Przekładnia kierownicza: co to jest i jak działa

Każdy samochód składa się z kilku kluczowych systemów, bez których albo jego działanie jest zabronione, albo kierowca nie odniesie sukcesu. Wśród takich systemów jest sterowanie. Kluczowym elementem tego systemu jest przekładnia kierownicza.

Rozważmy bardziej szczegółowo jego strukturę, zasadę działania, typy wzmacniaczy, a także niektóre typowe usterki mechanizmu.

Historia powstania wspomagania kierownicy

Pierwsi przedstawiciele pojazdów czterokołowych mieli prymitywne sterowanie. Obrotowe koła zamocowano na jednej belce, która mocowana była do korpusu tylko w części środkowej na zawiasie - zgodnie z zasadą transportu konnego.

Taki mechanizm nie pozwalał na manewrowanie wózkami samobieżnymi, a promień skrętu był na tyle duży, że samochód mógł całkowicie zawrócić gdzieś na placu. Ponadto do ukończenia zakrętu nie było wymagane wspomaganie kierownicy.

Z biegiem czasu w układzie kierowniczym wprowadzono poprawki, aby zminimalizować kąt skrętu samochodu. Aby ułatwić kierowcy (za każdym razem, gdy wynalazek powodował mocniejsze skręcanie kierownicy), opracowano różne opcje, począwszy od zwiększenia średnicy samej kierownicy, po wprowadzenie do systemu różnych rodzajów biegów.

W wyniku wieloletnich prób i błędów inżynierowie doszli do wniosku, że układ przekładni kierowniczej to złoty środek między prostotą, dostępnością i zwiększonym momentem obrotowym z kierownicy. Dodatkowo takie urządzenie jest kompatybilne ze wspomaganiem kierownicy.

Zasada działania

Stojak w maszynie prezentowany jest w postaci pręta z zębami. Jest połączony z mechanizmem obrotowym kierownicy. Jest napędzany przez wał kolumny kierownicy za pomocą przekładni zębatej lub przekładni ślimakowej.

Kiedy kierownica jest obracana, przekładnia kolumnowa przesuwa drążek w zależności od kierunku obrotu kierownicy. Na krawędziach listwy zamocowane są drążki kierownicze, które z kolei są połączone z mechanizmem przegubu obrotowego każdej z kierownic.

Wiele nowoczesnych drążków kierowniczych wyposażonych jest dodatkowo we wzmacniacz ułatwiający skręcanie kierownicą. Dzięki wprowadzeniu takiego mechanizmu zwiększył się komfort i bezpieczeństwo w samochodach.

Urządzenie i główne komponenty

Najczęściej w samochodach stosuje się modyfikację układu kierowniczego zębatkowego. Urządzenie takiego mechanizmu obejmuje:

• Kierownica - znajduje się w kabinie samochodu. Z jego pomocą kierowca ustala kierunek podczas jazdy;
• Kolumna kierownicy - wygląda jak metalowy pręt, przez który przenoszony jest moment obrotowy z kierownicy. Ze względów bezpieczeństwa element ten posiada jeden lub więcej przegubów Cardana (w przypadku zderzenia czołowego kolumna kierownicy składa się w kilku miejscach, co zapobiega zwiększeniu obrażeń klatki piersiowej kierowcy);
• Ząbkowana zębatka kierownicy. Zęby te są sprzęgane przez wał ślimakowy kolumny kierownicy. Konstrukcja w metalowej obudowie;
• Drążek kierowniczy - pręty przymocowane do obu końców szyny za pomocą połączenia gwintowanego. Na końcach prętów znajduje się gwint, do którego przykręcone są końcówki z zawiasami;
• Końcówki kierownicy to wydrążona rura, z jednej strony której wykonany jest gwint wewnętrzny (wkręcany jest w nią drążek kierowniczy), az drugiej zawias połączony ze zwrotnicą kierownicy.

Niektóre modyfikacje przekładni kierowniczej są wyposażone w amortyzator. Znajduje się między korpusem zębatki a prętami. Zadaniem tej części jest tłumienie drgań pochodzących z kół podczas jazdy samochodem po nierównej nawierzchni. Najczęściej ten element jest instalowany w szynach SUV-ów.

Rodzaje i wersje

Jak wspomniano wcześniej, kluczowe elementy przekładni kierowniczej nie zmieniły się od wielu dziesięcioleci. Mechanizm podlega jedynie niewielkim modyfikacjom, ale zasada pozostaje ta sama.

Jedyne, co wyróżnia wszystkie tego typu urządzenia, to napęd wzmacniacza. W sumie są trzy modyfikacje. Rozważmy cechy każdego z nich.

Mechaniczna przekładnia kierownicza

Ta modyfikacja jest klasyczna. Wszystkie samochody były w nią wyposażone aż do momentu powstania wzmacniaczy hydraulicznych i elektrycznych. Mechaniczna przekładnia kierownicza to najprostszy rodzaj urządzenia. Dzięki małym zębom i dużej w porównaniu z nimi dużej kierownicy, kierowca nie musi wysilać się, aby skręcić samochodem.

Istnieją zębatki kierownicze z różnymi przełożeniami. Przekładnia zębata o mniejszej amplitudzie jest wykonana w środku pręta, a wskaźnik ten rośnie na końcach. Dzięki temu kierowca może jeszcze łatwiej skręcić kierownicą podczas ruszania lub pokonywania zakrętów z dużą prędkością. A na parkingach, kiedy trzeba całkowicie wykręcić koła, kierowca nie musi wielokrotnie kręcić kierownicą.

Hydrauliczna przekładnia kierownicza

Ta modyfikacja różni się od poprzedniej tym, że jej urządzenie ma dodatkowy mechanizm, który wynika z działania hydraulicznego. Przeczytaj więcej o zasadzie działania wzmacniacza hydraulicznego. tutaj.

Wzmacniacz hydrauliczny zapewnia płynność i jednocześnie ostrość reakcji drążka kierowniczego zarówno podczas jazdy z różnymi prędkościami, jak i podczas postoju. Ten wzmacniacz zapewnia również większe bezpieczeństwo, gdy samochód jest w koleinie. W takim przypadku szanse, że przy uderzeniu w nierówność kierownica wyrwie się z rąk kierowcy są znacznie mniejsze.

Elektryczna przekładnia kierownicza

Podobnym wzmacniaczem jest szyna elektryczna. Zamiast napędu hydraulicznego w jego konstrukcji jest zainstalowany silnik elektryczny, który poprawia ruch zębatki kierowniczej.

W budżetowych modyfikacjach elektrycznego wzmacniacza silnik znajduje się w kolumnie kierownicy. Za najbezpieczniejszą opcję uważa się wzmacniacz elektryczny zainstalowany w samej szynie. Ta modyfikacja jest zawarta w pakiecie samochodów premium.

Pierwsza opcja jest najbardziej niebezpieczna, ponieważ jeśli wzmacniacz ulegnie awarii, dalsza eksploatacja samochodu będzie prawie niemożliwa.

W porównaniu do wspomagania kierownicy szyna elektryczna ma kilka zalet:

• Większa wydajność;
• Zużywa się mniej zasobów pojazdu - płyn roboczy stale krąży w układzie wspomagania kierownicy, ponieważ napęd pompy jest połączony z kołem pasowym wału korbowego i jest wyłączany tylko przy wyłączonym silniku. Wzmacniacz elektryczny działa tylko wtedy, gdy kierownica jest obrócona;
• Działanie mechanizmu nie zależy od temperatury powietrza (nie ma potrzeby podgrzewania cieczy w celu zwiększenia jej płynności);
• Mniej uwagi wymaga konserwacja - nie ma potrzeby monitorowania poziomu oleju, ponieważ mechanizm działa na innej zasadzie;
• Urządzenie zawiera mniej różnych uszczelek i nie ma węży, uszczelnień, które mogą wytrzymać wysokie ciśnienie. Dzięki temu mechanizm jest bardziej niezawodny niż wspomaganie kierownicy.

Główne awarie zębatki kierowniczej

Następujące znaki wskazują na awarię zębatki kierowniczej:

• Podczas jazdy po drodze o słabym zasięgu pojawia się pukanie, które znika, gdy kierownica jest bardziej obrócona;
• Zmniejszenie lub brak wysiłku podczas obracania kierownicy lub w jej centralnym położeniu;
• Kierownica sama się obraca;
• Po obróceniu kierownica ciasno powraca do swojego pierwotnego położenia lub ogólnie należy ją obrócić na siłę;
• Przy małej amplitudzie kierownicy same koła obracają się znacznie bardziej niż wcześniej;
• Zwiększył się luz na kierownicy;
• Zwiększony odrzut na kierownicę podczas jazdy po nierównościach;
• Jeśli samochód jest wyposażony w hydrauliczny wzmacniacz, płyn wypływa spod uszczelki olejowej, bagażnik lub inne elementy mechanizmu mają zanieczyszczenie olejem.

W przypadku pojawienia się co najmniej jednego z wymienionych objawów należy niezwłocznie zdiagnozować urządzenie i je naprawić. Często wystarczy kupić zestaw naprawczy i wymienić wszystkie uszczelki, uszczelki i pylniki, aby urządzenie zaczęło działać prawidłowo.

Oto najczęstsze awarie przekładni kierowniczej i opcje naprawy:

Awaria	Jak naprawić
Ćwiczenia na zębach pręta lub w ślimaku	Odzyskanie takich elementów jest niemożliwe, dlatego są one zastępowane nowymi.
Uszkodzenie obudowy stojaka	Mechanizm jest całkowicie wymieniony
Zniszczenie pylników (brud i piasek przedostają się do wnętrza mechanizmu, co prowadzi do rozwoju lub rdzewienia części metalowych)	Wymiana materiałów uszczelniających z zestawu naprawczego
Odkształcenie lub złamanie cięgien lub końcówek	Uszkodzone części są wymieniane
Tuleja jest zużyta lub pęknięta, powodując luz w kolumnie kierownicy	Wymiana tulei

Ponadto film opowiada o awariach i opcjach naprawy zębatek kierowniczych:

Przekładnia kierownicza: co się psuje i jak to naprawia?

Zapobieganie awariom

Przekładnia kierownicza to dość niezawodny i stabilny mechanizm. Do jego awarii dochodzi najczęściej na skutek niewłaściwej eksploatacji pojazdu lub na skutek nieprzestrzegania przepisów dotyczących rutynowej obsługi.

Aby przedłużyć żywotność tego mechanizmu, należy przestrzegać prostych zasad:

• Podczas jazdy po nierównych drogach zmniejsz prędkość samochodu, aby mechanizm kierowniczy odbierał mniej wstrząsów;
• Zostaw zaparkowany samochód z prostymi kołami;
• Nie obracaj kierownicy do końca (jeśli jest wspomaganie kierownicy, słychać będzie pisk lub buczenie pompy wzmacniacza) i nie trzymaj jej w tej pozycji dłużej niż 5 sekund;
• Wymień olej w zbiorniku wspomagania kierownicy na czas, kontroluj poziom tego płynu;
• Okresowo dokonuj oględzin pylników i pieczęci;
• Rozgrzej wspomaganie kierownicy, obracając kierownicę kilka razy w obu kierunkach przed rozpoczęciem jazdy.

Prawidłowe działanie drążka kierowniczego bezpośrednio wpływa na bezpieczeństwo podczas jazdy, dlatego nie można zignorować sygnałów alarmowych wskazujących na awarie mechanizmu.

Pytania i odpowiedzi:

Co to jest drążek kierowniczy? Jest to mechanizm, za pomocą którego moment obrotowy przenoszony jest z kierownicy na zwrotnice kierownicy. Kolumna kierownicy zamienia ruch obrotowy na ruch liniowy.

Co się stanie, jeśli drążek kierowniczy się zepsuje? Awarie przekładni kierowniczej prowadzą do nadmiernego luzu kierownicy, co jest obarczone sytuacją awaryjną na drodze. W przypadku wadliwego drążka kierowniczego traci się manewrowość maszyny.

Jak długo pracuje drążek kierowniczy? Zależy to od jego konstrukcji: jaki wzmacniacz w nim jest, jaki rodzaj transmisji jest używany. Niektórzy z nich uczęszczają do 70-80 tys., inni pracują regularnie za 150 tys.