W poprzednim artykule zatytułowanym „” dowiedzieliśmy się, dlaczego potrzebny jest mechanizm kierowniczy w samochodzie i dlaczego stawiane są mu takie wymagania. Przyjrzyjmy się teraz rodzajom elementów sterujących aktywnie instalowanych w nowoczesnych samochodach.

Przez długi czas projektanci samochodów i nie pomyślałem o wspomaganiu kierownicy. Niskie wymagania dotyczące obsługi i komfortu oraz małe miejsce kontakt porównawczy wąskie opony pozwoliło poradzić sobie, wykorzystując samą siłę człowieka, nawet w prowadzeniu ciężkich samochodów ciężarowych. Był tylko jeden sposób na zmniejszenie wysiłku na kierownicy: zwiększenie przełożenia i średnicy kierownicy. A kierowca musiał pogodzić się z faktem, że musiałby wykonać pięć lub sześć obrotów ogromnej kierownicy od odbicia do zwolnienia, a dokładność sterowania byłaby niska.

Wspomaganie kierownicy pojawiło się po raz pierwszy w ciężkim sprzęcie - wywrotki górnicze. Działo się to pod koniec lat 30., przed wojną. To prawda, że ​​​​na początku zaczęto używać wzmacniaczy pneumatycznych - były proste i zasilane ze sprężarki lub kolektor dolotowy. Ale hydraulika, choć bardziej złożona i droższa niż pneumatyka, działała ciszej i dokładniej. Postawili na tym projektanci samochodów osobowych. W 1951 r samochody produkcyjne Po raz pierwszy Chrysler Crown Imperial został wyposażony we wspomaganie hydrauliczne Hydraguide standardowe wyposażenie. A w Europie w 1954 roku Citroen DS 19 nabył hydrauliczny wzmacniacz.

Przekładnia kierownicza.
Mechanizm kierowniczy służy do zwiększania i przekazywania na napęd kierowniczy siły wywieranej przez kierowcę na kierownicę. W samochody osobowe Mechanizmy sterujące ślimaka i typ stojaka. Zaletami mechanizmu ślimakowo-rolkowego są: mała skłonność do przenoszenia uderzeń od nierówności drogi, duże kąty obrotu kół oraz 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 nadaje się do układów z napędem na przednie koła i zapewnia większą łatwość 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.

Przekładnia kierownicza ma za zadanie przenosić siłę z mechanizmu kierowniczego na koła kierowane, 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 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 i drążka poprzecznego.

- Przekładnia kierownicza typ robaka zawiera:
- kierownica z wałem,
- obudowa przekładni ślimakowej,
- pary „ślimak-wałek”,
- dwójnóg kierowniczy.

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 interakcji pary „ślimak-wałek” jest przekształcenie obrotu kierownicy w obrót dwójnogu sterującego w tym lub 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 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, dzięki czemu ruchome części napędu kierowniczego mogą swobodnie obracać się względem siebie i korpusu w różnych płaszczyznach.

- Mechanizm kierowniczy zębatkowy.

Ten mechanizm kierowniczy Siła przekazywana jest na koła za pomocą przekładni zębatej czołowej lub śrubowej osadzonej w łożyskach oraz listwy zębatej poruszającej 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 pręty poprzeczne, które można zamocować na środku lub na końcach szyny. Mechanizmy te mają małe 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.

Celem mechanizmu kierowniczego jest zmiana kierunku ruchu samochodu. W większości samochodów można zmienić tylko kierunek przednich kół, ale są nowoczesne modele, które są kontrolowane poprzez zmianę kierunku wszystkich czterech kół.

Układ kierowniczy składa się z urządzenia sterującego i napędu. W wyniku obrotu kierownicy silnik zaczyna jechać do przodu. Następnie koła kierowane obracają się i samochód zmienia kierunek.

Podczas tego procesu początkowy ruch kierowcy jest kilkakrotnie wzmacniany. Schemat urządzenia sterującego pokazuje, które części i mechanizmy biorą udział w procesie prowadzenia samochodu. Nowoczesne samochody osobowe i ciężarowe przeznaczone do transportu dużych ładunków są dodatkowo wyposażone we wspomagacze hydrauliczne. Wspomagacze hydrauliczne ułatwiają jazdę i zwiększają bezpieczeństwo ruchu drogowego.

Urządzenie sterujące

Przekładnia kierownicza typu ślimakowego

To najstarszy rodzaj sterowania. Układ składa się ze skrzyni korbowej z wbudowaną śrubą, zwaną „ślimakiem”. „Ślimak” jest bezpośrednio połączony z wałem kierowniczym. Oprócz ślimaka w systemie znajduje się jeszcze jeden wał z rolką sektorową. Obrót kierownicy powoduje obrót „ślimaka”, a następnie obrót rolki sektorowej. Do rolki sektorowej przymocowany jest dwójnóg sterujący, połączony za pomocą zawiasowego układu sterowania z układem prętów.

W wyniku działania tego układu trakcyjnego koła kierowane obracają się, a samochód zmienia kierunek. Mechanizm kierowniczy typu ślimakowego ma wiele wad. Po pierwsze, występują duże straty energii z powodu dużego tarcia wewnątrz mechanizmu. Po drugie, nie ma sztywnego połączenia kół z kierownicą. Po trzecie, aby zmienić kierunek ruchu, trzeba kilka razy obrócić kierownicę, co nie tylko wygląda na przestarzałe, ale także nie spełnia istniejących na świecie standardów kontroli. Obecnie urządzenia robakowe są używane tylko w rosyjskich UAZach, VAZach z Napęd na tylne koła i GAZ.

Mechanizm kierowniczy typu śrubowego

Mechanizm śrubowy nazywany jest również „nakrętką kulową”. Opracowując ten system, projektanci zastąpili „ślimaka” specjalną śrubą z dołączoną śrubą nakrętka kulkowa. Po zewnętrznej stronie nakrętki znajdują się zęby, które stykają się z tą samą rolką sektorową, co w poprzednim systemie.

Aby zmniejszyć tarcie, twórcy zaproponowali umieszczenie kanałów kulkowych pomiędzy rolką sektorową a nakrętką. Dzięki takiemu rozwiązaniu udało się znacznie zmniejszyć tarcie, zwiększyć odrzut i ułatwić sterowanie. Jednakże obecność tego samego złożonego układu prętów, duże rozmiary a niewygodny kształt mechanizmu śrubowego spowodował, że system śrubowy również został uznany za nieodpowiedni nowoczesne warunki. Jednak niektórzy znani producenci samochodów Mechanizm z nakrętką kulkową jest nadal stosowany w produkcji maszyn z silnikiem wzdłużnym. Samochody mają podobne mechanizmy Patrol Nissana, Mitsubishi Pajero i inni.

Mechanizm kierowniczy zębatkowy

1. końcówka drążka kierowniczego;
2. końcówka przegubu kulowego;
3. ramię wahadłowe;
4. przeciwnakrętka;
5. pragnienie;
6. śruby mocujące drążki kierownicze do zębatki;
7. końcówki drążków kierowniczych wewnętrzne;
8. wspornik mocowania przekładni kierowniczej;
9. wspomaganie przekładni kierowniczej;
10. futerał ochronny;
11. płyta łącząca;
12. Podkładka blokująca;
13. pierścień tłumiący;
14. tuleja podtrzymująca stojak;
15. kolej;
16. obudowa przekładni kierowniczej;
17. śruba zaciskowa sprzęgła;
18. dolny kołnierz sprzęgła elastycznego;
19. górna część obudowy okładzinowej;
20. amortyzator;
21. kierownica;
22. łożysko kulkowe;
23. wał kierowniczy;
24. dolna część obudowy okładzinowej;
25. wspornik mocowania wału kierownicy;
26. nasadka ochronna;
27. łożysko rolkowe;
28. bieg;
29. łożysko kulkowe;
30. pierścień ustalający;
31. podkładka ochronna;
32. uszczelka;
33. nakrętka łożyskowa;
34. pylnik;
35. zatrzymać pierścień uszczelniający;
36. pierścień ustalający nakrętki oporowej;
37. zatrzymanie stojaka;
38. wiosna;
39. nakrętka zatrzymująca;
40. palec przegub kulowy;
41. nasadka ochronna;
42. wkładka z trzpieniem kulkowym;

A. znak na bucie;
B. znak na obudowie przekładni kierowniczej;
C. powierzchnia przegubu kulowego;
D. powierzchnia wahacza

Najpopularniejszym urządzeniem sterującym jest układ kierowniczy z zębatką i zębnikiem. Siła tego projektu leży w jego prostocie. Ten prosty i postępowy mechanizm stosowany jest w produkcji 90% samochodów. Konstrukcja przekładni kierowniczej opiera się na głównym elemencie – wale zębatki. Wał zębatki wyposażony jest w zęby poprzeczne. Na wale kierownicy znajduje się przekładnia, która zazębia się z zębami wału kierownicy i przesuwa zębatkę.

Dzięki zastosowaniu tego systemu udało się zminimalizować ilość połączeń zawiasowych i znacznie zaoszczędzić energię. Każde koło powinno mieć dwa zawiasy i jeden drążek. Dla porównania: w układzie „śrubowo-kulkowym” koło odpowiada trzem drążkom, w mechanizmie „ślimakowym” – pięciu drążkom. Przekładnia kierownicza zapewniała niemal bezpośrednie połączenie kierownicy z kołami, co oznaczało kilkukrotne zwiększenie komfortu prowadzenia. Ten Przekładnia kierownicza samochód umożliwiał zmianę kierunku ruchu przy minimalnej liczbie obrotów kierownicą.

Kolejną zaletą konstrukcji zębatkowej jest rozmiar i kształt skrzyni korbowej. Dzięki niewielkim rozmiarom i podłużnemu kształtowi skrzynia korbowa zmieści się w dowolnym miejscu samochodu. Producenci samochodów umieszczają skrzynię korbową nad silnikiem, pod silnikiem, z przodu lub z tyłu silnika, w zależności od modelu samochodu. Mechanizm zębatkowy umożliwiło osiągnięcie niemal natychmiastowej reakcji kół podczas skręcania kierownicą. System ten umożliwił tworzenie szybkie samochody z nowoczesnym, udoskonalonym systemem sterowania.

Wzmacniacz

Dla ułatwienia sterowania zastosowano wzmacniacz. Dzięki wzmacniaczowi możliwe jest osiągnięcie większej dokładności sterowania i zwiększenie prędkości przenoszenia ruchu z kierownicy na koło. Samochodem ze wzmacniaczem jeździ się łatwiej, łatwiej i szybciej. Wzmacniacz może być elektryczny, pneumatyczny lub hydrauliczny. Większość nowoczesnych samochodów wykorzystuje hydrauliczny wzmacniacz napędzany silnikiem elektrycznym.

Wspomagacz hydrauliczny składa się z zaworu obrotowego i pompy łopatkowej. W wyniku ruchu pompy łopatkowej energia hydrauliczna jest dostarczana do mechanizmu kierowniczego. Pompa działa z powodu silnik elektryczny samochód. On się porusza płyn hydrauliczny. Regulacja ciśnienia odbywa się za pomocą zaworu bezpieczeństwa wbudowanego w pompę. Nie trudno zgadnąć co więcej prędkości ruch silnika, tym więcej płynu dostaje się do mechanizmu pompującego.

Nowe technologie

Ostatnio producenci samochodów zaczęli produkować modele ze wspomaganiem elektrycznym. Takimi samochodami jeździ się” komputer pokładowy", to jest układ elektroniczny, pracować w tryb automatyczny. Przede wszystkim system ten przypomina grę komputerową, w której specjalne czujniki zainstalowane na kierownicy dostarczają informacji o wszelkich zmianach w komputerze centralnym i zmieniają położenie mechanizmów.

Sterowanie słabymi ogniwami

Jak każdy inny mechanizm, układ kierowniczy od czasu do czasu ulega awarii. Doświadczony kierowca słucha swojego samochodu i potrafi określić obecność konkretnej usterki na podstawie charakterystycznych dźwięków.

Na przykład odgłosy pukania lub zwiększony luz w kole kierownicy mogą wskazywać, że skrzynia korbowa, wspornik wahacza lub dwójnóg kierownicy są poluzowane w mechanizmie kierowniczym. Może to również świadczyć o tym, że przeguby drążka kierowniczego, para przekładni lub tuleja wahacza stały się bezużyteczne. Usterki te można wyeliminować za pomocą prostych manipulacji: wymiany zużytych części, regulacji przekładni lub elementów złącznych.

Jeśli przy skręcie kierownicą wyczuwalny jest nadmierny opór, można powiedzieć, że został zakłócony stosunek kątów przednich kół lub załączenie pary przekładni. Ponadto poruszanie kierownicą może być trudne, jeśli w skrzyni korbowej nie ma smaru. Te niedociągnięcia należy wyeliminować: dodać smar, zrównoważyć kąty montażu, wyregulować przekładnię.

Zapobieganie

Aby urządzenie sterujące samochodem służyło przez długi czas, należy zwrócić uwagę na jego zapobieganie. Dokładny przegląd części i mechanizmów układu kierowniczego może uchronić przed awariami wymagającymi długotrwałego i długotrwałego użytkowania drogie naprawy. Oprócz profilaktyki ogromne znaczenie ma styl jazdy.

Występowaniu usterek można zapobiec poprzez terminowe podjęcie działań Konserwacja, która obejmuje diagnostykę stanu mechanizmu kierowniczego i inne ważne szczegóły i elementy samochodu.

• Aktualności
• Warsztat

Miliardy rubli ponownie przeznaczono na rosyjski przemysł samochodowy

Premier Rosji Dmitrij Miedwiediew podpisał dekret przewidujący przeznaczenie 3,3 miliarda rubli środków budżetowych na Rosyjscy producenci samochody. Odpowiedni dokument znajduje się na rządowej stronie internetowej. Należy zauważyć, że początkowo środki budżetowe zostały przewidziane w budżecie federalnym na rok 2016. Z kolei podpisane przez Premiera rozporządzenie zatwierdza zasady świadczenia...

Nowy na pokładzie KamAZ-a: z automatyczną skrzynią biegów i osią unoszoną (zdjęcie)

Nowy na pokładzie ciężarówka długodystansowa- z flagowej serii 6520 Noinka wyposażona jest w kabinę firmy Mercedes-Benz Axor pierwsza generacja, silnik Daimlera, automatyczna skrzynia Przekładnie ZF i oś napędowa Daimler. Co więcej, ostatnia oś jest osią podnoszoną (tzw. „lenistwo”), co pozwala „znacznie obniżyć koszty energii i docelowo...

Ceny ogłoszone dla wersja sportowa Volkswagena sedana Gra polo

Samochód wyposażony w 1,4-litrowy silnik o mocy 125 koni mechanicznych będzie oferowany w cenie zaczynającej się od 819 900 rubli za wersję z 6-biegową skrzynią biegów manualna skrzynia biegów. Oprócz 6-biegowej manualnej, klientom dostępna będzie także wersja wyposażona w 7-biegowego robota DSG. Dla takich Volkswagena Polo GT zostanie poproszony od 889 900 rubli. Jak już powiedział Auto Mail.Ru, ze zwykłego sedana...

Limuzyna dla prezydenta: ujawniono więcej szczegółów

Strona internetowa Federalnej Służby Patentowej pozostaje jedyną otwarte źródło informacja o „samochodzie dla prezydenta”. Najpierw NAMI opatentowała przemysłowe modele dwóch samochodów – limuzyny i crossovera, które są częścią projektu „Cortege”. Następnie nasi ludzie zarejestrowali wzór przemysłowy o nazwie „Deska rozdzielcza samochodu” (najprawdopodobniej...

Wymieniono regiony Rosji z najstarszymi samochodami

Jednocześnie najmłodsza flota pojazdów znajduje się w Republice Tatarstanu ( średni wiek- 9,3 lat), a najstarszy na Kamczatce (20,9 lat). Takie dane udostępnia w swoim badaniu agencja analityczna Autostat. Jak się okazało, poza Tatarstanem, tylko w dwóch rosyjskich regionach średni wiek samochodów osobowych jest niższy...

SUV GMC zamienił się w samochód sportowy

Hennessey Performance zawsze słynęło z możliwości hojnego dodawania dodatkowych koni do „napompowanego” samochodu, jednak tym razem Amerykanie wyraźnie wykazali się skromnością. GMC Yukon Denali mógłby zamienić się w prawdziwego potwora, na szczęście 6,2-litrowa „ósemka” pozwala na to, ale inżynierowie silników Hennessey ograniczyli się do dość skromnego „bonusa”, zwiększającego moc silnika…

Zdjęcie dnia: gigantyczna kaczka kontra kierowcy

Drogę dla zmotoryzowanych na jednej z lokalnych autostrad zablokowała... ogromna gumowa kaczka! Zdjęcia kaczki natychmiast stały się popularne w sieciach społecznościowych, gdzie znalazły wielu fanów. Według „Daily Mail” gigantyczna gumowa kaczka należała do jednego z miejscowych sprzedawcy samochodów. Najwyraźniej na drogę została zdmuchnięta dmuchana figurka...

Mercedes wypuści mini-Gelendevagen: nowe szczegóły

Nowy model, zaprojektowany, aby stać się alternatywą dla elegancji Mercedes-Benz GLA, otrzyma brutalny wygląd w stylu „Gelendevagen” - Mercedes-Benz Klasy G. Niemieckiemu wydawnictwu Auto Bild udało się poznać nowe szczegóły na temat tego modelu. Jeśli więc wierzyć informacjom poufnym, Mercedes-Benz GLB będzie miał kanciastą konstrukcję. Z drugiej strony komplet...

Właściciele mercedesów zapomną, jakie są problemy z parkowaniem

Według Zetsche, cytowanego przez Autocar, w najbliższej przyszłości samochody nie będą już tylko stałymi pojazdy, ale jako osobiści asystenci, którzy znacznie ułatwią ludziom życie, przestając powodować stres. W szczególności dyrektor generalny Daimlera powiedział to wkrótce Mercedesy pojawią się specjalne czujniki, które „będą monitorować parametry ciała pasażerów i korygować sytuację…

O imieniu Średnia cena nowy samochód w Rosji

Jeśli w 2006 roku średnia ważona cena samochodu wynosiła około 450 tysięcy rubli, to w 2016 roku było to już 1,36 miliona rubli. Dane te udostępnia agencja analityczna Autostat, która badała sytuację na rynku. Podobnie jak 10 lat temu najdroższy Rynek rosyjski pozostają zagraniczne samochody. Teraz średnia cena nowego samochodu...

JAK wybrać kolor samochodu, wybierz kolor samochodu.

Jak wybrać kolor samochodu Nie jest tajemnicą, że kolor samochodu wpływa przede wszystkim na bezpieczeństwo ruch drogowy. Co więcej, jego praktyczność zależy również od koloru samochodu. Samochody produkowane są we wszystkich kolorach tęczy i dziesiątkach jej odcieni, ale jak wybrać „swój” kolor? ...

Przekładnia kierownicza jest podstawą układu kierowniczego, gdzie spełnia następujące funkcje:

• zwiększony wysiłek przyłożony do kierownicy;
• przeniesienie siły na napęd kierowniczy;
• spontaniczny powrót kierownicy do neutralna pozycja przy usuwaniu obciążenia.

U podstaw mechanizmu kierowniczego znajduje się przekładnia mechaniczna (skrzynia biegów), dlatego jego głównym parametrem jest przełożenie skrzyni biegów. W zależności od typu przekładnia mechaniczna Wyróżnia się następujące typy mechanizmów sterujących: zębatkowy, ślimakowy, śrubowy.

Sterowanie zębatką i zębnikiem

Zębatkowy układ kierowniczy jest najczęstszym typem mechanizmu instalowanego w samochodach osobowych. Mechanizm kierowniczy z zębatką i zębnikiem zawiera przekładnię i drążek kierowniczy. Przekładnia jest zamontowana na wale kierownicy i jest w stałym zazębieniu z zębatką kierowniczą (przekładnią).

Mechanizm kierowniczy z zębatką i zębnikiem działa w następujący sposób. Po obróceniu kierownicy zębatka przesuwa się w prawo lub w lewo. Gdy zębatka się porusza, przymocowane do niej drążki kierownicze poruszają się i obracają kierowane koła.

Mechanizm kierowniczy z zębatką wyróżnia się odpowiednio prostotą konstrukcji wysoka wydajność oraz dużą sztywność. Jednocześnie tego typu mechanizm kierowniczy jest wrażliwy na obciążenia udarowe spowodowane nierównościami drogi i jest podatny na wibracje. Ze względu na ich cechy konstrukcyjne zainstalowana przekładnia kierownicza z zębatką i zębnikiem w pojazdach z napędem na przednie koła zawieszenie zależne koła kierowane.

Ślimakowa przekładnia kierownicza

Ślimakowy mechanizm kierowniczy składa się ze ślimaka globoidalnego (ślimaka o zmiennej średnicy) połączonego z wałem kierowniczym i rolki. Dźwignia (dwójnóg) połączona z drążkami kierowniczymi jest zamontowana na wale rolkowym na zewnątrz obudowy mechanizmu kierowniczego.

Obrót kierownicy zapewnia, że ​​wałek toczy się po ślimaku, dwójnóg kołysze się, a drążki kierownicze poruszają się, osiągając w ten sposób obrót kierowanych kół.

Ślimakowy mechanizm kierowniczy jest mniej wrażliwy na obciążenia udarowe, zapewnia większe kąty skrętu, a co za tym idzie, lepszą zwrotność pojazdu. Z drugiej strony mechanizm ślimakowy jest trudny w produkcji i dlatego drogi. Sterowniczy przy takim mechanizmie ma dużą liczbę połączeń i dlatego wymaga okresowej regulacji.

Zastosowano ślimakowy mechanizm sterujący w samochodach osobowych poza drogą z zależnym zawieszeniem kół kierowanych, lekki samochody ciężarowe i autobusy. Wcześniej ten typ mechanizmu kierowniczego był instalowany w krajowych „klasykach”.

Spiralny mechanizm kierowniczy

Śrubowy mechanizm kierowniczy łączy w sobie następujące elementy konstrukcyjne: śrubę na wale kierownicy; nakrętka poruszająca się wzdłuż śruby; zębatka pocięta na nakrętkę; sektor przekładni połączony z zębatką; dwójnóg sterujący umiejscowiony na wale sektorowym.

Cechą szczególną śrubowego mechanizmu sterującego jest połączenie śruby i nakrętki za pomocą kulek, co skutkuje mniejszym tarciem i zużyciem pary.

Zasadniczo działanie śrubowego mechanizmu kierowniczego jest podobne do działania przekładni ślimakowej. Obracaniu kierownicą towarzyszy obrót śruby, która porusza przymocowaną do niej nakrętką. W tym przypadku kule krążą. Nakrętka poprzez zębatkę przesuwa sektor przekładni, a wraz z nim dwójnóg kierowniczy.

Śrubowy mechanizm kierowniczy w porównaniu do przekładni ślimakowej ma większą wydajność i realizuje większe siły. Ten typ zainstalowana jest przekładnia kierownicza w indywidualnych samochodach osobowych klasa wykonawcza, ciężkich samochodów ciężarowych i autobusów.

Sterowanie 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 samochodach osobowych stosowane są głównie mechanizmy kierownicze typu ślimakowo-zębatkowego.

Zaletami mechanizmu ślimakowo-rolkowego są: mała skłonność do przenoszenia uderzeń od nierówności drogi, duże kąty obrotu kół oraz 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. Takie urządzenia praktycznie nie są stosowane w nowoczesnych samochodach.

Najpopularniejszym obecnie jest mechanizm kierowniczy z zębatką i zębnikiem. Niska waga, zwartość, niska cena, minimalna liczba prętów i zawiasów - wszystko to doprowadziło do powszechnego zastosowania. 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 kierowane, 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 wspólny środek obrotu, koło wewnętrzne należy skręcić 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 i drążka poprzecznego.

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 interakcji pary „ślimak-wałek” jest przekształcenie obrotu kierownicy w obrót dwójnogu sterującego w tym lub 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, jeśli kierowca uderzy w kierownicę podczas wypadku, aby zapobiec poważnym obrażeniom 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 ma na końcach zawiasy, dzięki czemu ruchome części napędu kierowniczego mogą
obracać się swobodnie względem siebie i ciała w różnych płaszczyznach.

Sterowanie zębatką i zębnikiem

W zębatkowym mechanizmie kierowniczym siła przekazywana jest na koła za pomocą przekładni zębatej czołowej lub śrubowej osadzonej w łożyskach oraz zębatki poruszającej 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 małe 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 stanowią dwa poziome drążki i obrotowe ramiona kolumn teleskopowych przedniego zawieszenia. Drążki 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 oraz 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 zwisać, elementy sterujące nie mogą mieć uszkodzenie mechaniczne i deformacje. Luz 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.

Decydującą rolę w trwałości części i podzespołów samochodowych odgrywa styl jazdy, warunki drogowe oraz 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 pojazd odbiega od ruchu prostoliniowego, należy dokonać regulacji ustawienia geometrii kół przednich. Prace nad tymi regulacjami należy wykonywać w serwisie samochodowym przy użyciu specjalnego sprzętu.

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 nakrętką kulkową. 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 płynne skręcanie, każde koło musi kreślić inny okrąg. Dzięki temu, że koło wewnętrzne opisuje koło o mniejszym promieniu, robi się go więcej ostry zakręt niż zewnętrzne. Jeśli narysujesz 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.

Większość samochodów jest zaprojektowana w taki sposób, że obrót kół od jednego położenia do drugiego wymaga trzech do czterech pełnych obrotów kierownicy.

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.

Zazwyczaj lekkie samochody sportowe mają niższe przełożenie układu kierowniczego niż 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 powoduje ruch tłoka, 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 kołem zębatym napędzającym dwójnóg sterujący (patrz rysunek). Kierownica jest połączona z prętem gwintowanym podobnym do śruby, 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.

Gdy ostrza się obracają, wypychają 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 większymi prędkościami. wysoka prędkość.

Pompa posiada zawór nadmiarowy zapewniający odpowiednie ciśnienie, co jest szczególnie istotne przy dużych 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 jest połączony z kierownicą, a dolny jest połączony z przekładnią lub przekładnia ślimakowa(który obraca koła), natomiast moment obrotowy drążka skrętnego jest równy momentowi wywieranemu przez kierowcę na obrót 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 elektronicznym układem sterowania.

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.