El dispositiu, tipus i principi de funcionament de la cremallera de direcció
Contingut
La cremallera de direcció és la base de la direcció del vehicle, amb la qual el conductor dirigeix les rodes del cotxe en la direcció desitjada. Fins i tot si no vas a reparar el teu cotxe tu mateix, serà útil entendre com funciona la cremallera de la direcció i com funciona aquest mecanisme, perquè coneixent els seus punts forts i febles, podràs conduir un turisme o un jeep amb més cura, estenent-se. la seva vida útil fins a la reparació.
El motor és el cor del cotxe, però és el sistema de direcció el que determina cap a on va. Per tant, cada conductor hauria d'entendre com a mínim en termes generals com està disposat el bastidor de direcció del seu cotxe i quina és la seva finalitat.
De la pala a la cremallera: l'evolució de la direcció
En l'antiguitat, quan l'home tot just començava a explorar la terra i l'aigua, però la roda encara no s'havia convertit en la base de la seva mobilitat, les basses i les barques es van convertir en el principal mitjà de transport de mercaderies a llargues distàncies (superant el dia de viatge). Aquests vehicles es mantenien a l'aigua, movent-se per diverses forces, i per controlar-los feien servir el primer dispositiu de direcció: un rem baixat a l'aigua, que es troba a la part posterior de la bassa o vaixell. L'efectivitat d'aquest mecanisme era lleugerament superior a zero, i es necessitava una força física i una resistència significatives per dirigir l'embarcació en la direcció correcta.
A mesura que creixia la mida i el desplaçament dels vaixells, treballar amb rem de govern requeria cada cop més força física, per la qual cosa va ser substituït per un volant que feia girar la pala del timó mitjançant un sistema de politges, és a dir, va ser el primer mecanisme de govern de història. La invenció i la difusió de la roda van donar lloc al desenvolupament del transport terrestre, però el seu principal motor eren els animals (cavalls o toros), de manera que en lloc d'un mecanisme de control es va utilitzar l'entrenament, és a dir, els animals van girar en la direcció correcta per a alguns. acció del conductor.
La invenció de la planta de vapor i el motor de combustió interna va permetre desfer-se dels animals de tir i mecanitzar realment els vehicles terrestres, després de la qual cosa immediatament van haver d'inventar-los un sistema de direcció que funcionava amb un principi diferent. Inicialment, van utilitzar els dispositius més senzills, per això el control dels primers cotxes requeria una força física enorme, després van anar passant a poc a poc a diverses caixes de canvi, que van augmentar la potència de la força de gir a les rodes, però van obligar el volant a girar més. intensivament.
Un altre problema del mecanisme de direcció que calia superar és la necessitat de girar les rodes en diferents angles. La trajectòria de la roda situada a l'interior, en relació al gir del costat, transcorre per un radi menor, la qual cosa fa que s'ha de girar amb més força que la roda de l'exterior. Als primers cotxes no va ser així, per això les rodes davanteres es van desgastar molt més ràpidament que les posteriors. A continuació, es va entendre l'angle de la punta, a més, es va poder proporcionar-lo mitjançant el principi de la desviació inicial de les rodes entre si. Quan es condueix en línia recta, això gairebé no té cap efecte sobre la goma, però en les corbes, augmenta l'estabilitat i la controlabilitat del cotxe i també redueix el desgast de la banda de rodadura dels pneumàtics.
Traçat general
Aquests són els detalls principals que formen la base de la disposició de la cremallera de direcció:
- engranatge de conducció;
- ferrocarril;
- èmfasi (mecanisme de subjecció);
- habitatge;
- segells, casquilles i anteres.
Cremallera de direcció en secció
Aquest esquema és inherent als rails de qualsevol cotxe. Per tant, la resposta a la pregunta "com funciona la cremallera de direcció" sempre comença amb aquesta llista, perquè mostra l'estructura general de la unitat. A més, a Internet s'han penjat un munt de fotos i vídeos que mostren tant l'aspecte del bloc com el seu interior, que s'inclouen a la llista.
engranatge del pinyó
Aquesta peça és un eix amb dents obliqües o rectes tallades, equipat amb coixinets als dos extrems. Aquesta configuració proporciona una posició constant respecte a la carrosseria i el bastidor en qualsevol posició del volant. L'eix amb dents obliqües està en angle amb el rail, per la qual cosa s'enganxen clarament amb les dents rectes del rail, l'eix amb dents rectes es va instal·lar a les màquines dels anys 80 i 90 del segle passat, aquesta part és més fàcil de fabricar, però els seus serveis de durada són molt menors. Malgrat que el principi de funcionament dels engranatges rectes i helicoïdals és el mateix, aquest últim és més fiable i no propens a encallar-se, per això s'ha convertit en el principal en els mecanismes de direcció.
En tots els cotxes que s'han produït des de l'última dècada del segle passat, només s'instal·len eixos helicoïdals, això redueix la càrrega a les superfícies de contacte i allarga la vida útil de tot el mecanisme, la qual cosa és especialment important per a bastidors que no estan equipats amb un booster hidràulic (direcció assistida) o elèctric (EUR). L'engranatge de tracció recta era popular a l'URSS i la Federació Russa, es va posar a les primeres versions dels engranatges de direcció dels vehicles de tracció davantera, però, amb el temps, aquesta elecció es va abandonar a favor d'un engranatge helicoïdal, perquè una caixa de canvis és més fiable i requereix menys esforç per girar la roda.
L'engranatge motriu està connectat a la columna de direcció mitjançant un eix compost amb cardans, que és un element de seguretat, la seva finalitat és protegir el conductor durant una col·lisió de cops amb el volant al pit. Durant un impacte, aquest eix es plega i no transmet força a l'habitacle, cosa que va ser un problema greu als cotxes a la primera meitat del segle passat. Per tant, a les màquines dretanes i esquerranes, aquest engranatge es troba de manera diferent, perquè el bastidor es troba al mig i l'engranatge es troba al costat del volant, és a dir, a la vora mateixa de la unitat.
Rastra
La cremallera en si és una barra rodona d'acer endurit, en un extrem de la qual hi ha dents corresponents a l'engranatge motriu. De mitjana, la longitud de l'engranatge és de 15 cm, la qual cosa és suficient per girar les rodes davanteres de l'extrema dreta a l'extrema esquerra i viceversa. Als extrems o al mig del rail, es foren forats roscats per connectar les barres de direcció. Quan el conductor gira el volant, l'engranatge motriu mou el cremallera en la direcció adequada i, gràcies a una relació de transmissió bastant gran, el conductor pot corregir la direcció del vehicle en fraccions de grau.
Cremallera de direcció
Per al funcionament efectiu d'aquest mecanisme, el rail es fixa amb una màniga i un mecanisme de subjecció, que li permet moure's cap a l'esquerra i la dreta, però evita que s'allunyi de l'engranatge motriu.
Mecanisme de subjecció
Quan es condueix per terrenys irregulars, la caixa de canvis de direcció (parell cremallera/pinyó) experimenta càrregues que tendeixen a canviar la distància entre ambdós elements. La fixació rígida del bastidor pot provocar el seu encaixament i la impossibilitat de girar el volant i, per tant, de realitzar una maniobra. Per tant, la fixació rígida només es permet en un costat del cos de la unitat, allunyat de l'engranatge motriu, a l'altre costat no hi ha cap fixació rígida i el bastidor pot "jugar" una mica, canviant en relació amb l'engranatge motriu. Aquest disseny no només proporciona una petita reacció que evita que el mecanisme s'enganxi, sinó que també crea una retroalimentació més forta, permetent que les mans del conductor sentin millor la carretera.
El principi de funcionament del mecanisme de subjecció és el següent: una molla amb una certa força pressiona la cremallera contra l'engranatge, assegurant un engranatge estret de les dents. La força transmesa des de les rodes, que pressiona la cremallera a l'engranatge, es transfereix fàcilment per les dues parts, ja que estan fetes d'acer endurit. Però la força dirigida en l'altra direcció, és a dir, allunyant els dos elements l'un de l'altre, es compensa amb la rigidesa de la molla, de manera que la cremallera s'allunya lleugerament de l'engranatge, però això no afecta l'enganxament d'ambdues parts.
Habitatge
El cos de la unitat està fet d'aliatge d'alumini i també està equipat amb reforços, gràcies als quals es va poder reduir el pes al màxim sense perdre resistència i rigidesa. La força del cos és suficient per garantir que les càrregues que es produeixen durant la conducció, fins i tot en terrenys irregulars, no el danyin. Al mateix temps, l'esquema de l'espai intern del cos garanteix el funcionament eficient de tot el mecanisme de direcció. A més, la carrosseria disposa d'orificis per a la fixació a la carrosseria, gràcies als quals reuneix tots els elements de direcció, garantint el seu treball coordinat.
Foques, casquilles i anteres
Els coixins instal·lats entre el cos i el rail tenen una alta resistència al desgast i també proporcionen un fàcil moviment de la barra dins del cos. Els segells d'oli protegeixen la zona lubricada del mecanisme, és a dir, l'espai al voltant de l'engranatge impulsor, evitant la pèrdua de lubricant, i també l'aïllen de la pols i la brutícia. Les anteres protegeixen les zones obertes del cos per on passen les barres de direcció. Segons el model de la màquina, s'enganxen als extrems o al mig del rail, en tot cas, són les anteres les que protegeixen les zones obertes del cos de la pols i la brutícia.
Modificacions i tipus
Malgrat que al principi de la seva aparició, el rasclet era el millor tipus de mecanisme de direcció, el desenvolupament de la tecnologia va impulsar els fabricants a modificar encara més aquest dispositiu. Com que els mecanismes principals des de l'aparició de la unitat, així com el disseny i l'esquema del seu funcionament no han canviat, els fabricants han dirigit els seus esforços per augmentar l'eficiència instal·lant diversos dispositius amplificadors.
El primer va ser un reforç hidràulic, el principal avantatge del qual era la senzillesa del disseny amb una precisió extrema per al funcionament correcte, perquè els bastidors de direcció amb direcció assistida no toleraven girar a l'angle màxim a velocitats altes del motor. El principal desavantatge de la direcció assistida va ser la dependència del motor, perquè és a el que està connectada la bomba d'injecció. El principi de funcionament d'aquest dispositiu és que quan es gira el volant, el distribuïdor hidràulic subministra fluid a una de les dues cambres, quan les rodes arriben al gir corresponent, el subministrament de fluid s'atura. Gràcies a aquest esquema, la força necessària per girar les rodes es redueix sense pèrdua de retroalimentació, és a dir, el conductor dirigeix i sent la carretera de manera eficaç.
El següent pas va ser el desenvolupament d'un cremallera de direcció elèctrica (EUR), però, els primers models d'aquests dispositius van causar moltes crítiques, perquè sovint es produïen falsos positius, a causa dels quals el cotxe girava espontàniament mentre conduïa. Al cap i a la fi, el paper del distribuïdor el jugava un potenciòmetre, que, per diverses raons, no sempre donava informació correcta. Amb el pas del temps, aquest defecte es va eliminar gairebé completament, per la qual cosa la fiabilitat del control de l'EUR no és de cap manera inferior a la direcció assistida. Alguns fabricants d'automòbils ja utilitzen la direcció assistida elèctrica, que combina els avantatges dels dispositius elèctrics i hidràulics, així com desproveït dels seus inconvenients.
Per tant, avui s'ha adoptat la següent divisió en tipus de cremalleres de direcció:
- senzill (mecànic): gairebé mai s'utilitza a causa de la baixa eficiència i la necessitat de fer un gran esforç per girar les rodes al seu lloc;
- amb amplificador hidràulic (hidràulic): són uns dels més populars pel seu disseny senzill i alta capacitat de manteniment, però el reforç no funciona quan el motor està apagat;
- amb reforç elèctric (elèctric): també són uns dels més populars, substituint gradualment les unitats per la direcció assistida, perquè funcionen fins i tot amb el motor apagat, tot i que el problema del funcionament aleatori encara no s'ha eliminat completament;
- amb un reforç hidràulic elèctric, que combinen els avantatges dels dos tipus anteriors, és a dir, funcionen fins i tot amb el motor apagat i no "agraden" al conductor amb viatges aleatoris.
cremallera de direcció amb EUR
Aquest principi de classificació permet al propietari o comprador potencial d'un cotxe de passatgers avaluar immediatament tots els avantatges i desavantatges de dirigir un model determinat.
Intercanviabilitat
Els fabricants d'automòbils gairebé mai produeixen mecanismes de direcció de cremallera i pinyó, l'excepció va ser AvtoVAZ, però fins i tot allà aquest treball es va transferir als socis, per tant, en cas de defectes greus en aquesta unitat, quan les reparacions no són rendibles, cal triar no només el model, però també el fabricant d'aquest mecanisme. Un dels líders en aquest mercat és ZF, especialitzat en la producció de tot tipus d'unitats, des de transmissions automàtiques fins a mecanismes de direcció. En lloc del rail ZF, podeu agafar un analògic xinès barat, perquè el seu circuit i dimensions són els mateixos, però no durarà gaire, a diferència del dispositiu original. Sovint, els cotxes l'edat dels quals ha superat els 10 anys estan equipats amb un rail d'altres fabricants, cosa que es confirma amb fotos de les seves marques publicades a Internet.
Sovint, els artesans del garatge posen bastidors de direcció de cotxes estrangers, per exemple, diversos models de Toyota, als cotxes nacionals. Aquesta substitució requereix una alteració parcial de la paret posterior del compartiment del motor, però el cotxe rep una unitat molt més fiable que supera els productes AvtoVAZ en tots els aspectes. Si el rail del mateix "Toyota" també està equipat amb un reforç elèctric o hidràulic, fins i tot l'antic "Nou" de sobte, en termes de comoditat, s'acosta bruscament als cotxes estrangers del mateix període.
Mal funcionament important
El dispositiu de la cremallera de direcció és tal que aquest mecanisme és un dels més fiables del cotxe, i la majoria de les disfuncions estan associades ja sigui amb el desgast (danys) dels consumibles o amb accidents de trànsit, és a dir, accidents o accidents. Molt sovint, els reparadors han de canviar anteres i segells, així com bastidors i engranatges d'accionament gastats, el quilometratge dels quals supera els centenars de milers de quilòmetres. També cal estrènyer periòdicament el mecanisme de subjecció, que es deu a l'esquema del mecanisme de direcció, però aquesta acció no requereix cap substitució de peces. Molt menys sovint, el cos d'aquesta unitat, que s'ha esquerdat a causa d'un accident, requereix un reemplaçament, en aquest cas el rail, l'engranatge i el mecanisme de subjecció útils es transfereixen al cos donant.
Els motius habituals per reparar aquest node són:
- joc de direcció;
- trucar mentre condueix o gira;
- direcció excessivament lleugera o ajustada.
Aquests defectes estan associats al desgast dels components principals que componen la cremallera de direcció, per la qual cosa també es poden atribuir als consumibles.
On és
Per entendre on es troba la cremallera de la direcció i com té l'aspecte, col·loqueu el cotxe en un ascensor o en un pas elevat, després obriu el capó i gireu les rodes en qualsevol direcció fins que s'aturin. A continuació, seguiu per on porten les barres de direcció, aquí és on es troba aquest mecanisme, semblant a un tub d'alumini acanalat, al qual encaixa l'eix cardà de l'eix de la direcció. Si no teniu experiència en reparació d'automòbils i no sabeu on es troba aquest node, mireu les fotos i els vídeos on els autors mostren la ubicació del rail als seus cotxes, així com les maneres més convenients d'accedir-hi: això us estalviarà molts errors, inclòs el nombre que condueix a lesions.
Independentment del model i any de fabricació, aquest mecanisme sempre es troba a la paret posterior del compartiment del motor, de manera que es pot veure des del costat de la roda invertida. Per a la reparació o substitució, és més convenient accedir-hi des de dalt, obrint el capó, o des de baix, eliminant la protecció del motor, i l'elecció del punt d'accés depèn del model i la configuració del cotxe.
Conclusió
La cremallera de direcció és la base de la direcció del vehicle, amb la qual el conductor dirigeix les rodes del cotxe en la direcció desitjada. Fins i tot si no vas a reparar el teu cotxe tu mateix, serà útil entendre com funciona la cremallera de la direcció i com funciona aquest mecanisme, perquè coneixent els seus punts forts i febles, podràs conduir un turisme o un jeep amb més cura, estenent-se. la seva vida útil fins a la reparació.
