Vrste, dizajn i princip rada kormilarskog mehanizma

Promjena smjera automobila vrši se okretanjem upravljanih kotača pomoću upravljača. Međutim, između njega i kotača nalazi se uređaj koji pretvara napor vozačevih ruku i njegov smjer da izravno primijeni silu na zakretne ruke. Naziva se upravljački mehanizam.

Čemu služi kormilarski mehanizam?

U općoj shemi upravljanja, mehanizam obavlja sljedeće zadatke:

• pretvara rotaciju ulazne osovine, na koju je spojen stup upravljača, u translacijsku rotaciju trapeznih šipki upravljača;
• koordinira silu koju vozač može stvoriti s potrebnom silom na polugama spojenim na upravljačke zglobove podvozja, koristeći mehanički prijenos dostupan u dizajnu s određenim prijenosnim omjerom;
• u većini slučajeva osigurava zajednički rad sa servo upravljačem;
• štiti ruke vozača od povratnih udaraca od neravnina na cesti.

Uz određeni stupanj točnosti, ovaj se uređaj može smatrati mjenjačem, kako se često naziva.

Varijante upravljačkih mehanizama

Postoje tri najpopularnije sheme prijenosa:

• crv-valjak;
• stalak i zupčanik;
• tip s kugličnim navojem.

Svaki od njih ima svoje prednosti i područja korištenja.

Pužni valjak mehanizam

Ovaj tip se u prošlosti često koristio na svim automobilima, ali sada ima ograničenu upotrebu zbog mnogih nedostataka u usporedbi s drugim shemama.

Princip rada pužnog prijenosnika je pokretanje sektorskog nazubljenog valjka sa spiralnim pužnim kotačem na osovini stupa upravljača. Ulazno vratilo reduktora izrađeno je kao jednodijelno s pužnim naborom promjenjivog polumjera, a opremljeno je proreznom ili klinastom spojnicom za spajanje s vratilom stupa. Nazubljeni sektor valjka nalazi se na izlaznoj osovini bipoda, uz pomoć kojeg je mjenjač povezan s polugama upravljača.

Cijela struktura smještena je u kruto kućište, koje se također naziva kućište radilice zbog prisutnosti maziva u njemu. Ovo je obično tekuće ulje za prijenos. Izlazi vratila iz kućišta radilice zapečaćeni su žlijezdama. Karter je pričvršćen vijcima za okvir ili pregradu karoserije motora.

Rotacija ulaznog vratila u mjenjaču pretvara se u rotacijsko-translacijski dvonožni kuglični vrh. Šipke su pričvršćene na kotače i dodatne trapezoidne poluge.

Mehanizam je sposoban prenijeti značajne sile i prilično je kompaktan s velikim prijenosnim omjerima. Ali u isto vrijeme, teško je organizirati kontrolu s minimalnim zazorom i malim trenjem. Otuda opseg - kamioni i SUV vozila, uglavnom konzervativnog dizajna.

Upravljačke letve

Najrašireniji mehanizam za osobna vozila. Zupčasta letva i zupčanik su mnogo precizniji, pružaju dobre povratne informacije i dobro pristaju u automobil.

Mehanizam nosača sastoji se od:

• trupovi s pričvršćivanjem na pregradu tijela;
• zupčasta letva koja leži na ležajevima rukavca;
• pogonski zupčanik spojen na ulazno vratilo;
• potisni mehanizam, koji osigurava minimalni razmak između zupčanika i letve.

Izlazni mehanički priključci zupčaste letve povezani su s kuglastim zglobovima poluga upravljača, koji rade preko vrhova izravno s zakretnim krakovima. Ovaj dizajn je lakši i kompaktniji od upravljačke poluge pužnog zupčanika. Odatle dolazi visoka točnost upravljanja. Osim toga, zazor pogonskog zupčanika mnogo je točniji i stabilniji nego kod složenog oblika valjka i puža. A povećani povratak na volan nadoknađen je modernim pojačalima i amortizerima.

Vijak s kuglastom maticom

Takav mjenjač sličan je pužnom mjenjaču, ali u njemu su uvedeni važni elementi u obliku segmenta zupčaste letve sa sektorom zupčanika koji se kreće duž vijka ulaznog vratila kroz cirkulirajuće metalne kuglice. Sektor zupčaste letve povezan je sa zubima na dvonožnoj osovini.

Zbog upotrebe kratke tračnice, koja je zapravo matica s kuglicama duž navoja, znatno se smanjuje trenje pri velikim opterećenjima. Naime, to je bio odlučujući faktor pri korištenju mehanizma na teškim kamionima i sličnim vozilima. Istodobno se promatraju točnost i minimalni zazori, zbog kojih su ti isti mjenjači pronašli primjenu u velikim premium osobnim automobilima.

Zazori i trenje u upravljačkim mehanizmima

Svim mjenjačima je potrebno periodično prilagođavanje u različitim stupnjevima. Zbog istrošenosti se mijenjaju zazori u zglobovima zupčanika, pojavljuje se zazor na upravljaču unutar kojeg je automobil nekontroliran.

Pužni prijenosnici se upravljaju pomicanjem sektora zupčanika u smjeru okomitom na ulazno vratilo. Održavanje zazora pri svim kutovima upravljanja teško je osigurati, jer se trošenje događa različitim brzinama u često korištenom smjeru vožnje ravno i rjeđe u zavojima pod različitim kutovima. To je čest problem kod svih mehanizama, tračnice se također neravnomjerno troše. S jakim trošenjem, dijelovi se moraju zamijeniti, inače, kada se upravljač okrene, razmak će se pretvoriti u smetnju s povećanim trenjem, što nije ništa manje opasno.