Các dạng, thiết kế và nguyên lý hoạt động của cơ cấu lái

Thay đổi hướng của ô tô được thực hiện bằng cách sử dụng vô lăng quay các bánh lái. Tuy nhiên, giữa anh ta và bánh xe có một thiết bị chuyển đổi lực của tay người lái và hướng của anh ta để trực tiếp tác dụng lực lên cánh tay xoay. Nó được gọi là cơ cấu lái.

Cơ cấu lái để làm gì?

Trong sơ đồ chỉ đạo chung, cơ chế thực hiện các nhiệm vụ sau:

• chuyển đổi chuyển động quay của trục đầu vào, mà cột lái được kết nối, thành chuyển động quay tịnh tiến đối với các thanh hình thang lái;
• điều phối lực mà người lái có thể tạo ra với lực cần thiết trên các đòn bẩy nối với các khớp tay lái của gầm xe, sử dụng bộ truyền cơ học có sẵn trong thiết kế với một tỷ số truyền nhất định;
• trong hầu hết các trường hợp, cung cấp công việc chung với hệ thống lái trợ lực;
• bảo vệ tay người lái khỏi va chạm mạnh từ những va chạm trên đường.

Với độ chính xác nhất định, thiết bị này có thể được coi là hộp giảm tốc, như người ta thường gọi.

Các loại cơ cấu lái

Có ba sơ đồ thiết bị phổ biến nhất:

• con lăn;
• thanh răng và thanh răng;
• loại vít me bi.

Mỗi người trong số họ có những lợi thế và lĩnh vực sử dụng riêng.

Cơ chế con lăn

Loại này trước đây được sử dụng rộng rãi trên tất cả các loại ô tô, nhưng hiện nay đã hạn chế sử dụng do có nhiều nhược điểm so với các phương án khác.

Nguyên lý hoạt động của bánh răng con sâu là chạy một con lăn có răng sector với bánh con sâu xoắn trên trục lái. Trục đầu vào của bộ giảm tốc được chế tạo như một mảnh duy nhất với rãnh sâu có bán kính thay đổi và được trang bị đầu nối có rãnh hoặc hình nêm để kết nối với trục cột. Khu vực có răng của con lăn nằm trên trục đầu ra hai chân, với sự trợ giúp của hộp số được kết nối với các thanh liên kết lái.

Toàn bộ kết cấu được đặt trong một vỏ cứng, còn được gọi là cacte do sự hiện diện của chất bôi trơn trong đó. Đây thường là dầu lỏng kiểu hộp số. Trục thoát ra khỏi cacte được làm kín bằng các đệm. Cácte được bắt vít vào khung hoặc vách ngăn động cơ của thân.

Chuyển động quay của trục đầu vào trong hộp số được chuyển thành đầu bipod quay-tịnh tiến. Các thanh được gắn vào bánh xe và các đòn bẩy hình thang bổ sung.

Cơ cấu có khả năng truyền lực đáng kể và khá nhỏ gọn với tỷ số truyền lớn. Nhưng đồng thời, rất khó để tổ chức kiểm soát với phản ứng dữ dội tối thiểu và ít ma sát trong đó. Do đó, phạm vi - xe tải và xe SUV, hầu hết có thiết kế bảo thủ.

Giá đỡ lái

Cơ chế được sử dụng rộng rãi nhất cho xe du lịch. Giá đỡ và bánh răng chính xác hơn nhiều, cung cấp phản hồi tốt và vừa vặn với xe.

Cơ cấu giá đỡ bao gồm:

• thân tàu gắn chặt vào vách ngăn của thân tàu;
• giá răng nằm trên ổ trục ghi;
• bánh răng dẫn động nối với trục đầu vào;
• cơ cấu lực đẩy, cung cấp khoảng hở tối thiểu giữa bánh răng và thanh răng.

Các đầu nối cơ khí đầu ra của thanh răng được kết nối với các khớp bi của thanh lái, các khớp này làm việc thông qua các đầu trực tiếp với các tay đòn. Thiết kế này nhẹ hơn và nhỏ gọn hơn so với liên kết lái bánh răng sâu. Đây là nơi tạo ra độ chính xác điều khiển cao. Ngoài ra, độ hở của bánh răng truyền động chính xác và ổn định hơn nhiều so với các bánh răng có hình dạng phức tạp của con lăn và con sâu. Và sự trở lại tay lái tăng lên được bù đắp bởi bộ khuếch đại và bộ giảm chấn hiện đại.

Vít với đai ốc bi

Một hộp số như vậy tương tự như hộp số con sâu, nhưng các phần tử quan trọng được đưa vào trong nó dưới dạng một đoạn của giá đỡ với khu vực bánh răng di chuyển dọc theo trục vít đầu vào thông qua các quả cầu kim loại tuần hoàn. Khu vực đường ray được kết nối với các răng trên trục hai chân.

Do sử dụng một thanh ray ngắn, thực chất là một đai ốc với các viên bi dọc theo ren, ma sát giảm đáng kể dưới tải trọng cao. Cụ thể, đây là yếu tố quyết định khi sử dụng cơ chế trên xe tải hạng nặng và các loại xe tương tự khác. Đồng thời, độ chính xác và khe hở tối thiểu được quan sát, do đó những hộp số tương tự này đã được ứng dụng trong các xe du lịch cao cấp cỡ lớn.

Khe hở và ma sát trong cơ cấu lái

Tất cả các hộp số đều cần điều chỉnh định kỳ ở các mức độ khác nhau. Do mòn, các khe hở ở các khớp bánh răng thay đổi, xuất hiện hiện tượng lệch tay lái, trong đó xe không thể kiểm soát được.

Bánh răng sâu được điều khiển bằng cách di chuyển khu vực bánh răng theo hướng vuông góc với trục đầu vào. Khó đảm bảo duy trì độ hở ở mọi góc lái, vì mài mòn xảy ra ở các tốc độ khác nhau theo hướng di chuyển thẳng thường được sử dụng và hiếm khi rẽ ở các góc khác nhau. Đây là sự cố thường gặp ở tất cả các cơ cấu, các thanh ray cũng mòn không đều. Khi bị mài mòn nghiêm trọng, các bộ phận phải được thay thế, nếu không, khi vô lăng quay, khe hở sẽ biến thành vật cản làm tăng ma sát, nguy hiểm không kém.