Целта на кормилния механизъм е да променя посоката на движение на автомобила. Повечето автомобили могат да променят посоката само на предните колела, но има модерни модели, които се управляват чрез промяна на посоката на четирите колела.

Кормилната система на лек автомобил се състои от кормилно устройство и задвижване. В резултат на въртене на волана двигателят започва да се движи напред. След това управляваните колела се завъртат и колата променя посоката.

По време на този процес първоначалното движение на водача се усилва няколко пъти. Схемата на кормилното устройство показва кои части и механизми участват в процеса на управление на автомобила. Съвременните автомобили и камиони, предназначени за превоз на големи товари, са допълнително оборудвани с хидравлични усилватели. Хидравличните усилватели улесняват шофирането и повишават безопасността на движението.

а) традиционна схема; б) кормилна рейка и пиньон;

1 - кормилен лост; 2 - страничен кормилен прът; 3 - лост за махало; 4 - напречен кормилен прът или рейка; 5 - волан; 6 - кормилен вал; 7 - корпус на кормилното устройство; 8 - кормилна двунога.

Фигура 3.7 - Диаграма на управление

Червячен кормилен механизъм

Фигура 3.8 - Червячен кормилен механизъм

Това е най-старият тип управление. Системата се състои от картер с вграден винт, наречен "червей". „Червеят“ е директно свързан с кормилния вал. В допълнение към винта системата съдържа още един вал със секторна ролка. Завъртането на волана води до завъртане на "червея" и последващо завъртане на секторната ролка. Към секторната ролка е прикрепен кормилен бипод, свързан чрез шарнирно управление към прътова система.

В резултат на работата на тази система за сцепление управляваните колела се завъртат и автомобилът променя посоката. Кормилният механизъм от червячен тип има редица недостатъци. Първо, има голяма загуба на енергия поради високото триене вътре в механизма.

Второ, няма твърда връзка между колелата и волана. Трето, за да промените посоката на движение, трябва да завъртите волана няколко пъти, което не само изглежда остаряло, но и не отговаря на съществуващите стандарти за контрол в света.

Кормилен механизъм с тригребенна ролка и глобоиден червяк

Кормилният механизъм може да бъде червяк, спирален, манивела, зъбно колело или комбинация от такива зъбни колела. По-голямо разпространение сред леки автомобилиполучи кормилни механизми под формата на червячна предавка с глобоиден червей и зъбни колела - рейки (тип зъбна рейка). Нека разгледаме тези кормилни механизми по-подробно.

1-заключваща шайба; 2-стенен двуног вал; 3-винт; 4,9-ядки; 5-пинов; 6.22-маншети; 7-вал двунога; 8-двунога; 10-вал; 11-тръба; 12,15,20,21-лагер; 13-глобоиден червей; 14-осна ролка; 16-ролка; 17-дистанционна втулка; 18-манивела; 19-картер; 23-пружина; 24-уплътнение.

Фигура 3.9 – червячна ролка

Воланът е фиксиран към горния край на вала 10. В противоположния край на вала върху шлиците е притиснат глобоиден червяк 13, който лежи върху конусни ролкови лагери 12 и 21. В зацепването с червея е три- гребенна ролка 16, монтирана на два сачмени лагера 15 и 20, между които е поставена дистанционна втулка 17. Оста на ролката 14 е фиксирана в манивела на вилицата 18 на двуногия вал 7. Валът на бипода 7 е уплътнен с маншет 6. Биподата върху конусните шлици на вала е подсилена с гайка 9. Валът има двойни шлици, които осигуряват правилното монтиране на двуножника под необходимия ъгъл. На картела на кормилния механизъм има издатини, които служат като ограничители за ролката при завъртане на двуногата от средно положение до крайно положение под ъгъл.

Аксиалната хлабина на лагерите 12 и 21 се регулира чрез промяна на броя на подложките 24 под капака на картера. Захващането на червея и ролката се регулира без разглобяване на механизма с помощта на винт 3, в жлеба на който се вписва стеблото 2 на двуножния вал. Осите на ролката и червея лежат в различни равнини, така че за да се намали празнината в зацепването, достатъчно е да преместите двуножния вал към червея чрез завинтване на винт 3. За да фиксирате регулиращия винт, използвайте заключваща шайба, щифт 5 и гайка, завинтена върху винта. Много руски леки автомобили имат подобен дизайн на кормилния механизъм.

Червейният механизъм се състои от:

– глобоиден червей (червей с променлив диаметър);

– кормилен вал;

– валяк.

Фигура 3.10 – червячно-ролков механизъм

На вала на ролката зад корпуса на кормилния механизъм е монтиран лост (двунога), който е свързан към кормилните пръти.

Червячната предавка е по-малко чувствителна към ударни натоварвания, осигурявайки по-големи ъгли на завиване на колелата, което води до по-добра маневреност на автомобила. Но червячният механизъм е труден за производство и цената му е висока. Този механизъм изисква периодична настройка поради големия брой връзки.

Червячният механизъм се използва на автомобили с висока проходимост с зависимо окачване на управляваните колела и лекотоварни автомобили.

Принцип на работа:

1. С въртенето на волана ролката се движи по червея (търкаляне), а двуножката се люлее.

2. Кормилната щанга се движи, карайки колелата да се въртят.

Винтов кормилен механизъм

Фигура 3.11 - Кормилен механизъм с винт

1-кормилен механизъм;2-уплътнение;3-кардан;4-кормилен вал;5-кормилна тръба;6-контактен пръстен;7-гайка;8-волан;

9-лагер; 10-насочваща двунога; 11-странична панта на пръта; 12-въртящ се лост; 13-затягаща скоба;14-регулираща тръба;15-двуножка връзка на пръта;16-странична пръта;17-странична панта на пръта;18- бипод прът; 19-край на кормилната щанга; 20-панта на рамото на махалото; 21-рамото на махалото; 22-скобата на рамото на махалото; 23-затвор с резба; 24-конична пружина; ;

28-пластмасов дистанционер; 29-гумено уплътнение на страничната връзка; 30-люлеещо се рамо или ухо на връзката на двуногата;31-сферичен щифт;32-гайка на шарнирния щифт;33-шплинт с резба на щепсела;34-пластмасова гайка;35-гумено уплътнение на съединението 36-метална втулка на махалото;39-гумена втулка;41-гумена втулка.

Винтовият механизъм се нарича също "винтова гайка". При разработването на тази система дизайнерите замениха „червея“ със специален винт със сферична гайка, прикрепена към него. От външната страна на гайката има зъбци, които влизат в контакт със същата секторна ролка, както при предишната система.

За да се намали триенето, разработчиците предложиха да се поставят сферични канали между секторната ролка и гайката. Благодарение на това решение беше възможно значително да се намали триенето, да се увеличи отката и да се улесни управлението. Въпреки това, наличието на същата сложна система от пръти, големи размери и неудобна форма на винтовия механизъм доведе до факта, че винтовата система също беше призната за неподходяща за съвременните условия.

Въпреки това, някои известни производители на автомобили все още използват механизма „винтова гайка“ при производството на автомобили с надлъжен двигател. Nissan Patrol, Mitsubishi Pajero и други имат подобни механизми.

Кормилен механизъм с рейка и пиньон

Фигура 3.12 - Кормилен механизъм тип рейка и зъбно колело

1-край на напречна щанга; 2-сферична връзка на върха; 3-въртящ се лост; 4-контрагайка; 5-щанга; 6-вътрешни накрайници на напречна щанга; 7-болтове, закрепващи напречните щанги към стойката; 8-вътрешна накрайник накрайници на пръти; 9- скоба за закрепване на кормилния механизъм; 10- опора на кормилния механизъм; 11-защитен капак; 12-съединителна плоча; 13-заключваща плоча;14-сайлентблок;15-амортизационен пръстен;16-поддържаща втулка на стойка;17-рейка ;18-кормилна кутия ;19-съединителен щипков болт;20-долен фланец на еластичния съединител;21-горна част на челния корпус;22-демфер;23-волан;24-сачмен лагер;25-кормилен вал; 26-долна част на облицовъчния корпус;27-закрепваща скоба на кормилния вал;28-предпазна капачка;29-ролков лагер;30-задвижващо зъбно колело;31-сачмен лагер;32-обезопасителен пръстен; 33-защитна шайба;34-о-пръстен;35-лагерна гайка;36-обувка;37-о-пръстен на ограничителя;38-задържащ пръстен на ограничителната гайка;39-стопор на рейката;40-пружина;41-стопер гайка; 42-сферичен щифт; A. белег върху ботуша; Б. маркировка върху корпуса на кормилния механизъм; C. повърхност на сферичната става; D. повърхност на люлеещото се рамо.

Кормилното управление с рейка и пиньон е най-разпространеното кормилно устройство. Силата на този дизайн се крие в неговата простота. Този прост и прогресивен механизъм се използва в производството на 90% от автомобилите. Структурата на кормилната рейка се основава на основния елемент - вал на рейка. Валът на рейката е оборудван с напречни зъби. На кормилния вал има зъбно колело, което зацепва зъбите на кормилния вал и движи рейката.

Благодарение на използването на тази система беше възможно да се сведе до минимум броят на шарнирните съединения и значително да се спести енергия. Предполага се, че всяко колело има две панти и един прът. За сравнение: в системата "винтова гайка" колелото съответства на три пръта, в механизма "червяк" - пет пръта.

Кормилната рейка осигури почти директна връзка между волана и колелата, което означава, че увеличи лекотата на шофиране няколко пъти. Това кормилна уредбаавтомобилът направи възможно промяната на посоката на движение с минимален брой завъртания на волана.

Друго предимство на дизайна на зъбна рейка и пиньон е размерът и формата на картера. Със своя малък размер и продълговата форма, картера може да се побере навсякъде в автомобила. Автопроизводителите поставят картера над двигателя, под двигателя, пред или зад двигателя, в зависимост от модела на автомобила.

Механизмът на зъбната рейка и зъбно колело направи възможно постигането на почти мигновена реакция на колелата при завъртане на волана. Тази система направи възможно създаването на високоскоростни автомобили с модерна, подобрена система за управление.

1 - предавка: 2 - багажник

Фигура 3.13 - Кормилен механизъм с рейка и зъбно колело

Оттегляне. Изключете кабелите от батерията и свалете капака на превключвателя на сигнала.

Свалете волана. Отстранете двете половини на капака на кормилния вал.

ЗАБЕЛЕЖКА

Ако е необходимо да свалите само корпуса на кормилния механизъм, развийте монтажните болтове на скобата и болта, закрепващ кормилния вал към червячния вал, след което леко преместете кормилния вал със скобата вътре в салоята и поставете стойка под вала, така че че не виси на жиците.

Свалете арматурното табло и разкачете щепселите на превключвателя на мигачите и превключвателя на фаровете от щепселите на кабелния сноп.

Изключете проводниците от клемите на ключа за запалване и като развиете закрепващите винтове и натиснете ключалката навътре, извадете ключа за запалване.

Разхлабете скобата, закрепваща тръбата на горната опора на кормилния вал, и я извадете заедно с мигача и превключвателя на фаровете, като предварително деблокирате кормилния вал от устройството против кражба.

Ориз. 6.3. Кормилни части: 1 - носач на кормилната предавка; 2 - болт, закрепващ корпуса на кормилния механизъм към тялото; 3 - регулираща шайба; 4 - плоска шайба; 5 - гайка; 6 - пружинна шайба; 7 - болт, закрепващ върха на кормилния вал към червячния вал; 8 - уплътнение на вала; 9 - болт, закрепващ гуменото уплътнение към тялото; 10 - кормилен вал; 11 - болт, закрепващ скобата на кормилния вал; 12 - скоба на кормилния вал; 13 - волан; 14 - гайка за закрепване на волана

Отстранете скобата 12 (фиг. 6.3), закрепваща вала на кормилния механизъм. Отстранете уплътнението 8 на кормилния вал.

След като развиете болт 7, закрепващ кормилния вал към червячния вал, извадете кормилния вал във вътрешността на каросерията.

С помощта на теглич A.47035 натиснете сферичните щифтове на кормилната щанга от отвора в двуногата.

Свалете корпуса на кормилното устройство.

ЗАБЕЛЕЖКА

Когато сваляте корпуса на кормилния механизъм, маркирайте броя и разположението на шайбите 3 между страничния елемент и картера, за да ги монтирате на едно и също място при монтажа на картера. Това е необходимо, за да се поддържа центровка между кормилния вал и червячния вал.

Ориз. 6.4. Монтаж на кормилната уредба на автомобил: 1 - болтове, закрепващи корпуса на кормилния механизъм към тялото; 2 - болт, закрепващ кормилния вал към червячния вал; 3 - болтове, закрепващи скобата на кормилния вал към тялото; 4 - пластмасова втулка; 5 - скоба за закрепване на кормилния вал; 6 - регулиращи шайби, за да се осигури подравняване на червячния вал и кормилния вал

Монтаж на кормилния механизъмизвършете в реда, обратен на отстраняването. В този случай, преди окончателното затягане на болтове 1 и 3 (фиг. 6.4), закрепващи корпуса на кормилния механизъм и скобата на кормилния вал, временно поставете волана върху вала, завъртете вала два или три пъти наляво и надясно. В този случай валът и другите части заемат правилната позиция (самоподравняват се) благодарение на овалните отвори в картера и на конзолата.

ЗАБЕЛЕЖКА

Можете отделно да сглобите вала на кормилната кутия с уплътнение, скоба, ключ за запалване, мигач и превключвател за фарове, волан и да монтирате този модул на автомобила.

Изкоп и страна на кормилния механизъм

Разглобяване. Източете маслото от корпуса на кормилния механизъм. Закрепете картера към скоба A.74076/R с опора A.74076/1.

Ориз. 6.5. Премахване на двуногата: 1 - теглич A.47043; 2 - вал на кормилната двунога; 3 - двунога; 4 - скоба A.74076/R

Ориз. 6.6. Части на кормилната предавка: 1 - картер; 2 - двунога; 3 - долен капак на картера; 4 - регулиращи подложки; 5 - външен пръстен на лагера на червячния вал; 6 - сепаратор с топки; 7 - двунога вал; 8 - регулиращ винт; 9 - регулираща плоча; 10-заключваща шайба; 11-червячен вал; 12 - горен капак на картера; 13 - уплътнение; 14 - втулка на двуногия вал; 15 - червячно уплътнение на вала; 16 - двуножно уплътнение на вала

Развийте гайката, закрепваща кормилната двунога 3, и я извадете пружинна шайбаИзползвайте теглич A.47043, за да премахнете двуногата (фиг. 6.5). След като развиете закрепващите болтове, свалете капака 12 (фиг. 6.6) на корпуса на кормилното устройство заедно с регулиращия винт 8, регулиращата плоча 9, заключващата шайба 10 и контрагайката. Отстранете модула на двуногия вал 1 7 с ролка от картера.

След като развиете закрепващите болтове, свалете капака 3 на опорния лагер на червячния вал заедно с регулиращите подложки 4.

С помощта на червячния вал 11 избутайте външния пръстен 5 на лагера от картера и извадете вала заедно със сепараторите на лагера. сън
Отстранете масленото уплътнение 15 на червячния вал и масленото уплътнение 16 на двуногия вал.

Ориз. 6.7. Премахване на външния пръстен на горния червячен лагер: 1 - кормилен механизъм на картера; 2 - външен пръстен на горния лагер на червея; 3 - дорник 67.7853.9541

С помощта на дорник 67.7853.9541 натиснете външния пръстен на горния лагер (фиг. 6.7).

Монтаж на кормилния механизъмизвършете върху конзолата A.74076/R в реда, обратен на разглобяването. Натиснете външния пръстен на горния лагер на червяка с помощта на дорник 67.7853.9541, като преместите дюзата на дръжката на дорника на противоположната страна.

Ориз. 6.8. Монтиране на червяка на кормилната уредба: 1 - лагерен капак; 2 - регулиращи подложки; 3 - червей

Ориз. 6.9. Мониторинг на въртящия момент на триене на червея с динамометър: 1 - червей; 2 - глава A.95697/5; 3-динамометър 02.7812.9501; 4 - стойка за ремонт на корпуса на кормилното устройство; 5 - корпус на кормилното устройство

След монтиране на червея в корпуса на кормилното устройство и закрепване на долния капак, проверете момента на триене на червячния вал с помощта на динамометър 02.7812.9501 и глава A.95697/5 (фиг. 6.9); трябва да бъде в диапазона 19,6-49 N*cm (2-5 kgf*cm). Ако въртящият момент е по-малък от определения, намалете дебелината на регулиращите подложки 2 (фиг. 6.8) и ако е по-голям, увеличете я.

След като монтирате вала на двуногата, проверете дали няма хлабина и зацепване на ролката с червяка в позициите на вала на червяка, обърнат надясно и наляво на 30° от неутралното положение на двуножката. Отстранете всяка възможна празнина в зацепването, като използвате регулиращия винт 2 (фиг. 6.2) и затегнете контрагайката 3.

След като регулирате празнината в зацепването на ролката и червея, използвайте динамометър, за да проверите момента на триене на вала на червея, който трябва да бъде равен на 88,2-117,6 N*cm (9-12 kgf*cm) при завъртане на червея вал 30° както наляво, така и надясно от средното положение и трябва да намалява плавно до 68,6 N*cm (7 kgf*cm) при завъртане от ъгъл 30° до ограничителя.

След завършване на монтажа проверете ъглите на въртене на двуногата от неутрална позиция, която трябва да бъде 32° 10"±1" както наляво, така и надясно, докато двуногата лежи върху главите на болтовете, напълнете корпуса на кормилния механизъм с 0,215 литра трансмисионно масло TAD-17i.

Проверка и ремонт

Внимателно проверете работните повърхности на ролката и червея за признаци на износване, превързване, вдлъбнатини или драскотини. Сменете износените и повредени части.

Проверете разстоянието между втулките и двуножния вал, което не трябва да надвишава 0,10 mm. Ако празнината е по-голяма от указаната, сменете втулките с помощта на дорник A.74105.

На вътрешната повърхност на втулките на вала на двуногата има спираловидни канали, които се простират само от едната страна на втулката. Когато натискате втулките, ги разположете така, че краищата им, които имат изходи на канали, да са вътре в отвора на картера, а изходите на канала да са разположени един срещу друг. Краищата на втулките трябва да влязат в отвора на картера с 1,5 мм.

Преди пресоване смажете новите втулки с трансмисионно масло.

След пресоване в картера окончателно обработете втулките с райбер A.90336 до размер 28,698-28,720 mm. Монтажната междина между двуногия вал и втулките трябва да бъде в диапазона 0,008-0,051 mm.

Проверете лекотата на въртене на ролката на двуногия вал.

Червячните и ролковите лагери трябва да се въртят свободно, без да се закачат и не трябва да има износване или повреда по повърхността на пръстените и топките.

Проверете биенето на опорната шийка на вала на кормилния механизъм спрямо средния диаметър на шлицовия отвор на върха на вала. За проверка долният край на вала се поставя върху специален дорник, който е монтиран върху призма. При завъртане на дорника върху призмата биенето на опорната шийка на вала не трябва да надвишава 3 mm. Ако валът е деформиран, изправете го с ръчна преса.

Проверете аксиалната хлабина между главата на регулиращия винт 8 (фиг. b.b) и жлеба на вала на двуногата 7. Хлабината не трябва да надвишава 0,05 mm. Ако е по-голяма, сменете регулиращата плоча 9 с плоча с по-голяма дебелина.

ЗАБЕЛЕЖКА
Резервните части се доставят с регулиращи плочи в единадесет размера, с дебелини от 1,95 до 2,20 mm; Увеличението на всеки размер е 0,025 mm.

Кормилният механизъм включва волан, вал, затворен в кормилната колона, и кормилен механизъм, свързан с кормилния механизъм. Кормилният механизъм ви позволява да намалите силата, приложена от водача към волана, за да преодолеете съпротивлението, което възниква при завъртане на воланите на автомобила поради триене между гумите и пътя, както и деформация на почвата при шофиране по мръсотия пътища.

Кормилната кутия е механична трансмисия (например зъбно колело), ​​монтирана в корпус (кутия) и имаща предавателно отношение 15 - 30. Кормилният механизъм намалява силата, приложена от водача към волана, свързана чрез вал към скоростната кутия, толкова пъти. Колкото по-голямо е съотношението на кормилната предавка, толкова по-лесно е за водача да върти управляваните колела. Въпреки това, с увеличаване на съотношението на кормилната предавка, за да завърти кормилното колело, свързано чрез задвижващите части към изходящия вал на скоростната кутия под определен ъгъл, водачът трябва да завърти волана на по-голям ъгъл, отколкото при малко предавателно отношение. Когато превозното средство се движи с висока скорост, е по-трудно да се направи остър завой под голям ъгъл, тъй като водачът няма време да завърти волана.

Съотношение на кормилната предавка:

Нагоре = (ap/ac) = (pc/pp)
където ar и ac са съответно ъглите на въртене на волана и изходящия вал на скоростната кутия; Рр, Рс - силата, приложена от водача към волана, и силата върху изходната връзка на кормилния механизъм (двунога).

Така че, за да завъртите двуногата на 25 ° при съотношение на кормилната предавка 30, воланът трябва да се завърти на 750 °, а при Up = 15 - на 375 °. При сила върху волана от 200 N и предавателно отношение Up = 30, водачът на изходната връзка на скоростната кутия създава сила от 6 kN, а при Up = 15 - 2 пъти по-малко. Препоръчително е да имате променливо предавателно отношение на кормилната уредба.

При малки ъгли на завъртане на волана (не повече от 120°) е за предпочитане голямо предавателно отношение, осигуряващо лесно и прецизно управление на автомобила при движение с висока скорост. При ниски скорости малкото предавателно отношение позволява да се получат значителни ъгли на завиване при малки ъгли на въртене на волана, което осигурява висока маневреност на автомобила.

При избора на съотношението на кормилната предавка се приема, че управляваните колела трябва да се завъртят от неутрално положение до максималния ъгъл (35...45°) за не повече от 2,5 оборота на волана.

Кормилните механизми могат да бъдат няколко вида. Най-разпространените са червячна тригребена ролка, червячна предавка и винтова топка гайка-рейка-пиньон. Предавката в кормилния механизъм е направена под формата на сектор.

Кормилната уредба се преобразува въртеливо движениеволана в ъгловото движение на кормилната двунога, монтирана на изходния вал на кормилната кутия. При шофиране на напълно натоварено превозно средство кормилният механизъм по правило трябва да осигурява сила върху ръба на волана не повече от 150 N.

Ъгълът на свободно въртене (хлабина) на волана за камиони обикновено не трябва да надвишава 25° (съответстващо на 120 mm дължина на душа, измерена на ръба на волана), когато камионът се движи по права линия. При други видове превозни средства луфтът на волана е различен. Възниква луфт поради износване по време на работа на кормилните части и несъосност на кормилния механизъм и задвижването. За да се намалят загубите от триене и да се предпазят частите на кормилния механизъм от корозия, в неговия картер, монтиран на рамата на машината, се налива специално трансмисионно масло.

При управление на автомобила е необходимо да регулирате кормилния механизъм. Устройствата за регулиране на кормилните механизми са предназначени да премахнат, първо, аксиалната хлабина на кормилния вал или задвижващия елемент на скоростната кутия, и второ, хлабината между задвижващите и задвижваните елементи.

Нека разгледаме конструкцията на кормилен механизъм от типа "глобоидна червячна тригребенна ролка".

Ориз. Кормилен механизъм тип "глобоидна червячна тригребенна ролка":
1 - корпус на кормилното устройство; 2 - глава, рала на кормилната двунога; 3 - трихребетна ролка; 4 - регулиращи подложки; 5 - червей; 6 - кормилен вал; 7 - ос; 8 - двуног лагер на вала; 9 - заключваща шайба; 10 - капачка гайка; 11 - регулиращ винт; 12 - двунога вал; 13 - маслено уплътнение; 14 - кормилна двунога; 15 - гайка; 16 - бронзова втулка; h - регулируема дълбочина на зацепване на ролката с червея

Глобоидният червей 5 е монтиран в корпуса 1 на кормилната кутия на два конусовидни ролкови лагера, които добре поемат аксиалните сили, възникващи от взаимодействието на червея с трихребетната ролка 3. Червеят, притиснат върху шлиците, налични на края на кормилния вал 6, осигурява добро захващане на ролковите гребени с ограничена дължина с червячно рязане. Поради факта, че действието на товара е разпръснато върху няколко гребена в резултат на контакта им с червея, както и замяната на триенето при плъзгане в мрежата със значително по-малко триене при търкаляне, високата износоустойчивост на механизма и се постига доста висока ефективност.

Оста на ролката е фиксирана в главата 2 на вала 12 на кормилния бипод 14, а самата ролка е монтирана върху иглени лагери, които намаляват загубите при превъртане на ролката спрямо оста 7. Опорите на вала на кормилния бипод са , от една страна, ролков лагер, а от друга, бронзова втулка 76. Двуногата е свързана към вала с помощта на малки шлици и закрепена с шайба и гайка 15. Маслено уплътнение 13 се използва за уплътняване на двуножния вал .

Захващането на червея с хребетите се извършва по такъв начин, че в положение, съответстващо на линейното движение на машината, практически няма свободен ход на волана и с увеличаване на ъгъла на въртене на волана , увеличава се.

Регулирането на затягането на лагерите на кормилния вал се извършва чрез промяна на броя на уплътненията, монтирани под капака на картера, като неговата равнина допира до края на най-външния конусен ролков лагер. Зацепването на червяка с ролката се регулира чрез изместване на вала на кормилната двунога в аксиална посока с помощта на регулиращ винт 11. Този винт е монтиран в страничния капак на картера, затворен отвън с гайка 10 и закрепен с заключваща шайба 9.

При тежкотоварни превозни средства се използват кормилни механизми от типа "червячен сектор (предавка)" или тип "винтова топка, гайка-рейка-пиньон", които имат голяма контактна площ на елементите и в резултат на това , ниски налягания между повърхностите на работните двойки на скоростната кутия.

На някои автомобили се използва кормилният механизъм с червячен и страничен сектор, най-простият по дизайн. Зацепването с червяка 2 включва страничен сектор 3 под формата на част от зъбно колело със спирални зъби. Страничният сектор е направен като едно цяло с двуногия вал 1. Двуногата е разположена на вал, монтиран на иглени лагери.

Разликата в ангажираността между червея и сектора не е постоянна. Най-малката празнина съответства на средното положение на волана. Захващащата междина се регулира чрез промяна на дебелината на шайбата, разположена между страничната повърхност на сектора и капака на корпуса на кормилното устройство.

Конструкцията на кормилния механизъм от типа "винтова топка-гайка-сектор" е показана на фигурата. Валът на кормилното колело е свързан чрез карданна трансмисия към винт 4, който взаимодейства със сферична гайка 5, неподвижно фиксирана чрез фиксиращ винт 15 в буталната рейка 3. Резбите на винта и гайката са направени под формата на полукръгли канали, пълни със сачми 7, циркулиращи по резбата, когато винтът се върти. Външните резби на гайката са свързани чрез жлеб 6 към външна тръба, която осигурява циркулацията на топките. Триенето на тези топки по протежение на резбата по време на въртене на винта е незначително, което определя високата ефективност на такъв механизъм.

Ориз. Кормилен механизъм тип "сектор от страната на червея":
1 - двунога вал; 2 - червей; 3 - страничен сектор

Ориз. Кормилен механизъм тип "винтова топка-гайка-сектор":
1 - капак на цилиндъра; 2 - картер; 3 - бутална рейка; 4 - винт; 5 - сферична гайка; 6 - улук; 7 - топки; 8 - междинен капак; 9 - макара; 10 - тяло на контролния клапан; 11 - гайка; 12 - горен капак; 13 - пружина на буталото; 14 - бутало; 15 - заключващ винт; 16 - зъбно колело (предавка); 17 - вал; 18- двунога; 19 - страничен капак; 20 - задържащ пръстен; 21 - регулиращ винт; 22 - сферичен щифт

ОБЩ КОРМИЛЕН УСТРОЙСТВО

Кормилно управление(Фиг. 5.3) на съвременните автомобили с въртящи се колела включва следните елементи:

Волан с кормилен вал (кормилна колона);

кормилна уредба;

Кормилна уредба (може да съдържа серво управление и/или амортисьори).

Воланът се намира в кабината на водача и е разположен под такъв ъгъл спрямо вертикалата, който осигурява най-удобното захващане на ръба му с ръцете на водача. Колкото по-голям е диаметърът на волана, толкова по-малко, при равни други условия, силата върху ръба на волана, но в същото време намалява възможността за бързо завъртане на волана при извършване на резки маневри. Диаметърът на волана на съвременните леки автомобили варира от 380-425 мм, тежките камиони и автобуси - 440-550 мм, най-малките диаметри са воланите на спортните автомобили.

Кормилният механизъм е механична скоростна кутия, основната му задача е да увеличи усилието на водача, приложено към волана, необходимо за завъртане на управляваните колела. Органите за управление без кормилни механизми, когато водачът директно завърта волана, са запазени само на много леки превозни средства, например на мотоциклети. Кормилният механизъм има доста голямо предавателно отношение, така че за да завъртите воланите до максимален ъгъл от 30-45 °, е необходимо да направите няколко завъртания на волана.

Кормилният вал свързва волана с кормилния механизъм и често се прави шарнирен, което позволява по-рационално разположение на кормилните елементи, а за камиони - използването на накланяща се кабина (фиг. 5.4).

В допълнение, шарнирният кормилен вал повишава безопасността на волана в случай на злополука, намалявайки движението на волана вътре в купето и възможността от нараняване на гърдите на водача.

За същата цел в кормилния вал понякога се вграждат смачкващи се елементи (фиг. 5.5), а воланът е покрит със сравнително мек материал, който не произвежда остри фрагменти при счупване.

Ориз. 5.3 Серво управление: 1 - кормилна двунога; 2 - надлъжен кормилен ляв прът; 3 - кормилен механизъм; 4 - смукателен маркуч; 5 - дренажен маркуч; 6 - резервоар; 7 - дясна напречна щанга; 8 - десен лост на махалото; 9 - напречен кормилен прът; 10 - входен вал на кормилния механизъм; 11 - долна универсална става; 12 - кардан; 13 - горна универсална става; 14 - вал на кормилната колона; 15 - ляво колело; 16 - ляв лост на махалото; 17, 21 - върхове на левия страничен прът; 18 - скоба за регулираща тръба; 19 - ляв лост на кормилната връзка; 20 - калъф за топката Nira; 22 - панта; 23 - изпускателен маркуч; 24 - помпа на кормилното управление

Кормилното задвижване е система от пръти и панти, свързващи кормилния механизъм с управляваните колела. Тъй като кормилният механизъм е фиксиран към носещата система на превозното средство, а управляваните колела, когато се движат, се движат по окачването нагоре и надолу спрямо носещата система, кормилното задвижване трябва да осигурява необходимия ъгъл на въртене на колелата, независимо от вертикалните движения на окачването (съгласуваност на кинематиката на кормилното задвижване и окачването). В тази връзка дизайнът на кормилната уредба,

Ориз. 5.4. Шарнирен кормилен вал на камион

Ориз. 5.5. Кормилен вал със смачкани при удар елементи: 1 - вал преди удара; 2 - вал в процес на раздробяване; 3 - напълно "сгънат" вал; 4 - максимален ход на кормилния вал

а именно броят и местоположението на кормилните пръти и пантите зависи от вида на използваното окачване на превозното средство. Най-сложните кормилни механизми се срещат при автомобили с няколко управляеми оси.

За допълнително намаляване на усилието, необходимо за завъртане на волана, в задвижването на волана се използва сервоусилвател. Източникът на енергия за работа на усилвателя е, като правило, автомобилният двигател. Първоначално усилвателите се използват само за тежкотоварни камиони и автобуси, но сега се използват и за леки автомобили.

За да смекчите трептенията и ударите, които се предават на волана при шофиране по неравен път, понякога в кормилното задвижване се вграждат амортизационни елементи - амортисьори на волана. Дизайнът на тези амортисьори не се различава фундаментално от дизайна на амортисьорите на окачването.

КОРМИЛНА МАСКА

За кормилния механизъм се прилагат следните изисквания:

Оптималното предавателно отношение, което определя връзката между необходимия ъгъл на завъртане на волана и силата върху него;

Малки загуби на енергия по време на работа (висока ефективност);

Възможност за спонтанно връщане на волана в неутрално положение, след като водачът престане да държи волана в завъртяно положение;

Незначителни луфтове в подвижните фуги за осигуряване на малък луфт или свободен ход на волана;

Висока надеждност.

Най-разпространените в леките автомобили днес са кормилните механизми с рейка и зъбно колело (фиг. 5.6).

Дизайнът на такъв механизъм включва зъбно колело, монтирано на вала на волана, и свързаната с него зъбна рейка. Когато воланът се върти, рейката се движи надясно или наляво и чрез закрепените към нея кормилни пръти завърта управляваните колела.

Причините за широкото използване на този тип механизми в леките автомобили са: простота на дизайна, ниско тегло и производствени разходи, висока ефективност и малък брой пръти и панти. Освен това корпусът на кормилната уредба с рейка и зъбно колело, разположен напречно на автомобила, оставя достатъчно място в двигателното отделение, за да побере двигателя, трансмисията и други компоненти на автомобила. Кормилното управление с рейка и пиньон има висока твърдост, което осигурява по-прецизно управление на автомобила при резки маневри.

В същото време кормилният механизъм с рейка и зъбно колело има и редица недостатъци: повишена чувствителност към удари от пътни неравности и прехвърляне на тези удари върху волана; склонност към вибрационна активност на кормилното управление, повишено натоварване на частите, трудност при инсталиране на такъв кормилен механизъм на автомобили с зависимо окачване на управляваните колела. Това ограничи обхвата на приложение на този тип кормилни механизми само за леки автомобили (с вертикално натоварване на управляваната ос до 24 kN) автомобили с независимо окачване на управляемите колела.

Леки автомобили с зависимо окачване на волани, лекотоварни камиони и автобуси и леки автомобили с висока проходимост по правило са оборудвани с кормилни механизми от типа "глобоидна червячна ролка" (фиг. 5.7).

Преди това такива механизми са били използвани и на леки автомобили с независимо окачване (например семейството VAZ-2105, -2107), но сега те са практически заменени от кормилни механизми с рейка и зъбно колело.

Ориз. 5.6 а. Кормилна рейка и пиньон без сервоуправление: 1 - капак; 2 - облицовка; 3 - пружина; 4 - сферичен щифт; 5 - сферична става; 6 - стоп; 7 - кормилна рейка; 8 - предавка

Ориз. 5.6 b, c. Кормилна рейка и пиньон с хидравличен усилвател: 1 - течност под високо налягане; 2 - бутало; 3 - течност под ниско налягане; 4 - зъбно колело; 5 - кормилна рейка; 6 - разпределител на кормилното управление; 7 - кормилна колона; 8 - помпа за хидравличен усилвател; 9 - резервоар за течност; 10 - окачващ елемент

Ориз. 5.7. Кормилен механизъм тип "глобоидна червячна ролка" без хидравличен усилвател:

1 - ролка; 2 - червей

Механизмът тип "глобоидна червячна ролка" е вид червячна предавка и се състои от глобоиден червяк (червяк с променлив диаметър), свързан към кормилния вал и ролка, монтирана на вала. На същия вал, извън корпуса на кормилния механизъм, има лост (двунога), към който са свързани кормилните пръти. Въртенето на волана гарантира, че ролката се търкаля над червея, двуножката се люлее и управляваните колела се въртят.

В сравнение с кормилните механизми с рейка и зъбно колело, червячните предавки имат по-малка чувствителност към предаване на удари от пътни неравности, осигуряват големи максимални ъгли на въртене на управляваните колела (по-добра маневреност на автомобила), добре се комбинират с зависимо окачване и позволяват предаването на големи сили. Понякога се използват червячни предавки на леки автомобили от висок клас с голямо собствено тегло с независимо окачване на управляваните колела, но в този случай конструкцията на кормилното задвижване става по-сложна - добавя се допълнителен кормилен прът и рамо на махалото. В допълнение, червячната предавка изисква настройка и е скъпа за производство.

Най-разпространеният кормилен механизъм за тежкотоварни камиони и автобуси е механизмът тип винтова топка-гайка-зъбна рейка (фиг. 5.8).

Понякога кормилни механизми от този тип могат да бъдат намерени на големи и скъпи леки автомобили (Mercedes, Range Rover и др.).

При завъртане на волана валът на механизма със спирален жлеб се върти и поставената върху него гайка се движи. В този случай гайката, която има зъбна рейка отвън, завърта зъбния сектор на двуножния вал. За да се намали триенето в двойката винт-гайка, силата се предава чрез топки, циркулиращи в жлеба на винта. Този кормилен механизъм има същите предимства като червячната предавка, разгледана по-горе, но има висока ефективност, позволява ефективно предаване на големи сили и е добре комбиниран с хидравлично кормилно управление.

Преди това на камионите можеха да се намерят други видове кормилни механизми, например „червячен сектор“, „винт-манивела“, „винт-гайка-биела-лост“. В съвременните автомобили такива механизми практически не се използват поради тяхната сложност, необходимостта от настройка и ниската ефективност.

Ориз. 5.8. Кормилен механизъм тип "сектор с винтова топка, гайка-зъбна рейка" без хидравличен усилвател (a): 1 - картер; 2 - винт със сферична гайка; 3 - сектор на вала; 4 - пробка за пълнене; 5 - регулиращи подложки; 6 - вал; 7 - уплътнение на кормилния вал; 8 - двунога; 9 - капак; 10 - секторно уплътнение на вала; 11 - външен пръстен на лагера на секторния вал; 12 - задържащ пръстен; 13 - уплътнителен пръстен; 14 - страничен капак; 15 - щепсел; с вграден хидравличен усилвател (b): 1 - регулираща гайка; 2 - лагер; 3 - уплътнителен пръстен; 4 - винт; 5 - картер; 6 - бутална рейка; 7 - хидравличен разпределител; 8 - маншет; 9 - уплътнение; 10 - входен вал; 11 - сектор на вала; 12 - защитно покритие; 13 - задържащ пръстен; 14 - уплътнителен пръстен; 15 - външен пръстен на лагера на секторния вал; 16 - страничен капак; 17 - гайка; 18 - болт

КОРМИЛНА МАСКА

Кормилното задвижване трябва да осигурява оптимално съотношение на ъглите на въртене на различните управляеми колела, да не предизвиква въртене на колелата по време на работа на окачването и да има висока надеждност.

Най-често срещаното е механично кормилно задвижване, състоящо се от кормилни пръти, кормилни шарнири и понякога междинни (махалови) лостове.

Тъй като кормилното съединение трябва по правило да работи в няколко равнини, то е направено сферично (с форма на топка). Такова съединение се състои от тяло с обшивки и сферичен щифт с еластична защитна обвивка, поставена върху него (фиг. 5.9 и вижте фиг. 5.6a).

Вложките са изработени от материал с антифрикционни свойства. Капакът предотвратява навлизането на мръсотия и вода в пантата.

Кормилното задвижване на многоосни превозни средства с няколко предни управляеми оси не се различава съществено от задвижването на превозно средство с една управлявана ос, но има по-голям брой пръти, панти и лостове (фиг. 5.10).

Ориз. 5.9. Кормилен шарнир със сферичен щифт

Ориз. 5.10. Кормилна уредба за многоосни автомобили

Ориз. 5.11. Кормилно задвижване на задните управляеми колела на камион: 1 - кормилен механизъм; 2 - сензор за ъгъл на колелото; 3 - сензор за скорост колянов вал; 4 - аварийна лампа; 5 - сензор за скорост на колелото; 6 - електронен блок за управление; 7 - хидравличен цилиндър; 8 - контролен клапан; 9 - филтър; 10 - помпа; 11 - резервоар за масло

Ориз. 5.12. Кормилно задвижване на задните управляеми колела на автомобил

Както бе споменато по-горе, основната цел на допълнителното завъртане на задните колела на автомобила е да се увеличи маневреността, като задните колела трябва да се въртят в различна посока от предните. Не е трудно да се създаде механична кормилна уредба, която да осигури зададения модел на завиване, но се оказа, че превозните средства с такова управление са склонни да се люлеят при движение по права линия и имат лош контрол при навлизане във високоскоростни завои. Затова в кормилната уредба на съвременните автомобили със задни волани се монтират устройства, които забраняват въртенето на задните колела при скорост над 20-30 км/ч. В тази връзка задвижването на задните колела е направено хидравлично или електрическо (фиг. 5.11).

В някои случаи задните колела на леките автомобили са направени да се въртят, не толкова за увеличаване на маневреността, а за управление при завиване с висока скорост. Механични, хидравлични или електрически задвижвания (фиг. 5.12) осигуряват завъртане на задните колела в една или друга посока под малки ъгли (не повече от 2-3 °), което подобрява управлението при високи скорости.

Фигура 1. Управление

1 - странична тяга; 2 - двунога; 3 - средна тяга; 4 - лост за махало; 5 - регулиращ съединител; 6 - долна сферична става на предното окачване; 7 - десен кормилен накрайник; 8 - горна сферична става на предното окачване; 9 - десен лост на волана; 10 - лагер на горния кормилен вал; 11 - скоба за закрепване на кормилния вал; 12 - тръба на монтажната скоба на кормилния вал; 13 - горен кормилен вал; 14 - скоба за рамото на махалото; 15 - ос на лоста на махалото; 16 - корпус на кормилното устройство; 17 - уплътнение на вала; 18 - червячен вал; 19 - карданна става; 20 - междинен кормилен вал; 21 - облицовъчен корпус; 22 - лост за превключване на чистачките и шайбите на предното стъкло и фаровете; 23 - лост за превключване на фаровете; 24 - лост за превключване на мигачи; 25 - волан; 26 - фиксираща плоча на предната скоба; 27 - съединителен болт за закрепване на кардана; 28 - каросерия

Характеристики на устройството

Автомобилът VAZ-2105 е оборудван с кормилна система с червячна предавкаи предпазна кормилна колона. Кормилният вал е композитен, състоящ се от горен 13 (Фигура 1) и междинен 20 вал. Горният вал 13 и червячният вал 18 са свързани помежду си чрез междинен вал 20 с универсални шарнири в краищата. Пантите на иглените лагери са конструктивно монолитни.

Горният вал е монтиран в тръбата на скобата 11 върху два иглени лагера с гумени втулки. Лагерите в тръбата са ролкови. Скобата 11 е закрепена към скобата на панела на тялото в четири точки: отдолу с болтове с фиксиращи плочи 26, отгоре - върху заварени болтове с гайки и шайби.

В случай на челен сблъсък ръбовете на фиксиращите плочи се деформират и се плъзгат през отворите на скобата 11. Поради възможността за сгъване на кормилния вал, воланът се отдалечава от областта на гърдите на водача. Това намалява вероятността и тежестта на нараняване.

Червячният вал на този тип управление е по-дълъг. В долната част на червячния вал, както и в края на картера 7 (Фигура 2) на кормилния механизъм има маркировки под формата на маркировки "B" и "C", когато те съвпадат, двуногият вал ролката е монтирана в средата на червея. В този случай главината на волана трябва да бъде разположена хоризонтално.

Фигура 2. Разрез на корпуса на кормилния механизъм

1 – плоча на регулиращия винт на вала на двуногата; 2 – регулиращ винт на вала на двуногата; 3 – гайка на регулиращия винт; 4 – пробка за наливане на масло; 5 – капак на картера на механизма; 6 – червей; 7 – корпус на кормилния механизъм; 8 – двунога; 9 – гайка, закрепваща двуногата към вала; 10 – пружинна шайба за гайка за закрепване на двуногата; 11 – уплътнение на двуногия вал; 12 – бронзова втулка на двуногата ос; 13 – двунога вал; 14 – ролка на двуногия вал; 15 – червячен вал; 16 – горен сачмен лагер; 17 – долен сачмен лагер; 18 – регулиращи подложки; 19 – капак на долния червячен лагер; 20 – ролкова ос; 21 – иглен лагер; 22 – червячно уплътнение на вала; B, C – белези A – съвпадение на белези

Корпусът на кормилния механизъм е прикрепен към лявата странична част 28 на каросерията на автомобила от вътрешната страна на двигателното отделение с три болта.

В картера 7 (Фигура 2) има червяк 6, който е захванат с двойна ролка 14 на вала 13 на двуногата. Предавателното отношение на червячната двойка е 16,4. Червеят се върти в горните 16 и долните 17 лагери, чиито топки са разположени върху ходовите пътеки на краищата на червея. Аксиалната хлабина в червячните лагери се регулира чрез избиране на подложки 18 между картера и капака 19. Двуногият вал се върти в две втулки 12, притиснати в корпуса на кормилното устройство. В горния край на вала ролката 14 се върти на иглен лагер, а в долния край на вала, който има конусовидни шлици, се поставя двуножка 8 и се закрепва с гайка 9. Две двойни вдлъбнатини се правят в шлицов отвор на двуногата, а на вала са направени две двойни издатини. Следователно биподът може да бъде монтиран на вала само в едно положение.

Захващането на ролката с червея се регулира чрез винт 2. Аксиалната междина между главата на винта и жлеба на вала се елиминира чрез избиране на регулиращи плочи 1.

Кормилното задвижване включва три пръта - един среден 3 (Фигура 1) и два външни 1, както и двунога 2, рамо на махало 4 с конзола 14 и кормилни рамена 9 кормилни накрайници 7. Средният прът е направен в едно парче. Има сферични шарнири в краищата за свързване към рамото на махалото и кормилната двунога. Всеки страничен прът структурно се състои от два резбови края, свързани помежду си чрез регулиращ съединител 5. Съединителите са фиксирани към прътите с помощта на скоби. Чрез въртене на съединителя 5 дължината на страничната тяга се регулира при регулиране на сближаването на предните колела. Краищата на външните пръти са свързани с помощта на панти към лостовете на кормилното колело 9, към лоста на махалото 4 и към кормилната двунога 2.

Сферичната връзка на прътите се състои от стоманен щифт, чиято сферична глава е покрита с конусовидна разделена пластмасова втулка, която се притиска от пружина към тялото, поради което се създава напрежение във връзката на щифта с втулката и върха на пръта.

Скоба 14 (вижте Фигура 1) на рамото на махалото е закрепена с два болта към дясната странична греда на купето на автомобила, срещу корпуса на кормилния механизъм. Скобата съдържа две пластмасови втулки, в които се върти оста. Механичното уплътнение на втулките се осигурява от уплътнения и шайби.