Zariadenie, typy a princíp činnosti hrebeňa riadenia
Obsah
Hrebeň riadenia je základom riadenia vozidla, pomocou ktorého vodič nasmeruje kolesá automobilu do požadovaného smeru. Aj keď sa nechystáte opravovať svoje auto sami, bude užitočné pochopiť, ako funguje hrebeň riadenia a ako tento mechanizmus funguje, pretože ak poznáte jeho silné a slabé stránky, budete môcť opatrnejšie riadiť osobné auto alebo džíp a rozšíriť jeho životnosť až do opravy.
Motor je srdcom auta, ale je to systém riadenia, ktorý určuje, kam ide. Každý vodič by preto mal aspoň vo všeobecnosti pochopiť, ako je usporiadaný hrebeň riadenia jeho auta a aký je jeho účel.
Od pádla k hrebeňu – vývoj riadenia
V dávnych dobách, keď človek ešte len začal skúmať zem a vodu, ale koleso sa ešte nestalo základom jeho mobility, sa plte a člny stali hlavným prostriedkom prepravy tovaru na veľké vzdialenosti (presahujúce jeden deň cesty). Tieto vozidlá sa držali na vode, pohybovali sa pôsobením rôznych síl a na ich ovládanie používali prvé kormidlové zariadenie – veslo spúšťané do vody, ktoré sa nachádzalo na zadnej strane plte alebo člna. Účinnosť takéhoto mechanizmu bola o niečo vyššia ako nula a na nasmerovanie plavidla správnym smerom bola potrebná značná fyzická sila a vytrvalosť.
S rastúcimi rozmermi a výtlakom lodí si práca s kormidlovým veslom vyžadovala stále viac fyzickej sily, preto ho nahradil kormidelník, ktorý otáčal kormidlovým listom cez sústavu kladiek, čiže išlo o prvý kormidlový mechanizmus v r. histórie. Vynález a rozšírenie kolesa viedli k rozvoju pozemnej dopravy, no jeho hlavnou hybnou silou boli zvieratá (kone alebo býky), a tak sa namiesto ovládacieho mechanizmu začal používať tréning, teda zvieratá natočené pre niektorých správnym smerom. činnosť vodiča.
Vynález parnej elektrárne a spaľovacieho motora umožnil zbaviť sa ťažných zvierat a skutočne zmechanizovať pozemné vozidlá, načo im hneď museli vymyslieť systém riadenia, ktorý funguje na inom princípe. Spočiatku používali najjednoduchšie zariadenia, preto si ovládanie prvých áut vyžadovalo obrovskú fyzickú silu, potom postupne prešli na rôzne prevodovky, ktoré síce zvyšovali silu otáčania kolies, ale nútili volant viac otáčať. intenzívne.
Ďalším problémom mechanizmu riadenia, ktorý bolo treba prekonať, je nutnosť natáčania kolies do rôznych uhlov. Dráha kolesa umiestneného na vnútornej strane vo vzťahu k natočeniu strany prechádza po menšom polomere, čo znamená, že musí byť natočené silnejšie ako koleso zvonka. Na prvých autách to tak nebolo, a preto sa predné kolesá opotrebovávali oveľa rýchlejšie ako zadné. Potom došlo k pochopeniu uhla zbiehavosti, navyše ho bolo možné zabezpečiť pomocou princípu počiatočnej odchýlky kolies od seba. Pri jazde v priamom smere to nemá na gumu takmer žiadny vplyv a v zákrutách to zvyšuje stabilitu a ovládateľnosť auta a tiež znižuje opotrebovanie dezénu pneumatík.
Všeobecné rozloženie
Tu sú hlavné detaily, ktoré tvoria základ rozloženia hrebeňa riadenia:
- hnací mechanizmus;
- koľajnica;
- dôraz (upínací mechanizmus);
- telo;
- tesnenia, puzdrá a prašníky.
Hrebeň riadenia v sekcii
Táto schéma je vlastná koľajniciam každého auta. Preto odpoveď na otázku „ako funguje hrebeň riadenia“ vždy začína týmto zoznamom, pretože ukazuje všeobecnú štruktúru jednotky. Okrem toho sa na internete objavilo množstvo fotografií a videí zobrazujúcich vzhľad bloku a jeho vnútra, ktoré sú zahrnuté v zozname.
pastorkový prevod
Táto časť je hriadeľ so šikmými alebo rovnými zubami, ktorý je na oboch koncoch vybavený ložiskami. Táto konfigurácia poskytuje konštantnú polohu vzhľadom na telo a hrebeň v akejkoľvek polohe volantu. Hriadeľ so šikmými zubami je v uhle ku koľajnici, vďaka čomu zreteľne zaberajú s priamymi zubami na koľajnici, hriadeľ s priamymi zubami bol inštalovaný na strojoch z 80. a 90. rokov minulého storočia, takáto časť je jednoduchšie na výrobu, ale jeho trvanie služieb je oveľa kratšie. Napriek tomu, že princíp činnosti čelných a špirálových ozubených kolies je rovnaký, tento je spoľahlivejší a nie je náchylný na zaseknutie, a preto sa stal hlavným v mechanizmoch riadenia.
Na všetkých automobiloch, ktoré sa vyrábajú od poslednej dekády minulého storočia, sú inštalované iba špirálové hriadele, čo znižuje zaťaženie kontaktných plôch a predlžuje životnosť celého mechanizmu, čo je dôležité najmä pre regály, ktoré nie sú vybavené hydraulický (posilňovač riadenia) alebo elektrický (EUR) posilňovač. Ozubené koleso s čelným pohonom bolo obľúbené v ZSSR a Ruskej federácii, bolo nasadené na prvé verzie prevodoviek riadenia vozidiel s predným náhonom, avšak postupom času sa od tejto voľby upustilo v prospech špirálového prevodu, pretože napr. prevodovka je spoľahlivejšia a vyžaduje menej úsilia na otáčanie kolesa.
Hnacie ústrojenstvo je spojené so stĺpikom riadenia zloženým hriadeľom s kardanmi, ktorý je bezpečnostným prvkom, jeho účelom je chrániť vodiča pri kolízii pred nárazom volantu do hrudníka. Pri náraze sa takýto hriadeľ zloží a neprenesie silu do priestoru pre cestujúcich, čo bol v automobiloch v prvej polovici minulého storočia vážny problém. Preto je na strojoch pre pravákov a ľavákov tento prevod umiestnený inak, pretože hrebeň je v strede a prevod je na strane volantu, to znamená na samom okraji jednotky.
lata
Samotný hrebeň je kruhová tyč z kalenej ocele, na ktorej jednom konci sú zuby zodpovedajúce hnaciemu ozubenému kolesu. Priemerná dĺžka radiacej časti je 15 cm, čo stačí na natočenie predných kolies z krajnej pravej do krajnej ľavej polohy a naopak. Na koncoch alebo v strede koľajnice sú vyvŕtané závitové otvory na pripevnenie riadiacich tyčí. Keď vodič otočí volantom, hnacie koleso posunie hrebeň v správnom smere a vďaka pomerne veľkému prevodovému pomeru môže vodič korigovať smer vozidla s presnosťou na zlomok stupňa.
Stojan na riadenie
Pre efektívnu činnosť takéhoto mechanizmu je koľajnica upevnená objímkou a upínacím mechanizmom, ktorý jej umožňuje pohybovať sa doľava a doprava, ale bráni jej pohybu od hnacieho kolesa.
Upínací mechanizmus
Pri jazde na nerovnom teréne je prevodovka riadenia (pár hrebeň/pastorok) vystavená zaťaženiu, ktoré má tendenciu meniť vzdialenosť medzi oboma prvkami. Pevné upevnenie hrebeňa môže viesť k jeho zaklineniu a neschopnosti otočiť volantom, a teda vykonať manéver. Pevná fixácia je preto prípustná iba na jednej strane tela jednotky, vzdialenej od hnacieho kolesa, ale na druhej strane nie je tuhá fixácia a stojan sa môže trochu „hrať“ a pohybovať sa vzhľadom na hnacie koleso. Tento dizajn poskytuje nielen malú vôľu, ktorá zabraňuje zaklineniu mechanizmu, ale vytvára aj silnejšiu spätnú väzbu, čo umožňuje rukám vodiča lepšie cítiť cestu.
Princíp činnosti upínacieho mechanizmu je nasledujúci - pružina s určitou silou tlačí hrebeň na ozubené koleso, čím zaisťuje tesný záber zubov. Sila prenášaná z kolies, ktoré tlačí hrebeň na ozubenie, je ľahko prenášaná oboma dielmi, pretože sú vyrobené z kalenej ocele. Ale sila nasmerovaná v opačnom smere, to znamená pohyb oboch prvkov od seba, je kompenzovaná tuhosťou pružiny, takže hrebeň sa mierne pohybuje od ozubeného kolesa, ale to neovplyvňuje záber oboch častí.
bývanie
Telo jednotky je vyrobené z hliníkovej zliatiny a je vybavené aj výstuhami, vďaka ktorým bolo možné maximálne znížiť hmotnosť bez straty pevnosti a tuhosti. Pevnosť karosérie je dostatočná na to, aby ju záťaže, ktoré vznikajú pri jazde aj na nerovnom teréne, nepoškodili. Schéma vnútorného priestoru karosérie zároveň zabezpečuje efektívnu prevádzku celého mechanizmu riadenia. Karoséria má tiež otvory na pripevnenie ku karosérii vozidla, vďaka čomu zhromažďuje všetky prvky riadenia dohromady a zabezpečuje ich koordinovanú prácu.
Tulene, puzdrá a prašníky
Puzdrá inštalované medzi telesom a koľajnicou majú vysokú odolnosť proti opotrebovaniu a tiež umožňujú ľahký pohyb tyče vo vnútri telesa. Olejové tesnenia chránia mazanú oblasť mechanizmu, teda priestor okolo hnacieho prevodu, zabraňujú strate maziva a zároveň ho izolujú od prachu a nečistôt. Prašníky chránia exponované oblasti tela, cez ktoré prechádzajú tiahla. V závislosti od modelu stroja sú pripevnené na konce alebo na stred koľajnice, v každom prípade sú to prašníky, ktoré chránia otvorené oblasti tela pred prachom a nečistotami.
Úpravy a typy
Napriek tomu, že na úsvite svojho vzhľadu boli hrable najlepším druhom riadiaceho mechanizmu, vývoj technológie podnietil výrobcov k ďalšej úprave tohto zariadenia. Keďže sa hlavné mechanizmy od vzhľadu jednotky, ako aj dizajn a schéma jej činnosti nezmenili, výrobcovia zamerali svoje úsilie na zvýšenie účinnosti inštaláciou rôznych zosilňovacích zariadení.
Prvým bol hydraulický posilňovač, ktorého hlavnou výhodou bola jednoduchosť konštrukcie s extrémnymi nárokmi na správny chod, pretože hrebene riadenia s posilňovačom neznášali natáčanie do maximálneho uhla pri vysokých otáčkach motora. Hlavnou nevýhodou posilňovača riadenia bola závislosť od motora, pretože k nemu je pripojené vstrekovacie čerpadlo. Princíp činnosti tohto zariadenia spočíva v tom, že pri otáčaní volantu hydraulický rozvádzač dodáva kvapalinu do jednej z dvoch komôr, keď kolesá dosiahnu zodpovedajúce otočenie, prívod kvapaliny sa zastaví. Vďaka tejto schéme je sila potrebná na otáčanie kolies znížená bez straty spätnej väzby, to znamená, že vodič efektívne riadi a cíti cestu.
Ďalším krokom bol vývoj elektrického hrebeňa riadenia (EUR), avšak prvé modely týchto zariadení vyvolali veľa kritiky, pretože často dochádzalo k falošným poplachom, kvôli ktorým sa auto počas jazdy spontánne otáčalo. Úlohu distribútora napokon zohral potenciometer, ktorý z rôznych dôvodov nedával vždy správne informácie. Postupom času bola táto chyba takmer úplne odstránená, vďaka čomu nie je spoľahlivosť ovládania EUR v žiadnom prípade nižšia ako posilňovač riadenia. Niektorí výrobcovia automobilov už používajú elektrický posilňovač riadenia, ktorý kombinuje výhody elektrických a hydraulických zariadení, ako aj bez ich nevýhod.
Preto sa dnes prijalo nasledujúce rozdelenie na typy hrebeňov riadenia:
- jednoduché (mechanické) - takmer nepoužívané kvôli nízkej účinnosti a potrebe vynaložiť veľké úsilie na otočenie kolies na miesto;
- s hydraulickým posilňovačom (hydraulickým) - sú jedným z najpopulárnejších kvôli ich jednoduchej konštrukcii a vysokej udržiavateľnosti, ale posilňovač nefunguje, keď je motor vypnutý;
- s elektrickým posilňovačom (elektrickým) - sú tiež jedným z najobľúbenejších, postupne nahrádzajú jednotky s posilňovačom riadenia, pretože fungujú aj pri vypnutom motore, hoci problém náhodnej prevádzky ešte nie je úplne odstránený;
- s elektrickým hydraulickým posilňovačom, ktoré spájajú výhody oboch predchádzajúcich typov, teda fungujú aj pri vypnutom motore a „nepotešia“ vodiča náhodným ovládaním.
hrebeň riadenia s EUR
Tento princíp klasifikácie umožňuje majiteľovi alebo potenciálnemu kupujúcemu osobného automobilu okamžite vyhodnotiť všetky výhody a nevýhody riadenia konkrétneho modelu.
Zameniteľnosť
Výrobcovia automobilov takmer nikdy nevyrábajú mechanizmy hrebeňového riadenia, výnimkou bol AvtoVAZ, ale aj tam bola táto práca prevedená na partnerov, preto v prípade silných porúch v tejto jednotke, keď sú opravy nerentabilné, je potrebné zvoliť nielen model, ale aj výrobca tohto mechanizmu. Jedným z lídrov na tomto trhu je spoločnosť ZF, ktorá sa špecializuje na výrobu všetkých druhov jednotiek, od automatických prevodoviek až po mechanizmy riadenia. Namiesto koľajnice ZF si môžete vziať lacný čínsky analóg, pretože ich obvod a rozmery sú rovnaké, ale na rozdiel od pôvodného zariadenia to nebude trvať dlho. Autá, ktorých vek presiahol 10 rokov, sú často vybavené koľajnicami od iných výrobcov, čo potvrdzujú fotografie ich označení zverejnené na internete.
Garážoví remeselníci často umiestňujú na domáce autá stojany riadenia zo zahraničných automobilov, napríklad rôznych modelov Toyota. Takáto výmena si vyžaduje čiastočnú úpravu zadnej steny motorového priestoru, ale auto dostane oveľa spoľahlivejšiu jednotku, ktorá vo všetkých ohľadoch prevyšuje produkty AvtoVAZ. Ak je koľajnica z tej istej "Toyoty" vybavená aj elektrickým alebo hydraulickým posilňovačom, potom sa aj stará "deviatka" zrazu z hľadiska komfortu ostro približuje k zahraničným autám toho istého obdobia.
Závažné poruchy
Zariadenie hrebeňa riadenia je také, že tento mechanizmus je jedným z najspoľahlivejších v aute a väčšina porúch je spojená buď s opotrebovaním (poškodením) spotrebného materiálu, alebo s dopravnými nehodami, to znamená nehodami alebo nehodami. Opravári musia najčastejšie meniť prašníky a tesnenia, ako aj opotrebované ozubené kolesá a prevody, ktorých počet najazdených kilometrov presahuje stovky tisíc kilometrov. Musíte tiež pravidelne uťahovať upínací mechanizmus, čo je spôsobené schémou mechanizmu riadenia, ale táto akcia nevyžaduje žiadnu výmenu dielov. Oveľa menej často si telo tejto jednotky, ktoré prasklo v dôsledku nehody, vyžaduje výmenu, v takom prípade sa prevádzkyschopná koľajnica, ozubené koleso a upínací mechanizmus prenesú do puzdra darcu.
Bežné dôvody na opravu tohto uzla sú:
- vôľa riadenia;
- klopanie počas jazdy alebo otáčania;
- príliš ľahké alebo tesné riadenie.
Tieto chyby sú spojené s opotrebovaním hlavných komponentov, ktoré tvoria hrebeň riadenia, takže ich možno pripísať aj spotrebnému materiálu.
Kde je
Aby ste pochopili, kde sa tyč riadenia nachádza a ako vyzerá, postavte auto na výťah alebo nadjazd, potom otvorte kapotu a otáčajte kolesá v ľubovoľnom smere, kým sa nezastavia. Potom nasledujte, kadiaľ vedú tiahla riadenia, tu je umiestnený tento mechanizmus, podobne ako rebrovaná hliníková rúrka, na ktorú pasuje kardan z hriadeľa riadenia. Ak nemáte skúsenosti s opravami automobilov a neviete, kde sa tento uzol nachádza, pozrite si fotografie a videá, na ktorých autori ukazujú umiestnenie koľajnice vo svojich autách, ako aj najpohodlnejšie spôsoby, ako sa k nej dostať: to vás ušetrí od mnohých chýb, vrátane mnohých vedúcich k zraneniu.
Bez ohľadu na model a rok výroby je tento mechanizmus vždy umiestnený na zadnej stene motorového priestoru, takže ho možno vidieť zboku od obráteného kolesa. Pri oprave alebo výmene je pohodlnejšie sa k nemu dostať zhora, otvorením kapoty alebo zdola, odstránením ochrany motora a výber prístupového bodu závisí od modelu a konfigurácie automobilu.
Záver
Hrebeň riadenia je základom riadenia vozidla, pomocou ktorého vodič nasmeruje kolesá automobilu do požadovaného smeru. Aj keď sa nechystáte opravovať svoje auto sami, bude užitočné pochopiť, ako funguje hrebeň riadenia a ako tento mechanizmus funguje, pretože ak poznáte jeho silné a slabé stránky, budete môcť opatrnejšie riadiť osobné auto alebo džíp a rozšíriť jeho životnosť až do opravy.
