Ten typ mechanizmu kierowniczego był powszechny aż do lat 80. ubiegłego wieku, ale obecnie praktycznie nie można go znaleźć w nowych samochodach. Jednak „starzy”, w tym VAZ z „klasycznej” rodziny, są precyzyjnie sterowani za pomocą przekładnia ślimakowa.
Zadaniem skrzyni biegów, jak wiemy z artykułu o mechanizmach kierowniczych, jest spowolnienie i zwiększenie wysiłku kierowcy oraz przeniesienie go na mechanizmy skrętu kół. Przekładnia ślimakowa - stosunkowo kompaktowa jednostka. Koniec wału kierownicy jest ukryty w jego korpusie (a dokładniej w skrzyni korbowej). Na końcu znajduje się robak, który dał nazwę całemu systemowi.
Robak w mechanice to w zasadzie duża śruba gwintowana. W tym gwincie zazębia się napędzane koło zębate (rolka), do którego przymocowany jest dwójnóg sterujący. Ta para „przekładni ślimakowej” nazywa się przekładnia ślimakowa. Aby zapewnić mniejsze zużycie części podczas tarcia, do obudowy przekładni ślimakowej wlewa się olej.
Zatem moment obrotowy z kierownicy przenoszony jest przez skrzynię biegów na obrotowy dwójnóg. Następnie musisz rozłożyć go na dwa koła. Jak to zrobić, zwłaszcza biorąc pod uwagę, że wał kierownicy znajduje się na krawędzi?
Załóżmy, że nasz samochód jest przystosowany do ruchu lewostronnego. Przekładnia ślimakowa i dwójnóg znajdują się po lewej stronie. Po prawej stronie, w odbiciu od niego, do korpusu przymocowana jest dźwignia wahadłowa. Dwójnóg i dźwignia są połączone ze sobą środkowym drążkiem kierowniczym.
Od ramienia wahadła i dwójnogu po prawej i odpowiednio po lewej stronie rozciągają się boczne pręty połączone przegubami zawiasowymi. Drążki popychają wahacze, które napędzają piasty kół przez końcówki układu kierowniczego.
Jak już powiedzieliśmy, ślimakowy mechanizm kierowniczy jest obecnie praktycznie niespotykany. Ma dwie wady:
Kierownica nie ma charakteru informacyjnego, to znaczy kierowca nie czuje dobrze toru jazdy samochodu, co utrudnia sterowanie, szczególnie przy dużych prędkościach
Ślimakowy mechanizm kierowniczy ma za dużo połączeń, które z biegiem czasu się luzują i zaczynają grać. Dlatego takie układ kierowniczy wymaga częstego serwisowania: dokręć połączenia.
Są jednak i zalety, a są dwie z nich:
Mechanizm kierowniczy z przekładnią ślimakową jest bardziej odporny na obciążenia udarowe i przenosi mniej drgań na kierownicę
Mechanizm ślimakowy umożliwia obracanie kół pod większymi kątami niż mechanizm zębatkowy.
Nic dziwnego, że obecnie (stan na 2014 r.) przekładnie ślimakowe spotykane są głównie w ciężkich pojazdach terenowych. Można je na przykład znaleźć na Lądzie Obrońca łazika, Łada 4x4 (lepiej znana jako Niva) i pickup Mazda BT-50.
Jednak także w segmencie SUV-ów przekładnia ślimakowa jest stopniowo zastępowany przez zębatkę. Dlatego modele takie jak Mitsubishi L200 i Chevrolet TrailBlazer stosunkowo niedawno przeszły z przekładni ślimakowej na zębatkę.
Technologia ślimakowa została opracowana w postaci śrubowego mechanizmu sterującego.
KnowCar to przejrzysta encyklopedia o projektowaniu samochodów, w której skomplikowane rzeczy są opisane prostym językiem, z ilustracjami i filmami, a artykuły pogrupowane są w sekcje. Encyklopedia jest w trakcie uzupełniania. Jeśli masz pytania lub sugestie, skontaktuj się z zespołem. Wszystkie dane kontaktowe znajdują się na dole strony.
Sterowniczy służy do zapewnienia, że pojazd porusza się w kierunku określonym przez kierowcę. Układ kierowniczy składa się z przekładni kierowniczej i przekładni kierowniczej.
Mechanizm kierowniczy służy do zwiększania i przekazywania na przekładnię kierowniczą siły wywieranej przez kierowcę na kierownicę. W samochody osobowe Stosowane są głównie mechanizmy sterujące typu ślimakowego i zębatkowego.
Zaletami mechanizmu ślimakowo-rolkowego są: mała skłonność do przenoszenia uderzeń od nierówności drogi, duże kąty obrotu kół, możliwość przenoszenia dużych sił. Wadami są duża liczba drążków i przegubów z stale narastającymi luzami, „ciężka” i mało informacyjna kierownica. Ostatecznie wady okazały się bardziej znaczące niż zalety. NA nowoczesne samochody Takie urządzenia praktycznie nie są używane.
Najpopularniejszym obecnie jest mechanizm kierowniczy z zębatką i zębnikiem. Lekka waga, zwartość, niska cena, minimalna liczba prętów i zawiasów - wszystko to zostało określone szerokie zastosowanie. Mechanizm zębatkowy idealnie pasuje do układu napędu na przednie koła i zawieszenia McPherson, zapewniając większą lekkość i precyzję kierowania. Istnieją jednak również wady: ze względu na prostotę konstrukcji każdy nacisk z kół przenoszony jest na kierownicę. A taki mechanizm nie jest całkowicie odpowiedni dla ciężkich pojazdów.
Przekładnia kierownicza ma za zadanie przenosić siłę z mechanizmu kierowniczego na koła sterowane, zapewniając jednocześnie ich obrót pod nierównymi kątami. Jeśli oba koła zostaną skręcone o tę samą wartość, koło wewnętrzne będzie drapać po drodze (ślizgać się na boki), zmniejszając skuteczność kierowania. Poślizg ten, powodujący również dodatkowe ciepło i zużycie koła, można wyeliminować, obracając koło wewnętrzne pod większym kątem niż koło zewnętrzne. Podczas pokonywania zakrętów każde koło opisuje swój własny okrąg, różniący się od drugiego, a koło zewnętrzne (najdalsze od środka zakrętu) porusza się po większym promieniu niż koło wewnętrzne. A ponieważ mają one wspólny środek obrotu, koło wewnętrzne należy odpowiednio obrócić pod większym kątem niż koło zewnętrzne. Zapewnia to konstrukcja tzw. „układu kierowniczego”, w skład którego wchodzą wahacze i drążki kierownicze z zawiasami. Wymagany stosunek kątów obrotu kół zapewnia się poprzez dobór kąta nachylenia wahaczy względem osi wzdłużnej pojazdu oraz długości wahaczy oraz nacisk boczny.
Ślimakowy mechanizm kierowniczy składa się z:
– kierownica z wałem,
– obudowa pary ślimaków,
– pary „ślimak-wałek”,
– dwójnóg sterujący.
W obudowie przekładni kierowniczej stale zazębiona jest para „ślimak-wałek”. Ślimak to nic innego jak dolny koniec wału kierownicy, a wałek z kolei znajduje się na wale dwójnogu kierowniczego. Gdy kierownica się obraca, wałek zaczyna się poruszać wzdłuż gwintu ślimaka, co prowadzi do obrotu wału dwójnogu kierowniczego.
Para ślimaków, jak każde inne połączenie przekładni, wymaga smarowania, dlatego do obudowy przekładni kierowniczej wlewa się olej, którego marka jest podana w instrukcji samochodu. Wynikiem oddziaływania pary „ślimak-wałek” jest przekształcenie obrotu kierownicy w obrót dwójnogu sterującego w tym czy innym kierunku. Następnie siła przekazywana jest na napęd kierowniczy, a z niego na koła kierowane (przednie). Nowoczesne samochody wykorzystują bezpieczny wał kierownicy, który może się złożyć lub złamać w przypadku uderzenia kierowcy kierownica podczas wypadku, aby uniknąć poważnych obrażeń klatki piersiowej.
Przekładnia kierownicza stosowana z mechanizmem ślimakowym obejmuje:
– drążki boczne prawe i lewe,
– średnia przyczepność,
– dźwignia wahadłowa,
– prawe i lewe wahacze kół.
Każdy drążek kierowniczy posiada zawiasy na końcach, umożliwiające swobodne poruszanie się ruchomych części przekładni kierowniczej
obracać się swobodnie względem siebie i ciała w różnych płaszczyznach.
Sterowanie zębatką i zębnikiem
W zębatkowym mechanizmie kierowniczym siła przenoszona jest na koła za pomocą przekładni zębatej czołowej lub śrubowej zamontowanej w łożyskach oraz stojak poruszające się w tulejach prowadzących. Aby zapewnić bezluzowe załączenie, zębatka dociskana jest do przekładni za pomocą sprężyn. Przekładnia kierownicza jest połączona wałem z kierownicą, a zębatka jest połączona z dwoma poprzecznymi prętami, które można przymocować pośrodku lub na końcach zębatki. Mechanizmy te mają niewiele przełożenie, co umożliwia szybkie obrócenie kierowanych kół do wymaganej pozycji. Pełny obrót kierownic z jednego skrajnego położenia do drugiego odbywa się w 1,75...2,5 obrotu kierownicy.
Napęd kierowniczy składa się z dwóch poziomych drążków i obrotowych ramion teleskopowych przedniego zawieszenia. Pręty są połączone z wahaczami za pomocą przegubów kulowych. Wahacze kierownicy są przyspawane do kolumn przedniego zawieszenia. Drążki przenoszą siłę na obrotowe ramiona teleskopowych amortyzatorów kół i odpowiednio obracają je w prawo lub w lewo.
Podstawowe błędy układu kierowniczego
Zwiększony luz w kole kierownicy, a także odgłosy stukania mogą wynikać z poluzowania obudowy przekładni kierowniczej, wahacza lub wspornika wahacza, nadmiernego zużycia przegubów drążków kierowniczych lub tulei wahaczy, zużycia pary przekładni (ślimakowo- rolka lub zębatka) lub naruszenie regulacji jej zazębienia. Aby wyeliminować awarię, należy dokręcić wszystkie elementy mocujące, wyregulować przekładnię w parze transmisyjnej i wymienić zużyte części.
Przyczyną może być sztywny obrót kierownicy nieprawidłowa regulacja przekładnia w parze przekładni, brak smarowania w obudowie przekładni kierowniczej, naruszenie kątów ustawienia przednich kół. Aby wyeliminować awarię, należy wyregulować sprzęgło w parze przekładni mechanizmu kierowniczego, sprawdzić poziom i, jeśli to konieczne, dodać smar do skrzyni korbowej, wyregulować kąty przednich kół zgodnie z zaleceniami producenta.
Pielęgnacja układu kierowniczego
Każdy zna powiedzenie: „Najlepszym leczeniem jest zapobieganie”. Dlatego za każdym razem komunikując się z samochodem od dołu (wł otwór inspekcyjny lub wiadukt), jedną z pierwszych rzeczy, które należy zrobić, jest sprawdzenie elementów napędu i mechanizmu kierowniczego. Wszystkie gumki ochronne muszą być nienaruszone, nakrętki muszą być zawleczone, dźwignie w zawiasach nie mogą być luźne, elementy sterujące nie mogą mieć uszkodzenie mechaniczne i deformacje. Luzy w przegubach napędowych można łatwo określić, gdy pomocnik potrząsa kierownicą, a wadliwy zespół można znaleźć dotykiem, wzajemnym ruchem części przegubowych. Na szczęście czasy powszechnych braków minęły i można kupić części wysokiej jakości, a nie liczne podróbki, które psują się po tygodniu użytkowania, jak to miało miejsce w niedawnej przeszłości.
Styl jazdy, warunki drogowe i terminowa obsługa. Wszystko to wpływa na żywotność części układu kierowniczego. Kiedy kierowca nieustannie szarpie kierownicą, obraca ją w miejscu, przeskakuje dziury w drogach i ściga się w terenie, następuje intensywne zużycie wszystkich przegubów napędowych i części mechanizmu kierowniczego. Jeśli po „ciężkiej” podróży Twój samochód zacznie ściągać na bok podczas jazdy, oznacza to najlepszy scenariusz Ty poradzisz sobie z dostosowaniami kąty montażu przednich kół, ale w najgorszym przypadku koszty będą bardziej zauważalne, ponieważ uszkodzone części będą musiały zostać wymienione. Po wymianie jakiejkolwiek części układu kierowniczego lub gdy samochód odchodzi od ruchu na wprost, należy dokonać regulacji ustawienia geometrii kół przednich. Prace nad tymi regulacjami należy wykonywać w serwisie samochodowym przy użyciu specjalnego sprzętu.
19.03.2013 o godzinie 05:03
Jest to główny element układu kierowniczego, łączący wał kierownicy z drążkiem kierowniczym.
Mechanizm kierowniczy spełnia następujące funkcje:
– zwiększenie siły działającej na kierownicę;
– przeniesienie sił na napęd kierowniczy;
– przywróć kierownicę do neutralna pozycja, gdy obciążenie jest usunięte i nie ma oporu.
Mechanizm kierowniczy to przekładnia mechaniczna, innymi słowy skrzynia biegów. Głównym parametrem mechanizmu kierowniczego jest przełożenie przekładni, które określa się jako stosunek liczby zębów koła napędzanego do liczby zębów koła napędowego.
W zależności od typu wyróżnia się trzy rodzaje mechanizmów sterujących układu kierowniczego przekładnia mechaniczna: zębatka, ślimak, śruba.
1. Sterowanie zębatką i zębnikiem
Projekt
Jest to najczęstszy rodzaj mechanizmu kierowniczego instalowanego w samochodach osobowych. Mechanizm kierowniczy z zębatką i zębnikiem składa się z:
– przekładnia zamontowana na wale kierownicy;
– przekładnia kierownicza typu przekładniowego połączona z przekładnią.
Mechanizm zębatkowy jest strukturalnie prosty wysoka wydajność i wysoką sztywność. Jednak taki mechanizm jest wrażliwy na obciążenia udarowe spowodowane nierównościami drogi i jest podatny na wibracje. Ten typ mechanizm jest zainstalowany w pojazdach z Napęd na przednie koła z niezależnym zawieszeniem kierownicy.
Zasada działania
1. Z obrotem kierownicy drążek kierowniczy porusza się w lewo i prawo.
2. Wraz z ruchem drążka kierowniczego przymocowany do niego drążek kierowniczy porusza się, a koło samochodu się obraca.
2. Ślimakowy mechanizm sterujący
Projekt
Mechanizm ślimakowy składa się z:
– robak globoidalny (ślimak o zmiennej średnicy);
– wał kierownicy;
– wałek.
Dźwignia (dwójnóg) jest zainstalowana na wale rolkowym za obudową mechanizmu kierowniczego, która jest połączona z drążkami kierowniczymi.
Przekładnia ślimakowa jest mniej wrażliwa na obciążenia udarowe, zapewniając większe kąty skrętu kół, co skutkuje lepszą zwrotnością pojazdu. Ale mechanizm ślimakowy jest trudny w produkcji, a jego koszt jest wysoki. Ten mechanizm Ze względu na dużą liczbę połączeń wymagana jest okresowa regulacja.
Używana jest przekładnia ślimakowa samochodem poza drogą z zależnym zawieszeniem kół i lekkimi ciężarówkami.
Zasada działania
1. Wraz z obrotem kierownicy wałek porusza się wzdłuż ślimaka (toczy się), a dwójnóg się kołysze.
2. Drążek kierowniczy porusza się, powodując obrót kół.
3. Spiralny mechanizm kierowniczy
Projekt
Konstrukcja mechanizmu śrubowego obejmuje:
– przykręcić wał kierownicy;
– nakrętka poruszająca się wzdłuż śruby;
– zębatka pokrojona w nakrętkę;
– sektor przekładni połączony z zębatką;
– dwójnóg sterujący umieszczony na wale sektorowym.
Główną cechą mechanizmu śrubowego jest to, że śruba i nakrętka są połączone za pomocą kulek, co prowadzi do mniejszego tarcia i zużycia pary.
Wykład 14. Sterowanie.
Cel sterowania.
Układ kierowniczy zapewnia wymagany kierunek ruchu samochodu. Układ kierowniczy obejmuje mechanizm kierowniczy, który przenosi siłę z kierowcy na przekładnię kierowniczą, oraz przekładnię kierowniczą, która przenosi siłę z mechanizmu kierowniczego na koła kierownicze. Każde koło kierowane jest zamontowane na osi kierowanej ( zwrotnica) 13 (Rys. 1) połączony z belką 11 mostek z sworzniem królewskim 8 . Czop królewski jest trwale osadzony w belce, a jego górny i dolny koniec wchodzą w ucha osi kierowanej. Podczas obracania czopa za dźwignię 7 ono wraz z zamontowanym na nim kołem kierowanym obraca się wokół sworznia królewskiego. Sworznie obrotowe są połączone ze sobą za pomocą dźwigni 9 I 12 i poprzeczny ciąg 10 . Dlatego koła kierowane obracają się jednocześnie.
Ryż. 1. Schemat sterowania
Kierownice obracają się, gdy kierowca obraca kierownicę 1 . Z niego obrót jest przenoszony przez wał 2 na robaku 3 , we współpracy z sektorem 4 . Do wału sektorowego przymocowany jest dwójnóg 5 , obracając się poprzez ciąg wzdłużny 6 i dźwignia 7 osie skrętne 13 z kołami kierowanymi.
Kierownica 1 , wał 2 , robak 3 i sektor 4 tworzą mechanizm kierowniczy, który zwiększa moment obrotowy wywierany przez kierowcę na kierownicę w celu skrętu kół kierowanych. Dwójnóg 5 , ciąg wzdłużny 6 , dźwignie 7 , 9 I 12 zwrotnice i drążek poprzeczny 10 stanowią napęd kierowniczy, który przenosi siłę z dwójnogu na osie skrętne obu kół kierowanych. Pchnięcie boczne 10 , dźwignie 9 I 12 , belka 11 tworzy trapez sterujący, zapewniający niezbędny stosunek kątów obrotu kół kierowanych.
Koła kierowane obracają się pod ograniczonym kątem, zwykle równym 28 - 35°. Odbywa się to tak, aby podczas skręcania koła nie dotykały ramy, błotników i innych części samochodu.
Niektóre samochody wykorzystują wspomaganie kierownicy, aby ułatwić skręcanie kierownicami.
Stabilizacja kół kierowanych.
Siły działające na samochód mają tendencję do odchylania kół kierowanych od położenia odpowiadającego ruchowi liniowemu. Aby koła nie obracały się pod wpływem sił losowych (wstrząsy spowodowane najechaniem na nierówną drogę, podmuchy wiatru itp.), koła kierowane muszą utrzymywać położenie odpowiadające ruchowi po linii prostej i powracać do niego z dowolnego innego położenia. Zdolność ta nazywana jest stabilizacją kierownicy. Stabilizację koła zapewnia przechylenie sworznia królewskiego w płaszczyźnie poprzecznej i wzdłużnej
i właściwości sprężyste opony pneumatycznej.
Projektowanie mechanizmów kierowniczych.
Ślimak i rolkowy mechanizm kierowniczy, pokazany na ryc. 2, wykonany w postaci globoidalnego robaka 5 i współpracujący z nim wałek z trzema grzbietami 8 . Ślimak jest zainstalowany w żeliwnej skrzyni korbowej 4 na dwóch łożyskach stożkowych 6 . Bieżnie rolek obu łożysk wykonane są bezpośrednio na ślimaku. Pierścień zewnętrzny górnego łożyska jest wciskany w gniazdo skrzyni korbowej. Zewnętrzna bieżnia dolnego łożyska, osadzona w skrzyni korbowej na zasadzie pasowania ślizgowego, opiera się na pokrywie 2 , przykręcony do skrzyni korbowej. Uszczelki umieszcza się pod kołnierzami pokrywy 3 o różnej grubości, aby dostosować napięcie wstępne łożyska.
Ślimak ma wypusty, za pomocą których jest dociskany do wału. Uszczelniacz olejowy jest instalowany w miejscu, w którym wał wychodzi ze skrzyni korbowej. Górna część wału, posiadająca spłaszczenie, pasuje do otworu w kołnierzu widełek przegubu uniwersalnego 7 , gdzie jest on zabezpieczony klinem. Poprzez złącze uniwersalne Para kierownicza jest połączona z kierownicą.
Wał 9 dwójnóg jest montowany w skrzyni korbowej przez okno w bocznej ścianie i zamykany pokrywą 14 . Wał jest podparty na dwóch tulejach wciśniętych w skrzynię korbową i pokrywę. Wałek trójrzędowy 8 umieszczone w rowku głowicy wału dwójnogu na osi za pomocą dwóch łożyska toczne. Po obu stronach walca, na jego osi znajdują się podkładki z polerowanej stali. Podczas ruchu wału dwójnogu zmienia się odległość między osiami rolki a ślimakiem, co umożliwia regulację szczeliny zazębienia.
Ryż. 2. Mechanizm kierowniczy samochodu KAZ-608 „Kołchida”.
Na końcu wału 9 wycięte są stożkowe wypusty, na których zamocowany jest dwójnóg sterujący za pomocą nakrętki 1 . Wyjście wału ze skrzyni korbowej jest uszczelnione uszczelką olejową. Na drugim końcu wału dwójnogu kierowniczego znajduje się pierścieniowy rowek, w który ściśle przylega podkładka oporowa 12 . Pomiędzy podkładką a końcem pokrywy 14 są uszczelki 13 , służący do regulacji sprzężenia walca ze ślimakiem. Podkładka oporowa z kompletem podkładek mocowana jest do pokrywy skrzyni korbowej za pomocą nakrętki 11 . Położenie nakrętki jest ustalane za pomocą korka 10 , przykręcany do pokrywy za pomocą śrub.
Luz w załączeniu przekładni kierowniczej jest zmienny: minimalny, gdy rolka znajduje się w środkowej części ślimaka i zwiększa się w miarę obracania kierownicy w tę czy inną stronę.
Taki charakter zmiany szczeliny w nowej przekładni kierowniczej umożliwia wielokrotne przywracanie wymaganej szczeliny w środkowej, najbardziej podatnej na zużycie części ślimaka, bez ryzyka zakleszczenia na krawędziach ślimaka. Podobne mechanizmy kierownicze stosowane są w samochodach GAZ i VAZ, z różnicą w mechanizmie regulacji przekładni ślimakowej 5 z rolką 8 .
Sterowanie zębatką i zębnikiem(ryc. 3, A). Podczas obracania kierownicy 1 bieg 2 przesuwa stojak 3 , z którego siła przekazywana jest na drążki kierownicze 5 . Drążki kierownicze do wahaczy 4 obróć koła kierowane. Mechanizm kierowniczy z zębatką i zębnikiem składa się z przekładni śrubowej 2 , nacięcie na wale 8 (ryc. 3, B) i stojaki spiralne 3 . Wał obraca się w skrzyni korbowej 6 NA Łożyska oporowe 10 I 14 , którego napięcie odbywa się za pomocą pierścienia 9 I Górna obudowa 7 . Podkreślenie 13 , dociskany sprężyną 12 do zębatki, odbiera siły promieniowe działające na zębatkę i przenosi je na pokrywę boczną 11 , co zapewnia dokładność zazębienia par.
Ryż. 3. Sterowanie za pomocą mechanizm zębatkowy:
A– schemat sterowania; B– zębatkowy mechanizm kierowniczy
Mechanizm kierowniczy zębatkowy(Rys. 4) ma dwie pary robocze: śrubę 1 z nakrętką 2 na krążących kulkach 4 i zębatka tłokowa 11 , współpracując z sektorem przekładni 10 wał dwójnogu. Przełożenie przekładni kierowniczej wynosi 20:1. Śruba 1 Mechanizm kierowniczy posiada precyzyjnie wyszlifowany spiralny rowek o „łukowym” profilu. Ten sam rowek wykonany jest w nakrętce 2 . Kanał śrubowy utworzony przez śrubę i nakrętkę jest wypełniony kulkami. Nakrętka jest sztywno zamocowana wewnątrz zębatki za pomocą korka.
 |
Ryż. 4. Mechanizm kierowniczy z wbudowanym wzmacniaczem hydraulicznym:
A- urządzenie; B- schemat pracy; 1 - śruba; 2 - śruba; 3 – rynna; 4 - piłka; 5 – wał kierownicy;
6 – korpus zaworu sterującego; 7 – szpula; 8 – dwójnóg; 9 – wał dwójnogu; 10 – sektor przekładni; 11 – zębatka tłokowa; 12 – cylinder-skrzynia korbowa; 13 - korbowód; A I B– wnęka cylindra;
W I G– węże wlotowe i wylotowe oleju; D I mi– kanały.
Kiedy śruba się obraca 1 z kierownicy kulki wychodzą z jednej strony nakrętki do rowka 3 i wróć wzdłuż niej do rowków śrubowych po drugiej stronie nakrętki.
Zębatka i sektor przekładni posiadają zęby o zmiennej grubości, co umożliwia regulację szczeliny zazębienia zębatki za pomocą śruby regulacyjnej wkręconej w boczną pokrywę obudowy mechanizmu kierowniczego. Na zębatce tłokowej zamontowane są elastyczne, dzielone pierścienie żeliwne, zapewniające jego ścisłe dopasowanie do cylindra-skrzyni korbowej. 12 . Obrót wału kierownicy przekształca się w ruch postępowy zębatki tłokowej w wyniku ruchu nakrętki wzdłuż śruby. W rezultacie zęby zębatki tłokowej obracają sektor, a wraz z nim wał 9 z dwójnogiem 8 . Przed obudową przekładni kierowniczej w obudowie 6 zainstalowany zawór regulacyjny z suwakiem 7 . Z zaworem sterującym węża W I G Pompa wspomagania układu kierowniczego jest podłączona.
Podczas gdy samochód porusza się po linii prostej, szpula znajduje się w położeniu środkowym (jak pokazano na rys. 4), a olej z pompy przepływa przez wąż G przez zawór sterujący jest on pompowany wężem z powrotem do zbiornika W. Przy skręcie kierownicy w lewo szpula 7 przesuwa się do przodu (w lewo na rysunku) i umożliwia przedostanie się oleju do wnęki A za pośrednictwem kanału D i z jamy B olej płynie do jamy W i do pompy. Dzięki temu łatwiej jest skręcić kołem w lewo. Jeśli kierowca przestanie kręcić kierownicą, suwak zaworu sterującego przyjmie położenie środkowe, a kąt obrotu kierownic pozostanie niezmieniony.
Przy skręcie kierownicy w prawo śruba ze szpulą 7 przesuwa się do tyłu (w prawo na rysunku) w wyniku oddziaływania zębów zębatki tłokowej i sektora. Poruszając się do tyłu, szpula umożliwia przedostanie się oleju do wnęki B przez kanał mi. W wyniku ciśnienia oleju na zębatce zmniejsza się siła potrzebna do obracania kierownicą. W takim przypadku dwójnóg sterujący obraca się w kierunku przeciwnym do ruchu wskazówek zegara.
Przekładnia kierownicza.
Linka układu kierowniczego(ryc. 5). W zależności od możliwości układu drążek kierowniczy jest umieszczony przed osią przednią (przód Linka układu kierowniczego) lub za nim (tylny drążek kierowniczy). Na zawieszenie zależne koła wykorzystują trapezy z solidnym prętem poprzecznym; Na niezależne zawieszenie– tylko trapezy z dzielonym drążkiem poprzecznym, co jest niezbędne, aby zapobiec samoczynnemu obracaniu się kół kierowanych podczas drgań pojazdu na zawieszeniu. W tym celu przeguby dzielonego łącznika poprzecznego muszą być tak umiejscowione, aby drgania pojazdu nie powodowały ich obracania się względem sworzni zwrotnicy. Schematy różnych drążków kierowniczych pokazano na ryc. 9.
 |
Ryż. 5. Schematy trapezów sterujących
Przy zawieszeniu zależnym i niezależnym można je stosować jako tylne (rys. 9, A) i przód (ryc. 9, B) trapez.
Na ryc. 9, V – mi Pokazano tylne trapezy niezależnych zawieszeń o różnej liczbie przegubów.
Projektowanie przekładni kierowniczych z zawieszeniem zależnym. Kiedy koła się obracają, części przekładni kierowniczej poruszają się względem siebie. Taki ruch występuje również wtedy, gdy koło natrafia na nierówną drogę i gdy nadwozie wykonuje drgania względem kół. Aby stworzyć możliwość względnego ruchu części napędowych w płaszczyźnie poziomej i pionowej niezawodna transmisja połączenia wykonuje się najczęściej za pomocą przegubów kulowych.
Ciąg wzdłużny 1 (ryc. 6, A) przekładnia kierownicza wykonana jest z rurki ze zgrubieniami na krawędziach do mocowania części dwóch zawiasów. Każdy staw składa się z palca 3 , krakersy 4 I 7 , zakrywające kulistą główkę trzpienia, sprężyny o powierzchniach kulistych 8 i ogranicznik 9 . Podczas dokręcania wtyczki 5 głowa palca jest zaciśnięta bułką tartą i sprężyną 8 kurczy się. Sprężyna zawiasu zapobiega powstawaniu szczelin w wyniku zużycia i łagodzi wstrząsy przenoszone z kół na mechanizm kierowniczy. Ogranicznik zapobiega nadmiernemu ściśnięciu sprężyny, a w przypadku jej pęknięcia nie pozwala na wysunięcie się sworznia z połączenia z drążkiem. Sprężyny są umieszczone w pręcie względem palców 2 I 3 tak, że siły są przenoszone przez sprężyny, działając na pręt jak z dwójnogu 6 i z dźwigni obrotowej.
 |
Ryż. 6. Drążki kierownicze samochodu GAZ:
A– podłużny; B– poprzeczny
W poprzecznym pręcie podłużnym zawiasy umieszczone są w końcówkach przykręconych do końcówek pręta. Gwinty na końcach pręta mają zwykle rzeźbiony kierunek. Dlatego obracając ciąg 10 (ryc. 6, B) ze stałymi końcówkami 11 możesz zmienić jego długość podczas regulacji zbieżności koła. Palce 15 sztywno zamocowane w wahaczach osi kierowanej. Kulista powierzchnia palca jest dociskana przez wstępnie ściśniętą sprężynę 12 przez piętę 13 do krakersa 14 zainstalowany wewnątrz końcówki drążka. Taka konstrukcja zawiasu umożliwia bezpośrednie przenoszenie sił z palca na pręt i do odwrotny kierunek. Wiosna 12 eliminuje szczelinę w zawiasie spowodowaną zużyciem. Zatem główna różnica między przegubami poprzecznymi a przegubami wzdłużnymi polega na tym, że te pierwsze nie posiadają sprężyn, przez które bezpośrednio przenoszone są siły w napędzie kierowniczym.
Przeguby drążka kierowniczego są smarowane poprzez smarowniczki. W niektórych samochodach w zawiasach smar jest dołączony podczas montażu i nie wymaga uzupełniania podczas pracy.
Cechy napędów kierowniczych z niezależnym zawieszeniem kół kierowanych ( Ryż. 7 ) . Napęd kierowniczy z niezależnym zawieszeniem musi zapobiegać samowolnemu obrotowi każdego koła z osobna, gdy kołysze się ono na zawieszeniu. Wymaga to możliwie największej zbieżności osi obrotu koła i drążka napędowego, co osiąga się poprzez zastosowanie dzielonego drążka poprzecznego. Drążek ten składa się z części przegubowych, które poruszają się wraz z kołami niezależnie od siebie.
Ryż. 7. Schemat przekładni kierowniczej z niezależnym zawieszeniem:
1 - podstawka; 2 – osie obrotowe; 3 – dźwignia osi kierowanej; 4 I 9 – pchnięcia boczne;
5 – dźwignia wahadłowa; 6 – dwójnóg; 7 - Przekładnia kierownicza; 8 - średnia przyczepność.
Powiązana informacja.
Istnieje kilka rodzajów mechanizmów kierowniczych. Wiesz, że kiedy kręcisz kierownicą, koła samochodu się obracają. Ale pomiędzy obróceniem kierownicy a obróceniem kół zachodzą pewne działania.
W tym artykule przyjrzymy się cechom dwóch najpopularniejszych typów przekładni kierowniczych: przekładni kierowniczej z zębatką i przekładni kierowniczej z zębatką. nakrętka kulkowa. Porozmawiamy także o wspomaganiu kierownicy i poznamy ciekawe technologie w rozwoju układów kierowniczych, które mogą zmniejszyć zużycie paliwa. Ale najpierw przyjrzymy się, jak następuje zwrot. Nie wszystko jest tak proste, jak mogłoby się wydawać.
Skręcanie samochodu
Możesz być zaskoczony, gdy dowiesz się, że koła przedniej osi podczas skręcania podążają różnymi ścieżkami. Aby zapewnić płynny obrót, każde koło musi opisywać inny okrąg. Dzięki temu, że koło wewnętrzne opisuje koło o mniejszym promieniu, robi się go więcej ostry zakręt niż zewnętrzne. Jeśli narysujesz linię prostopadłą do każdego koła, linie przetną się w środkowym punkcie zwrotnym. Geometria skrętu powoduje, że koło wewnętrzne obraca się bardziej niż koło zewnętrzne.
Istnieje kilka rodzajów przekładni kierowniczych. Najpopularniejsze to przekładnia kierownicza z zębatką i przekładnią kierowniczą z nakrętką kulkową.
Sterowanie zębatką i zębnikiem
Układ kierowniczy z zębatką jest szeroko stosowany w samochodach osobowych, lekkich ciężarówkach i SUV-ach. W rzeczywistości mechanizm ten jest dość prosty. Koła zębate i zębatki umieszczone są w metalowej rurze z zębatką wystającą z każdej strony. Końcówka kierownicza łączy się z każdą stroną zębatki. Przekładnia napędowa jest połączona z wałem kierowniczym. Po obróceniu kierownicy koło zębate zaczyna się obracać i wprawia zębatkę w ruch. Końcówka sterująca na końcu zębatki jest połączona z dwójnogiem sterującym na wrzecionie (patrz zdjęcie).
Funkcje zębatki są następujące:
- Zamienia ruch obrotowy kierownicy na ruch liniowy niezbędny do skrętu kół.
- Zapewnia przełożenie przekładni ułatwiające skręcanie kół.
Przełożenie przekładni kierowniczej to stosunek stopnia skrętu do stopnia obrotu kół. Na przykład, jeśli jeden pełny obrót Kierownica (360 stopni) obraca kierownicę o 20 stopni, wówczas przełożenie przekładni kierowniczej wynosi 18:1 (360 podzielone przez 20). Im wyższe przełożenie, tym większy kąt skrętu. Co więcej, im wyższy współczynnik, tym mniejszy wysiłek.
Z reguły w płucach samochody sportowe przełożenie przekładni kierowniczej jest niższe niż w przypadku duże samochody i ciężarówki. Przy niskim przełożeniu układu kierowniczego reakcja układu kierowniczego jest szybsza, więc nie trzeba mocno obracać kierownicą, aby skręcić. Jak mniejszy samochód, tym mniejsza jest jego masa i nawet przy niskim przełożeniu skrzyni biegów nie wymaga dodatkowego wysiłku, aby skręcić.
Istnieją również samochody ze zmienną przełożenie mechanizm kierowniczy. W tym przypadku zębatka ma różną podziałkę zębów (liczbę zębów na cal) pośrodku i po bokach. Dzięki temu samochód szybciej reaguje na skręcenie kierownicą (zębatka znajduje się bliżej środka), a wysiłek przy pełnym skręceniu kierownicą jest mniejszy.
Wspomaganie układu kierowniczego z zębatką i zębnikiem
Jeśli masz zębatkowy mechanizm kierowniczy ze wspomaganiem, zębatka ma nieco inną konstrukcję.
Część zębatkowa zawiera cylinder z tłokiem pośrodku. Tłok jest połączony z zębatką. Po obu stronach tłoka znajdują się dwa otwory. Dopływ cieczy pod wysokie ciśnienie po jednej stronie tłoka wprawia tłok w ruch, obraca zębatkę, zapewniając wzmocnienie mechanizmu kierowniczego. Przekładnia kierownicza z nakrętką kulkową
Przekładnię kierowniczą z nakrętką kulkową można znaleźć w wielu ciężarówkach i SUV-ach. Ten system nieco różni się od mechanizmu zębatkowego.Mechanizm kierowniczy z nakrętką kulkową zawiera przekładnię ślimakową. Konwencjonalnie przekładnię ślimakową można podzielić na dwie części. Pierwsza część to metalowy blok z gwintowanym otworem. Ten blok ma zęby na zewnątrz, które współpracują z przekładnią, która napędza dwójnóg sterujący(widzieć zdjęcie). Kierownica jest połączona z prętem gwintowanym przypominającym śrubę, zamontowanym w gwintowanym otworze w bloku. Kiedy kierownica się obraca, śruba obraca się wraz z nią. Zamiast wkręcać się w blok jak zwykłe śruby, śruba ta jest zabezpieczona w taki sposób, że obracając się, napędza blok, który z kolei napędza przekładnię ślimakową. 
Śruba nie styka się z gwintami bloku, ponieważ jest wypełniona łożyskami kulkowymi krążącymi w mechanizmie. Łożyska kulkowe służą dwóm celom: zmniejszają tarcie i zużycie przekładni, a także zmniejszają zanieczyszczenie mechanizmu. Jeśli w układzie kierowniczym nie ma kulek, przez jakiś czas zęby nie będą się stykać i poczujesz, że kierownica straciła na sztywności.
Wspomaganie hydrauliczne w mechanizmie kierowniczym z nakrętką kulkową działa dokładnie w taki sam sposób, jak w mechanizmie kierowniczym z zębatką i zębnikiem. Wzmocnienie zapewnia się poprzez dostarczanie płynu pod wysokim ciśnieniem na jedną stronę bloku.
Wspomaganie kierownicy
Oprócz samego mechanizmu kierowniczego wspomaganie kierownicy obejmuje kilka głównych elementów. Pompa
Pompa łopatkowa zasila mechanizm kierowniczy energią hydrauliczną (patrz ilustracja). Silnik napędza pompę za pomocą paska i koła pasowego. Pompa zawiera zagłębione łopatki obracające się w owalnej komorze.Podczas obracania ostrza wypychają się płyn hydrauliczny niskie ciśnienie od przewodu powrotnego do wylotu wysokiego ciśnienia. Siła przepływu zależy od liczby obrotów silnika samochodu. Konstrukcja pompy zapewnia niezbędne ciśnienie nawet przy prędkość biegu jałowego. W rezultacie pompa tłoczy więcej płynu, gdy silnik pracuje z wyższymi prędkościami. wysoka prędkość.
Pompa ma Zawór bezpieczeństwa, zapewniając odpowiednie ciśnienie, co jest szczególnie ważne przy wysokich obrotach silnika, gdy dostarczana jest duża ilość płynu.
zawór obrotowy
Wspomaganie hydrauliczne powinno pomagać kierowcy tylko wtedy, gdy na kierownicę działa siła (podczas skręcania). W przypadku braku siły (na przykład podczas jazdy po linii prostej) system nie powinien udzielać pomocy. Urządzenie określające przyłożenie siły do kierownicy nazywa się zaworem obrotowym.Głównym elementem zaworu obrotowego jest drążek skrętny. Drążek skrętny to cienki metalowy pręt, który obraca się pod wpływem momentu obrotowego. Górny koniec Drążek skrętny połączony jest z kierownicą, a dolny z przekładnią lub przekładnią ślimakową (która obraca koła), przy czym moment obrotowy drążka skrętnego jest równy momentowi przyłożonemu przez kierowcę do obracania kół. Im wyższy zastosowany moment obrotowy, tym więcej kolei drążek skrętny Wejście wału kierownicy tworzy wnętrze zaworu obrotowego. Jest on również połączony z górną częścią drążka skrętnego. Dolna część drążka skrętnego jest połączona z zewnętrzną częścią zaworu obrotowego. Drążek skrętny obraca również przekładnię kierowniczą, łącząc się z zębnikiem lub przekładnią ślimakową, w zależności od rodzaju przekładni kierowniczej.
Podczas obracania drążek skrętny obraca wewnętrzną część zaworu obrotowego, podczas gdy część zewnętrzna pozostaje nieruchoma. Wskutek wewnętrzna część Zawór jest także połączony z wałem kierownicy (a co za tym idzie z kierownicą), liczba obrotów wnętrza zaworu zależna jest od momentu obrotowego przyłożonego przez kierowcę.
Gdy kierownica jest nieruchoma, obie rury hydrauliczne zapewniają równy nacisk na przekładnię. Jednak po obróceniu zaworu kanały otwierają się, aby dostarczyć płyn pod wysokim ciśnieniem do odpowiedniej rurki.
Praktyka pokazała, że ten rodzaj wspomagania kierownicy jest mało skuteczny.
Innowacyjne wspomaganie kierownicy
Ponieważ pompa wspomagania układu kierowniczego w większości pojazdów pompuje płyn w sposób ciągły, powoduje to marnowanie mocy i paliwa. Logiczne jest, że można liczyć na szereg innowacji, które poprawią oszczędność paliwa. Jednym z najbardziej udanych pomysłów jest system sterowany komputerowo. System ten całkowicie eliminuje mechaniczne połączenie kierownicy z mechanizmem kierowniczym, zastępując je układ elektroniczny kierownictwo.W rzeczywistości kierownica działa tak samo jak kierownica gry komputerowe. Kierownica zostanie wyposażona w czujniki, które będą dostarczać do samochodu sygnały o kierunku ruchu kół oraz silniki, które będą reagować na działania samochodu. Sygnał wyjściowy z takich czujników będzie wykorzystywany do sterowania elektrycznym mechanizmem kierowniczym. W tym przypadku eliminuje się potrzebę stosowania wału kierowniczego, co wzrasta wolna przestrzeń w komorze silnika.
General Motors zaprezentował samochód koncepcyjny Hy-wire, w którym taki system jest już zainstalowany. Osobliwość taki system z sterowane elektronicznie firmy GM polega na tym, że możesz samodzielnie dostosować sposób prowadzenia samochodu, korzystając z nowego komputera oprogramowanie bez wymiany podzespołów mechanicznych. W elektronicznie sterowanych samochodach przyszłości będziesz mógł dostosować system sterowania do swoich potrzeb za pomocą zaledwie kilku przycisków. Wszystko jest bardzo proste! Układy kierownicze nie zmieniły się zbytnio przez ostatnie pięćdziesiąt lat. Jednak następna dekada zapoczątkuje erę bardziej oszczędnych samochodów.
