Διαφορετικοί τύποι δομών και χαρακτηριστικών του ράφους διεύθυνσης

1 Μηχανική κρεμαγιέρα

Το μηχανική κρεμαγιέρα είναι μια αμιγώς μηχανική κατασκευή, η οποία κινείται μόνο από ανθρώπινη δύναμη κατά τη διαδικασία ελιγμών διεύθυνσης, χωρίς εξωτερική δύναμη. Οι πιο διαδεδομένες είναι οι κρεμαγιέρες τύπου κρεμαγιέρας και γραναζιού, κρεμαγιέρες τύπου ανακυκλοφορούντων σφαιριδίων, και κρεμαγιέρες τύπου κοχλία με μανιβέλα και πείρο κρεμαγιέρες.

1) Κρεμαγιέρα τύπου κρεμαγιέρας και γραναζιού

α. Τι είναι μια κρεμαγιέρα τύπου κρεμαγιέρας και γραναζιού;

Το κρεμαγιέρα τύπου κρεμαγιέρας και γραναζιού είναι η απλούστερη δομή και η ευκολότερη στην παραγωγή. Η κρεμαγιέρα τύπου κρεμαγιέρας και γραναζιού αποτελείται κυρίως από γρανάζια, κρεμαγιέρα, βίδα ρύθμισης, περίβλημα διεύθυνσης και οδηγό κρεμαγιέρας. Υπάρχει ένα ελατήριο μεταξύ της βίδας ρύθμισης και της κρεμαγιέρας, το οποίο περιστρέφεται για να ασκήσει δύναμη στην κρεμαγιέρα στην κατεύθυνση του γραναζιού, κάνοντας έτσι τα δύο να συνδέονται στενά, και ο οδηγός της κρεμαγιέρας σχετίζεται με την κίνηση της κρεμαγιέρας. Η κρεμαγιέρα βρίσκεται στο κάτω άκρο του άξονα διεύθυνσης και εμπλέκεται με την κρεμαγιέρα στο περίβλημα διεύθυνσης. Όταν ο οδηγός χειρίζεται το τιμόνι, το γρανάζι περιστρέφεται από τον άξονα διεύθυνσης, και η εμπλοκή της κρεμαγιέρας και του γραναζιού οδηγεί την κίνηση της κρεμαγιέρας στο περίβλημα διεύθυνσης στην οριζόντια κατεύθυνση, ενώ το άκρο της κρεμαγιέρας της κρεμαγιέρας συνδέεται με το άκρο της ράβδου σύνδεσης διεύθυνσης, μεταφέροντας έτσι τη δύναμη στον βραχίονα του ακρόμπαρου και οδηγώντας την εκτροπή του τροχού για να επιτευχθεί η διεύθυνση.

β. Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των κρεμαγιέρων τύπου κρεμαγιέρας και γραναζιού

• Πλεονεκτήματα: Συμπαγής και απλή δομή, χαμηλό κόστος κατασκευής, η απόδοση μετάδοσής της μπορεί να φτάσει το 90%, και αν υπάρχει κενό μεταξύ του γραναζιού και της κρεμαγιέρας λόγω φθοράς, η βίδα ρύθμισης και το ελατήριο που είναι εγκατεστημένα στο περίβλημα διεύθυνσης, που βρίσκονται στο πίσω μέρος της κρεμαγιέρας για να ασκούν πίεση, μπορούν να εξαλείψουν το κενό μεταξύ των δοντιών, και επειδή δεν υπάρχει βραχίονας διεύθυνσης και ευθεία ράβδος σύνδεσης, η γωνία περιστροφής του τιμονιού μπορεί να αυξηθεί.
• Μειονέκτημα: Η απόδοση του παιχνιδιού είναι υπερβολικά υψηλή, έως και 60%-70% όταν ο δρόμος οδήγησης του αυτοκινήτου είναι ανώμαλος, το μεγαλύτερο μέρος του αντίκτυπου μεταξύ του τιμονιού και του δρόμου μπορεί να επαναμεταδοθεί στο τιμόνι, αυτό το φαινόμενο ονομάζεται παιχνίδι, το φαινόμενο του παιχνιδιού θα δυσκολέψει τον οδηγό να ελέγξει με ακρίβεια την κατεύθυνση οδήγησης του αυτοκινήτου, και θα προκαλέσει τραυματισμό στον οδηγό λόγω του φαινομένου "χέρι". Αυτό το φαινόμενο ονομάζεται παιχνίδι.

Συνοψίζοντας, τα μεγάλα αυτοκίνητα σχεδόν δεν χρησιμοποιούν αμιγώς μηχανική κρεμαγιέρα, περισσότερο με τη συσκευή υποβοήθησης τιμονιού, τα μικρά αυτοκίνητα πεδίου περισσότερο κρεμαγιέρα, όπως πολιτικά αυτοκίνητα, οχήματα παραλίας κ.λπ.

2) Κρεμαγιέρα τύπου ανακυκλοφορούντων σφαιριδίων

α. Τι είναι η κρεμαγιέρα τύπου ανακυκλοφορούντων σφαιριδίων;

Τα κύρια εξαρτήματα της κρεμαγιέρας τύπου ανακυκλοφορούντων σφαιριδίων αποτελούνται από το παξιμάδι, τον κοχλία, το περίβλημα διεύθυνσης και πολλές μικρές ατσάλινες σφαίρες, η ανακυκλοφορούσα σφαίρα στην ανακυκλοφορούσα διεύθυνση αναφέρεται σε αυτές τις μικρές ατσάλινες σφαίρες, οι μικρές ατσάλινες σφαίρες τοποθετούνται στον κλειστό σωλήνα μεταξύ του παξιμαδιού και του κοχλία, στερεώνοντας τη στήλη διεύθυνσης και τον κοχλία μαζί, όταν ο κοχλίας περιστρέφεται, ο κοχλίας μπορεί να ωθήσει το παξιμάδι να κινηθεί πάνω και κάτω, και στη συνέχεια το παξιμάδι οδηγεί την κρεμαγιέρα ωθώντας το γρανάζι για να επιτευχθεί ο σκοπός της διεύθυνσης. Όταν ο κοχλίας περιστρέφεται, ο κοχλίας μπορεί να ωθήσει το παξιμάδι να κινηθεί πάνω και κάτω, και στη συνέχεια το παξιμάδι μπορεί να ωθήσει το γρανάζι για να οδηγήσει την παλινδρομική κίνηση του βραχίονα του ροκέρ για να επιτευχθεί ο σκοπός της διεύθυνσης. Από αυτή την άποψη, η ανακυκλοφορούσα διεύθυνση έχει δύο στάδια μετάδοσης, ο κοχλίας διεύθυνσης και το παξιμάδι διεύθυνσης αποτελούν το πρώτο στάδιο μετάδοσης, και ο κοχλίας διεύθυνσης συνδέεται με τον άξονα διεύθυνσης. η κρεμαγιέρα και ο γραναζωτός ανεμιστήρας αποτελούν το άλλο στάδιο μετάδοσης, και η κρεμαγιέρα είναι μηχανουργημένη στην κάτω επιφάνεια του παξιμαδιού διεύθυνσης, και ο γραναζωτός ανεμιστήρας είναι ενσωματωμένος στον άξονα του γραναζωτού ανεμιστήρα. Επομένως, το παξιμάδι διεύθυνσης δεν είναι μόνο ο ακόλουθος της μετάδοσης πρώτου σταδίου, αλλά και το ενεργό μέλος της μετάδοσης δεύτερου σταδίου. Καθώς ο κοχλίας διεύθυνσης και το παξιμάδι διεύθυνσης ολισθαίνουν σχετικά μεταξύ τους, προκειμένου να μειωθεί η τριβή και η φθορά μεταξύ τους, τα σπειρώματα των δύο κατασκευάζονται σε μια ράμπα, και το μέσο της ράμπας είναι εξοπλισμένο με πολλές ατσάλινες σφαίρες, μετατρέποντας έτσι την τριβή ολίσθησης σε τριβή κύλισης. Το παξιμάδι διεύθυνσης είναι εξοπλισμένο με δύο αγωγούς σφαιρών γεμάτους με ατσάλινες σφαίρες, οι οποίοι συνδέονται με τη ράμπα, σχηματίζοντας δύο ανεξάρτητους κλειστούς αγωγούς για την κυκλοφορία και την κύλιση των ατσάλινων σφαιρών. Σε αυτή τη διαδικασία διεύθυνσης, οι μικρές ατσάλινες σφαίρες κυλούν συνεχώς σε κύκλο στον κλειστό αγωγό, έτσι αυτός ο τύπος κρεμαγιέρας ονομάζεται κρεμαγιέρα κυκλικής σφαίρας.

β. Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα των κρεμαγιέρων τύπου ανακυκλοφορούντων σφαιριδίων

• Πλεονεκτήματα: Σε σύγκριση με την κρεμαγιέρα τύπου κρεμαγιέρας και γραναζιού, η ανακυκλοφορούσα διεύθυνση βασίζεται περισσότερο στην τριβή κύλισης, οπότε η απόδοση μετάδοσης είναι υψηλότερη, το αποτέλεσμα αυτόματης επιστροφής είναι καλύτερο, η λειτουργία είναι ελαφρύτερη και πιο άνετη, και η φθορά όλων των μηχανικών μερών είναι μικρότερη, οπότε η διάρκεια ζωής είναι σχετικά μεγάλη.
• Μειονεκτήματα: Λόγω της σχετικά πολύπλοκης δομής, δεν είναι εύκολη η εγκατάσταση της συσκευής υποβοήθησης τιμονιού, και λόγω της μετάδοσης δύο σταδίων, δεν είναι ισχυρή κατά τη χρήση της ανακυκλοφορούσας διεύθυνσης. Η διαδικασία κατασκευής είναι σχετικά περίπλοκη. Η απόδοση αντίστροφης μετάδοσης είναι υψηλή, και ο αντίκτυπος του δρόμου εύκολα επαναμεταδίδεται στο τιμόνι, οδηγώντας σε μια κατάσταση "χτυπήματος", και το φαινόμενο της δόνησης και της ταλάντωσης του τιμονιού είναι εύκολο να συμβεί.

Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, η κρεμαγιέρα τύπου ανακυκλοφορούντων σφαιριδίων χρησιμοποιείται κυρίως σε μεσαία και μεγάλα εμπορικά οχήματα, και με τη σταδιακή ανανέωση και βελτίωση του συστήματος υποβοήθησης τιμονιού, η χρήση της σε μικρά αυτοκίνητα μειώνεται σταδιακά.

3) Κρεμαγιέρα τύπου κοχλία με μανιβέλα και πείρο

α. Τι είναι η κρεμαγιέρα τύπου κοχλία με μανιβέλα και πείρο;

Η κρεμαγιέρα τύπου κοχλία με μανιβέλα και πείρο αποτελείται κυρίως από έναν κοχλία διεύθυνσης, έναν βραχίονα μανιβέλας διεύθυνσης, έναν πείρο, ένα πλευρικό κάλυμμα και ένα περίβλημα κρεμαγιέρας, κ.λπ. Το περίβλημα κρεμαγιέρας είναι σταθερό στο στήριγμα κρεμαγιέρας του πλαισίου του αυτοκινήτου, και η μονάδα μετάδοσης είναι εγκατεστημένη στο περίβλημα, στην οποία ο κοχλίας διεύθυνσης είναι το ενεργό μέρος και έχει σπειρώματα τραπεζοειδούς διατομής, τα οποία υποστηρίζονται σε δύο ρουλεμάν σφαιρών στα δύο άκρα του περιβλήματος κρεμαγιέρας, και ο πείρος που είναι εγκατεστημένος στο άκρο του βραχίονα μανιβέλας είναι ο ακόλουθος. Όταν το αυτοκίνητο κατευθύνεται, ο οδηγός κινεί τον κοχλία διεύθυνσης μέσω του τιμονιού, ο οποίος κάνει τον πείρο να εμπλέκεται μαζί του για να περιστραφεί και να κάνει μια κυκλική κίνηση γύρω από τον άξονα του άξονα μανιβέλας στην αυλάκωση του σπειρώματος του κοχλία με την μανιβέλα ως ακτίνα, έτσι ώστε να κινεί την μανιβέλα και στη συνέχεια να κινεί την ταλάντωση του βραχίονα μανιβέλας για να επιτευχθεί ο σκοπός της διεύθυνσης του αυτοκινήτου.

β.  Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της διεύθυνσης τύπου κοχλία με μανιβέλα και πείρο

• Πλεονεκτήματα: Η διεύθυνση με πείρο λειτουργεί υπό συνθήκες πλήρους τριβής κύλισης, οπότε έχει υψηλή απόδοση μετάδοσης και ελαφριά οδήγηση, και είναι εύκολη η διάταξη και η συντήρηση ολόκληρου του αυτοκινήτου και βελτιώνει την ασφάλεια οδήγησης λόγω του τμηματικού άξονα διεύθυνσης. Η απόδοση αντίστροφης μετάδοσης είναι χαμηλή, η δύναμη πρόσκρουσης του δρόμου στο τιμόνι είναι μικρή, καλή σταθερότητα, απλή κατασκευή, εύκολη συντήρηση
• Μειονεκτήματα: Ο όγκος καταλαμβάνει μεγάλο χώρο, άβολη διάταξη.

Συνοψίζοντας, η κρεμαγιέρα τύπου κοχλία με μανιβέλα και πείρο χρησιμοποιείται κυρίως για μεγάλα οχήματα που απαιτούν μεγάλη δύναμη διεύθυνσης.

2 Σύστημα υποβοήθησης τιμονιού (σύστημα υποβοήθησης τιμονιού)

Μια κρεμαγιέρα υποβοήθησης τιμονιού είναι στην πραγματικότητα ένας συνδυασμός μηχανικής κρεμαγιέρας και μονάδας υποβοήθησης τιμονιού για να σχηματιστεί. Επί του παρόντος, οι πιο διαδεδομένες είναι τα υδραυλικά συστήματα υποβοήθησης τιμονιού (μηχανική υδραυλική κρεμαγιέρα και ηλεκτρική υδραυλική κρεμαγιέρα) και τα ηλεκτρικά συστήματα υποβοήθησης τιμονιού.

1) Υδραυλικό σύστημα υποβοήθησης τιμονιού

α. Τι είναι το υδραυλικό σύστημα υποβοήθησης τιμονιού;

Τα κύρια εξαρτήματα του μηχανικού υδραυλικού συστήματος υποβοήθησης τιμονιού είναι η υδραυλική αντλία, ο σωλήνας λαδιού, ο ιμάντας V, η βαλβίδα ελέγχου πίεσης υγρού και η δεξαμενή αποθήκευσης λαδιού. Ο κινητήρας είναι η πηγή ισχύος του υδραυλικού συστήματος υποβοήθησης τιμονιού, και η αντλία διεύθυνσης κινείται από τον κινητήρα. Η βαλβίδα ελέγχου διεύθυνσης παρέχει ισχύ διεύθυνσης ελέγχοντας την κατεύθυνση της ροής λαδιού και το μέγεθος της πίεσης λαδιού, μειώνοντας έτσι τη δύναμη του οδηγού στο τιμόνι και επιτυγχάνοντας το αποτέλεσμα υποβοήθησης. Πάνω από το μηχανικό υδραυλικό σύστημα υποβοήθησης τιμονιού, υπάρχει επίσης ένα ηλεκτροϋδραυλικό σύστημα υποβοήθησης τιμονιού, του οποίου η δομή αυξάνει τη διάταξη υδραυλικής αντίδρασης και τη βαλβίδα διανομής ροής, και το πρόσθετο ηλεκτρονικό σύστημα ελέγχου, το οποίο περιλαμβάνει αισθητήρα ταχύτητας, ECU υποβοήθησης τιμονιού, ηλεκτρομαγνητική βαλβίδα, κ.λπ. Ένα ηλεκτρονικά ελεγχόμενο υδραυλικό σύστημα υποβοήθησης τιμονιού χρησιμοποιεί ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου για να ρυθμίσει το ρόλο και να προσαρμόσει την ισχύ στο τιμόνι ανάλογα με την ταχύτητα του οχήματος, αλλάζοντας παράλληλα το μέγεθος της βοηθητικής δύναμης του υδραυλικού συστήματος υποβοήθησης ελέγχοντας το βαθμό ανοίγματος της βαλβίδας ελέγχου διεύθυνσης, έτσι ώστε να επιτευχθούν διαφορετικές ταχύτητες για την προσαρμογή των χαρακτηριστικών ισχύος διαφορετικής βοηθητικής δύναμης διεύθυνσης.

β. Πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα του υδραυλικού συστήματος υποβοήθησης τιμονιού

Για το μηχανικό υδραυλικό σύστημα υποβοήθησης τιμονιού, αν και έχει καλή απόδοση ισχύος και σταθερότητα οδήγησης σε χαμηλές και μεσαίες ταχύτητες, η σταθερή επίδραση ισχύος θα κάνει το τιμόνι υπερβολικά ευαίσθητο και θα επιδεινώσει την αίσθηση του δρόμου του οδηγού κατά την οδήγηση σε υψηλή ταχύτητα, και επειδή ο κινητήρας θα κινεί πάντα την αντλία λαδιού κατά τη διάρκεια της διαδικασίας οδήγησης του οχήματος, προκαλώντας έτσι σπατάλη ενέργειας του κινητήρα. Για το ηλεκτροϋδραυλικό σύστημα υποβοήθησης τιμονιού, το μέγεθος της ισχύος θα είναι διαφορετικό κατά την οδήγηση σε υψηλές και χαμηλές ταχύτητες, και σε χαμηλές ταχύτητες, η ισχύς του συστήματος είναι μεγάλη, και ο οδηγός θα είναι πιο ελαφρύς και ευέλικτος. σε υψηλές ταχύτητες, η ισχύς αποδυναμώνεται, έτσι ώστε η δύναμη ελιγμών του οδηγού να αυξάνεται, σε σύγκριση με το υδραυλικό σύστημα υποβοήθησης τιμονιού θα υπάρχει σαφής αίσθηση του δρόμου, όχι μόνο για να διασφαλιστεί η ευελιξία των ελιγμών διεύθυνσης, αλλά και για να βελτιωθεί η σταθερότητα της διεύθυνσης σε υψηλές ταχύτητες και η αίσθηση ασφάλειας. Ωστόσο, το ηλεκτροϋδραυλικό σύστημα είναι περίπλοκο και ακριβό, και τα μειονεκτήματα του υδραυλικού συστήματος υποβοήθησης τιμονιού, όπως η χαμηλή απόδοση και η υψηλή κατανάλωση ενέργειας, δεν έχουν ακόμη ξεπεραστεί.

2) Τι είναι το ηλεκτρικό σύστημα υποβοήθησης τιμονιού;

Το ηλεκτρικό σύστημα υποβοήθησης τιμονιού αποτελείται κυρίως από την ηλεκτρονική μονάδα ελέγχου (ECU), τη ροπή και τα ίδια. Τα αναμενόμενα δεδομένα για το ποσοστό αστοχίας ηλεκτρονικών εξαρτημάτων όπως ημιαγωγοί διακριτές συσκευές, οπτοζεύκτες, μικροηλεκτρονικά εξαρτήματα, ρελέ, ηλεκτρικοί σύνδεσμοι, φίλτρα ισχύος, κρύσταλλοι, μετατροπείς ισχύος, τυπωμένες πλακέτες και σημεία συγκόλλησης στον υδραυλικό χειριστή υποβρυχίων μπορούν να ληφθούν από τα σχετικά δεδομένα του GJB299C, και τα συγκεκριμένα αναμενόμενα δεδομένα παρουσιάζονται στον Πίνακα 1. Ο Πίνακας 1 δείχνει τα αναμενόμενα δεδομένα

Δεδομένου ότι η διάρκεια ζωής των ηλεκτρονικών προϊόντων υπακούει σε εκθετική κατανομή, R(t) = e-λt , είναι δυνατός ο υπολογισμός της αξιοπιστίας της εργασίας του προφίλ εργασίας του υδραυλικού χειριστή υποβρυχίων εντός 15 λεπτών ως