Thiết bị, các loại và nguyên lý hoạt động của thanh răng
nội dung
Giá lái là cơ sở dẫn động của xe, để người lái điều khiển các bánh xe của ô tô theo hướng mong muốn. Ngay cả khi bạn không định tự sửa xe, thì việc hiểu cơ chế hoạt động của thanh răng và cơ chế này sẽ rất hữu ích, bởi vì biết được điểm mạnh và điểm yếu của nó, bạn sẽ có thể lái xe du lịch hoặc xe jeep cẩn thận hơn, mở rộng hơn. tuổi thọ của nó lên đến sửa chữa.
Động cơ là trái tim của chiếc xe, nhưng chính hệ thống lái mới quyết định vị trí của nó. Vì vậy, mỗi người lái xe ít nhất nên hiểu một cách tổng quát về cách bố trí giá lái trên ô tô của mình và mục đích của nó là gì.
Từ mái chèo đến giá đỡ - sự phát triển của hệ thống lái
Vào thời cổ đại, khi con người mới bắt đầu khám phá đất và nước, bánh xe vẫn chưa trở thành cơ sở để di chuyển, bè và thuyền đã trở thành phương tiện chính để di chuyển hàng hóa trên một quãng đường dài (vượt quá một ngày hành trình). Những phương tiện này tiếp tục di chuyển trên mặt nước, di chuyển do nhiều lực khác nhau, và để điều khiển chúng sử dụng thiết bị lái đầu tiên - một mái chèo hạ thấp xuống nước, được đặt ở phía sau của bè hoặc thuyền. Hiệu quả của cơ chế như vậy cao hơn một chút so với XNUMX, và cần có sức mạnh thể chất và độ bền đáng kể để hướng thủ công đi đúng hướng.
Khi kích thước và sự dịch chuyển của con tàu ngày càng lớn, việc làm việc với mái chèo ngày càng đòi hỏi nhiều thể lực hơn, vì vậy nó được thay thế bằng một bánh lái quay lưỡi bánh lái thông qua một hệ thống ròng rọc, đó là cơ cấu lái đầu tiên trong Môn lịch sử. Sự phát minh và lan rộng của bánh xe dẫn đến sự phát triển của vận tải đường bộ, nhưng động lực chính của nó là động vật (ngựa hoặc bò đực), vì vậy thay vì một cơ chế điều khiển, người ta đã sử dụng phương pháp huấn luyện, tức là động vật quay đúng hướng đối với một số hành động của người lái xe.
Việc phát minh ra nhà máy hơi nước và động cơ đốt trong giúp loại bỏ động vật kéo và thực sự cơ giới hóa các phương tiện giao thông trên bộ, sau đó họ phải lập tức phát minh ra một hệ thống lái hoạt động theo một nguyên tắc khác. Ban đầu, họ sử dụng những thiết bị đơn giản nhất, đó là lý do tại sao việc điều khiển những chiếc xe đầu tiên đòi hỏi thể lực rất lớn, sau đó họ dần chuyển sang các loại hộp số khác nhau, giúp tăng sức mạnh của lực quay lên các bánh xe, nhưng buộc vô lăng phải quay nhiều hơn. chuyên sâu.
Một vấn đề khác đối với cơ cấu lái phải được khắc phục là cần phải quay các bánh xe ở các góc khác nhau. Quỹ đạo của bánh xe nằm ở bên trong, so với chuyển động quay của một bên, đi dọc theo một bán kính nhỏ hơn, nghĩa là nó phải quay mạnh hơn bánh xe ở bên ngoài. Trên những chiếc xe đầu tiên, điều này không đúng như vậy, đó là lý do tại sao bánh trước bị mòn nhanh hơn bánh sau rất nhiều. Sau đó, có sự hiểu biết về góc nghiêng, hơn nữa, có thể cung cấp nó bằng cách sử dụng nguyên tắc về độ lệch ban đầu của các bánh xe với nhau. Khi lái xe trên đường thẳng, điều này hầu như không ảnh hưởng đến cao su, nhưng khi vào cua, nó giúp tăng độ ổn định và khả năng điều khiển của xe, đồng thời cũng giảm mài mòn gai lốp.
Bố cục chung
Dưới đây là các chi tiết chính tạo nên cơ sở của cách bố trí thanh răng lái:
- bánh răng dẫn động;
- đường sắt;
- sự nhấn mạnh (cơ cấu kẹp);
- nhà ở;
- con dấu, ống lót và bao phấn.
Giá lái trong phần
Đề án này vốn có trong đường ray của bất kỳ chiếc ô tô nào. Vì vậy, câu trả lời cho câu hỏi "cơ chế hoạt động của thanh răng" luôn bắt đầu với danh sách này, bởi vì nó thể hiện cấu trúc chung của bộ phận này. Ngoài ra, rất nhiều hình ảnh và video đã được đăng tải trên Internet cho thấy cả hình dáng bên ngoài và bên trong của nó, được đưa vào danh sách.
bánh răng
Bộ phận này là một trục có răng xiên hoặc răng thẳng được cắt trên đó, được trang bị ổ trục ở cả hai đầu. Cấu hình này cung cấp một vị trí không đổi so với thân và giá đỡ ở bất kỳ vị trí nào của vô lăng. Trục có răng xiên nghiêng một góc với ray, do đó chúng ăn khớp rõ ràng với răng thẳng trên ray, trục có răng thẳng được lắp trên máy những năm 80, 90 của thế kỷ trước, bộ phận đó là dễ sản xuất hơn, nhưng các dịch vụ thời gian của nó ít hơn nhiều. Mặc dù thực tế là nguyên tắc hoạt động của bánh răng xoắn và bánh răng xoắn là giống nhau, nhưng cái sau đáng tin cậy hơn và không dễ bị kẹt, đó là lý do tại sao nó trở thành cái chính trong cơ cấu lái.
Trên tất cả các ô tô được sản xuất từ thập kỷ trước của thế kỷ trước, chỉ có trục xoắn được lắp đặt, điều này làm giảm tải trọng trên bề mặt tiếp xúc và kéo dài tuổi thọ của toàn bộ cơ cấu, điều này đặc biệt quan trọng đối với các giá đỡ không được trang bị bộ trợ lực thủy lực (trợ lực lái) hoặc điện (EUR). Bánh răng dẫn động cầu rất phổ biến ở Liên Xô và Liên bang Nga, nó được đưa vào các phiên bản đầu tiên của bánh răng lái của xe dẫn động cầu trước, tuy nhiên, theo thời gian, sự lựa chọn này đã bị loại bỏ để chuyển sang bánh răng xoắn ốc, vì như vậy hộp số đáng tin cậy hơn và cần ít nỗ lực hơn để quay bánh xe.
Cơ cấu truyền động được nối với trụ lái bằng trục ghép với các xéc măng, đây là bộ phận an toàn, mục đích của nó là bảo vệ người lái khi va chạm không bị đập vào ngực vô lăng. Trong một lần va chạm, trục như vậy sẽ gập lại và không truyền lực đến khoang hành khách, đây là một vấn đề nghiêm trọng đối với ô tô trong nửa đầu thế kỷ trước. Do đó, trên máy thuận tay phải và tay trái, bánh răng này được đặt khác nhau, bởi vì thanh răng nằm ở giữa, và bánh răng ở phía bên của vô lăng, tức là, ở rìa của đơn vị.
Cào
Bản thân thanh răng là một thanh tròn bằng thép cứng, ở một đầu có các răng tương ứng với bánh răng truyền động. Trung bình chiều dài của phần bánh răng là 15 cm, đủ để quay bánh trước từ cực phải sang cực trái và ngược lại. Ở hai đầu hoặc giữa ray có khoan lỗ ren để gắn các thanh lái. Khi người lái quay vô lăng, hộp số truyền động sẽ di chuyển thanh răng theo hướng thích hợp, và nhờ một tỷ số truyền khá lớn, người lái có thể điều chỉnh hướng của xe trong phạm vi nhỏ nhất của một độ.
Giá lái
Để hoạt động hiệu quả của cơ cấu như vậy, thanh ray được cố định bằng ống bọc và cơ cấu kẹp, cho phép nó di chuyển sang trái và phải, nhưng ngăn nó di chuyển ra khỏi bánh răng truyền động.
Cơ chế kẹp
Khi lái xe trên địa hình không bằng phẳng, hộp số lái (thanh răng / cặp bánh răng) chịu tải có xu hướng thay đổi khoảng cách giữa cả hai yếu tố. Việc cố định giá đỡ quá cứng có thể dẫn đến việc nó bị chêm và không thể quay tay lái, và do đó, để thực hiện một động tác. Do đó, chỉ cho phép cố định cứng ở một bên của thân thiết bị, cách xa bánh răng truyền động, nhưng không có cố định cứng ở phía bên kia và thanh răng có thể “chơi” một chút, di chuyển so với bánh răng truyền động. Thiết kế này không chỉ cung cấp một phản ứng dữ dội nhỏ ngăn cơ chế chêm vào, mà còn tạo ra phản hồi mạnh hơn, cho phép tay người lái cảm nhận mặt đường tốt hơn.
Nguyên lý hoạt động của cơ cấu kẹp chặt như sau - một lò xo với một lực nhất định sẽ ép thanh răng vào bánh răng, đảm bảo cho các thanh răng ăn khớp chặt chẽ. Lực truyền từ các bánh xe, tác dụng ép thanh răng đến bánh răng, được truyền dễ dàng bởi cả hai bộ phận, vì chúng được làm bằng thép cứng. Nhưng lực hướng theo hướng khác, tức là chuyển động cả hai phần tử ra xa nhau, được bù bằng độ cứng của lò xo, do đó thanh răng hơi dịch chuyển ra khỏi bánh răng, nhưng điều này không ảnh hưởng đến sự ăn khớp của cả hai phần.
Nhà ở
Thân của thiết bị được làm bằng hợp kim nhôm, và cũng được trang bị các bộ phận làm cứng, nhờ đó có thể giảm trọng lượng nhiều nhất có thể mà không làm giảm sức mạnh và độ cứng. Sức mạnh của cơ thể là đủ để đảm bảo rằng tải trọng xảy ra khi lái xe, ngay cả trên địa hình không bằng phẳng, không làm hỏng nó. Đồng thời, sơ đồ không gian bên trong thân xe đảm bảo hoạt động hiệu quả của toàn bộ cơ cấu lái. Ngoài ra, thân xe có các lỗ để cố định với thân xe, nhờ đó nó gom tất cả các bộ phận lái lại với nhau, đảm bảo hoạt động phối hợp của chúng.
Con dấu, ống lót và bao phấn
Các ống lót được lắp đặt giữa thân và thanh ray có khả năng chống mài mòn cao và cũng giúp cho thanh bên trong thân di chuyển dễ dàng. Phớt dầu bảo vệ khu vực được bôi trơn của cơ cấu, tức là không gian xung quanh bánh răng truyền động, ngăn ngừa thất thoát chất bôi trơn và cũng cách ly nó khỏi bụi và chất bẩn. Bao phấn bảo vệ các vùng hở của cơ thể mà các thanh lái đi qua. Tùy thuộc vào kiểu máy, chúng được gắn vào hai đầu hoặc giữa thanh ray, trong mọi trường hợp, đó là bao phấn bảo vệ các vùng hở của thân máy khỏi bụi bẩn.
Các sửa đổi và loại
Mặc dù thực tế là vào buổi bình minh xuất hiện, cào cào là loại cơ cấu lái tốt nhất, sự phát triển của công nghệ đã thúc đẩy các nhà sản xuất sửa đổi thêm thiết bị này. Vì các cơ chế chính kể từ khi xuất hiện, cũng như thiết kế và sơ đồ hoạt động của nó không thay đổi, các nhà sản xuất đã hướng nỗ lực của họ để tăng hiệu quả bằng cách lắp đặt các thiết bị khuếch đại khác nhau.
Đầu tiên là bộ trợ lực thủy lực, ưu điểm chính của nó là sự đơn giản trong thiết kế với những yêu cầu cao nhất về vận hành thích hợp, bởi vì các giá lái có trợ lực lái không chịu được quay đến góc tối đa ở tốc độ động cơ cao. Nhược điểm chính của hệ thống lái trợ lực là sự phụ thuộc vào động cơ, vì nó được kết nối với bơm phun. Nguyên lý hoạt động của thiết bị này là khi vô lăng quay, bộ phân phối thủy lực cấp chất lỏng vào một trong hai khoang, khi các bánh xe đến vòng quay tương ứng, việc cấp chất lỏng sẽ dừng lại. Nhờ chương trình này, lực cần thiết để quay các bánh xe được giảm bớt mà không bị mất phản hồi, tức là người lái sẽ đánh lái và cảm nhận mặt đường một cách hiệu quả.
Bước tiếp theo là sự phát triển của giá lái điện (EUR), tuy nhiên, những mẫu đầu tiên của thiết bị này đã gây ra rất nhiều chỉ trích, vì thường xảy ra cảnh báo sai, do đó xe tự quay khi đang lái. Rốt cuộc, vai trò của nhà phân phối được thực hiện bởi một chiết áp, vì nhiều lý do, không phải lúc nào cũng cung cấp thông tin chính xác. Theo thời gian, khiếm khuyết này gần như được loại bỏ hoàn toàn, do đó độ tin cậy của việc điều khiển đồng EUR không thua kém gì so với hệ thống lái trợ lực. Một số nhà sản xuất ô tô đã sử dụng hệ thống lái trợ lực điện, kết hợp các ưu điểm của thiết bị điện và thủy lực, cũng như không có nhược điểm của chúng.
Vì vậy, ngày nay việc phân chia thành các loại giá đỡ lái sau đây đã được thông qua:
- đơn giản (cơ khí) - hầu như không bao giờ được sử dụng do hiệu suất thấp và cần phải nỗ lực rất nhiều để quay các bánh xe tại chỗ;
- với bộ trợ lực thủy lực (thủy lực) - là một trong những loại phổ biến nhất do thiết kế đơn giản và khả năng bảo trì cao, nhưng bộ trợ lực không hoạt động khi động cơ tắt;
- với bộ trợ lực điện (điện) - chúng cũng là một trong những loại phổ biến nhất, dần dần thay thế các bộ trợ lực lái, vì chúng hoạt động ngay cả khi động cơ tắt, mặc dù vấn đề vận hành ngẫu nhiên vẫn chưa được loại bỏ hoàn toàn;
- với bộ trợ lực thủy lực điện, kết hợp ưu điểm của cả hai loại trước, đó là chúng hoạt động ngay cả khi động cơ đã tắt và không làm “hài lòng” người lái với những chuyến đi ngẫu nhiên.
giá lái bằng EUR
Nguyên tắc phân loại này cho phép chủ sở hữu hoặc người mua tiềm năng của một chiếc xe du lịch đánh giá ngay lập tức tất cả những ưu điểm và nhược điểm của hệ thống lái của một mẫu xe cụ thể.
Khả năng hoán đổi cho nhau
Các nhà sản xuất ô tô hầu như không bao giờ sản xuất cơ cấu lái thanh răng và bánh răng, ngoại lệ là AvtoVAZ, nhưng ngay cả khi công việc này đã được chuyển giao cho đối tác, do đó, trong trường hợp bộ phận này bị lỗi nghiêm trọng, khi sửa chữa không có lợi, cần phải lựa chọn không chỉ mà còn là nhà sản xuất cơ chế này. Một trong những công ty dẫn đầu thị trường này là ZF, chuyên sản xuất các loại đơn vị, từ hộp số tự động đến cơ cấu lái. Thay vì đường sắt ZF, bạn có thể lấy một thiết bị tương tự giá rẻ của Trung Quốc, vì mạch và kích thước của chúng giống nhau, nhưng nó sẽ không tồn tại lâu, không giống như thiết bị ban đầu. Thông thường, những chiếc ô tô có tuổi đời trên 10 năm được trang bị ray của các nhà sản xuất khác, điều này được xác nhận bằng những bức ảnh về nhãn hiệu của họ được đăng trên Internet.
Thông thường, các thợ thủ công trong gara đặt các giá đỡ tay lái từ các dòng xe nước ngoài, ví dụ như các dòng xe Toyota khác nhau, trên các xe nội địa. Việc thay thế như vậy đòi hỏi phải thay đổi một phần thành sau của khoang động cơ, nhưng chiếc xe nhận được một bộ phận đáng tin cậy hơn nhiều, vượt qua các sản phẩm của AvtoVAZ về mọi mặt. Nếu đường ray của chiếc Toyota tương tự cũng được trang bị bộ trợ lực điện hoặc thủy lực, thì ngay cả chiếc “Nine” cũ, về mặt tiện nghi, lại tiếp cận mạnh mẽ với những chiếc xe nước ngoài cùng thời.
Trục trặc chính
Thiết bị của giá lái sao cho cơ cấu này là một trong những cơ cấu đáng tin cậy nhất trên ô tô, và hầu hết các trục trặc đều liên quan đến hao mòn (hư hỏng) của vật tư tiêu hao, hoặc do tai nạn giao thông, tức là tai nạn hoặc tai nạn. Thông thường, những người thợ sửa chữa phải thay bao phấn và vòng đệm, cũng như giá đỡ và bánh răng bị mòn, quãng đường đi được lên đến hàng trăm nghìn km. Bạn cũng phải định kỳ siết chặt cơ cấu kẹp, đó là do sơ đồ của cơ cấu lái, nhưng hành động này không yêu cầu bất kỳ bộ phận thay thế nào. Ít thường xuyên hơn, phần thân của thiết bị này, bị nứt do tai nạn, cần phải thay thế, trong trường hợp đó, thanh ray, bánh răng và cơ cấu kẹp có thể sử dụng được sẽ được chuyển đến phần thân của nhà tài trợ.
Các lý do phổ biến để sửa chữa nút này là:
- chơi lái;
- gõ cửa khi lái xe hoặc quay đầu xe;
- lái quá nhẹ hoặc chặt chẽ.
Các khuyết tật này có liên quan đến sự mài mòn của các bộ phận chính tạo nên thanh răng lái, vì vậy chúng cũng có thể được quy cho các vật tư tiêu hao.
Đâu là
Để hiểu vị trí của giá lái và nó trông như thế nào, hãy đặt xe lên thang máy hoặc cầu vượt, sau đó mở mui xe và quay bánh xe theo bất kỳ hướng nào cho đến khi chúng dừng lại. Sau đó đi theo vị trí mà các thanh lái dẫn đến, đây là nơi đặt cơ cấu này, tương tự như một ống nhôm có gân, mà trục cardan từ trục lái sẽ khớp vào. Nếu bạn không có kinh nghiệm sửa chữa ô tô và bạn không biết vị trí của nút này, hãy xem các bức ảnh và video mà các tác giả cho thấy vị trí của đường ray trên ô tô của họ, cũng như các cách thuận tiện nhất để truy cập nó: điều này sẽ giúp bạn tránh được nhiều sai lầm, bao gồm cả số dẫn đến chấn thương.
Bất kể model và năm sản xuất, cơ cấu này luôn nằm ở thành sau của khoang động cơ, vì vậy có thể nhìn thấy nó từ phía bên của bánh xe ngược. Để sửa chữa hoặc thay thế, sẽ thuận tiện hơn khi đến từ trên cao, bằng cách mở mui xe hoặc từ bên dưới, bằng cách tháo bảo vệ động cơ và việc lựa chọn điểm tiếp cận tùy thuộc vào kiểu và cấu hình của ô tô.
Kết luận
Giá lái là cơ sở dẫn động của xe, để người lái điều khiển các bánh xe của ô tô theo hướng mong muốn. Ngay cả khi bạn không định tự sửa xe, thì việc hiểu cơ chế hoạt động của thanh răng và cơ chế này sẽ rất hữu ích, bởi vì biết được điểm mạnh và điểm yếu của nó, bạn sẽ có thể lái xe du lịch hoặc xe jeep cẩn thận hơn, mở rộng hơn. tuổi thọ của nó lên đến sửa chữa.
