A kormányszerkezet típusai, kialakítása és működési elve

Az autó irányának megváltoztatása a kormányzott kerekek kormánykerék segítségével történő elforgatásával történik. Közte és a kerekek között azonban van egy eszköz, amely a vezető kezének erőfeszítését és irányát úgy alakítja át, hogy közvetlenül a lengőkarokra fejtsen ki erőt. Ezt kormánymechanizmusnak hívják.

Mire való a kormánymű?

Az általános irányítási rendszerben a mechanizmus a következő feladatokat látja el:

• átalakítja a bemenő tengely forgását, amelyhez a kormányoszlop csatlakozik, a kormánytrapézrudak transzlációs forgásává;
• koordinálja azt az erőt, amelyet a vezető a szükséges erővel a futómű kormánycsuklóihoz kapcsolódó karokon tud létrehozni, a kialakításban elérhető mechanikus erőátvitel segítségével meghatározott áttételi arány mellett;
• a legtöbb esetben közös munkát biztosít a szervokormánnyal;
• védi a vezető kezét az út egyenetlenségei miatti visszarúgástól.

Bizonyos fokú pontossággal ez az eszköz sebességváltónak tekinthető, ahogyan gyakran nevezik.

A kormányszerkezetek változatai

Három legnépszerűbb sebességváltó séma van:

• féreghenger;
• fogasléc;
• golyós csavar típusa.

Mindegyiknek megvannak a maga előnyei és felhasználási területei.

Csigagörgős mechanizmus

Ezt a típust korábban minden autón széles körben használták, de mára korlátozottan használják, mivel számos hátránya van más rendszerekhez képest.

A csigahajtómű működési elve, hogy a kormányoszlop tengelyén spirális csigakerékkel ellátott szektorfogas görgőt kell futtatni. A reduktor bemenő tengelye egy darabból, változtatható sugarú csiga recézéssel készül, és hornyos vagy ékcsatlakozóval van felszerelve az oszloptengelyhez való csatlakozáshoz. A görgő fogazott szektora a bipod kimenő tengelyén található, melynek segítségével a sebességváltó a kormánytrapézrudakhoz kapcsolódik.

Az egész szerkezet egy merev házban van elhelyezve, amelyet forgattyúsháznak is neveznek a benne lévő kenés miatt. Ez általában egy sebességváltó típusú folyékony olaj. A forgattyúházból kilépő tengelyek tömszelencékkel vannak tömítve. A forgattyúház a karosszéria keretéhez vagy motor válaszfalához van csavarozva.

A bemenő tengely forgása a sebességváltóban forgó-transzlációs bipod golyós hegyré alakul. A rudak a kerekekhez és a további trapézkarokhoz vannak rögzítve.

A mechanizmus jelentős erők átvitelére képes, és meglehetősen kompakt, nagy áttételekkel. Ugyanakkor nehéz megszervezni az irányítást minimális holtjátékkal és alacsony súrlódással. Innen a terjedelem - teherautók és SUV-k, többnyire konzervatív kialakításúak.

Kormánylécek

A személygépkocsikhoz legszélesebb körben használt mechanizmus. A fogasléc sokkal precízebb, jó visszajelzést ad és jól illeszkedik az autóba.

A rack mechanizmus a következőkből áll:

• hajótestek a karosszéria válaszfalához rögzítéssel;
• fogasléc a csapágyakon fekve;
• hajtómű a bemeneti tengelyhez csatlakoztatva;
• tolószerkezet, minimális távolságot biztosítva a fogaskerék és a fogasléc között.

A fogasléc kimeneti mechanikus csatlakozói a kormányrudak gömbcsuklóihoz vannak csatlakoztatva, amelyek közvetlenül a lengőkarokkal működnek át a csúcsokon. Ez a kialakítás könnyebb és kompaktabb, mint a csigakerekes kormányrudazat. Innen ered a nagy vezérlési pontosság. Ezenkívül a hajtómű hézaga sokkal pontosabb és stabilabb, mint a görgő és a csiga összetett formájáé. A kormánykerék megnövekedett visszatérését pedig modern erősítők és lengéscsillapítók kompenzálják.

Csavar golyós anyával

Az ilyen sebességváltó hasonló a csigahajtóműhöz, de fontos elemeket vezetnek be egy fogasléc szegmens formájában, amelynek fogaskereke a bemeneti tengely csavarja mentén mozog keringő fémgolyókon keresztül. A fogasléc szektor a kétlábú tengely fogaihoz csatlakozik.

A rövid sínnek köszönhetően, amely tulajdonképpen egy anya a menet mentén golyókkal, nagy terhelés esetén jelentősen csökken a súrlódás. Ugyanis ez volt a meghatározó tényező a mechanizmus nehéz teherautókon és más hasonló járműveken történő alkalmazásakor. Ugyanakkor megfigyelhető a pontosság és a minimális távolságok, amelyek miatt ugyanezek a sebességváltók alkalmazásra találtak a nagy prémium személygépkocsikban.

Hézagok és súrlódások a kormányszerkezetekben

Valamennyi sebességváltót időszakonként, változó mértékben módosítani kell. A kopás miatt megváltoznak a váltócsuklók hézagai, a kormánynál megjelenik egy holtjáték, amelyen belül az autó irányíthatatlan.

A csigakerekes fogaskerekek vezérlése a hajtóműszektornak a bemenő tengelyre merőleges irányba történő mozgatásával történik. A hézag tartása minden kormányszögben nehezen biztosítható, mivel a gyakran használt egyenes menetirányban eltérő mértékben, a különböző szögű kanyarokban ritkábban lép fel a kopás. Ez minden mechanizmusnál gyakori probléma, a sínek is egyenetlenül kopnak. Erős kopás esetén az alkatrészeket ki kell cserélni, különben a kormánykerék elforgatásakor a rés a megnövekedett súrlódás interferenciájává válik, ami nem kevésbé veszélyes.