Cremallera de dirección - principio de funcionamento e deseño

Entre todos os tipos de mecanismos de dirección, a cremallera ocupa un lugar especial, aínda que só sexa porque é máis común nos deseños de turismos. Posuíndo unha serie de vantaxes, o ferrocarril, e así é como se adoita chamar brevemente en función do uso da parte principal, practicamente suplantou a todos os demais esquemas.

Características do uso de carrís

O carril en si é unha barra de aceiro deslizante cunha muesca dentada. Desde o lado dos dentes, unha engrenaxe motriz é presionada contra ela. O eixe da columna de dirección está estriado ao eixe do piñón. Adoita empregarse un engrenaxe helicoidal, xa que é silencioso e capaz de transmitir cargas importantes.

Cando se xira o volante, o condutor, actuando en conxunto coa dirección asistida, move a cremalleira na dirección desexada. Os extremos do carril a través das rótulas actúan sobre as varillas de dirección. Na sección das varillas instálanse acoplamentos roscados para o axuste da punta e as puntas de bola de dirección. En última instancia, a forza motriz transmítese a través do brazo pivotante ata o articulado, o cubo e o volante de cada lado. A configuración está deseñada de tal xeito que a goma non esvare no parche de contacto e cada roda móvese ao longo dun arco do raio desexado.

A composición da dirección de piñón e cremallera

Un mecanismo típico inclúe:

• unha carcasa onde se atopan todas as pezas, equipada con tacos para fixar a un escudo ou marco do motor;
• cremallera de engrenaxes;
• rodamentos lisos de tipo manguito nos que se apoia o carril ao moverse;
• eixe de entrada, normalmente colocado en rodamentos de rolos (agullas);
• un dispositivo para axustar a brecha de acoplamento dun cracker cargado con resorte e unha porca de axuste;
• botas de corbata.

Ás veces, o mecanismo está equipado cun amortecedor externo, deseñado para minimizar un dos inconvenientes do mecanismo de piñón e cremallera: unha transmisión excesivamente forte de choques ao volante das rodas que caen por desnivel. O amortecedor é un amortiguador telescópico montado horizontalmente, similar ao instalado nas suspensións. Nun extremo está conectado ao carril, e no outro extremo ao submarco. Todos os impactos son amortiguados polo sistema hidráulico do amortecedor.

Os mecanismos máis sinxelos utilizados nos coches máis lixeiros carecen de dirección asistida. Pero a maioría dos carrís téñeno na súa composición. O actuador hidráulico de refuerzo está integrado na carcasa do rack, só saen os accesorios para conectar as liñas hidráulicas dos lados dereito e esquerdo do pistón.

O distribuidor en forma de válvula de carrete e unha sección da barra de torsión está integrado no corpo do eixe de entrada do mecanismo de piñón e cremallera. Dependendo da magnitude e dirección da forza aplicada polo condutor, torcendo a barra de torsión, a bobina ábrese cara aos accesorios do cilindro hidráulico esquerdo ou dereito, creando presión alí e axudando ao condutor a mover o carril.

Ás veces, os elementos dun amplificador eléctrico tamén están incorporados no mecanismo de cremalleira se non está situado na columna de dirección. É preferible a transmisión directa por ferrocarril. Neste caso, o bastidor ten un motor eléctrico cunha caixa de cambios e unha segunda marcha motriz. Funciona en paralelo co principal ao longo dunha muesca de engrenaxe separada no carril. A dirección e magnitude da forza están determinadas pola unidade de control electrónico, que recibe un sinal do sensor de torsión de torsión do eixe de entrada e xera unha corrente de enerxía para o motor eléctrico.

Vantaxes e inconvenientes dun mecanismo con carril

Entre as vantaxes están:

• dirección de alta precisión;
• facilidade para garantir a transparencia do volante, mesmo equipado cun amplificador;
• a compacidade da montaxe e a sinxeleza do deseño na zona do escudo do motor;
• peso lixeiro e custo relativamente baixo;
• boa compatibilidade con amplificadores hidráulicos envellecidos e EUR modernos;
• mantebilidade satisfactoria, prodúcense kits de reparación;
• pouco esixente para a lubricación e o mantemento frecuente.

Tamén hai desvantaxes:

• transparencia fundamentalmente alta do volante en caso de uso en estradas irregulares, en ausencia de amortecedores e amplificadores de alta velocidade, o condutor pode resultar ferido;
• ruído en forma de golpes cando se traballa cunha brecha maior, cando o desgaste ocorre de forma desigual, a fenda non se pode axustar.

A combinación de pros e contras no funcionamento do mecanismo de piñón e cremallera determina o seu alcance: estes son coches, incluídos os deportivos, que funcionan principalmente en boas estradas a altas velocidades. Neste caso, o bastidor funciona do mellor xeito e está por diante de todos os outros esquemas de dirección en canto a calidades do consumidor.

Ás veces, o mantemento do mecanismo realízase para reducir a brecha cando aparecen golpes. Desafortunadamente, polas razóns de desgaste desigual descritas anteriormente, isto non sempre é posible. Nestes casos, o mecanismo substituirase como un conxunto, moitas veces por un restaurado de fábrica. O uso de kits de reparación elimina só golpes nos rodamentos e casquillos de apoio, pero non o desgaste do par de engrenaxes. Pero, en xeral, a vida útil do mecanismo é bastante alta e o custo das pezas novas é bastante aceptable.