Enheten och typer av bilstyrning

Oavsett hur vacker och kraftfull bilen kan vara, utan denna mekanism skulle det vara omöjligt att röra sig säkert på den. Styrning gör det möjligt för fordonet att manövrera runt hörnen.

Inget fordon saknar denna enhet. I vissa fall har den en primitiv design, i andra är den tillräckligt komplex att endast specialister kan utföra reparationer.

Även i bilar har styrsystemet också flera ändringar. Låt oss överväga hur denna mekanism fungerar, på vilken princip den fungerar, och även vilka krav som krävs för styrning.

Vad är bilstyrning

Styrsystemet är en samling delar i en mekanism, vars syfte är att ändra vinkeln på positionen på framhjulen på bilen för att vrida fordonet under körning. Med denna mekanism kan du ändra bilens riktning beroende på förarens önskan.

Systemet styrs genom att vrida ratten. För att underlätta uppgiften för föraren installeras alltid servostyrning i stora fordon. Nyligen har emellertid den stora majoriteten av personbilar också utrustats med olika förstärkare.

Styrenhet

Ett standardstyrsystem består av följande komponenter:

• Ratt. Ligger i hytten (eller fordonets passagerarutrymme). Genom att ändra sin position ändrar föraren avvikelsen från vänster och höger hjul från den ursprungliga banan. I moderna bilar finns vissa funktionsknappar på den (till exempel för att styra multimediasystemet eller byta de visade parametrarna på instrumentpanelskärmen).
• Rattstång. Detta är en av de typer av kardanöverföring. I denna mekanism är flera axlar anslutna med gångjärn. Tack vare denna design kan tillverkarna använda alternativet för att ändra högtalarens vinkel (för att ge mer komfort om mer än en person kör bilen, till exempel både man och hustru). Rattstången överför vridmoment från ratt till styrväxel. De flera gångjärnen hjälper också till att förbättra säkerheten vid frontalkollision. Flersektionshögtalaren är lättare att deformera, vilket orsakar mindre skador på föraren. Rattståndsomkopplarna är installerade på kroppen av denna mekanism (huvudströmställarna är ljus- och bricka-lägen).
• Styrväxeln. Den består av styrstavar med olika längder, som tar krafterna från rattstången och överför den vidare till hjulen. Denna mekanism innehåller också tips och spakar. Utformningen av denna del kan också skilja sig beroende på bilmodell.

Förutom de grundelementen i styrningen kan det också finnas servostyrning och stötdämpningssystem.

Styrsystemdesign

Idag finns det många modifieringar av bilens styrsystem. Det finns till och med utveckling som kan störa förarens handlingar och justera fordonets manövrer. Det finns också utvecklingen med automatisk pilotstyrning, även om fullfjädrade autopiloter fortfarande är i konceptfasen, och lagstiftningen tillåter ännu inte autonoma fordon på allmänna vägar.

Bland de moderna förarassistanssystemen finns det körfält eller övervakning av förarens tillstånd (till exempel när han somnar lossnar händerna gradvis greppet på ratten, sensorerna reagerar på denna kraft och systemet bygger om bilen till sidan av vägen).

Standardstyrningen innehåller följande komponenter:

• Ratt;
• Rattstång;
• Styrning;
• Servostyrning.

Här är några av funktionerna i dessa artiklar.

Ratt (ratt, ratt)

Denna enkla detalj gör det möjligt för föraren att välja fordonets väg. Moderna rattar har kontroller som gör att föraren kan aktivera eller byta olika system utan att distraheras från körning.

Storleken på ratten är viktig. Om bilen inte har servostyrning blir rattens lilla diameter svårare att hantera. I det här fallet kan en modell med större diameter installeras. Men å andra sidan påverkar en stor ratt också körkomforten. Samtidigt är kontrollen av en bil med en liten ratt särskilt skarp.

För det första kommer den övre delen av ratten att påverka utsikten, eller om föraren är stor vilar han på fötterna, vilket också påverkar körsäkerheten negativt. För det andra kommer för liten ratt att kräva mycket ansträngning från förarens sida, särskilt vid manövrering i hög hastighet. Dessutom är det inte ovanligt att små rattar döljer signalerna som visas på instrumentbrädan.

I butik med bildelar hittar du rattar med olika former (inte bara perfekt runda). En fläta är monterad på ratten för att öka körkomforten. Dyrare bilmodeller har en uppvärmd ratt.

Den här videon diskuterar tips för nybörjare om korrekt användning av ratten:

Hur man kör - taxiteknik. Bilinstruktör Sergey Markitesov.

Rattstång

För att överföra vridmomentet från ratten till styrväxeln har varje fordon en rattstång. Kontrollelement är fästa vid det under ratten - omkopplare för svängar och torkare med olika tilläggsfunktioner. I sportbilar finns ibland paddelväxlare som gör det möjligt för föraren att antingen byta växel eller simulera denna förändring genom att föra överföringen till rätt läge.

I tidigare versioner användes en rak axel i rattstången. I moderna versioner är den uppdelad i flera segment som är sammankopplade med en kardanöverföring. Detta är av säkerhetsskäl - i händelse av en frontalkollision kommer rattstången att fällas ner och inte sjunka ner i förarens bröst.

Tack vare denna design har många av de senaste generationens fordon en justerbar pelare. Detta gör att styrningen kan skräddarsys för de fysiska uppgifterna för olika förare. I en premiumbil är detta element utrustat med automatisk justering, som ofta har ett minne för flera förare.

För att eliminera vibrationer som kommer från hjulen under körning är ett spjäll installerat i rattstången.

Styrväxel och styrväxel

Rattstången är ansluten till ratten på ena sidan och till styrutrustningen på den andra. Enheten representeras av en uppsättning stavar och fogar som överför krafter till hjulen. Föraren använder rotationsenergi för att vrida maskinen, som omvandlas till linjär energi i styrmekanismen.

För detta används ett överföringspar. I grund och botten är det en rackväxel eller maskrulle. Men det finns också andra modifieringar som har sin egen struktur och principen att överföra krafter från ratten till hjulen. Läs om styrställets anordning och funktion här.

Styrväxeln har två viktiga funktioner:

1. Ger rotation av framhjulen;
2. Återställer hjulen till sitt ursprungliga läge så snart krafterna i rattstången från föraren släpps.

Hela styrutrustningen är inrymd i huset (styrställ). Enheten är installerad på framsidan av bilen (ofta på den främre underramen och i frånvaro av en ram, sedan på chassit, på växellådan eller till och med på motorn). Det är värt att notera att ju lägre denna mekanism är installerad, desto effektivare kommer maskinstyrningen att fungera.

I klassisk design vrider styrväxeln framhjulen på fordonet. Nyligen vinner dock system med bakhjulsstyrning popularitet igen, till exempel den senaste generationen Volkswagen Touareg. I sådana system med hastigheter upp till 40 km / h. bak- och framhjulen svänger i motsatt riktning. När fordonet körs med en hastighet högre än 40 km / h, svänger bak- och framhjulen i samma riktning i en sväng. Denna modifiering minskar svängradien avsevärt och förbättrar också fordonets hantering vid kurvtagning.

Servostyrning

Eftersom standardstyrmekanismen för att vrida hjulen (särskilt i en stillastående bil) kräver en del ansträngningar från förarens sida, har tillverkare utvecklat olika typer av förstärkare. Inledningsvis användes hydrauliska modifieringar i godstransporter. Så småningom hittades ett sådant system i personbilar.

Behovet av en förstärkare verkade inte bara för att öka komforten. Faktum är att när man kör i hög hastighet blir det svårt att hålla ratten på en bil i svängar, särskilt i en sportbil. Servostyrningen underlättar denna process. Systemet fick också positiva svar från det rättvisare könet.

Förstärkare arbetar på olika principer. Den vanligaste är servostyrningen. Elektriska förstärkare har också vunnit stor popularitet. Men det finns också kombinerade system som använder funktionerna för båda modifieringarna (EGUR). Dessutom om de typer av styrställ som berättas i en separat granskning.

Styrningsändamål

Styrning vrider ofta framhjulen, men det finns också tvåaxlade drivningar (främst stora fordon med fyra axlar, varav två varv), samt ändringar av bakhjulsdrift.

Ingen bil kan klara sig utan att styra, eftersom det inte finns någon rak väg i världen. Även om man på villkor skulle kunna föreställa sig en sådan rutt, skulle det fortfarande visas hinder på den som måste undvikas. Utan styrning skulle det också vara omöjligt att parkera din bil på ett säkert sätt.

Om tillverkaren inte installerade detta system i bilarna skulle deras hantering inte skilja sig från tågets manövrerbarhet. Även om försök att skapa en maskin som kan styras av tankens kraft inte slutar (på bilden ovan - en av utvecklingen av GM).

Styrningsprincip

Styrprincipen är ganska enkel. Föraren vrider ratten, krafterna överförs till rattstången. Sedan går de till styrväxeln. I den klassiska designen driver racket styrstavarna, som är anslutna till hjulen med ett system med kuländar.

Noggrannheten för att hjulet vrider direkt beror på rattens storlek. Den ansträngning som krävs för att vrida hjulen beror också på denna parameter. Många modeller är utrustade med elektriska eller hydrauliska boosters, vilket gör det möjligt att använda en liten ratt i bilen.

Styrningstyper

Alla styrsystem är indelade i tre typer:

• Rack- och kugghjulsmekanism. Oftast används i budgetbilar. Utformningen av en sådan kontroll är den enklaste. Den har en bar med tänder. Det drivs av rattstångens växel. Detta system är mycket effektivt. Den enda nackdelen med denna mekanism är dess känslighet för chocker från vägytor av dålig kvalitet.
• Snäckväxel. Denna modifiering ger en större hjulstyrningsvinkel. Den är mindre känslig för chockbelastningar, men den är dyrare än den tidigare eftersom den är svårare att tillverka.
• Skruvmekanism. Det är en modifiering av maskanalogen, bara den har ökat effektiviteten och ökar ansträngningarna för att manövrera bilen.

Oavsett typ av enhet kan arbetet med dessa mekanismer förbättras av sådana enheter:

• Hydraulisk booster. Det har den enklaste designen i denna lista. Systemet är kompakt och billigt att underhålla. Till och med vissa budgetbilmodeller av de senaste generationerna är utrustade med en sådan modifiering. För att systemet ska fungera ordentligt är det nödvändigt att hela tiden övervaka nivån på arbetsvätskan. Förstärkarpumpen drivs av en fungerande förbränningsmotor.
• Elektrisk förstärkare. Detta är en av de senaste ändringarna. Det kräver inte komplicerat underhåll och finjustering. Ger maximal styrrespons. Som namnet antyder drivs mekanismen av en elmotor.
• Elektrohydraulisk förstärkare. Denna modifiering fungerar enligt principen om servostyrning. Den enda skillnaden är att den hydrauliska pumpen drivs med el och inte är ansluten till motordrivningen, som i första fallet. De två senaste utvecklingen möjliggör användning av mindre bränsle än den första typen, eftersom driften av systemet inte är relaterat till motordrivningen.

Förutom olika förstärkare kan fordonet utrustas med Active Dynamic eller Adaptive Control. Deras skillnader är följande:

1. Justerar växlingsförhållandet beroende på hjulets hastighet. Detta garanterar maximal fordonsstabilitet på hala vägar. Systemet tillåter dig inte att vrida rattet skarpt, vilket förhindrar överstyrning eller understyrning.
2. Det dynamiska systemet fungerar enligt en liknande princip, endast en elektrisk motor används istället för en planetdrivning.
3. Det betraktas som en innovativ teknik eftersom det inte finns någon fysisk koppling mellan rattet och ratten i sådana styrväxlar. Systemet styrs av en elektronisk styrenhet som analyserar mycket data: från sensorer för hjulhastighet, styrkraft etc.

På vissa modeller av premiumbilar och sportbilar har nyligen installerats en speciell teknik med rotation av inte bara framsidan utan också bakhjulen. Detta ökar stabiliteten hos fordonet när kurvor i hög hastighet. Bakhjulen vrids beroende på fordonets hastighet.

Om bilen kör högst 40 km / h, vänder bakaxeln i motsatt riktning från framhjulen (om de framför ser till höger, så kommer de bakre att se till vänster).

När bilens hastighet blir högre än 40 km / h, kommer bakhjulen att vrida i samma riktning som de främre när de går in i en sväng. Detta minskar risken för glidbildning.

Krav på fordonsstyrning

Styrningen av alla fordon måste uppfylla följande krav:

• Se till att fordonets manövrerbarhet är tillräcklig med alla hastigheter. Föraren bör enkelt ställa in önskad riktning på bilen;
• Det bör vara lätt att använda så att även en trött förare säkert kan nå viloplatsen;
• När du vrider på hjulen bör styrningen ge så ren rullning som möjligt. På krökningar får hjulen inte glida så att bilen inte tappar stabiliteten. För detta måste hjulens lutnings- och rotationsvinkel tydligt verifieras;
• Sätt tillbaka hjulen i en rak linje (längs kroppen) efter att föraren har slutat göra ansträngningar att vrida;
• Fuktiga vibrationer vid körning på ojämna vägytor;
• Var mycket lyhörd för alla förarens kommandon;
• Även om förstärkarna misslyckas måste mekanismen fortfarande låta föraren kontrollera bilen.

En annan parameter som faller inom kategorin styrkrav är styrspel. För mer information om tillåtna backspelet, se separat artikel.

Funktioner för höger- och vänsterstyrning

Det är ingen hemlighet för någon att lagen i vissa länder föreskriver vänstertrafik på vägen. I detta fall kommer ratten att installeras på höger sida av bilen, och föraren kommer naturligtvis att sitta där det är vanligt i vår region att se den främre passageraren.

Skillnaden i denna typ av styrning är inte bara placeringen av ratten i kabinen. Tillverkaren anpassar också styrmekanismen i enlighet med anslutningen till växellådan. Trots det kan ett fordon som är utformat för användning på vägar med vänstertrafik omvandlas för att passa förhållandena i höger trafik. För att göra detta, innan du köper en originalbil, bör du ta reda på om motsvarande styrmekanismer säljs, vilket gör att du kan konvertera denna bil.

Vissa typer av jordbruksmaskiner använder ett hydrauliskt system som gör att rattet kan installeras var som helst i hytten. I detta fall tillhandahålls kopplingen mellan rattet och styrväxeln med hydraulik, som styrs av en doseringspump.

I en sådan modifiering finns det ingen motreaktion (till och med en fabrik), eftersom det inte finns någon växellåda med växel, mask eller skruvdrift i den. Naturligtvis är ett sådant system extremt sällsynt i lätta fordon. Dess huvudsakliga tillämpning är stor specialutrustning.

De viktigaste störningarna i styrningen

Styrfel inkluderar:

• Rattlek (vad som orsakar det, läs här);
• Knackning under körning (på grund av lossning av styrmekanismens monteringsbultar);
• Försämring av styrstångsfogarna;
• Slitage på tänderna på växellådsparet (på en kugghjul, kuggstång, mask eller rulle);
• Brott mot justeringen av växelmekanismen;
• Fel i den hydrauliska eller elektriska förstärkaren (för fel och möjliga reparationsalternativ, läs i en separat artikel).

För att eliminera funktionsstörningar är det nödvändigt att dra åt alla fästbultar, byta ut slitna delar och justera överföringsparmekanismen. I de flesta fall misslyckas styrningen sällan plötsligt. Tack vare snabb underhåll kommer huvudelementen att vara tillräckligt länge (ofta till och med längre än den period som tillverkaren har angett).

Frågor och svar:

Vilka typer av styrning finns det? Tre typer av mekanismer är vanliga: kuggstång, skruv och skruv. I budgetbilar används den första typen av styrmekanism. Vilken som helst av dem kan innehålla en förstärkare.

Vad är syftet med styrningen? Ger bilens rörelse i den riktning som ställts in av föraren. Mekanismen flyttar rattarna i ett horisontellt plan. Det är förbjudet att köra med defekt styrsystem.

Vilka är de viktigaste delarna av ratten? Den består av: en tvärlänk, en underarm, en svängtapp, en överarm, en längsgående länk, en styrväxel tvåbensben, en styrväxel, en rattaxel och en ratt.