Tipuri, design și principiul de funcționare al mecanismului de direcție

Schimbarea direcției mașinii se face prin rotirea roților direcționate cu ajutorul volanului. Cu toate acestea, între el și roți există un dispozitiv care transformă efortul mâinilor șoferului și direcția acestuia pentru a aplica direct forță asupra brațelor oscilante. Se numește mecanism de direcție.

Pentru ce este sistemul de directie?

În schema generală de direcție, mecanismul îndeplinește următoarele sarcini:

• transformă rotația arborelui de intrare, la care este conectată coloana de direcție, în rotație de translație pentru tijele trapezului de direcție;
• coordonează forța pe care șoferul o poate crea cu forța necesară asupra pârghiilor conectate la articulațiile de direcție ale trenului de rulare, folosind transmisia mecanică disponibilă în proiectare cu un anumit raport de transmisie;
• în majoritatea cazurilor, oferă lucru în comun cu servodirecție;
• protejează mâinile șoferului de recul de la denivelările drumului.

Cu un anumit grad de precizie, acest dispozitiv poate fi considerat o cutie de viteze, așa cum este adesea numită.

Varietăți de mecanisme de direcție

Există trei cele mai populare scheme de viteze:

• role-vierme;
• cremalieră și pinion;
• tip șurub cu bile.

Fiecare dintre ele are propriile avantaje și domenii de utilizare.

Mecanism vierme-rola

Acest tip a fost utilizat pe scară largă în trecut pe toate mașinile, dar acum are o utilizare limitată din cauza numeroaselor dezavantaje în comparație cu alte scheme.

Principiul de funcționare al angrenajului melcat este acela de a rula o rolă dințată sectorial cu o roată melcat spiralată pe arborele coloanei de direcție. Arborele de intrare al reductorului este realizat dintr-o singură piesă cu moletare cu melc de rază variabilă și este echipat cu un conector cu fante sau pană pentru conectarea cu arborele coloanei. Sectorul dintat al rolei este situat pe arborele de iesire al bipodului, cu ajutorul caruia cutia de viteze este conectata la tijele de directie.

Întreaga structură este plasată într-o carcasă rigidă, numită și carter datorită prezenței lubrifierii în ea. Acesta este de obicei un ulei lichid de tip transmisie. Ieșirile arborelui din carter sunt sigilate cu glande. Carterul este prins cu șuruburi pe cadru sau pe peretele etanș al caroseriei.

Rotația arborelui de intrare în cutia de viteze este transformată într-un vârf de bilă bipod cu rotație-translație. Tijele sunt atașate la roți și pârghii trapezoidale suplimentare.

Mecanismul este capabil să transmită forțe semnificative și este destul de compact, cu rapoarte mari de transmisie. Dar, în același timp, este dificil să organizați controlul cu o reacție minimă și o frecare scăzută. De aici și domeniul de aplicare - camioane și SUV-uri, în mare parte cu un design conservator.

Cremalieri de direcție

Cel mai utilizat mecanism pentru autoturisme. Cremaliera și pinionul sunt mult mai precise, oferă feedback bun și se potrivește bine în mașină.

Mecanismul rackului este format din:

• carene cu prindere pe peretele caroseriei;
• cremalieră întinsă pe rulmenții;
• angrenajul de antrenare conectat la arborele de intrare;
• mecanism de împingere, oferind un spațiu minim între angrenaj și cremalieră.

Conectorii mecanici de ieșire ai cremalierei sunt conectați la articulațiile sferice ale tijelor de direcție, care lucrează prin vârfuri direct cu brațele oscilante. Acest design este mai ușor și mai compact decât dispozitivul de direcție al angrenajului melcat. De aici provine precizia ridicată a controlului. În plus, jocul angrenajului de antrenare este mult mai precis și mai stabil decât cel al formei complexe a rolei și melcului. Iar revenirea crescută la volan este compensată de amplificatoare și amortizoare moderne.

Șurub cu piuliță cu bilă

O astfel de cutie de viteze este similară cu o cutie de viteze melcat, dar elemente importante sunt introduse în ea sub forma unui segment de cremalieră cu un sector de angrenaj care se deplasează de-a lungul șurubului arborelui de intrare prin bile metalice circulante. Sectorul șinei este conectat la dinții de pe arborele bipodului.

Datorită utilizării unei șine scurte, care este de fapt o piuliță cu bile de-a lungul filetului, frecarea este redusă semnificativ la sarcini mari. Și anume, acesta a fost factorul determinant la utilizarea mecanismului pe camioane grele și alte vehicule similare. În același timp, se respectă precizia și degajările minime, datorită cărora aceleași cutii de viteze și-au găsit aplicație în mașinile mari premium de pasageri.

Jocuri și frecare în mecanismele de direcție

Toate cutiile de viteze au nevoie de ajustări periodice în diferite grade. Din cauza uzurii, golurile din articulațiile transmisiei se modifică, apare un joc la volan, în interiorul căruia mașina este incontrolabilă.

Roțile melcate sunt controlate prin deplasarea sectorului angrenajului într-o direcție perpendiculară pe arborele de intrare. Menținerea spațiului liber la toate unghiurile de direcție este dificil de asigurat, deoarece uzura are loc cu viteze diferite în direcția de deplasare folosită frecvent în dreapta și mai rar în viraj la diferite unghiuri. Aceasta este o problemă comună în toate mecanismele, șinele se uzează și inegal. Cu uzură severă, piesele trebuie înlocuite, altfel, atunci când volanul este rotit, golul se va transforma într-o interferență cu frecare crescută, ceea ce nu este mai puțin periculos.