uklad_kierowniczy.pdf

UKŁADKIEROWNICZY

Zadaniem układu kierowniczego jest umoŜliwienie kierowcy sterowania samochodem

poprzez odpowiednie ustawienie kół kierowanych. Dzieje się to za pośrednictwem koła

kierownicy, kolumny kierownicy (która przekazuje obroty koła kierownicy do przekładni

kierowniczej), przekładni kierowniczej (która zwiększa siłę przyłoŜona przyłoŜoną przez

kierowcę do koła kierownicy w celu jej dalszego przeniesienia na drąŜki kierownicze) oraz

drąŜków kierowniczych (które przekazują ruch w wyjścia przekładni kierowniczej do

mechanizmu zwrotniczego). Ruch obrotowy koła kierownicy jest więc zmieniany na ruch

posuwistydrąŜkówkierowniczych.

Układkierowniczyskładasięz:

V mechanizmuzwrotniczego,czyli:

zwrotnickół,

ramionzwrotnic,

zespołudrąŜkówpoprzecznych

V mechanizmukierowniczego,czyli:

przekładnikierowniczej,

kolumnyzkołemkierownicy.

Kołokierownicy

DrąŜek

kierowniczy

Kolumna

kierownicy

Przekładnia

kierownicza

Zwrotnica

Układy kierownicze róŜnią się miedzy sobą przede wszystkim rodzajem przekładni

kierowniczej. Obecnie w samochodach osobowych i dostawczych stosuje się dwa

podstawowerozwiązania:przekładniezębatkoweikulkoweśrubowe.Todrugierozwiązanie

spotykasięwsamochodachcięŜszych.

Mechanizmzwrotniczy

Mechanizm zwrotniczy składa się z drąŜków i ramion zwrotnic, które przekazują ruchy

przekładni kierowniczej do przednich kół. W samochodach z zawieszeniem przednim

niezaleŜnym i przekładnią zębatkową mechanizm zwrotniczy stanowią dwa drąŜki

kierownicze połączone przegubami kulowymi z ramionami zwrotnic. RównieŜ przegubami

kulowymidrąŜkitesąpołączonezkońcówkamizębatkiprzekładni.

Końcówka drąŜka kierowniczego jest nakręcana na drąŜek. Takie połączenie umoŜliwia

łatwą wymianę samych przegubów końcówki, jeśli ulegną uszkodzeniu, a takŜe regulację

zbieŜnościkół,którąwykonujesięprzezobracaniedrąŜkakierowniczego.

PrzegubykulowekońcówekdrąŜkówsąbezobsługoweinieprzewidujesięichnaprawy.

ZwrotniceprzejmująobciąŜenieprzyłoŜonedokółprzednichorazpełniąfunkcjęosiobrotu

kół. Zwrotnice obracają się wokół przegubów kulowych wahaczy lub sworzni (zaleŜnie od

konstrukcjizawieszeniaprzedniego).

Przekładniakierownicza

Przekładnia kierownicza oprócz sterowania kołami przednimi samochodu pełni takŜe rolę

reduktora,któryzwiększającmomentdoprowadzonydozwrotnic,zmniejszasiłęniezbędną

doobracaniakierownicą.

Istnieje wiele typów przekładni kierowniczych, ale najczęściej stosowana w samochodach

osobowychzzawieszeniemniezaleŜnymkółprzednichjestprzekładniazębatkowa.

Przekładnia taka składa się z listwy zębatej (zębatki), umieszczonej poprzecznie do osi

samochodu, i współpracującego z nią walcowego koła zębatego (zębnika), związanego z

wałemkierownicy.DokońcówlistwyzębatejsąumocowaneprzegubowodrąŜkikierownicze.

Przekładnia zamienia ruch obrotowy koła kierownicy na poprzeczny ruch zębatki. Mieszki

gumowe umieszczone na końcach obudowy zębatki zabezpieczają przekładnię przed

przedostaniemsięzzewnątrzwodyizanieczyszczeń.

Wewszystkichprzekładniachzębatkowychmamiejsceautomatycznaregulacjaluzumiędzy

listwązębatąazębnikiem.

Kolumnakierownicy

Kolumnakierownicyskładasięzwałukierownicy,któryprzekazujeobrotykołakierownicydo

przekładni, oraz z obudowy wału mocowanej do nadwozia. Górny koniec wału ma kształt

stoŜkowegowielowypustu,naktórymjestosadzonekołokierownicyiprzykręconenakrętką.

Dolny koniec wału jest połączony z przekładnią kierowniczą za pomocą przegubu

krzyŜakowego lub przegubu elastycznego, którego zadaniem jest dodatkowo

minimalizowanie drgań przenoszonych z przekładni na koło kierownicy. Wał jest

ułoŜyskowany w obudowie najczęściej za pomocą łoŜysk igiełkowych i kulkowych, rzadziej

ślizgowych.

Obudowa i wał są tak skonstruowane, aby mogły się odkształcać w zaprogramowany

sposób w kierunku wzdłuŜnym i przy zderzeniu czołowym przeciwdziałać przesunięciu się

koła kierownicy w stronę kierowcy i nie zmniejszać skuteczności działania poduszki

powietrznej. Standardowym wyposaŜeniem kaŜdej kolumny jest blokada kierownicy, która

uniemoŜliwiaobróceniekołakierownicypowyjęciukluczykazestacyjki.

W celu zwiększenia komfortu kolumna moŜe być wyposaŜona w mechanizm regulacji

połoŜenia, który słuŜy do regulacji pionowego połoŜenia i kąta pochylenia koła kierownicy,

czy teŜ w mechanizm wysuwania kierownicy, pozwalający na regulację jej odległości od

kierowcy.

Układwspomaganiakierownicyhydrauliczny

Układ wspomagania kierownicy zmniejsza siłę potrzebną do obracania koła kierownicy.

Dzięki temu pozwala zwiększyć komfort jazdy, szczególnie w pojazdach z szerokimi

oponaminiskociśnieniowymi,którezapewniająpowiększonepolestykuoponyzjezdnią.

Układ wspomagania hydrauliczny składa się z pompy oleju, zbiornika wyrównawczego i

przewodówciśnieniowych.Pompaolejujestnapędzanapaskiemklinowymodsilnika.

Częstowsamochodachzklimatyzacją,którastanowijuŜobciąŜeniedlasilnika,stosowana

jest elektryczna pompa oleju (patrz rys. poniŜej). Pompa zasysa olej hydrauliczny ze

zbiornika wyrównawczego i tłoczy go pod bardzo duŜym ciśnieniem do przekładni

kierowniczej. Wytwarzane ciśnienie oddziałuje na tłok przesuwający się wewnątrz cylindra

siłownika. Tłok jest połączony z listwą zębatą przekładni kierowniczej. W zaleŜności od

kierunku skręcania kierownicy olej jest doprowadzany na jedną lub drugą stronę tłoka, o

czym decyduje zawór sterujący. Jest on połączony z zębnikiem i dzięki temu reaguje na

obrót kierownicy. Prócz tego zawór sterujący reguluje ciśnienie oleju w zaleŜności od

wielkościsiłypotrzebnejdoskręceniakół.

PompaolejumoŜebyćwyposaŜonawurządzeniedoregulacjiwydatkupłynu

W przypadku zerwania paska klinowego lub awarii układu wspomagania, kierowca

zachowuje moŜliwość kierowania pojazdem. Odbywa się to jednak bez wspomagania i

wysiłekkoniecznydoskręceniakółbędziewiększy.

NaponiŜszymrysunkupokazanoelektrycznohydraulicznyukładwspomagania.

Układwspomaganiakierownicyelektryczny

Układ wspomagania kierownicy zmniejsza siłę potrzebną do obracania koła kierownicy.

Wspomaganie elektryczne jest realizowane za pomocą silnika elektrycznego sterowanego

elektroniczniezaleŜnieodprędkościsamochodu.

Układ wspomagania składa się z silnika elektrycznego, czujnika momentu obrotowego,

czujnikaprędkościjazdyorazelektronicznegourządzeniasterującego.

Silnik elektryczny układu wspomagania (2, rys. na następnej stronie) jest połączony

mechaniczniezwałemkierownicy(1)poprzezsprzęgłoelektromagnetycznejednotarczowe

oraz ślimakową przekładnię redukcyjną. Elektrycznie silnik jest połączony z urządzeniem

sterującym.

Lampka kontrolna (8) jest umieszczona na tablicy rozdzielczej i słuŜy do informowania o

brakuwspomaganialubwystąpieniausterkiwukładzie.

Czujnikmomentuobrotowego(3)jesttypumagnetoindukcyjnego.Zespółczujnikaskłada

sięzdrąŜkaskrętnego,umocowanegodowałukierownicy,czujnikapołoŜeniakątowego(4)

orazukładuelektronicznego,analizującegosygnał.

Czujnikprędkościsamochodujesttypuelektromagnetycznego,zwbudowanymobwodem

elektronicznym.Czujnikjestzamontowanywskrzynibiegów,przywyjściunapędu.

Elektroniczne urządzenie sterujące (7) rejestruje sygnały pochodzące od wymienionych

wyŜej czujników, jak równieŜ od czujnika prędkości obrotowej silnika, który współpracuje z

układem wtryskowym i jego sterownikiem (6). Urządzenie (7) steruje pracą silnika

elektrycznego, sprawdzając kierunek i natęŜenie prądu płynącego w uzwojeniu silnika.

Urządzenie kontroluje równieŜ sprawność układu i umoŜliwia jego działanie w przypadku

uszkodzeniaktóregośzjegoelementów.

Zasada wspomagania kierownicy polega na oddziaływaniu silnika elektrycznego na wał

kierownicy.Kiedykierowcarozpoczynaobracaniekołakierownicy,następujeodkształcenie

drąŜka skrętnego, którego stopień jest mierzony elektrycznie i przekazywany w postaci

sygnały do urządzenia sterującego. Urządzenie sterujące rozpoczyna zasilanie silnika

elektrycznegoprądemzaleŜnymodwytworzonegomomentuobrotowegoorazodprędkości

jazdy samochodu. Moment obrotowy silnika elektrycznego, przekazywany na wał poprzez

sprzęgło i przekładnię ślimakową, sumuje się z momentem przyłoŜonym przez kierowcę.

Reakcja kół na skręcanie jest z powrotem przekazywana na drąŜek skrętny, zapewniając

przepływinformacjiwdrugąstronędourządzeniasterującego.

W nowszych rozwiązaniach układ wspomagania posiada funkcję aktywnego powrotu

kierownicy do połoŜenia środkowego. Ponadto w układzie kierowniczym stosuje się

specjalny element łączący kolumnę kierownicy z przekładnią (5) zapobiegający

przenoszeniudrgańnakierownicę.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: