile de direcție. Ei folosesc sisteme de direcție cu un design similar. Mișcarea în linie dreaptă a cremalierei de direcție este transmisă printr-o articulație sferică la tijele de direcție.

5.3.3. Diagnosticare si intretinere a suspensiei fata, spate si directie

Defecțiuni și remedii

Nivelul de joc liber al volanului este specificat în instrucțiunile de utilizare a vehiculului. Jocul liber crescut este detectat prin balansarea volanului. Pot exista mai multe motive pentru apariția acesteia:

Slăbirea piulițelor care fixează articulațiile sferice ale tijelor de direcție;

Distanță crescută a articulațiilor sferice ale tijelor de direcție;

Distanță crescută a articulațiilor sferice ale brațelor suspensiei față;

Joc din cauza uzurii lagărelor roții din față;

Joc din cauza uzurii dinților sistemului de direcție;

Joc în cupla elastică care conectează mecanismul de direcție la arborele volanului;

Joc în lagărele arborelui de direcție al volanului.

Pentru a elimina defecțiunea, este necesar să verificați etanșeitatea tuturor elementelor de fixare și să înlocuiți piesele uzate.

Zgomotul (ciocănirea) în direcție poate fi cauzat din următoarele motive:

Slăbirea piulițelor care fixează articulațiile sferice ale tijelor de direcție;

Creșterea distanței dintre opritorul șinei și piuliță;

Slăbirea piulițelor de montare a sistemului de direcție, precum și toate defecțiunile de mai sus.

Rotire strânsă a volanului:

Deteriorarea rulmentului suportului superior al arborelui volanului;

Scăderea presiunii aerului în anvelopele roților din față;

Deteriorări ale pieselor suportului telescopic și ale suspensiei roții;

Funcționare defectuoasă a pompei servodirecției;

Pătrunderea de particule străine în sistemul hidraulic al direcției;

Nivel crescut de ulei în rezervorul pompei de direcție;

Sistemul de direcție și manșetele pompei uzate sau deteriorate;

Furtunuri hidraulice uzate.

Pentru a depana, 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 de servodirecție uzate și deteriorate.