Hrebeň riadenia - princíp činnosti a dizajn

Medzi všetkými typmi prevodoviek riadenia zaujíma hrebeň a pastorok osobitné miesto, už len preto, že je najbežnejší v konštrukciách osobných automobilov. Koľajnica, ktorá má množstvo výhod, a tak sa bežne nazýva stručne na základe použitia hlavnej časti, prakticky vytlačila všetky ostatné schémy.

Vlastnosti používania koľajníc

Samotná koľajnica je posuvná oceľová tyč s ozubeným zárezom. Zo strany zubov je na ňu pritlačené hnacie koleso. Hriadeľ stĺpika riadenia je drážkovaný k hriadeľu pastorka. Zvyčajne sa používa špirálové ozubenie, pretože je tiché a schopné prenášať značné zaťaženie.

Keď sa volant otáča, vodič v spojení s posilňovačom riadenia posúva hrebeň v požadovanom smere. Konce koľajnice cez guľové kĺby pôsobia na riadiace tyče. V časti tyčí sú nainštalované závitové spojky na nastavenie špičky a hroty guľôčok riadenia. V konečnom dôsledku sa hnacia sila prenáša cez otočné rameno na kĺb, náboj a riadené koleso na každej strane. Konfigurácia je navrhnutá tak, aby guma nekĺzala v kontaktnej ploche a každé koleso sa pohybovalo po oblúku požadovaného polomeru.

Zloženie hrebeňového a pastorkového riadenia

Typický mechanizmus zahŕňa:

• puzdro, v ktorom sú umiestnené všetky časti, vybavené výstupkami na upevnenie na štít alebo rám motora;
• ozubený hrebeň;
• klzné ložiská objímkového typu, na ktorých sa koľajnica pri pohybe opiera;
• vstupný hriadeľ, zvyčajne uložený vo valčekových (ihlových) valivých ložiskách;
• zariadenie na nastavenie medzery v zábere z pružinového krekra a nastavovacej matice;
• čižmy na viazaciu tyč.

Niekedy je mechanizmus vybavený externým tlmičom, ktorý je navrhnutý tak, aby minimalizoval jednu z nevýhod hrebeňového mechanizmu - nadmerne silný prenos otrasov na volant od kolies padajúcich na nerovné kolesá. Tlmič je vodorovne namontovaný teleskopický tlmič, podobný tomu, ktorý je inštalovaný v závesoch. Na jednom konci je spojený s koľajnicou a na druhom konci s pomocným rámom. Všetky nárazy tlmí hydraulika tlmiča.

Najjednoduchšie mechanizmy používané na najľahších autách nemajú posilňovač riadenia. Ale väčšina koľajníc to má vo svojom zložení. Hydraulický posilňovač je integrovaný do skrine hrebeňa, vychádzajú len armatúry na pripojenie hydraulických vedení na pravej a ľavej strane piestu.

Rozvádzač vo forme cievkového ventilu a časti torznej tyče je zabudovaný do krytu vstupného hriadeľa ozubeného mechanizmu. V závislosti od veľkosti a smeru sily vynaloženej vodičom, otáčaním torznej tyče, sa cievka otvára smerom k ľavému alebo pravému armatúre hydraulického valca, vytvára tam tlak a pomáha vodičovi pohybovať koľajnicou.

Niekedy sú prvky elektrického zosilňovača zabudované aj do mechanizmu stojana, ak nie je umiestnený na stĺpiku riadenia. Uprednostňuje sa priamy pohon na koľajnicu. V tomto prípade má stojan elektromotor s prevodovkou a druhým hnacím ozubeným kolesom. Funguje paralelne s hlavným pozdĺž samostatného ozubenia na koľajnici. Smer a veľkosť sily určuje elektronická riadiaca jednotka, ktorá prijíma signál zo snímača torzného natočenia vstupného hriadeľa a generuje napájací prúd do elektromotora.

Výhody a nevýhody mechanizmu s koľajnicou

Medzi výhody patrí:

• vysoko presné riadenie;
• jednoduchosť zabezpečenia transparentnosti volantu, dokonca aj vybaveného zosilňovačom;
• kompaktnosť zostavy a jednoduchosť konštrukčného usporiadania v oblasti štítu motora;
• nízka hmotnosť a relatívne nízke náklady;
• dobrá kompatibilita so starnúcimi hydraulickými posilňovačmi a modernými EUR;
• uspokojivá udržiavateľnosť, vyrábajú sa opravné súpravy;
• nenáročné na mazanie a častú údržbu.

Existujú aj nevýhody:

• zásadne vysoká priehľadnosť volantu v prípade použitia na nerovných cestách, pri absencii tlmičov a vysokorýchlostných zosilňovačov môže dôjsť k zraneniu vodiča;
• hluk vo forme klepaní pri práci so zväčšenou medzerou, keď dochádza k nerovnomernému opotrebovaniu, medzera sa nedá nastaviť.

Kombinácia kladov a záporov pri prevádzke hrebeňového mechanizmu určuje jeho rozsah - ide o autá, vrátane športových, prevádzkované hlavne na dobrých cestách pri vysokých rýchlostiach. V tomto prípade regál funguje najlepším spôsobom a je pred všetkými ostatnými systémami riadenia, pokiaľ ide o spotrebiteľské kvality.

Údržba mechanizmu sa niekedy vykonáva, aby sa zmenšila medzera, keď sa objavia údery. Bohužiaľ, z vyššie popísaných dôvodov nerovnomerného opotrebovania to nie je vždy možné. V takýchto prípadoch sa mechanizmus vymení ako zostava, často za továreň obnovenú. Použitie opravných súprav eliminuje iba nárazy do ložísk a podporných puzdier, ale nie opotrebenie páru ozubených kolies. Vo všeobecnosti je však životnosť mechanizmu pomerne vysoká a náklady na nové diely sú celkom prijateľné.