Finalitat i dispositiu d'una columna de direcció d'un cotxe
Contingut
La direcció està inclosa al dispositiu de qualsevol cotxe. Aquest sistema permet configurar la direcció d’un vehicle en moviment girant les rodes davanteres. En alguns models moderns de turismes, el sistema de direcció és capaç de canviar lleugerament la posició de les rodes posteriors. Com a resultat, el radi de gir es redueix significativament. Podeu llegir la importància d’aquest paràmetre d’un article a part.
Ara ens centrarem en el mecanisme clau, sense el qual el cotxe no gira. Aquesta és la columna de direcció. Considerem quines modificacions pot tenir aquest mecanisme, com es regula i també com reparar-lo o substituir-lo.
Què és una columna de direcció del cotxe
El conductor posa en marxa el mecanisme de direcció mitjançant el volant situat a l’habitacle. Transmet el parell motor a l’acció de les rodes giratòries. La funcionalitat d’aquest dispositiu afecta directament la seguretat durant la conducció. Per aquest motiu, els fabricants d’automòbils presten molta atenció a la qualitat d’aquest mecanisme, que minimitza el seu fracàs sobtat. Tot i la seva fiabilitat, la columna també està sotmesa a desgast, de manera que el conductor està obligat a controlar l’estat tècnic d’aquest dispositiu.
A més del seu propòsit directe: transmetre el parell des del volant als mecanismes de gir del cotxe, la columna de direcció també serveix de suport per a diversos interruptors, que sempre haurien d’estar a l’abast. Aquesta llista inclou un interruptor per a llum, rentadora de parabrises i altres funcions necessàries durant la conducció. En molts models, el pany d’encès també es troba aquí (en alguns cotxes s’utilitza el botó d’arrencada del motor i es pot ubicar al tauler central).
Aquest element també garanteix una conducció segura i el seu dispositiu evita lesions quan es produeix un impacte frontal. El disseny d'un altaveu modern consta de diversos segments (almenys dos), a causa dels quals una col·lisió frontal provoca la deformació del mecanisme i no danya el pit del conductor en cas d'accident greu.
Aquest mecanisme funciona conjuntament amb una caixa de canvis mecànica que converteix el moviment rotatori en moviment lineal. Parlarem de les varietats d’aquest node una mica més tard. En la terminologia relativa a la direcció, es troba l'expressió "relació d'engranatges de la RU". Aquesta és la proporció de l’angle de direcció amb les rodes de direcció. Aquesta caixa de canvis està connectada a l’anomenat trapezoide. La seva funcionalitat és sempre la mateixa, tot i les diferents modificacions del disseny.
Aquest element de control, mitjançant el sistema d’enllaç de direcció, fa girar les rodes amb un angle diferent en funció de la velocitat del volant. En alguns vehicles, aquest sistema també inclina els volants, cosa que millora la maniobrabilitat del vehicle en trams de carretera estrets.
La tasca de la direcció no és només la possibilitat de donar un gir còmode a les rodes davanteres. Un factor important és la capacitat de tornar-los a la seva posició original. En alguns models de vehicles, s’instal·len sistemes que canvien la relació d’engranatges del bastidor de direcció. Entre les varietats - direcció activa AFS... Fins i tot als actuadors, sempre hi ha una lleugera reacció. Llegiu sobre per què és necessari, com eliminar-ne l'excés i quin és el valor permès d'aquest paràmetre aquí.
Dispositiu de columna de direcció
Inicialment, el cotxe vell rebia una direcció bastant primitiva. El volant estava muntat sobre un eix articulat. Tota l’estructura estava en una carcassa (normalment també era metàl·lica). El principi de funcionament i la funció de la columna de direcció no han canviat durant uns cent anys. L’únic és que els fabricants d’automòbils milloren constantment aquest mecanisme, fent alguns canvis en el seu disseny, augmentant la comoditat de control i seguretat durant un accident.
El RK modern consisteix en:
- Direcció i eix intermedi;
- Màniga de muntatge;
- Grup de contacte (activa l'encesa del sistema de bord del cotxe, que es discuteix en detall en un altre article). Tot i que no forma part del propi altaveu, aquest node s’hi associa;
- Engranatges (dirigits i conduïts);
- Carcassa;
- Bloc de muntatge del bloqueig d’encesa (si no s’utilitza un botó d’arrencada del motor separat);
- Bloc de muntatge d’interruptors situat sota el volant;
- Part superior del cos;
- Pylnikov;
- Amortidor;
- Bloquejador d’eixos;
- Fixacions (cargols, femelles, molls, mènsules, etc.);
- Transmissió cardan (per a quines altres parts del cotxe s’utilitza aquest element mecànic, llegiu en una altra ressenya).
La qualitat de les anteres és de gran importància. Eviten que partícules estranyes i restes entrin als mecanismes, cosa que provocaria un bloqueig del control. Mentre el vehicle està en moviment, això provocarà inevitablement un accident. Per aquest motiu, el manteniment programat del vehicle hauria d’incloure diagnòstics de l’estat d’aquests elements.
Per tal que la càrrega del pes de la columna no s'imposi als actuadors, es fixa al tauler frontal mitjançant un suport fort. Aquesta part també ha de ser forta, ja que no només assumeix el pes de l’estructura RC, sinó que també impedeix que es mogui com a resultat de les forces del conductor.
Al cor de la columna de direcció, s’utilitzen diverses juntes frontals (d’acer d’aliatge alt), que es troben a les carcasses de plàstic. L’ús d’aquest material garanteix el correcte funcionament del mecanisme i evita una avaria sobtada. A més, en comparació amb els primers desenvolupaments, els RC moderns es fabriquen de manera que durant una col·lisió frontal, l'eix es plega, de manera que un cop potent no sigui tan perillós.
Els requisits clau per a una columna de direcció són:
- El volant ha d’estar fermament fixat a sobre;
- En cas d’accident, ha de garantir la reducció de lesions del conductor
- La possibilitat de facilitar el moviment del cotxe a causa de la fàcil maniobra en trams sinuosos de la carretera;
- Transmissió precisa de les forces del conductor des del volant fins als volants.
RK funciona en la següent seqüència. El conductor gira el volant. El parell de transmissió es transmet a l’eix i mitjançant transmissions de cardan s’alimenta a l’engranatge motriu. Aquesta part, juntament amb l’engranatge conduït, determina el nombre de voltes del volant per moure completament les rodes. Per facilitar que el conductor giri rodes grans en un cotxe pesat, aquest parell és de mida petita, cosa que augmenta l’esforç al trapezoide. En els cotxes moderns, s’utilitzen diferents tipus d’amplificadors (llegiu-ne detalladament aquí).
En aquest moment, el bastidor de direcció està activat. No aprofundirem en els detalls del funcionament d’aquesta unitat. Ja es disposa de detalls sobre el dispositiu, el principi de funcionament i diverses modificacions de l’element article separat... Aquest mecanisme mou les barres de direcció d’acord amb la direcció que el propi conductor determina.
El moviment lineal actua sobre les articulacions de la direcció de cada roda, fent que girin. A més d’altres funcions d’articulació de la direcció, vegeu per separat... Atès que la seguretat de qualsevol cotxe depèn de la columna de direcció, està dissenyada de manera que les avaries del vehicle siguin extremadament rares.
El valor d’utilitzar un amortidor de direcció
No tots els models de columnes de direcció fan servir un amortidor. És més aviat un equip addicional que proporciona una major comoditat quan es condueix un cotxe. L'ús d'aquest element es deu a la superfície de la carretera de mala qualitat, a causa de la qual es genera vibració a la direcció a gran velocitat. Sens dubte, aquest mecanisme s’instal·larà en vehicles tot terreny, però també es podrà utilitzar en turismes.
L’amortidor de la direcció esmorteix les vibracions que es produeixen quan les rodes xoquen contra sots o fosses. És més probable que una carretera rural s’adapti a aquesta descripció. Tot i que el RC amb amortidor costarà més que la modificació clàssica, en aquest cas el fi justifica els mitjans. Hi ha diverses raons per això:
- Quan el volant vibra mentre condueix, el conductor està tens i ha d’ajustar constantment la posició del volant, ja que se sent com si el cotxe marxés del seu camí.
- Com que el xassís i la direcció són capaços de canviar els angles de posició d’alguns elements al llarg del temps, cal ajustar-los periòdicament. Aquest procediment s'anomena alineació de rodes (llegiu com es fa) en una altra ressenya). Normalment, aquest procediment es realitza a un interval que correspon a 15 a 30 mil quilòmetres, segons el model de cotxe. Si s’utilitza un element amortidor a la direcció, aquest ajust es pot fer molt més tard.
No obstant això, aquest mecanisme té un inconvenient. Normalment, quan apareix un retrocés al volant, el conductor s’adona que el cotxe ha entrat en una carretera inestable i, per motius de seguretat, les rodes s’alenteixen. Com que l’amortidor amortix les vibracions de les barres de direcció, es redueix el contingut de la informació de la direcció i el conductor ha de confiar en altres paràmetres que indiquen conduir per un mal camí. Però us hi acostumeu ràpidament, de manera que aquest factor no és crític, per la qual cosa no s’hauria d’utilitzar aquesta modificació del RC.
Característiques de la unitat i disseny
El disseny d’una columna de direcció moderna pot tenir elements addicionals. La llista inclou:
- Bloqueig de la direcció;
- Mecanismes d’ajust.
A costa del pany de direcció: es tracta d’un dispositiu extern que permet al propietari del vehicle bloquejar l’eix de la columna perquè ningú més pugui robar el cotxe. Aquest element fa referència al sistema de seguretat del cotxe (per obtenir més informació sobre quins altres mitjans poden ajudar a protegir el cotxe del robatori, llegiu aquí). El dispositiu bloquejador inclou un tap amb un bloqueig de disc. El bloqueig no s’elimina, però s’uneix a l’eix durant el muntatge del cotxe al transportador. El desbloqueig es produeix amb la clau de contacte inserida al pany d’encesa i petites voltes del volant.
El dispositiu del RC modern també inclou mecanismes que permeten canviar la posició de l’altaveu. En la majoria dels casos, la inclinació de l'estructura s'ajusta, però en alguns cotxes també hi ha un ajust de la sortida del volant. La versió pressupostària té un principi mecànic de funcionament. Però en els models més avançats, aquest procés està controlat per l’electrònica (depèn de la configuració del vehicle).
Si el sistema de bord del cotxe té memòria de la posició del RK, els seients i els retrovisors laterals, llavors amb un sistema d’encesa actiu, el conductor ajusta la posició de tots aquests elements per adaptar-los als seus paràmetres. Després d’apagar el motor i de desactivar l’encès el conductor, els accionaments elèctrics de tots aquests elements els porten a la posició estàndard. Aquesta configuració automàtica facilita la pujada i baixada del conductor. Tan aviat com s’insereixi la clau i s’activi el contacte, l’electrònica configurarà l’últim valor.
Com es va esmentar una mica abans, la transmissió de parell es pot dur a terme de diverses maneres. Penseu en tres tipus de connexions entre l’eix RK i el trapezoide de direcció. Cada tipus d’estructura té el seu propi valor d’eficiència.
"Material del bastidor"
Aquesta modificació es considera òptima i s’utilitza més sovint en els cotxes moderns. Aquest disseny s’utilitza en vehicles amb suspensió de roda pivot independent. El mecanisme de direcció de cremallera i pinyó inclou la carcassa del cremallera de direcció i la transmissió mecànica del pinyó al cremallera. El sistema funciona de la següent manera.
L’engranatge està fixat a l’eix de la columna de direcció. Es connecta permanentment amb les dents del bastidor. Quan el conductor gira el volant, l’engranatge gira amb l’eix. La connexió de cremallera proporciona la transformació de moviments de rotació en lineals. Gràcies a això, el personal es mou cap a l'esquerra / dreta. Les varetes de direcció s’uneixen al bastidor de direcció, que s’uneixen als articuladors de les rodes mitjançant unes frontisses.
Entre els avantatges d’aquest mecanisme hi ha:
- Alta eficiència;
- Simplicitat de construcció;
- El disseny té un nombre reduït de varetes i juntes;
- Dimensions compactes;
- Cost assequible del nou mecanisme;
- Fiabilitat del treball.
Els desavantatges inclouen la forta sensibilitat del mecanisme a les característiques de la superfície de la carretera. Qualsevol cop o forat transmetrà sens dubte vibracions al volant.
"Rodet de cuc"
Aquest disseny es va utilitzar en cotxes antics. En comparació amb la modificació anterior, aquest mecanisme té una eficiència inferior i un disseny més complex. Es pot trobar als mecanismes de direcció de models de cotxes domèstics, camions lleugers i autobusos. El disseny d'aquesta transmissió consisteix en:
- Vala;
- Transmissió de cucs i corrons;
- Carter;
- Bípode de direcció.
Igual que amb la modificació esmentada anteriorment, el corró i el cuc de l'eix estan engegats permanentment. La part inferior de l’eix es fa en forma d’element de cuc. S'instal·la un corró a les seves dents, fixat a l'eix del braç de direcció. Aquestes parts es troben al carter del mecanisme. Els moviments de rotació de l’eix es converteixen en moviments de translació, a causa dels quals les parts del trapezi canvien l’angle de rotació de les rodes.
El disseny de cuc té els següents punts positius:
- Les rodes es poden girar amb un angle més gran en comparació amb la marxa anterior;
- Quan es circula per carreteres desiguals, s’amortitzen els xocs;
- El conductor pot fer grans esforços per girar les rodes i la transmissió no es veurà afectada (especialment important per a camions i altres vehicles grans);
- A causa del gran angle de direcció, el cotxe té una bona maniobrabilitat.
Malgrat aquests avantatges, la direcció tipus cuc té diversos desavantatges significatius. En primer lloc, aquest disseny consisteix en un nombre més gran de peces que cal ajustar. En segon lloc, a causa de la complexitat del dispositiu, aquesta modificació de la direcció és molt més cara en comparació amb l’anterior analògic.
Tipus de cargol
Segons el principi de funcionament, el mecanisme de cargol és similar a la versió sense cuc. El disseny d'aquesta modificació consisteix en:
- Eix de direcció roscat;
- Fruits secs;
- Rack d'engranatges;
- Braç de direcció amb un sector dentat.
En el moment de girar el volant, giren les dents de l'hèlix. Una femella es mou al llarg d’ells. Per reduir la fricció entre les dents d’aquestes dues parts, es col·loquen rodets entre elles. Gràcies a això, el parell de cargols té una llarga vida laboral. El moviment de la femella posa en moviment el sector dentat del braç de direcció, que està connectat amb les dents externes de la femella. Això mou les barres de direcció i fa girar les rodes.
Aquesta transmissió proporciona la màxima eficiència. Normalment, aquesta transmissió es pot trobar a la direcció de camions, autobusos i vehicles executius.
Com i on està connectada la columna de direcció
Com es va esmentar anteriorment, la columna de direcció no només és capaç de transmetre diferents quantitats de parell des del volant a les rodes de direcció. També ha de suportar importants esforços mecànics de les mans del conductor. Cada motorista té la seva pròpia força física i els fabricants d’automòbils realitzen la fixació més forta possible de la caixa del mecanisme. El motiu d’això és l’hàbit de molts conductors de deixar el cotxe, fent servir el volant com a reposabraços o maneta per a la qual aguanten.
Perquè l'estructura es mantingui al seu lloc en el cas d'un propietari de cotxe físicament fort, no es munta al tauler de control, sinó al tauler frontal de la carrosseria mitjançant un potent suport. No cal comprovar aquest node periòdicament. Però si el conductor notava una reacció contra l’estructura en si (no el volant), hauríeu de fixar-vos en la fixació perquè l’estructura no caigui en el moment equivocat, tot i que això passa rarament i després de reparacions poc atentes. .
Ajust de la columna de direcció
Si el cotxe té una columna de direcció ajustable, fins i tot un principiant pot controlar l’ajust del volant. Per fer-ho, heu de prendre una posició còmoda al seient del conductor i ajustar-lo primer (per saber com fer-ho correctament, llegiu aquí). A continuació, s'extreu el pestell d'ajust i es mou la columna a una posició còmoda. El factor clau en això és la posició de la mà.
Si col·loqueu les dues mans a la part superior del volant, en un estat estès no haurien de tocar el volant amb les palmes, sinó amb l'articulació del canell. En aquest cas, el conductor estarà còmode conduint el vehicle. Per obtenir més informació sobre com subjectar correctament el volant (això s'aplica als principiants), hi ha article separat.
En ajustar la posició del RK, és imprescindible que la màquina estigui parada. En cap cas ho heu de fer mentre el cotxe es mou. Després de l'ajust, heu d'assegurar-vos que l'estructura estigui fermament fixada. Per fer-ho, n’hi ha prou amb empènyer lleugerament el volant i tirar-lo cap a vosaltres. En els models amb accionament elèctric, aquest procediment és encara més senzill, prement la tecla corresponent.
Com reparar la columna de direcció?
Tot i que el RC és un mecanisme fiable, de vegades es produeixen malfuncions que, en cap cas, no s’han d’ignorar. El primer senyal d’alerta és l’aparició d’un augment del joc axial o del joc lliure a l’avió. En el primer cas, es tracta d’un senyal d’un mal funcionament de la connexió spline o del desenvolupament de frontisses. A la segona, hi ha problemes amb la fixació al suport.
A més de l’augment de la reacció, els símptomes d’una direcció defectuosa inclouen:
- Gran rotació del volant;
- Crits quan condueixes un cotxe;
- Fugides de greix.
Si el volant gira estretament durant la conducció (quan el cotxe està parat, en els models sense direcció assistida, el volant girarà sempre estretament), hauríeu de buscar el motiu a:
- Alineació incorrecta de l'alineació de les rodes;
- Deformació d’una part específica de la força transmissora del mecanisme (pot ser un trapezoide, cremallera de direcció o cardan de columna);
- Instal·lació de peces inadequades (si es comença a observar un volant ajustat després de reparar la direcció);
- Estrenyiu bé la rosca del braç articulat.
La filtració de greixos es deu sovint al fet que els segells d’oli han desgastat la seva vida útil. El mateix mal funcionament es produeix quan les reparacions són negligents (els parabolts del carter estan mal apretats) o quan la goma de la tapa del carter està gastada.
L'aparició de xiscles pot ser deguda a:
- Augment del joc en els coixinets de les rodes;
- Mala fixació dels passadors de l’enllaç de direcció;
- Augment de la distinció de casquets i pèndols;
- Rodaments esgotats;
- Mala fixació dels braços basculants.
En alguns casos, la direcció no es pot reparar sense treure la columna de direcció. Considerem la seqüència d’aquest procediment.
Com treure una columna
Per desmuntar la columna de direcció cal:
- Desconnecteu els terminals de la bateria (veure com fer-ho de manera correcta i segura, vegeu en un altre article);
- Desmunteu el volant i traieu la tapa de la columna;
- Desenrosqueu la femella de la part inferior de la columna que connecta les barres amb ella (això requerirà una bona palanca);
- Desenrosqueu la fixació de l'estructura al membre lateral. Per comoditat, descargoleu la roda del costat del conductor (davantera);
- Desmunteu el pern de tensió de la connexió de la ranura;
- Descargoleu el segell de l’eix i el mateix eix es retira a l’habitacle.
Després de desmuntar correctament la columna, procedim a la seva reparació. En alguns casos, es poden substituir les peces o s’haurà de canviar tota l’estructura. Durant el procés de substitució, també val la pena adquirir noves juntes de fixació (cargols i femelles).
En substituir el coixinet, heu d’adherir-vos al mateix desmuntatge de la columna. A més, el conjunt de l’eix amb el suport es fixa en una morsa. Podeu alliberar el coixinet fent sortir l’eix del suport. Tot i que els cops són efectius amb un martell, és important anar amb compte de no vessar l'extrem de l'eix. Per fer-ho, podeu utilitzar un separador de fusta, per exemple, un bloc de roure espès.
S'instal·len nous coixinets amb la part estreta cap a l'exterior. A continuació, es premsen els productes fins que descansen contra el tap. El segon coixinet es pressiona de la mateixa manera, només aquesta vegada el mateix eix es fixa al vici i no al suport. En cas d’avaria de la creu d’unió universal, tota l’estructura canvia completament.
Al final de la revisió, oferim una petita instrucció en vídeo sobre com desmuntar la columna de direcció d'un VAZ 2112:
Preguntes i respostes:
On es troba la columna de direcció? Aquesta és la part de la direcció, que es troba entre el volant i la cremallera de la direcció (situada al compartiment del motor i connecta les rodes giratòries al mecanisme mitjançant barres).
Com està disposada la columna de direcció? L'eix al qual està subjectat el volant. La carcassa a la qual es connecta la columna de direcció i l'interruptor d'encesa. Cardà amb travessa. En funció de la modificació, amortidors, ajustos, bloqueig.
