Tipos, deseño e principio de funcionamento do mecanismo de dirección

O cambio de dirección do coche realízase xirando as rodas de dirección usando o volante. Non obstante, entre el e as rodas hai un dispositivo que converte o esforzo das mans do condutor e a súa dirección para aplicar forza directamente aos brazos basculantes. Chámase mecanismo de dirección.

Para que serve o mecanismo de dirección?

No esquema xeral de dirección, o mecanismo realiza as seguintes tarefas:

• converte a rotación do eixe de entrada, ao que está conectada a columna de dirección, en rotación de traslación para as barras do trapecio de dirección;
• coordina a forza que o condutor pode crear coa forza necesaria sobre as pancas conectadas aos articulados de dirección do tren de aterrizaje, utilizando a transmisión mecánica dispoñible no deseño cunha determinada relación de transmisión;
• na maioría dos casos, ofrece traballo conxunto con dirección asistida;
• protexe as mans do condutor dos golpes da estrada.

Cun certo grao de precisión, este dispositivo pode considerarse unha caixa de cambios, como se adoita chamar.

Variedades de mecanismos de dirección

Hai tres esquemas de engrenaxes máis populares:

• rolo de verme;
• piñón e cremalleira;
• tipo parafuso de bolas.

Cada un deles ten as súas propias vantaxes e áreas de uso.

Mecanismo de rolo de verme

Este tipo foi moi utilizado no pasado en todos os coches, pero agora ten un uso limitado debido a moitas desvantaxes en comparación con outros esquemas.

O principio de funcionamento da engrenaxe sen fin é executar un rolo dentado sectorial cunha roda de espiral sen fin no eixe da columna de dirección. O eixe de entrada do redutor está feito dunha soa peza cun moleteado sen fin de raio variable, e está equipado cun conector ranurado ou en cuña para a conexión co eixe da columna. O sector dentado do rolo está situado no eixe de saída do bípode, coa axuda do cal a caixa de cambios está conectada ás varillas de dirección.

Toda a estrutura colócase nunha carcasa ríxida, tamén chamada cárter debido á presenza de lubricación nela. Este é xeralmente un aceite líquido de tipo transmisión. As saídas do eixe do cárter están seladas con prensaestopas. O cárter está atornillado ao bastidor ou ao tabique do motor da carrocería.

A rotación do eixe de entrada na caixa de cambios convértese nunha punta de bola de bípode de rotación-translación. As barras están unidas a el ás rodas e pancas trapezoidais adicionais.

O mecanismo é capaz de transmitir forzas significativas e é bastante compacto con grandes relacións de transmisión. Pero ao mesmo tempo, é difícil organizar o control cunha mínima reacción e baixa fricción. De aí o alcance: camións e SUV, na súa maioría de deseño conservador.

Cremalleras de dirección

O mecanismo máis utilizado para os turismos. A cremallera é moito máis precisa, proporciona unha boa retroalimentación e encaixa ben no coche.

O mecanismo de rack consta de:

• cascos con suxeición ao mamparo da carrocería;
• cremallera deitada sobre os rodamentos da revista;
• engrenaxe de accionamento conectado ao eixe de entrada;
• mecanismo de empuxe, proporcionando un espazo mínimo entre a engrenaxe e a cremalleira.

Os conectores mecánicos de saída do bastidor están conectados ás rótulas das varillas de dirección, que traballan a través das puntas directamente cos brazos oscilantes. Este deseño é máis lixeiro e máis compacto que un enlace de dirección de engrenaxe sen fin. Aquí é de onde vén a alta precisión de control. Ademais, o espazo libre da engrenaxe motriz é moito máis preciso e estable que o da complexa forma do rolo e do gusano. E o aumento do retorno ao volante compénsase con amplificadores e amortiguadores modernos.

Parafuso con porca esférica

Tal caixa de cambios é semellante a unha caixa de cambios sen fin, pero nela introdúcense elementos importantes en forma de segmento de cremalleira cun sector de engrenaxes que se move ao longo do parafuso do eixe de entrada a través de bolas metálicas circulantes. O sector ferroviario está conectado aos dentes do eixe do bípode.

Debido ao uso dun carril curto, que en realidade é unha porca con bólas ao longo da rosca, a fricción redúcese significativamente baixo cargas elevadas. É dicir, este foi o factor determinante ao usar o mecanismo en camións pesados ​​e outros vehículos similares. Ao mesmo tempo, obsérvanse a precisión e as distancias mínimas, polo que estas mesmas caixas de cambios atoparon aplicación nos grandes turismos premium.

Xogos e rozamentos nos mecanismos de dirección

Todas as caixas de cambios requiren axustes periódicos en diferentes graos. Debido ao desgaste, os ocos nas xuntas de engrenaxes cambian, aparece un xogo no volante, dentro do cal o coche é incontrolable.

As engrenaxes sen fin contrólanse movendo o sector de engrenaxes nunha dirección perpendicular ao eixe de entrada. Manter o espazo libre en todos os ángulos de dirección é difícil de garantir, xa que o desgaste prodúcese a diferentes velocidades na dirección de desprazamento que se usa con frecuencia e máis raramente nos xiros en varios ángulos. Este é un problema común en todos os mecanismos, os carrís tamén se desgastan de forma desigual. Con un desgaste severo, as pezas deben ser substituídas, se non, cando se xira o volante, a brecha converterase nunha interferencia co aumento da fricción, o que non é menos perigoso.