El dispositiu i els tipus de direcció del cotxe

Per molt bonic i potent que sigui el cotxe, sense aquest mecanisme seria impossible circular-hi amb seguretat. La direcció permet al vehicle maniobrar per les cantonades.

Cap vehicle no té aquest dispositiu. En alguns casos, té un disseny primitiu, en d’altres és prou complex perquè només els especialistes puguin dur a terme les reparacions.

Fins i tot en cotxes, el sistema de direcció també presenta diverses modificacions. Vegem com funciona aquest mecanisme, en quin principi funciona i també quins són els requisits per a la direcció.

Què és la direcció del cotxe

El sistema de direcció és una col·lecció de peces d’un sol mecanisme que té com a objectiu canviar l’angle de posició de les rodes davanteres del cotxe per fer girar el vehicle mentre es condueix. Aquest mecanisme permet canviar la direcció del cotxe en funció del desig del conductor.

El sistema es controla girant el volant. Per facilitar la tasca al conductor, la direcció assistida sempre s’instal·la en vehicles grans. Recentment, però, la gran majoria dels turismes també estan equipats amb diverses modificacions d'amplificadors.

Dispositiu de direcció

Un sistema de direcció estàndard consta dels components següents:

• Volant. Situat a la cabina (o a l’habitacle del vehicle). En canviar la seva posició, el conductor canvia la desviació de les rodes dreta i esquerra respecte a la trajectòria original. Als cotxes moderns, hi ha alguns botons de funció (per exemple, per controlar el sistema multimèdia o canviar els paràmetres mostrats a la pantalla del tauler).
• Columna de direcció. Aquest és un dels tipus de transmissió cardanica. En aquest mecanisme, diversos eixos estan connectats per frontisses. Gràcies a aquest disseny, els fabricants poden utilitzar l’opció per canviar l’angle d’inclinació de l’altaveu (per proporcionar més comoditat si hi ha més d’una persona que condueix el cotxe, per exemple, tant marit com dona). La columna de direcció transfereix el parell del volant al mecanisme de direcció. La presència de juntes múltiples també serveix per millorar la seguretat en una col·lisió frontal. L'altaveu de diverses seccions és més fàcil de deformar, cosa que provoca menys danys al conductor. Els interruptors de la columna de direcció s’instal·len al cos d’aquest mecanisme (els interruptors principals són modes llum i rentadora).
• Equip de direcció. Consisteix en barres de direcció de diferents longituds, que prenen les forces de la columna de direcció i la transfereixen més a les rodes. Aquest mecanisme també inclou puntes i palanques. El disseny d'aquesta peça també pot variar en funció del model de cotxe.

A més dels elements principals de la direcció, també hi poden haver sistemes de direcció assistida i amortiment (amortidors).

Disseny del sistema de direcció

Avui hi ha moltes modificacions del sistema de direcció del cotxe. Fins i tot hi ha desenvolupaments que poden interferir en les accions del conductor, ajustant les maniobres del vehicle. També hi ha desenvolupaments amb pilotatge automàtic, tot i que els pilots automàtics de ple dret encara es troben en fase de concepte i la legislació encara no permet vehicles autònoms a la via pública.

Entre els sistemes moderns d’assistència del conductor, hi ha el manteniment del carril o el control de l’estat del conductor (per exemple, quan s’adorm, les mans afluixen gradualment l’agafada del volant, els sensors reaccionen a aquesta força i el sistema reconstrueix el cotxe al costat de la carretera).

La direcció estàndard inclou els components següents:

• Volant;
• Columna de direcció;
• Unitat de direcció;
• Direcció assistida.

Aquí hi ha algunes de les característiques d’aquests elements.

Volant (volant, volant)

Aquest senzill detall permet al conductor escollir la ruta del vehicle. Els volants moderns tenen comandaments que permeten al conductor activar o canviar entre diferents sistemes sense distreure’s de la conducció.

La mida del volant és important. Si el cotxe no té direcció assistida, el volant de petit diàmetre serà més difícil de manejar. En aquest cas, es pot instal·lar un model de diàmetre més gran. Però, d’altra banda, un volant gran també afecta la comoditat de la conducció. Al mateix temps, el control d’un cotxe amb un volant petit és particularment agut.

En primer lloc, la part superior del volant afectarà la vista o, si el conductor és gran, descansarà sobre els seus peus, cosa que també afecta negativament la seguretat de la conducció. En segon lloc, un volant massa petit requerirà un gran esforç per part del conductor, especialment quan es maniobra a gran velocitat. A més, no és estrany que volants petits enfosquin els senyals que es mostren al tauler de control.

A les botigues de recanvis es poden trobar volants de diferents formes (no només perfectament rodons). S'instal·la una trena al volant per augmentar el confort de la conducció. Els models de cotxes més cars tenen un volant escalfat.

Aquest vídeo tracta consells per a conductors novells sobre un ús adequat del volant:

Com conduir: tècnica de rodatge. Instructor de cotxes Sergey Markitesov.

Columna de direcció

Per transferir el parell del volant al quadre de direcció, cada vehicle té una columna de direcció. S’hi munten elements de control sota el volant: interruptors per a girs i netejadors amb diverses funcions addicionals. Als cotxes esportius, de vegades es troben canvis de paletes que permeten al conductor canviar de marxa o simular aquest canvi, portant la transmissió al mode adequat.

En versions anteriors, s'utilitzava un eix recte a la columna de direcció. En les versions modernes, es divideix en diversos segments, que estan interconnectats per una transmissió de cardan. Això és per motius de seguretat: en cas de col·lisió frontal, la columna de direcció es doblegarà i no s’enganxarà al pit del conductor.

Gràcies a aquest disseny, molts dels vehicles d’última generació tenen una columna regulable. Això permet adaptar la direcció a les dades físiques de diferents conductors. En un cotxe premium, aquest element està equipat amb un ajust automàtic, que sovint té memòria per a diversos conductors.

Per eliminar les vibracions de les rodes durant la conducció, s’instal·la un amortidor a la columna de direcció.

Equip de direcció i equip de direcció

La columna de direcció està connectada al volant per un costat i al mecanisme de direcció per l’altre. Aquesta unitat està representada per un conjunt de barres i juntes que transfereixen forces a les rodes. El conductor utilitza energia de rotació per fer girar la màquina, que es converteix en energia lineal en el mecanisme de direcció.

Per a això, s'utilitza un parell de transmissió. Bàsicament és un engranatge de cremallera o un corró sense cuc. Però també hi ha altres modificacions que tenen la seva pròpia estructura i el principi de transferir forces des del volant a les rodes. Llegiu sobre el dispositiu i el principi de funcionament del bastidor de direcció aquí.

L’engranatge de direcció té dues funcions importants:

1. Proporciona la rotació de les rodes davanteres;
2. Retorna les rodes a la seva posició original tan bon punt s’alliberen les forces de la columna de direcció del conductor.

Tot l’equip de direcció s’allotja a la carcassa (cremallera de direcció). La unitat s’instal·la a la part davantera del cotxe (sovint al subestructura davantera i en absència d’un quadre, després al xassís, a la transmissió o fins i tot al motor). Val a dir que, com més baix estigui instal·lat aquest mecanisme, més eficient serà el control de la màquina.

De disseny clàssic, el canvi de direcció fa girar les rodes davanteres del vehicle. No obstant això, en els darrers anys, els sistemes amb direcció de rodes posteriors tornen a guanyar popularitat, com per exemple en l’última generació de Volkswagen Touareg. En aquests sistemes a velocitats de fins a 40 km / h. les rodes davantera i posterior giren en direccions oposades. Quan el vehicle circula a una velocitat superior a 40 km / h, les rodes davantera i posterior giren en la mateixa direcció en un revolt. Aquesta modificació redueix significativament el radi de gir i també millora el maneig del vehicle a les corbes.

Direcció assistida

Atès que el mecanisme de direcció estàndard per girar les rodes (especialment en un cotxe estacionari) requereix cert esforç per part del conductor, els fabricants han desenvolupat diversos tipus d'amplificadors. Inicialment, es van utilitzar modificacions hidràuliques en el transport de mercaderies. A poc a poc, aquest sistema va anar aplicant-se als turismes.

La necessitat d’un amplificador no semblava només augmentar la comoditat. El fet és que quan es circula a gran velocitat, es fa difícil agafar el volant d’un cotxe en revolts, sobretot en un esportiu. La direcció assistida facilita aquest procés. El sistema també va rebre respostes positives per part del sexe més just.

Els amplificadors funcionen sobre diferents principis. El més comú és la direcció assistida. Els amplificadors elèctrics també han guanyat una popularitat considerable. Però també hi ha sistemes combinats que utilitzen les funcions d’ambdues modificacions (EGUR). A més, sobre els tipus de bastidors de direcció explicats en una revisió independent.

Propòsit de direcció

La direcció fa girar amb més freqüència les rodes davanteres, però també hi ha tracció a dos eixos (principalment vehicles de grans dimensions amb quatre eixos, dos dels quals giren), així com modificacions amb tracció posterior.

Cap cotxe pot prescindir de la direcció, ja que no hi ha cap carretera recta al món. Fins i tot si es pogués imaginar condicionalment aquesta ruta, encara hi apareixerien obstacles que caldria evitar. Sense la direcció, també seria impossible aparcar el cotxe amb seguretat.

Si el fabricant no instal·lés aquest sistema als vagons, el seu maneig no seria diferent de la maniobrabilitat del tren. Encara que els intents de crear una màquina que pugui ser controlada pel poder del pensament no s'aturen (a la foto de dalt - un dels desenvolupaments de GM).

Principi de direcció

El principi de direcció és bastant senzill. El conductor gira el volant, les forces es transfereixen a la columna de direcció. Després van cap a l’equip de direcció. En el disseny clàssic, el bastidor acciona les barres de direcció connectades a les rodes mitjançant un sistema d'extrems de bola.

La precisió del gir de la roda depèn directament de la mida del volant. A més, l'esforç que cal aplicar per fer girar les rodes depèn d'aquest paràmetre. Molts models estan equipats amb amplificadors elèctrics o hidràulics, que permeten utilitzar un petit volant al cotxe.

Tipus de direcció

Tots els sistemes de direcció es divideixen en tres tipus:

• Mecanisme de cremallera i cremallera. S’utilitza més sovint en cotxes econòmics. El disseny d’aquest control és el més senzill. Té una barra amb dents. És accionat per l’engranatge de la columna de direcció. Aquest esquema és altament eficient. L’únic inconvenient d’aquest mecanisme és la seva sensibilitat als cops provocats per superfícies de carretera de mala qualitat.
• Engranatge de cuc. Aquesta modificació proporciona un angle de direcció de la roda més gran. És menys sensible a les càrregues de xoc, però és més car que l'anterior, ja que és més difícil de fabricar.
• Mecanisme de cargol. És una modificació del cuc analògic, només que augmenta l'eficiència i augmenta l'esforç necessari per maniobrar el cotxe.

Independentment del tipus de disc, aquests mecanismes poden millorar el treball d’aquests mecanismes:

• Suport hidràulic. Té el disseny més senzill d’aquesta llista. El sistema és compacte i barat de mantenir. Fins i tot alguns models de cotxes econòmics de les darreres generacions estan equipats amb aquesta modificació. Perquè el sistema funcioni correctament, és necessari controlar constantment el nivell del fluid de treball. La bomba amplificadora és accionada per un motor de combustió interna que funciona.
• Amplificador elèctric. Aquesta és una de les modificacions més recents. No requereix un manteniment complex i una posada a punt. Proporciona la màxima capacitat de resposta de la direcció. Com el seu nom indica, el mecanisme és alimentat per un motor elèctric.
• Amplificador electrohidràulic. Aquesta modificació funciona segons el principi de la direcció assistida. L'única diferència és que la bomba hidràulica funciona amb electricitat i no està connectada a l'accionament del motor, com en el primer cas. Els dos darrers desenvolupaments permeten consumir menys combustible en comparació amb el primer tipus, ja que el funcionament del sistema no està relacionat amb la transmissió del motor.

A més de diversos amplificadors, el vehicle es pot equipar amb control dinàmic actiu o control adaptatiu. Les seves diferències són les següents:

1. Ajusta la relació de velocitat en funció de la velocitat de la roda. Això garanteix la màxima estabilitat del vehicle en carreteres relliscoses. El sistema no permet girar el volant bruscament, evitant el sobreviratge o el subviratge.
2. El sistema dinàmic funciona d’una manera similar, excepte que s’utilitza un motor elèctric en lloc d’un impuls planetari.
3. Es considera una tecnologia innovadora perquè no hi ha cap connexió física entre l’equip de direcció i l’equip de direcció d’aquests engranatges de direcció. El sistema està controlat per una unitat de control electrònic que analitza moltes dades: des de sensors de velocitat de la roda, força de direcció, etc.

Recentment, s’ha instal·lat una tecnologia especial en alguns models de cotxes de primera qualitat i esportius amb gir no només de les rodes del davant, sinó també de les posteriors. Això augmenta l’estabilitat del vehicle en fer corbes a gran velocitat. Les rodes posteriors giren en funció de la velocitat del vehicle.

Si el cotxe recorre un màxim de 40 km / h, l'eix posterior gira en sentit contrari a les rodes davanteres (si al davant miren cap a la dreta, les posteriors miraran cap a l'esquerra).

Quan la velocitat del cotxe sigui superior a 40 km / h, al entrar en un gir, les rodes posteriors giraran en la mateixa direcció que les anteriors. D’aquesta manera es redueix el risc de patinatge.

Requisits de direcció del vehicle

El control de direcció de qualsevol vehicle ha de complir els requisits següents:

• Assegureu una maniobrabilitat suficient del vehicle a qualsevol velocitat. El conductor hauria d’establir fàcilment la direcció desitjada del cotxe;
• Ha de ser fàcil d’utilitzar perquè fins i tot un conductor cansat pugui arribar amb seguretat al lloc de descans;
• En girar les rodes, la direcció ha de proporcionar un rodament el més net possible. Als revolts, les rodes no han de relliscar perquè el cotxe no perdi la seva estabilitat. Per a això, s’ha de verificar clarament l’angle d’inclinació i rotació de les rodes;
• Torneu les rodes a la línia recta (al llarg del cos) després que el conductor deixi de fer esforços per girar;
• Vibracions humides quan es circula per superfícies desiguals de la carretera;
• Tenir una alta capacitat de resposta a les ordres de qualsevol conductor;
• Fins i tot si els amplificadors fallen, el mecanisme ha de permetre al conductor controlar el cotxe.

Un altre paràmetre que entra en la categoria de requisits de direcció és el joc de la direcció. Per obtenir més informació sobre les taxes de reacció admissibles, vegeu article a part.

Característiques de la conducció a mà dreta i esquerra

No és cap secret per a ningú que la legislació d’alguns països preveu el trànsit per la carretera a l’esquerra. En aquest cas, el volant s’instal·larà al costat dret del cotxe i, naturalment, el conductor s’asseurà allà on és habitual a la nostra regió veure el passatger davanter.

La diferència en aquest tipus de direcció no és només la ubicació del volant a la cabina. El fabricant també adapta el mecanisme de direcció d’acord amb la connexió a la caixa de canvis. Tot i així, un vehicle destinat a utilitzar-se en carreteres amb trànsit a l'esquerra es pot convertir per adaptar-se a les condicions del trànsit a la dreta. Per fer-ho, abans de comprar un cotxe original, heu d’esbrinar si es venen els mecanismes de direcció corresponents per convertir el cotxe.

Alguns tipus de maquinària agrícola utilitzen un sistema hidràulic que permet instal·lar el volant a qualsevol lloc de la cabina. En aquest cas, la connexió entre el volant i l’engranatge de direcció es proporciona mitjançant sistemes hidràulics, que es controlen mitjançant una bomba de dosificació.

En aquesta modificació, no hi ha cap reacció (ni tan sols de fàbrica), ja que no hi ha cap caixa de canvis amb un engranatge, un cuc o un cargol. Per descomptat, aquest sistema és extremadament rar en vehicles lleugers. La seva principal aplicació són equips especials de grans dimensions.

Els principals mal funcionaments de la direcció

Les falles de direcció inclouen:

• Joc del volant (a partir del qual es produeix, llegeix aquí);
• Toc durant la conducció (resultant d’afluixar els perns de muntatge del mecanisme de direcció);
• Deteriorament de les articulacions de la barra de direcció;
• Desgast de les dents al parell de transmissió (en un engranatge, cremallera, cuc o corró);
• Violació de l'ajust del mecanisme d'engranatges;
• Anomalies del reforç hidràulic o elèctric (llegiu el document per veure avaries i possibles opcions de reparació) en un article separat).

Per eliminar el mal funcionament, cal apretar tots els cargols de subjecció, substituir les peces desgastades i ajustar el mecanisme del parell de transmissions. En la majoria dels casos, la direcció rarament falla de cop. Gràcies al manteniment oportú, els elements principals duraran prou temps (sovint fins i tot més del període fixat pel fabricant).

Preguntes i respostes:

Quins són els tipus de direcció? Són comuns tres tipus de mecanismes: cremallera, cuc i cargol. En els cotxes econòmics, s'utilitza el primer tipus de mecanisme de direcció. Qualsevol d'ells pot contenir un amplificador.

Quin és l'objectiu de la direcció? Proporciona el moviment del cotxe en la direcció marcada pel conductor. El mecanisme mou els volants en un pla horitzontal. Està prohibit circular amb un sistema de direcció defectuós.

Quines són les parts principals del volant? Consta de: un enllaç transversal, un braç inferior, un passador de pivot, un braç superior, un enllaç longitudinal, un bípode de l'aparell de direcció, un aparell de direcció, un eix de direcció i un volant.