Τύποι, σχεδιασμός και αρχή λειτουργίας του μηχανισμού διεύθυνσης

Η αλλαγή της κατεύθυνσης κίνησης του αυτοκινήτου γίνεται περιστρέφοντας τους κατευθυνόμενους τροχούς χρησιμοποιώντας το τιμόνι. Ωστόσο, μεταξύ αυτού και των τροχών υπάρχει μια συσκευή που μετατρέπει τη δύναμη των χεριών του οδηγού και την κατεύθυνσή της ώστε να ασκεί απευθείας δύναμη στους βραχίονες αιώρησης. Ονομάζεται συνήθως μηχανισμός διεύθυνσης.

Ποιος είναι ο σκοπός του μηχανισμού διεύθυνσης;

Στο γενικό σύστημα διεύθυνσης, ο μηχανισμός εκτελεί τις ακόλουθες εργασίες:

• μετατρέπει την περιστροφή του άξονα εισόδου στον οποίο είναι συνδεδεμένη η κολόνα του τιμονιού σε μεταφορική περιστροφή για τις ράβδους σύνδεσης του τιμονιού.
• συντονίζει τη δύναμη που μπορεί να δημιουργήσει ο οδηγός με την απαιτούμενη δύναμη στους μοχλούς που συνδέονται με τις αρθρώσεις του συστήματος διεύθυνσης του πλαισίου, χρησιμοποιώντας ένα μηχανικό κιβώτιο ταχυτήτων με μια συγκεκριμένη σχέση μετάδοσης που είναι διαθέσιμη στο σχέδιο.
• στις περισσότερες περιπτώσεις, εξασφαλίζει κοινή λειτουργία με υδραυλικό τιμόνι.
• προστατεύει τα χέρια του οδηγού από αντίστροφες κρούσεις από ανωμαλίες του δρόμου.

Με έναν ορισμένο βαθμό ακρίβειας, αυτή η συσκευή μπορεί να θεωρηθεί κιβώτιο ταχυτήτων, όπως συχνά αποκαλείται.

Τύποι μηχανισμών διεύθυνσης

Υπάρχουν τρία πιο δημοφιλή σχέδια κιβωτίων ταχυτήτων:

• σκουλήκι-ρολό?
• ράφι και γρανάζι?
• τύπου «βιδωτό παξιμάδι».

Κάθε ένα από αυτά έχει τα δικά του πλεονεκτήματα και τομείς χρήσης.

Μηχανισμός τύπου σκουλήκι-ρολού

Αυτός ο τύπος χρησιμοποιήθηκε ευρέως στο παρελθόν σε όλα τα αυτοκίνητα, αλλά τώρα έχει περιορισμένη χρήση λόγω πολλών μειονεκτημάτων σε σύγκριση με άλλα συστήματα.

Η αρχή λειτουργίας ενός κιβωτίου ταχυτήτων τύπου ατέρμονα είναι η κύλιση ενός κυλίνδρου ταχυτήτων τομέων με έναν σπειροειδή ατέρμονα τροχό στον άξονα της κολόνας του τιμονιού. Ο άξονας εισόδου του κιβωτίου ταχυτήτων είναι κατασκευασμένος ως ενιαίος με κρίκο ατέρμονα μεταβλητής ακτίνας και για σύνδεση με τον άξονα της κολόνας είναι εξοπλισμένος με σχισμή ή σφήνα. Ο οδοντωτός τομέας του κυλίνδρου βρίσκεται στον άξονα εξόδου προς το δίποδο, με τη βοήθεια του οποίου το κιβώτιο ταχυτήτων συνδέεται με τις ράβδους σύνδεσης του τιμονιού.

Ολόκληρη η δομή τοποθετείται σε ένα άκαμπτο περίβλημα, που ονομάζεται επίσης στροφαλοθάλαμος λόγω της παρουσίας λιπαντικού σε αυτό. Αυτό είναι συνήθως λάδι τύπου υγρού κιβωτίου ταχυτήτων. Οι έξοδοι του άξονα από τον στροφαλοθάλαμο σφραγίζονται με τσιμούχα λαδιού. Ο στροφαλοθάλαμος είναι βιδωμένος στο πλαίσιο ή στο διάφραγμα του κινητήρα του αμαξώματος.

Η περιστροφή του άξονα εισόδου στο κιβώτιο ταχυτήτων μετατρέπεται σε περιστροφική-μεταφραστική περιστροφή του άκρου μπάλας του δίποδου. Σε αυτό προσαρμόζονται ράβδοι για τους τροχούς και πρόσθετοι τραπεζοειδείς μοχλοί.

Ο μηχανισμός είναι ικανός να μεταδίδει σημαντικές δυνάμεις και είναι αρκετά συμπαγής σε μεγάλες σχέσεις μετάδοσης. Αλλά ταυτόχρονα, είναι δύσκολο να οργανωθεί ο έλεγχος με ελάχιστη αντίδραση και χαμηλή τριβή. Εξ ου και το πεδίο εφαρμογής - φορτηγά και SUV, κυρίως συντηρητικού σχεδιασμού.

Ράφια τιμονιού

Ο πιο ευρέως χρησιμοποιούμενος μηχανισμός για επιβατικά αυτοκίνητα. Το τιμόνι με ράφι και πινιόν λειτουργεί με μεγαλύτερη ακρίβεια, παρέχει καλή ανάδραση και ταιριάζει καλά στο αυτοκίνητο.

Ο μηχανισμός κρεμαγιέρας και πινιόν αποτελείται από:

• περιβλήματα με στερέωση στο διάφραγμα του σώματος.
• μια οδοντωτή σχάρα που στηρίζεται σε ρουλεμάν ημερολογίου.
• γρανάζι κίνησης συνδεδεμένο στον άξονα εισόδου.
• ένας μηχανισμός ώσης που εξασφαλίζει ελάχιστο διάκενο μεταξύ του γραναζιού και της σχάρας.

Οι μηχανικοί σύνδεσμοι εξόδου της σχάρας συνδέονται με τις σφαιρικές αρθρώσεις των ράβδων τιμονιού, οι οποίες λειτουργούν μέσω των άκρων απευθείας με τους βραχίονες περιστροφής. Αυτός ο σχεδιασμός είναι ελαφρύτερος και πιο συμπαγής από τον σύνδεσμο διεύθυνσης ενός κιβωτίου ταχυτήτων τύπου ατέρμονα. Από εδώ προέρχεται ο έλεγχος υψηλής ακρίβειας. Επιπλέον, το διάκενο του πινιόν είναι πολύ πιο ακριβές και σταθερό από το περίπλοκο σχήμα κυλίνδρου και σκουληκιού. Και η αυξημένη ανάδραση στο τιμόνι αντισταθμίζεται από σύγχρονους ενισχυτές και αποσβεστήρες.

Βίδα παξιμαδιού

Ένα τέτοιο κιβώτιο ταχυτήτων είναι παρόμοιο με ένα κιβώτιο ταχυτήτων τύπου ατέρμονα, αλλά σημαντικά στοιχεία εισάγονται σε αυτό με τη μορφή τμήματος ραφιού με τομέα γραναζιών, που κινείται κατά μήκος της βίδας του άξονα εισόδου μέσω μεταλλικών σφαιρών που κυκλοφορούν. Ο τομέας ραφιών συνδέεται με τα δόντια στον άξονα δίποδων.

Χρησιμοποιώντας ένα κοντό ράφι, το οποίο είναι στην πραγματικότητα ένα παξιμάδι με μπάλες κατά μήκος του νήματος, η τριβή μειώνεται σημαντικά κάτω από υψηλά φορτία. Και αυτό ακριβώς έγινε ο καθοριστικός παράγοντας κατά τη χρήση του μηχανισμού σε βαρέα φορτηγά και άλλα παρόμοια οχήματα. Ταυτόχρονα, διατηρούνται η ακρίβεια και τα ελάχιστα διάκενα, λόγω των οποίων αυτά τα ίδια κιβώτια ταχυτήτων έχουν βρει χρήση σε μεγάλα επιβατικά αυτοκίνητα premium.

Κενά και τριβές στους μηχανισμούς διεύθυνσης

Όλα τα κιβώτια ταχυτήτων απαιτούν περιοδικές ρυθμίσεις σε διάφορους βαθμούς. Λόγω φθοράς, τα κενά στις αρθρώσεις του κιβωτίου ταχυτήτων αλλάζουν και εμφανίζεται παιχνίδι στο τιμόνι, μέσα στο οποίο το αυτοκίνητο είναι ανεξέλεγκτο.

Τα γρανάζια ατέρμονα ρυθμίζονται μετακινώντας τον τομέα του γραναζιού σε κατεύθυνση κάθετη προς τον άξονα εισόδου. Είναι δύσκολο να διασφαλιστεί η διατήρηση της απόστασης σε όλες τις γωνίες περιστροφής του τιμονιού, καθώς η φθορά εμφανίζεται με διαφορετικούς ρυθμούς στη συχνά χρησιμοποιούμενη κατεύθυνση κίνησης ευθεία και πιο σπάνια όταν στρίβετε σε διαφορετικές γωνίες. Αυτό είναι ένα κοινό πρόβλημα σε όλους τους μηχανισμούς· τα ράφια φθείρονται επίσης ανομοιόμορφα. Εάν υπάρχει έντονη φθορά, τα εξαρτήματα πρέπει να αντικατασταθούν, διαφορετικά όταν το τιμόνι περιστρέφεται, το διάκενο θα μετατραπεί σε παρεμβολή με αυξημένη τριβή, κάτι που δεν είναι λιγότερο επικίνδυνο.