Podczas jazdy samochód musi często zmieniać kierunek jazdy zgodnie z wolą kierowcy, co nazywa się układem kierowniczym. W przypadku pojazdów kołowych, sposób realizacji sterowania pojazdem polega na tym, że kierowca powoduje, że koła (kierownice) na osi kierowanej (zazwyczaj przedniej) pojazdu wyginają się o określony kąt względem osi podłużnej pojazdu za pomocą zestawu specjalnie zaprojektowanych mechanizmów. Podczas jazdy po linii prostej kierownica często jest poddawana działaniu bocznych sił oddziaływania nawierzchni drogi i automatycznie wychyla się, zmieniając kierunek jazdy. W tym momencie kierowca może również użyć tego mechanizmu, aby wygiąć kierownicę w kierunku przeciwnym, aby przywrócić pierwotny kierunek jazdy samochodu. Ten zestaw specjalnych mechanizmów służących do zmiany lub przywrócenia kierunku jazdy samochodu nazywa się układem kierowniczym samochodu (powszechnie znanym jako układ kierowniczy samochodu). Zatem funkcją układu kierowniczego samochodu jest zapewnienie możliwości kierowania i prowadzenia pojazdu zgodnie z wolą kierowcy. [1]
Zasada konstrukcji, edycja transmisji
Układy kierownicze w samochodach dzielą się na dwie kategorie: układy kierownicze mechaniczne i układy kierownicze ze wspomaganiem.
Mechaniczny układ kierowniczy
Mechaniczny układ kierowniczy wykorzystuje siłę fizyczną kierowcy jako energię kierowania, a wszystkie elementy przenoszące siłę są mechaniczne. Mechaniczny układ kierowniczy składa się z trzech części: mechanizmu sterowania układem kierowniczym, przekładni kierowniczej i mechanizmu przekładni kierowniczej.
Rysunek 1 przedstawia schematyczny diagram składu i rozmieszczenia mechanicznego układu kierowniczego. Podczas skręcania pojazdu kierowca przykłada moment obrotowy do kierownicy 1. Moment ten jest przekazywany do przekładni kierowniczej 5 poprzez wał kierowniczy 2, przegub krzyżakowy 3 i wał przekładni kierowniczej 4. Wzmocniony przez przekładnię kierowniczą moment obrotowy i ruch po wyhamowaniu są przekazywane do wahacza 6, a następnie przekazywane do ramienia zwrotnicy 8 zamocowanego na lewej zwrotnicy 9 poprzez prosty drążek kierowniczy 7, tak że przekazywana jest lewa zwrotnica i podpierana przez nią lewa zwrotnica. Kierownica wychylona. Aby wychylać prawą zwrotnicę 13 i podpieraną przez nią prawą kierownicę o odpowiednie kąty, zastosowano również trapez skrętny. Trapezowy układ kierowniczy składa się z trapezowych ramion 10 i 12 zamocowanych na lewej i prawej zwrotnicy oraz drążka kierowniczego 11, którego końce połączone są z trapezowymi ramionami za pomocą zawiasów kulowych.
Rysunek 1 Schematyczny diagram składu i rozmieszczenia mechanicznego układu kierowniczego
Rysunek 1 Schematyczny diagram składu i rozmieszczenia mechanicznego układu kierowniczego
Zespół podzespołów i części od koła kierownicy do wału przekładni kierowniczej należy do mechanizmu sterowania układem kierowniczym. Zespół podzespołów i części (z wyłączeniem zwrotnic) od wahacza do trapezu zwrotnicy należy do mechanizmu przekładni kierowniczej.
układ wspomagania kierownicy
Układ wspomagania kierownicy to układ kierowniczy, który wykorzystuje zarówno siłę fizyczną kierowcy, jak i moc silnika jako energię do kierowania. W normalnych warunkach kierowca dostarcza jedynie niewielką część energii potrzebnej do kierowania samochodem, a większość z niej pochodzi z silnika za pośrednictwem układu wspomagania kierownicy. Jednakże, w przypadku awarii układu wspomagania kierownicy, kierowca powinien być w stanie samodzielnie kierować pojazdem. Dlatego układ wspomagania kierownicy powstaje poprzez dodanie zestawu układów wspomagania kierownicy na bazie mechanicznego układu kierowniczego.
W przypadku pojazdów ciężarowych o dopuszczalnej masie całkowitej powyżej 50 ton, w przypadku awarii układu wspomagania kierownicy, siła wywierana przez kierowcę na zwrotnicę za pośrednictwem mechanicznego układu napędowego jest zdecydowanie niewystarczająca do wychylenia kierownicy i uzyskania skrętu. Dlatego układ wspomagania kierownicy w takich pojazdach powinien być szczególnie niezawodny.
Rysunek 2 Schematyczny diagram składu hydraulicznego układu wspomagania kierownicy
Rysunek 2 Schematyczny diagram składu hydraulicznego układu wspomagania kierownicy
Rys. 2 przedstawia schemat ideowy układu hydraulicznego wspomagania kierownicy oraz układ przewodów hydraulicznego układu wspomagania kierownicy. Elementy układu wspomagania kierownicy to: zbiornik oleju układu kierowniczego 9, pompa oleju układu kierowniczego 10, zawór sterujący układem kierowniczym 5 oraz siłownik układu kierowniczego 12. Gdy kierowca obraca kierownicę 1 przeciwnie do ruchu wskazówek zegara (skręt w lewo), wahacz układu kierowniczego 7 napędza drążek kierowniczy 6 do przodu. Siła pociągowa drążka kierowniczego działa na ramię zwrotnicy 4 i jest przekazywana z kolei na ramię trapezowe 3 oraz drążek kierowniczy 11, powodując jego ruch w prawo. Jednocześnie drążek kierowniczy napędza również suwak zaworu sterującego układem kierowniczym 5, dzięki czemu prawa komora siłownika układu kierowniczego 12 jest połączona ze zbiornikiem oleju układu kierowniczego przy zerowym ciśnieniu powierzchniowym cieczy. Olej pod wysokim ciśnieniem z pompy olejowej 10 wpływa do lewej komory siłownika układu kierowniczego, dzięki czemu siła hydrauliczna skierowana w prawo na tłok siłownika układu kierowniczego jest wywierana na drążek kierowniczy 11 poprzez popychacz, co również powoduje jego przesunięcie w prawo. W ten sposób niewielki moment obrotowy kierownicy wywierany przez kierowcę na kierownicę może pokonać moment oporu kierownicy oddziałujący na kierownicę od podłoża.
