Enheten, typerna och funktionsprincipen för styrstången
Innehåll
Styrstället är grunden för fordonets styrning, med vilken föraren styr bilens hjul i önskad riktning. Även om du inte ska reparera din bil själv, kommer det att vara användbart att förstå hur styrstången fungerar och hur den här mekanismen fungerar, för att känna till dess styrkor och svagheter kan du köra en personbil eller jeep mer försiktigt och förlänga dess livslängd upp till reparation.
Motorn är hjärtat i bilen, men det är styrsystemet som avgör vart den tar vägen. Därför bör varje förare åtminstone i allmänna termer förstå hur styrstången på hans bil är anordnad och vad dess syfte är.
Från paddel till rack - utvecklingen av styrning
I forntida tider, när människan precis hade börjat utforska land och vatten, men hjulet ännu inte hade blivit grunden för hennes rörlighet, blev flottar och båtar det huvudsakliga medlet för att flytta gods över långa avstånd (över en dags resa). Dessa fordon hölls på vattnet och rörde sig på grund av olika krafter, och för att kontrollera dem använde de den första styranordningen - en åra som sänktes ner i vattnet, som ligger på baksidan av flotten eller båten. Effektiviteten av en sådan mekanism var något högre än noll, och betydande fysisk styrka och uthållighet krävdes för att styra farkosten i rätt riktning.
När fartygens storlek och förskjutning växte krävde arbetet med en styråra mer och mer fysisk styrka, så det ersattes av en ratt som vände roderbladet genom ett system av remskivor, det vill säga det var den första styrmekanismen i historia. Uppfinningen och spridningen av hjulet ledde till utvecklingen av landtransporter, men dess huvudsakliga drivkraft var djur (hästar eller tjurar), så istället för en kontrollmekanism användes träning, det vill säga för någon handling av föraren, djuren vände sig åt rätt håll.
Uppfinningen av ånganläggningen och förbränningsmotorn gjorde det möjligt att bli av med dragdjur och verkligen mekanisera landfordon, varefter de omedelbart fick uppfinna ett styrsystem för dem som fungerar på en annan princip. Till en början användes de mest enkla enheterna, varför kontrollen av de första bilarna krävde enorm fysisk styrka, sedan bytte de gradvis till olika växellådor, vilket ökade kraften i vridkraften på hjulen, men tvingade ratten att svänga mer intensivt.
Ett annat problem med styrmekanismen som måste övervinnas är behovet av att vrida hjulen i olika vinklar. Hjulets bana som ligger på insidan, i förhållande till sidans sväng, går längs en mindre radie, vilket gör att det måste vridas kraftigare än hjulet på utsidan. På de första bilarna var detta inte fallet, varför framhjulen nöts ut mycket snabbare än de bakre. Sedan fanns det en förståelse för tåvinkeln, dessutom var det möjligt att tillhandahålla den med hjälp av principen om hjulens initiala avvikelse från varandra. Vid körning i rak linje har detta nästan ingen effekt på gummit, och vid kurvtagning ökar det bilens stabilitet och kontrollerbarhet och minskar även slitbanan på däcken.
Allmän layout
Här är de viktigaste detaljerna som ligger till grund för styrställets layout:
- drivväxel;
- kuggstång;
- betoning (klämmekanism);
- huset;
- tätningar, bussningar och ståndarknappar.
Styrstång i sektion
Detta schema är inneboende i skenorna i alla bilar. Därför börjar svaret på frågan "hur fungerar styrstället" alltid med den här listan, eftersom den visar enhetens allmänna struktur. Dessutom har en hel del foton och filmer lagts ut på Internet som visar både utseendet på blocket och dess insida, som finns med i listan.
kugghjul
Denna del är en axel med sneda eller raka tänder skurna på den, utrustad med lager i båda ändar. Denna konfiguration ger en konstant position i förhållande till karossen och kuggstången i valfritt läge på ratten. Axeln med sneda tänder är i en vinkel mot skenan, på grund av vilken de tydligt griper in i de raka tänderna på skenan, axeln med raka tänder installerades på maskiner från 80- och 90-talet av förra seklet, en sådan del är lättare att tillverka, men dess varaktighet tjänster är mycket kortare. Trots att principen för drift av cylindriska och spiralformade växlar är densamma, är den senare mer tillförlitlig och inte benägen att fastna, varför den har blivit den viktigaste i styrmekanismer.
På alla bilar som har tillverkats sedan förra seklets sista decennium är endast spiralaxlar installerade, detta minskar belastningen på kontaktytorna och förlänger livslängden på hela mekanismen, vilket är särskilt viktigt för ställ som inte är utrustade med en hydraulisk (servostyrning) eller elektrisk (EUR) booster. Den cylindriska växeln var populär i Sovjetunionen och Ryska federationen, den sattes på de första versionerna av styrmekanismerna för framhjulsdrivna fordon, men med tiden övergavs detta val till förmån för en spiralformad växel, eftersom sådana en växellåda är mer pålitlig och kräver mindre ansträngning för att vrida ratten.
Drivväxeln är kopplad till rattstången med en sammansatt axel med kardaner, vilket är ett säkerhetselement, dess syfte är att skydda föraren vid en kollision från att träffa ratten i bröstet. Under en kollision viks en sådan axel och överför inte kraft till passagerarutrymmet, vilket var ett allvarligt problem i bilar under första hälften av förra seklet. Därför, på högerhänta och vänsterhänta maskiner, är denna växel placerad på olika sätt, eftersom kuggstången är i mitten och växeln är på sidan av ratten, det vill säga i själva kanten av enheten.
ribba
Själva kuggstången är en rundstång av härdat stål, vars ena ände finns tänder motsvarande drivhjulet. I genomsnitt är längden på växeldelen 15 cm, vilket räcker för att vrida framhjulen från extremt höger till extremt vänster och vice versa. I ändarna eller i mitten av skenan borras gängade hål för att fästa styrstänger. När föraren vrider på ratten flyttar drivväxeln kuggstången i rätt riktning, och tack vare ett ganska stort utväxlingsförhållande kan föraren korrigera fordonets riktning till inom bråkdelar av en grad.
Styrställ
För effektiv drift av en sådan mekanism är skenan fixerad med en hylsa och en klämmekanism, vilket gör att den kan röra sig åt vänster och höger, men förhindrar att den rör sig bort från drivväxeln.
Spännmekanism
Vid körning i ojämn terräng utsätts styrväxellådan (kuggstång/drevpar) för belastningar som tenderar att ändra avståndet mellan de båda elementen. Styv fixering av stativet kan leda till att det fastnar och oförmågan att vrida ratten och därför utföra en manöver. Därför är styv fixering endast tillåten på ena sidan av enhetskroppen, på avstånd från drivväxeln, men det finns ingen styv fixering på andra sidan, och kuggstången kan "spela" lite och växla i förhållande till drivväxeln. Denna design ger inte bara ett litet spel som hindrar mekanismen från att kila, utan skapar också en starkare feedback, vilket gör att förarens händer kan känna vägen bättre.
Funktionsprincipen för klämmekanismen är som följer - en fjäder med en viss kraft pressar kuggstången mot kugghjulet, vilket säkerställer täta ingrepp mellan tänderna. Kraften som överförs från hjulen, som pressar kuggstången till växeln, överförs lätt av båda delarna, eftersom de är gjorda av härdat stål. Men kraften riktad i den andra riktningen, det vill säga att flytta båda elementen bort från varandra, kompenseras av fjäderns styvhet, så kuggstången rör sig något bort från växeln, men detta påverkar inte ingreppet mellan båda delarna.
hölje
Enhetens kropp är gjord av aluminiumlegering och är också utrustad med förstyvningar, tack vare vilka det var möjligt att minska vikten så mycket som möjligt utan att förlora styrka och styvhet. Kroppens styrka är tillräcklig för att säkerställa att de belastningar som uppstår under körning, även i ojämn terräng, inte skadar den. Samtidigt säkerställer schemat för kroppens inre utrymme en effektiv drift av hela styrmekanismen. Karossen har också hål för att fästa på bilens kaross, tack vare vilka den samlar alla styrelement tillsammans, vilket säkerställer deras samordnade arbete.
Tätningar, bussningar och ståndarknappar
Bussningarna som är installerade mellan karossen och skenan har hög slitstyrka och ger även enkel förflyttning av stången inuti karossen. Oljetätningar skyddar det smorda området av mekanismen, det vill säga utrymmet runt drivhjulet, förhindrar förlust av smörjmedel och isolerar det från damm och smuts. Ståndarknappar skyddar de öppna områdena av kroppen genom vilka dragstängerna passerar. Beroende på maskinens modell är de fästa i ändarna eller mitten av skenan, i alla fall är det ståndarknapparna som skyddar kroppens öppna områden från damm och smuts.
Ändringar och typer
Trots det faktum att raken vid gryningen av dess utseende var den bästa typen av styrmekanism, fick teknikutvecklingen tillverkarna att ytterligare modifiera denna enhet. Eftersom huvudmekanismerna sedan enhetens utseende, liksom designen och schemat för dess drift inte har förändrats, har tillverkarna riktat sina ansträngningar för att förbättra effektiviteten genom att installera olika förstärkningsanordningar.
Den första var en hydraulisk booster, vars största fördel var enkelheten i designen med extrem noggrannhet för korrekt drift, eftersom styrställen med servostyrning inte tolererade att svänga till maximal vinkel vid höga motorvarvtal. Den största nackdelen med servostyrningen var beroendet av motorn, eftersom det är till den som insprutningspumpen är ansluten. Funktionsprincipen för denna anordning är att när ratten vrids, levererar den hydrauliska fördelaren vätska till en av de två kamrarna, och när hjulen når motsvarande varv stannar vätsketillförseln. Tack vare detta schema reduceras kraften som krävs för att vrida hjulen utan att förlora feedback, det vill säga att föraren effektivt styr och känner vägen.
Nästa steg var utvecklingen av ett elektriskt styrställ (EUR), men de första modellerna av dessa enheter orsakade mycket kritik, eftersom falsklarm ofta inträffade, på grund av vilka bilen spontant vände under körning. När allt kommer omkring spelades distributörens roll av en potentiometer, som av olika skäl inte alltid gav korrekt information. Med tiden eliminerades denna defekt nästan helt, på grund av vilken tillförlitligheten av kontrollen av EUR inte på något sätt är sämre än servostyrningen. Vissa biltillverkare använder redan elektrisk servostyrning, som kombinerar fördelarna med elektriska och hydrauliska enheter, såväl som utan deras nackdelar.
Därför har följande uppdelning i typer av styrställ idag antagits:
- enkel (mekanisk) - nästan aldrig använd på grund av låg effektivitet och behovet av att anstränga sig för att vrida hjulen på plats;
- med hydraulisk booster (hydraulisk) - är en av de mest populära på grund av sin enkla design och höga underhållsförmåga, men boostern fungerar inte när motorn är avstängd;
- med elektrisk booster (elektrisk) - de är också en av de mest populära, som gradvis ersätter enheter med servostyrning, eftersom de fungerar även när motorn är avstängd, även om problemet med slumpmässig drift ännu inte helt har eliminerats;
- med en elektrisk hydraulisk booster, som kombinerar fördelarna med båda tidigare typerna, det vill säga de fungerar även när motorn är avstängd och "behagar" inte föraren med slumpmässiga resor.
styrstång med EUR
Denna klassificeringsprincip tillåter ägaren eller potentiell köpare av en personbil att omedelbart utvärdera alla fördelar och nackdelar med styrningen av en viss modell.
Utbytbarhet
Biltillverkare producerar nästan aldrig kuggstångsstyrmekanismer, undantaget var AvtoVAZ, men även där överfördes detta arbete till partners, därför är det nödvändigt att välja inte bara i händelse av allvarliga defekter i denna enhet, när reparationer är olönsamma. modell, men också tillverkaren av denna mekanism. En av de ledande på denna marknad är ZF, som specialiserar sig på tillverkning av alla typer av enheter, från automatiska växellådor till styrmekanismer. Istället för ZF-skenan kan du ta en billig kinesisk analog, eftersom deras krets och dimensioner är desamma, men det kommer inte att hålla länge, till skillnad från den ursprungliga enheten. Ofta är bilar vars ålder har överskridit 10 år utrustade med en skena från andra tillverkare, vilket bekräftas av foton av deras markeringar som publiceras på Internet.
Ofta sätter garagehantverkare styrställ från utländska bilar, till exempel olika Toyota-modeller, på inhemska bilar. En sådan ersättning kräver en partiell förändring av den bakre väggen i motorrummet, men bilen får en mycket mer pålitlig enhet som överträffar AvtoVAZ-produkter i alla avseenden. Om skenan från samma "Toyota" också är utrustad med en elektrisk eller hydraulisk booster, närmar sig till och med den gamla "Nio" plötsligt, när det gäller komfort, skarpt utländska bilar från samma period.
Större störningar
Styrstångens enhet är sådan att denna mekanism är en av de mest tillförlitliga i bilen, och de flesta av felfunktionerna är associerade antingen med slitage (skada) av förbrukningsvaror eller med trafikolyckor, det vill säga olyckor eller olyckor. Oftast måste reparatörer byta ståndarknappar och tätningar, liksom slitna kuggstänger och drivväxlar, vars körsträcka överstiger hundratusentals kilometer. Du måste också regelbundet dra åt klämmekanismen, vilket beror på styrmekanismens schema, men denna åtgärd kräver inget utbyte av delar. Mycket mindre ofta kräver denna enhets kropp, som har spruckit på grund av en olycka, utbyte, i vilket fall den funktionsbara skenan, växeln och klämmekanismen överförs till donatorkroppen.
Vanliga skäl för att reparera denna nod är:
- styrspel;
- knackning under körning eller svängning;
- för lätt eller snäv styrning.
Dessa defekter är förknippade med slitaget på huvudkomponenterna som utgör styrstången, så de kan också hänföras till förbrukningsvaror.
Var är den
För att förstå var styrstället är placerat och hur det ser ut, ställ bilen på en hiss eller överfart, öppna sedan motorhuven och vrid hjulen i valfri riktning tills de stannar. Följ sedan vart styrstängerna leder, det är här denna mekanism sitter, likt ett räfflat aluminiumrör, till vilket kardanaxeln från styraxeln passar. Om du inte har någon erfarenhet av bilreparation och du inte vet var denna nod är belägen, titta på bilderna och videorna där författarna visar platsen för skenan i sina bilar, samt de mest bekväma sätten att komma åt den: detta kommer att rädda dig från många misstag, inklusive antal som leder till skada.
Oavsett modell och tillverkningsår är denna mekanism alltid placerad på motorrummets bakvägg, så att den kan ses från sidan av det omvända hjulet. För reparation eller byte är det bekvämare att komma till det ovanifrån, genom att öppna huven eller underifrån, genom att ta bort motorskyddet, och valet av åtkomstpunkt beror på bilens modell och konfiguration.
Slutsats
Styrstället är grunden för fordonets styrning, med vilken föraren styr bilens hjul i önskad riktning. Även om du inte ska reparera din bil själv, kommer det att vara användbart att förstå hur styrstången fungerar och hur den här mekanismen fungerar, för att känna till dess styrkor och svagheter kan du köra en personbil eller jeep mer försiktigt och förlänga dess livslängd upp till reparation.
