Zařízení, typy a princip činnosti hřebenu řízení

Obsah

Od pádla k hřebenu – evoluce řízení
Obecné rozvržení
Kde je
Závěr

Hřeben řízení je základem řízení vozidla, pomocí kterého řidič nasměruje kola automobilu do požadovaného směru. I když se nechystáte své auto opravit sami, bude užitečné pochopit, jak funguje hřeben řízení a jak tento mechanismus funguje, protože s vědomím jeho silných a slabých stránek budete moci řídit osobní automobil nebo džíp opatrněji a rozšířit jeho životnost až do opravy.

Motor je srdcem vozu, ale je to systém řízení, který určuje, kam se bude ubírat. Každý řidič by proto měl alespoň obecně rozumět tomu, jak je uspořádán hřeben řízení jeho vozu a jaký je jeho účel.

Od pádla k hřebenu – evoluce řízení

V dávných dobách, kdy člověk teprve začal prozkoumávat zemi a vodu, ale kolo se ještě nestalo základem jeho pohyblivosti, se vory a čluny staly hlavním prostředkem přepravy zboží na velké vzdálenosti (přesahující jeden den cesty). Tato vozidla byla udržována na vodě, pohybovala se působením různých sil a k jejich ovládání využívala první kormidelní zařízení - veslo spouštěné do vody, které se nachází v zadní části voru nebo člunu. Účinnost takového mechanismu byla o něco vyšší než nula a k nasměrování plavidla správným směrem bylo zapotřebí značné fyzické síly a vytrvalosti.

Jak rostla velikost a výtlak lodí, práce s kormidelním veslem vyžadovala stále více fyzické síly, proto byl nahrazen volantem, který otáčel kormidelní list přes soustavu kladek, čili šlo o první kormidelní mechanismus v r. Dějiny. Vynález a rozšíření kola vedly k rozvoji pozemní dopravy, ale jeho hlavním hnacím motorem byla zvířata (koně nebo býci), takže místo ovládacího mechanismu se začal používat výcvik, tedy zvířata otočená pro některé správným směrem. jednání řidiče.

Vynález parního zařízení a spalovacího motoru umožnil zbavit se tažných zvířat a skutečně zmechanizovat pozemní vozidla, načež pro ně museli okamžitě vymyslet systém řízení, který funguje na jiném principu. Zpočátku používali nejjednodušší zařízení, proto ovládání prvních vozů vyžadovalo obrovskou fyzickou sílu, pak se postupně přešlo na různé převodovky, které sice zvyšovaly sílu točivé síly na kola, ale nutily volant více točit intenzivně.

Dalším problémem mechanismu řízení, který bylo nutné překonat, je nutnost natáčet kola pod různými úhly. Dráha kola umístěného na vnitřní straně ve vztahu k natočení strany prochází po menším poloměru, což znamená, že musí být natočeno silněji než kolo na vnější straně. Na prvních autech to tak nebylo, proto se přední kola opotřebovávala mnohem rychleji než zadní. Pak došlo k pochopení úhlu sbíhavosti, navíc jej bylo možné zajistit pomocí principu počátečního vychýlení kol od sebe. Při jízdě v přímém směru to nemá na gumu téměř žádný vliv a v zatáčkách to zvyšuje stabilitu a ovladatelnost vozu a také snižuje opotřebení běhounu pneumatik.

Prvním plnohodnotným ovládacím prvkem byl sloupek řízení (později byl tento termín aplikován nikoli na převodovku, ale na mechanismus, který drží horní část kompozitového hřídele řízení), ale přítomnost pouze jedné dvounožky vyžadovala složitý systém pro přenášející rotační sílu na obě kola. Vrcholem evoluce takových mechanismů byl nový typ agregátu, nazývaný „hřeben řízení“, funguje také na principu převodovky, tedy zvyšuje točivý moment, ale na rozdíl od sloupku přenáší sílu na oba přední kola najednou.

Obecné rozvržení

Zde jsou hlavní detaily, které tvoří základ uspořádání hřebenu řízení:

hnací kolo;
kolejnice;
důraz (upínací mechanismus);
bydlení;
těsnění, pouzdra a prašníky.

Zařízení, typy a princip činnosti hřebenu řízení

Hřeben řízení v sekci

Toto schéma je vlastní kolejnicím každého auta. Proto odpověď na otázku „jak funguje hřeben řízení“ vždy začíná tímto seznamem, protože ukazuje obecnou strukturu jednotky. Kromě toho bylo na internetu zveřejněno mnoho fotografií a videí ukazujících jak vzhled bloku, tak jeho vnitřnosti, které jsou v seznamu uvedeny.

pastorkové kolo

Touto částí je hřídel se šikmými nebo rovnými zuby, na obou koncích opatřená ložisky. Tato konfigurace poskytuje konstantní polohu vzhledem k tělu a hřebenu v jakékoli poloze volantu. Hřídel s šikmými zuby je v úhlu ke kolejnici, díky čemuž zřetelně zabírají s přímými zuby na kolejnici, hřídel s přímými zuby byla instalována na strojích z 80. a 90. let minulého století, takový díl je jednodušší na výrobu, ale jeho trvání služby jsou mnohem kratší. Navzdory skutečnosti, že princip činnosti čelních a spirálových ozubených kol je stejný, je tento spolehlivější a není náchylný k zaseknutí, a proto se stal hlavním v mechanismech řízení.

Na všech vozech, které se vyrábějí od poslední dekády minulého století, jsou instalovány pouze šroubové hřídele, což snižuje zatížení kontaktních ploch a prodlužuje životnost celého mechanismu, což je důležité zejména u regálů, které nejsou vybaveny hydraulický (posilovač řízení) nebo elektrický (EUR) posilovač. Ozubené kolo s čelním pohonem bylo populární v SSSR a Ruské federaci, bylo nasazeno na první verze převodů řízení vozidel s pohonem předních kol, postupem času však byla tato volba opuštěna ve prospěch spirálového převodu, protože takový převodovka je spolehlivější a vyžaduje méně úsilí k otáčení kola.

Průměr hřídele a počet zubů se volí tak, že k úplnému natočení kol z krajní pravé do krajní levé polohy a naopak jsou potřeba 2,5–4 otáčky volantu. Takový převodový poměr poskytuje dostatečnou sílu na kola a také vytváří zpětnou vazbu, která umožňuje řidiči „cítit auto“, to znamená, že čím obtížnější jsou jízdní podmínky, tím větší úsilí musí vynaložit, aby otočil kola na požadovanou úroveň. úhel. Majitelé vozidel s hřebenem řízení, kteří dávají přednost opravě svého vozu svépomocí, často zveřejňují na internetu zprávy o opravách a poskytují jim podrobné fotografie včetně převodu.

Hnací kolo je spojeno se sloupkem řízení složeným hřídelem s kardany, který je bezpečnostním prvkem, jeho účelem je chránit řidiče při nárazu před nárazem volantu do hrudníku. Při nárazu se taková hřídel složí a nepřenese sílu do prostoru pro cestující, což byl v první polovině minulého století u aut vážný problém. Na strojích pro praváky a leváky je proto tento převod umístěn jinak, protože hřeben je uprostřed a převod je na straně volantu, to znamená na samém okraji jednotky.

Reika

Samotný hřeben je kulatá tyč z kalené oceli, na jejímž jednom konci jsou zuby odpovídající hnacímu kolu. Průměrná délka převodové části je 15 cm, což stačí k natočení předních kol z krajní pravé do krajní levé polohy a naopak. Na koncích nebo uprostřed kolejnice jsou vyvrtány závitové otvory pro připevnění tyčí řízení. Když řidič otočí volantem, hnací kolo posune hřeben ve vhodném směru a díky poměrně velkému převodovému poměru může řidič korigovat směr vozidla s přesností na zlomky stupně.

Hřeben řízení

Pro efektivní provoz takového mechanismu je kolejnice upevněna objímkou a upínacím mechanismem, který umožňuje její pohyb doleva a doprava, ale zabraňuje jejímu pohybu od hnacího kola.

Upínací mechanismus

Při jízdě na nerovném terénu je převodovka řízení (pár hřeben/pastorek) vystavena zatížení, které má tendenci měnit vzdálenost mezi oběma prvky. Pevné upevnění hřebenu může vést k jeho zaklínění a nemožnosti otočit volantem, a tedy provést manévr. Tuhá fixace je proto přípustná pouze na jedné straně tělesa jednotky, vzdálené od hnacího ozubeného kola, ale na druhé straně není žádná pevná fixace a hřeben si může trochu „hrát“ a posouvat se vzhledem k hnacímu ozubenému kolu. Tato konstrukce poskytuje nejen malou vůli, která zabraňuje zaklínění mechanismu, ale také vytváří silnější zpětnou vazbu, což umožňuje rukám řidiče lépe cítit vozovku.

Princip činnosti upínacího mechanismu je následující - pružina s určitou silou tlačí hřeben proti ozubenému kolu a zajišťuje těsný záběr zubů. Sílu přenášenou od kol, která přitlačuje hřeben na ozubené kolo, snadno přenášejí obě části, protože jsou vyrobeny z tvrzené oceli. Síla směřující opačným směrem, tedy oddálení obou prvků od sebe, je však kompenzována tuhostí pružiny, takže se hřeben mírně vzdaluje od ozubeného kola, ale to nemá vliv na záběr obou částí.

Pružina tohoto mechanismu postupem času ztrácí tuhost a vložka z měkkého kovu nebo odolného plastu se brousí o kolejnici, což vede ke snížení účinnosti lisování dvojice ozubených kol. Pokud jsou díly v dobrém stavu, pak se situace napraví dotažením, přitlačením pružiny k pohyblivé tyči maticí a obnovením správné upínací síly. Specialisté na autoservisy často ve svých zprávách zveřejňují fotografie poškozených částí tohoto mechanismu a výztuh, které jsou pak umístěny na různé automobilové portály. Pokud opotřebení dílů dosáhlo nebezpečné hodnoty, jsou nahrazeny novými, čímž se obnoví normální provoz celého mechanismu.

Корпус

Tělo jednotky je vyrobeno z hliníkové slitiny, navíc je vybaveno výztuhami, díky kterým bylo možné maximálně snížit hmotnost bez ztráty pevnosti a tuhosti. Síla karoserie je dostatečná k tomu, aby ji zatížení, ke kterému dochází při jízdě i na nerovném terénu, nepoškodilo. Schéma vnitřního prostoru karoserie zároveň zajišťuje efektivní provoz celého mechanismu řízení. Karoserie má také otvory pro upevnění na karoserii vozu, díky čemuž shromažďuje všechny prvky řízení dohromady a zajišťuje jejich koordinovanou práci.

Těsnění, pouzdra a prašníky

Pouzdra instalovaná mezi tělesem a kolejnicí mají vysokou odolnost proti opotřebení a také umožňují snadný pohyb tyče uvnitř tělesa. Olejová těsnění chrání mazanou oblast mechanismu, tedy prostor kolem hnacího kola, zabraňují ztrátě maziva a také jej izolují od prachu a nečistot. Prašníky chrání exponovaná místa těla, kterými procházejí spojovací tyče. V závislosti na modelu stroje se připevňují na konce nebo na střed kolejnice, v každém případě jsou to prašníky, které chrání otevřené plochy těla před prachem a nečistotami.

Modifikace a typy

Navzdory skutečnosti, že na úsvitu svého vzhledu byly hrábě nejlepším druhem mechanismu řízení, vývoj technologie přiměl výrobce k dalším úpravám tohoto zařízení. Protože se hlavní mechanismy od vzhledu jednotky, stejně jako design a schéma jejího provozu, nezměnily, výrobci zaměřili své úsilí na zlepšení účinnosti instalací různých zesilovacích zařízení.

Prvním byl hydraulický posilovač, jehož hlavní předností byla jednoduchost konstrukce s extrémní náročností na správný chod, protože hřebeny řízení s posilovačem nesnášely natočení do maximálního úhlu při vysokých otáčkách motoru. Hlavní nevýhodou posilovače řízení byla závislost na motoru, protože právě k němu je připojeno vstřikovací čerpadlo. Princip činnosti tohoto zařízení spočívá v tom, že při otáčení volantu hydraulický rozdělovač dodává kapalinu do jedné ze dvou komor, když kola dosáhnou odpovídajícího natočení, přívod kapaliny se zastaví. Díky tomuto schématu je síla potřebná k otáčení kol snížena bez ztráty zpětné vazby, to znamená, že řidič efektivně řídí a cítí vozovku.

Dalším krokem byl vývoj elektrického hřebenu řízení (EUR), nicméně první modely těchto zařízení vyvolaly mnoho kritiky, protože často docházelo k falešným poplachům, kvůli nimž se auto samovolně otočilo za jízdy. Roli rozdělovače ostatně plnil potenciometr, který z různých důvodů nedával vždy správné informace. Postupem času byla tato závada téměř zcela odstraněna, díky čemuž spolehlivost ovládání EUR není v žádném případě horší než u posilovače řízení. Někteří výrobci automobilů již používají elektrický posilovač řízení, který kombinuje výhody elektrických a hydraulických zařízení a postrádá jejich nevýhody.

Proto bylo dnes přijato následující rozdělení na typy hřebenů řízení:

jednoduché (mechanické) - téměř nepoužívané kvůli nízké účinnosti a nutnosti vynaložit velké úsilí na otočení kol na místě;
s hydraulickým posilovačem (hydraulickým) - jsou jedny z nejoblíbenějších kvůli jejich jednoduché konstrukci a vysoké údržbě, ale posilovač nefunguje, když je motor vypnutý;
s elektrickým posilovačem (elektrickým) - jsou také jedny z nejoblíbenějších, postupně nahrazují jednotky s posilovačem řízení, protože fungují i při vypnutém motoru, i když problém nahodilého chodu ještě není zcela odstraněn;
s elektrickým hydraulickým posilovačem, které kombinují výhody obou předchozích typů, to znamená, že fungují i při vypnutém motoru a „nepotěšují“ řidiče náhodnými výlety.

hřeben řízení s EUR

Tento klasifikační princip umožňuje majiteli nebo potenciálnímu kupci osobního vozu okamžitě vyhodnotit všechny výhody a nevýhody řízení konkrétního modelu.

Zaměnitelnost

Výrobci automobilů téměř nikdy nevyrábějí mechanismy hřebenového řízení, výjimkou byl AvtoVAZ, ale i tam byla tato práce převedena na partnery, takže v případě vážných závad v této jednotce, kdy jsou opravy nerentabilní, je nutné zvolit nejen modelu, ale i výrobce tohoto mechanismu. Jedním z lídrů na tomto trhu je společnost ZF, která se specializuje na výrobu všech druhů jednotek, od automatických převodovek až po mechanismy řízení. Místo kolejnice ZF si můžete vzít levný čínský analog, protože jejich obvod a rozměry jsou stejné, ale na rozdíl od původního zařízení dlouho nevydrží. Vozy, jejichž stáří přesáhlo 10 let, jsou často vybaveny kolejnicí od jiných výrobců, což potvrzují fotografie jejich označení zveřejněné na internetu.

Garážoví řemeslníci často dávají na domácí automobily hřebeny řízení ze zahraničních automobilů, například různých modelů Toyota. Taková výměna vyžaduje částečnou úpravu zadní stěny motorového prostoru, ale vůz dostává mnohem spolehlivější jednotku, která ve všech ohledech předčí produkty AvtoVAZ. Pokud je kolejnice ze stejné „Toyoty“ navíc vybavena elektrickým nebo hydraulickým posilovačem, pak se i stará „devítka“ najednou z hlediska komfortu ostře přibližuje zahraničním vozům stejného období.

Závažné poruchy

Zařízení hřebenu řízení je takové, že tento mechanismus je jedním z nejspolehlivějších v autě a většina poruch je spojena buď s opotřebením (poškozením) spotřebního materiálu, nebo s dopravními nehodami, to znamená nehodami nebo nehodami. Opraváři musí nejčastěji měnit prašníky a těsnění a také opotřebované hřebeny a ozubená kola, jejichž nájezd přesahuje stovky tisíc kilometrů. Musíte také pravidelně utahovat upínací mechanismus, což je způsobeno schématem mechanismu řízení, ale tato akce nevyžaduje žádnou výměnu dílů. Mnohem méně často tělo této jednotky, které prasklo v důsledku nehody, vyžaduje výměnu, v takovém případě se provozuschopná kolejnice, převod a upínací mechanismus přenesou na tělo dárce.

Běžné důvody pro opravu tohoto uzlu jsou:

vůle v řízení;
klepání během jízdy nebo otáčení;
příliš lehké nebo těsné řízení.

Tyto vady jsou spojeny s opotřebením hlavních součástí, které tvoří hřeben řízení, takže je lze také připsat spotřebnímu materiálu.

Kde je

Abyste pochopili, kde se hřeben řízení nachází a jak vypadá, postavte auto na výtah nebo nadjezd, otevřete kapotu a otáčejte koly libovolným směrem, dokud se nezastaví. Dále následujte kudy vedou táhla řízení, právě zde je umístěn tento mechanismus, podobně jako žebrovaná hliníková trubka, na kterou zapadá kardan z hřídele řízení. Pokud nemáte žádné zkušenosti s opravami automobilů a nevíte, kde se tento uzel nachází, podívejte se na fotografie a videa, kde autoři ukazují umístění kolejnice ve svých vozech, a také nejpohodlnější způsoby, jak se k ní dostat: to vás ušetří mnoha chyb, včetně řady vedoucích ke zranění.

Viz také: Tlumič hřebenu řízení - účel a pravidla instalace

Bez ohledu na model a rok výroby je tento mechanismus vždy umístěn na zadní stěně motorového prostoru, takže je vidět z boku obráceného kola. Pro opravu nebo výměnu je výhodnější se k němu dostat shora, otevřením kapoty nebo zespodu, odstraněním ochrany motoru a výběr přístupového bodu závisí na modelu a konfiguraci vozu.