Enheden, typer og princip for drift af styrestangen

Indhold

Fra pagaj til stativ - styringens udvikling
Generelt layout
Hvor er
Konklusion

Styrestangen er grundlaget for styringen af køretøjet, hvormed føreren styrer bilens hjul i den ønskede retning. Selvom du ikke selv skal reparere din bil, vil det være nyttigt at forstå, hvordan styrestangen fungerer, og hvordan denne mekanisme virker, fordi du ved at kende dens styrker og svagheder kan køre en personbil eller jeep mere forsigtigt og forlænge dens levetid op til reparation.

Motoren er bilens hjerte, men det er styresystemet, der bestemmer, hvor det skal hen. Derfor bør enhver chauffør i det mindste generelt forstå, hvordan styrestangen på hans bil er indrettet, og hvad dens formål er.

Fra pagaj til stativ - styringens udvikling

I oldtiden, hvor mennesket lige var begyndt at udforske land og vand, men hjulet endnu ikke var blevet grundlaget for dets mobilitet, blev flåder og både det vigtigste middel til at flytte varer over lange afstande (over en dags rejse). Disse køretøjer blev holdt på vandet og bevægede sig på grund af forskellige kræfter, og til at kontrollere dem brugte de den første styreanordning - en åre sænket ned i vandet, som er placeret bagerst på flåden eller båden. Effektiviteten af en sådan mekanisme var lidt højere end nul, og betydelig fysisk styrke og udholdenhed var påkrævet for at lede håndværket i den rigtige retning.

Efterhånden som skibenes størrelse og forskydning voksede, krævede arbejdet med en styreåre mere og mere fysisk styrke, så det blev erstattet af et rat, der drejede rorbladet gennem et system af remskiver, det vil sige, det var den første styremekanisme i historie. Opfindelsen og udbredelsen af hjulet førte til udviklingen af landtransport, men dyr (heste eller tyre) var dens vigtigste drivkraft, så i stedet for en kontrolmekanisme blev der brugt træning, det vil sige dyr vendt i den rigtige retning for nogle førerens handling.

Opfindelsen af dampanlægget og forbrændingsmotoren gjorde det muligt at komme af med trækdyr og virkelig mekanisere landkøretøjer, hvorefter de straks skulle opfinde et styresystem til dem, der fungerer efter et andet princip. I starten brugte man de mest simple enheder, hvorfor styringen af de første biler krævede enorm fysisk styrke, derefter skiftede man gradvist til forskellige gearkasser, hvilket øgede kraften af drejekraften på hjulene, men tvang rattet til at dreje. mere intensivt.

Et andet problem med styremekanismen, der skulle overvindes, er behovet for at dreje hjulene i forskellige vinkler. Hjulets bane, der er placeret på indersiden, i forhold til sidens vending, går langs en mindre radius, hvilket betyder, at det skal drejes kraftigere end hjulet på ydersiden. På de første biler var det ikke tilfældet, hvorfor forhjulene blev slidt meget hurtigere end de bagerste. Så var der en forståelse af tåvinklen, desuden var det muligt at give det ved hjælp af princippet om den indledende afvigelse af hjulene fra hinanden. Ved kørsel i lige linje har dette næsten ingen effekt på gummiet, og ved kurvekørsel øger det bilens stabilitet og kontrollerbarhed og reducerer også slid på dækmønsteret.

Det første fuldgyldige kontrolelement var ratstammen (senere blev dette udtryk ikke anvendt på gearkassen, men på mekanismen, der holder den øverste del af den sammensatte styreaksel), men tilstedeværelsen af kun én bipod krævede et komplekst system til overfører rotationskraft til begge hjul. Toppen af udviklingen af sådanne mekanismer var en ny type enhed, kaldet "styrestangen", den fungerer også efter princippet om en gearkasse, det vil sige, den øger drejningsmomentet, men i modsætning til en søjle overfører den kraft til begge forhjul på én gang.

Generelt layout

Her er de vigtigste detaljer, der danner grundlaget for styretøjets layout:

drev gear;
stativ;
vægt (spændemekanisme);
kroppen;
sæler, bøsninger og støvknapper.

Enheden, typer og princip for drift af styrestangen

Styrestang i sektion

Denne ordning er iboende i skinnerne i enhver bil. Derfor begynder svaret på spørgsmålet "hvordan fungerer styrestangen" altid med denne liste, fordi den viser enhedens generelle struktur. Derudover er der lagt en masse billeder og videoer ud på internettet, der viser både udseendet af blokken og dens inderside, som er med på listen.

tandhjuls gear

Denne del er en aksel med skrå eller lige tænder skåret på den, udstyret med lejer i begge ender. Denne konfiguration giver en konstant position i forhold til kroppen og tandstangen i enhver position af rattet. Akslen med skrå tænder er i en vinkel med skinnen, på grund af hvilken de tydeligt går i indgreb med de lige tænder på skinnen, akslen med lige tænder blev installeret på maskiner fra 80'erne og 90'erne i det sidste århundrede, sådan en del er lettere at fremstille, men dens varighed er meget kortere. På trods af at princippet om drift af spor- og skruehjul er det samme, er sidstnævnte mere pålidelig og ikke tilbøjelig til at sætte sig fast, hvorfor den er blevet den vigtigste i styremekanismer.

På alle biler, der er blevet produceret siden sidste årti af forrige århundrede, er der kun installeret spiralformede aksler, dette reducerer belastningen på kontaktfladerne og forlænger levetiden af hele mekanismen, hvilket især er vigtigt for stativer, der ikke er udstyret med en hydraulisk (servostyring) eller elektrisk (EUR) booster. Spordrevet gear var populært i USSR og Den Russiske Føderation, det blev sat på de første versioner af styremekanismerne til forhjulstrækkere, men med tiden blev dette valg opgivet til fordel for et spiralformet gear, fordi sådanne en gearkasse er mere pålidelig og kræver mindre indsats for at dreje hjulet.

Akslens diameter og antallet af tænder er valgt således, at der kræves 2,5-4 omgange af rattet for at dreje hjulene helt fra den yderste højre til den yderste venstre position og omvendt. Et sådant udvekslingsforhold giver tilstrækkelig kraft på hjulene og skaber også feedback, hvilket giver føreren mulighed for at "føle bilen", det vil sige, jo sværere kørselsforholdene er, jo mere indsats skal han gøre for at dreje hjulene til det ønskede vinkel. Ejere af køretøjer med styrestang, og som foretrækker at reparere deres bil på egen hånd, lægger ofte reparationsrapporter på internettet og giver dem detaljerede billeder, inklusive drivudstyret.

Drivhjulet er forbundet med ratstammen med en sammensat aksel med kardaner, som er et sikkerhedselement, dets formål er at beskytte føreren under en kollision mod at ramme rattet i brystet. Under et sammenstød foldes en sådan aksel og overfører ikke kraft til kabinen, hvilket var et alvorligt problem i biler i første halvdel af forrige århundrede. På højrehåndede og venstrehåndede maskiner er dette gear derfor placeret forskelligt, fordi tandstangen er i midten, og gearet er på siden af rattet, det vil sige på selve kanten af enheden.

lægte

Selve stativet er en rundstang af hærdet stål, hvoraf der i den ene ende er tænder svarende til drivgearet. I gennemsnit er længden af geardelen 15 cm, hvilket er nok til at dreje forhjulene fra den yderste højre til den yderste venstre position og omvendt. I enderne eller midt på skinnen er der boret gevindhuller til fastgørelse af styrestænger. Når føreren drejer på rattet, bevæger drivhjulet tandstangen i den rigtige retning, og takket være et ret stort udvekslingsforhold kan føreren korrigere køretøjets retning til inden for brøkdele af en grad.

Styrestativ

For effektiv drift af en sådan mekanisme er skinnen fastgjort med en bøsning og en klemmemekanisme, som tillader den at bevæge sig til venstre og højre, men forhindrer den i at bevæge sig væk fra drivgearet.

Klemmemekanisme

Ved kørsel i ujævnt terræn udsættes styregearkassen (tandstang/tandhjulspar) for belastninger, der har en tendens til at ændre afstanden mellem begge elementer. Stiv fiksering af stativet kan føre til dets fastkiling og manglende evne til at dreje rattet og derfor udføre en manøvre. Derfor er stiv fiksering kun tilladt på den ene side af enhedskroppen, fjernt fra drivgearet, men der er ingen stiv fiksering på den anden side, og stativet kan "spille" lidt og skifte i forhold til drivgearet. Dette design giver ikke kun et lille tilbageslag, der forhindrer mekanismen i at kile sig fast, men skaber også en stærkere feedback, så førerens hænder kan mærke vejen bedre.

Funktionsprincippet for spændemekanismen er som følger - en fjeder med en vis kraft presser tandstangen mod gearet, hvilket sikrer tæt indgreb mellem tænderne. Kraften, der overføres fra hjulene, som presser tandstangen til gearet, overføres let af begge dele, fordi de er lavet af hærdet stål. Men kraften rettet i den anden retning, det vil sige at flytte begge elementer væk fra hinanden, kompenseres af fjederens stivhed, så tandstangen bevæger sig lidt væk fra gearet, men dette påvirker ikke indgrebet af begge dele.

Over tid mister fjederen af denne mekanisme sin stivhed, og en indsats lavet af blødt metal eller slidstærkt plastik sliber mod skinnen, hvilket fører til et fald i effektiviteten af at presse stativ-gear-parret. Hvis delene er i god stand, korrigeres situationen ved at stramme, trykke fjederen mod den bevægelige stang med en møtrik og genskabe den korrekte spændekraft. Bilreparationsspecialister poster ofte billeder af både beskadigede dele af denne mekanisme og afstivere i deres rapporter, som derefter lægges ud på forskellige bilportaler. Hvis sliddet på delene har nået en farlig værdi, erstattes de med nye, hvilket genopretter den normale drift af hele mekanismen.

boliger

Enhedens krop er lavet af aluminiumslegering og er også udstyret med afstivninger, takket være hvilke det var muligt at reducere vægten så meget som muligt uden at miste styrke og stivhed. Kroppens styrke er nok til at sikre, at de belastninger, der opstår under kørslen, selv i ujævnt terræn, ikke beskadiger den. Samtidig sikrer ordningen for kroppens indre rum en effektiv drift af hele styremekanismen. Karosseriet har også huller til fastgørelse til bilens karrosseri, takket være hvilke det samler alle styreelementerne sammen, hvilket sikrer deres koordinerede arbejde.

Tætninger, bøsninger og støvknapper

Bøsningerne monteret mellem kroppen og skinnen har høj slidstyrke og giver også nem bevægelse af stangen inde i kroppen. Olietætninger beskytter det smurte område af mekanismen, det vil sige rummet omkring drivgearet, forhindrer tab af smøremiddel og isolerer det også fra støv og snavs. Støvknapper beskytter udsatte områder af kroppen, som trækstængerne passerer igennem. Afhængigt af maskinens model er de fastgjort til enderne eller midten af skinnen, under alle omstændigheder er det støvknapperne, der beskytter de åbne områder af kroppen mod støv og snavs.

Ændringer og typer

På trods af det faktum, at riven ved begyndelsen af dets udseende var den bedste form for styremekanisme, fik udviklingen af teknologi producenterne til yderligere at ændre denne enhed. Da de vigtigste mekanismer siden udseendet af enheden, såvel som designet og skemaet for dens drift ikke er ændret, har producenterne rettet deres indsats for at forbedre effektiviteten ved at installere forskellige forstærkningsenheder.

Den første var en hydraulisk booster, hvis største fordel var designens enkelhed med ekstrem nøjagtighed for korrekt drift, fordi styrestængerne med servostyring ikke tolererede at dreje til den maksimale vinkel ved høje motorhastigheder. Den største ulempe ved servostyringen var afhængigheden af motoren, fordi det er til den, at injektionspumpen er tilsluttet. Funktionsprincippet for denne enhed er, at når rattet drejes, tilfører den hydrauliske fordeler væske til et af de to kamre, og når hjulene når den tilsvarende drejning, stopper væsketilførslen. Takket være denne ordning reduceres den kraft, der kræves for at dreje hjulene, uden tab af feedback, det vil sige, at føreren effektivt styrer og føler vejen.

Det næste trin var udviklingen af en elektrisk styrestang (EUR), men de første modeller af disse enheder forårsagede en masse kritik, fordi der ofte opstod falske alarmer, på grund af hvilke bilen spontant drejede under kørslen. Trods alt blev distributørens rolle spillet af et potentiometer, som af forskellige årsager ikke altid gav korrekte oplysninger. Over tid blev denne defekt næsten fuldstændig elimineret, på grund af hvilken pålideligheden af kontrollen af EUR på ingen måde er ringere end servostyringen. Nogle bilproducenter bruger allerede elektrisk servostyring, som kombinerer fordelene ved elektriske og hydrauliske enheder, såvel som blottet for deres ulemper.

Derfor er følgende opdeling i typer af styrestænger blevet vedtaget i dag:

enkel (mekanisk) - næsten aldrig brugt på grund af lav effektivitet og behovet for at gøre en stor indsats for at dreje hjulene på plads;
med hydraulisk booster (hydraulisk) - er en af de mest populære på grund af deres enkle design og høje vedligeholdelsesevne, men boosteren virker ikke, når motoren er slukket;
med elektrisk booster (elektrisk) - de er også en af de mest populære, der gradvist erstatter enheder med servostyring, fordi de fungerer, selv når motoren er slukket, selvom problemet med tilfældig drift endnu ikke er helt elimineret;
med en elektrisk hydraulisk booster, som kombinerer fordelene ved begge tidligere typer, det vil sige, at de fungerer, selv når motoren er slukket og ikke "behager" føreren med tilfældige ture.

styrestang med EUR

Dette klassificeringsprincip gør det muligt for ejeren eller den potentielle køber af en personbil straks at vurdere alle fordele og ulemper ved styringen af en bestemt model.

Udskiftelighed

Bilproducenter producerer næsten aldrig tandstangsstyringsmekanismer, undtagelsen var AvtoVAZ, men selv der blev dette arbejde overført til partnere, derfor er det nødvendigt at vælge ikke kun i tilfælde af alvorlige fejl i denne enhed, når reparationer er urentable. model, men også producenten af denne mekanisme. En af de førende på dette marked er ZF, som har specialiseret sig i produktion af alle slags enheder, lige fra automatiske transmissioner til styremekanismer. I stedet for ZF-skinnen kan du tage en billig kinesisk analog, fordi deres kredsløb og dimensioner er de samme, men det vil ikke vare længe, i modsætning til den originale enhed. Ofte er biler, hvis alder er over 10 år, udstyret med en skinne fra andre producenter, hvilket bekræftes af fotos af deres markeringer, der er lagt ud på internettet.

Ofte sætter garagehåndværkere styrestænger fra udenlandske biler, for eksempel forskellige Toyota-modeller, på indenlandske biler. En sådan udskiftning kræver en delvis ændring af motorrummets bagvæg, men bilen får en meget mere pålidelig enhed, der overgår AvtoVAZ-produkter i alle henseender. Hvis skinnen fra den samme "Toyota" også er udstyret med en elektrisk eller hydraulisk booster, så nærmer selv den gamle "Nine" sig pludselig, hvad angår komfort, skarpt udenlandske biler fra samme periode.

Store fejl

Enheden af styrestangen er sådan, at denne mekanisme er en af de mest pålidelige i bilen, og de fleste af fejlfunktionerne er forbundet enten med slid (skade) af forbrugsvarer eller med trafikulykker, det vil sige ulykker eller ulykker. Oftest skal reparatører skifte støvknapper og tætninger samt slidte stativer og drivgear, hvis kilometertal overstiger hundredtusindvis af kilometer. Du skal også periodisk stramme klemmemekanismen, hvilket skyldes styremekanismens skema, men denne handling kræver ikke udskiftning af dele. Meget sjældnere kræver denne enheds krop, som er revnet på grund af en ulykke, udskiftning, i hvilket tilfælde den brugbare skinne, gear og spændemekanisme overføres til donorlegemet.

Almindelige årsager til at reparere denne node er:

styrespil;
banke under kørsel eller drejning;
for let eller stram styring.

Disse defekter er forbundet med slid på de vigtigste komponenter, der udgør styrestangen, så de kan også henføres til forbrugsvarer.

Hvor er

For at forstå, hvor styrestangen er placeret, og hvordan den ser ud, skal du sætte bilen på en lift eller overkørsel, derefter åbne motorhjelmen og dreje hjulene i en hvilken som helst retning, indtil de stopper. Følg herefter hvor styrestængerne fører, det er her denne mekanisme er placeret, i lighed med et ribbet aluminiumsrør, som kardanakslen fra styreakslen passer til. Hvis du ikke har nogen erfaring med autoreparationer, og du ikke ved, hvor denne knude er placeret, så se på billederne og videoerne, hvor forfatterne viser placeringen af skinnen i deres biler, samt de mest bekvemme måder at få adgang til den på: dette vil spare dig for mange fejl, herunder antallet, der fører til skade.

Se også: Styrestangsdæmper - formål og installationsregler

Uanset model og fremstillingsår er denne mekanisme altid placeret på motorrummets bagvæg, så den kan ses fra siden af det omvendte hjul. Til reparation eller udskiftning er det mere bekvemt at komme til det ovenfra, ved at åbne motorhjelmen eller nedefra ved at fjerne motorbeskyttelsen, og valget af adgangspunkt afhænger af bilens model og konfiguration.