Types, ontwerp en werkingsprincipe van het stuurmechanisme

Het veranderen van de richting van de auto doe je door de gestuurde wielen te draaien met behulp van het stuur. Tussen hem en de wielen bevindt zich echter een apparaat dat de inspanning van de handen van de bestuurder en zijn richting omzet om rechtstreeks kracht op de zwenkarmen uit te oefenen. Het wordt het stuurmechanisme genoemd.

Waar is de stuurinrichting voor?

In het algemene stuurschema voert het mechanisme de volgende taken uit:

• zet de rotatie van de ingaande as, waarmee de stuurkolom is verbonden, om in translatierotatie voor de stuurtrapeziumstaven;
• coördineert de kracht die de bestuurder kan uitoefenen met de nodige kracht op de hendels die zijn verbonden met de fusees van het onderstel, gebruikmakend van de mechanische overbrenging die beschikbaar is in het ontwerp met een bepaalde overbrengingsverhouding;
• zorgt in de meeste gevallen voor gezamenlijk werk met stuurbekrachtiging;
• beschermt de handen van de bestuurder tegen terugslag van verkeersdrempels.

Met een zekere mate van nauwkeurigheid kan dit apparaat worden beschouwd als een versnellingsbak, zoals het vaak wordt genoemd.

Soorten stuurmechanismen

Er zijn drie meest populaire versnellingsschema's:

• wormroller;
• tandheugel;
• soort kogelomloopspindel.

Elk van hen heeft zijn eigen voordelen en toepassingsgebieden.

Worm-roller mechanisme

Dit type werd in het verleden veel gebruikt op alle auto's, maar is nu beperkt in gebruik vanwege veel nadelen in vergelijking met andere schema's.

Het werkingsprincipe van het wormwiel is om een ​​sectorgetande rol met een spiraalvormig wormwiel op de stuurkolomas te laten lopen. De ingaande as van het verloopstuk is gemaakt uit één stuk met een wormkarteling met variabele radius en is uitgerust met een sleuf- of wigconnector voor verbinding met de kolomas. Het getande gedeelte van de rol bevindt zich op de uitgaande as van de bipod, met behulp waarvan de versnellingsbak is verbonden met de stuurstangen.

De hele constructie is in een stijve behuizing geplaatst, ook wel een carter genoemd vanwege de aanwezigheid van smering erin. Dit is meestal een vloeibare olie van het transmissietype. De as die uit het carter komt, is afgedicht met pakkingen. Het carter is vastgeschroefd aan het frame of het motorschot van de carrosserie.

De rotatie van de ingaande as in de versnellingsbak wordt omgezet in een roterende-translationele bipod-kogelpunt. Er zijn staven aan de wielen en extra trapeziumvormige hendels bevestigd.

Het mechanisme kan aanzienlijke krachten overbrengen en is vrij compact met grote overbrengingsverhoudingen. Maar tegelijkertijd is het moeilijk om de controle te organiseren met minimale speling en weinig wrijving. Vandaar de reikwijdte - vrachtwagens en SUV's, meestal met een conservatief ontwerp.

Stuurhuizen

Het meest gebruikte mechanisme voor personenauto's. De tandheugel is veel nauwkeuriger, geeft goede feedback en past goed in de auto.

Het rekmechanisme bestaat uit:

• rompen met bevestiging aan het schot van het lichaam;
• tandheugel liggend op de glijlagers;
• aandrijftandwiel aangesloten op de ingaande as;
• stuwkrachtmechanisme, dat zorgt voor een minimale speling tussen het tandwiel en de tandheugel.

De mechanische uitvoerconnectoren van de tandheugel zijn verbonden met de kogelgewrichten van de stuurstangen, die door de uiteinden rechtstreeks met de zwenkarmen werken. Dit ontwerp is lichter en compacter dan een stuurstang met wormwieloverbrenging. Hier komt de hoge regelnauwkeurigheid vandaan. Bovendien is de speling van het aandrijftandwiel veel nauwkeuriger en stabieler dan die van de complexe vorm van de rol en de worm. En de verhoogde terugkeer naar het stuur wordt gecompenseerd door moderne versterkers en dempers.

Schroef met kogelmoer

Een dergelijke versnellingsbak is vergelijkbaar met een wormwielkast, maar er worden belangrijke elementen in geïntroduceerd in de vorm van een segment van een tandheugel met een tandwielsector die langs de ingaande asschroef beweegt door circulerende metalen kogels. De railsector is verbonden met de tanden op de bipod-as.

Door het gebruik van een korte rail, wat eigenlijk een moer is met kogels langs de schroefdraad, wordt de wrijving bij hoge belasting aanzienlijk verminderd. Dit was namelijk de bepalende factor bij het gebruik van het mechanisme op zware vrachtwagens en andere soortgelijke voertuigen. Tegelijkertijd worden nauwkeurigheid en minimale spelingen in acht genomen, waardoor deze zelfde versnellingsbakken toepassing hebben gevonden in grote premium personenauto's.

Spelingen en wrijving in stuurmechanismen

Alle versnellingsbakken vereisen periodieke aanpassingen in verschillende mate. Door slijtage veranderen de openingen in de tandwielen, er ontstaat een speling op het stuur, waarbinnen de auto oncontroleerbaar is.

Wormwielen worden bestuurd door de tandwielsector in een richting loodrecht op de ingaande as te bewegen. Het behouden van speling bij alle stuurhoeken is moeilijk te garanderen, omdat slijtage optreedt in verschillende snelheden in de veelgebruikte rijrichting rechtuit en minder vaak in bochten onder verschillende hoeken. Dit is een veelvoorkomend probleem bij alle mechanismen, ook de rails slijten ongelijkmatig. Bij ernstige slijtage moeten onderdelen worden vervangen, anders zal de opening bij het draaien van het stuur veranderen in een interferentie met verhoogde wrijving, wat niet minder gevaarlijk is.