+ All Categories
Home > Documents > 7.Sistemul de Directie Al Automobilelor

7.Sistemul de Directie Al Automobilelor

Date post: 03-Jan-2016
Category:
Upload: nechita-constantin
View: 222 times
Download: 16 times
Share this document with a friend
Description:
sistemul de directie
16
Tractoare, automobile si sisteme de propulsie Cap.7 Sistemul de directie al automobilelor Prof.dr.ing.D.Cozma, Facultatea de mecanica Iasi 7.SISTEMUL DE DIRECTIE 7.1.. GEERALITĂŢI Sistemul de direcţie este un ansamblu de organe care servesc la orientarea roţilor de direcţie ale automobilului. Pentru a efectua un viraj corect, este necesar ca orientarea roţilor să se facă de aşa manieră astfel încât toate roţile automobilului să se deplaseze în jurul unui centru instantaneu de rotaţie. Rolul sistemului de direcţie Rolul sistemului de direcţie este acela de a asigura o bună maneabilitate şi o bună stabilitate a automobilului. Maneabilitatea şi stabilitatea direcţiei sunt elemente hotărâtoare pentru asigurarea unei siguranţe în timpul circulaţiei. Maneabilitate –manevrarea cât mai uşoară cu eforturi cât mai mici efectuate de conducător. Stabilitate –capacitatea sistemului de direcţie de a readuce roţile de direcţie la poziţia de mers în linie dreaptă ca urmare a apariţiei unor momente de redresare pe timpul efectuării virajelor. Această stabilitate depinde de geometria punţii din faţă şi de mărimea unghiurilor de aşezare a roţilor directoare Cerinţele sistemului de direcţie a) Să asigure un viraj corect la toate razele de întoarcere –raza minimă să fie cât mai redusă; b) Să aibă randamentul ridicat –altfel spus, pierderile prin frecare din mecanismul de direcţie să fie mai mici; c) Să fie ireversibil –şocurile primite de roţi în timpul rulării să nu se transmită la volan; d) Să asigure un număr egal de rotaţii pentru aceeaşi rază de întoarcere la stânga sau la dreapta; e) Să asigure o înclinare minimă a roţilor directoare pentru a evita alunecarea în timpul rotirii pe suprafaţa de rulaj; f) Să fie compatibil cu sistemul de suspensie, astfel încât oscilaţiile roţilor în plan orizontal să fie cât mai reduse – efectul Giroscopic; g) Să asigure o conducere comodă, întreţinere uşoară, durabilitate mare, preţ de cost redus. Clasificare a) În funcţie de amplasarea volanului pe automobil: - stânga; - dreapta. b) În funcţie de amplasarea roţilor directoare:
Transcript
Page 1: 7.Sistemul de Directie Al Automobilelor

Tractoare, automobile si sisteme de propulsie

Cap.7 Sistemul de directie al automobilelor Prof.dr.ing.D.Cozma, Facultatea de mecanica Iasi

7.SISTEMUL DE DIRECTIE 7.1.. GE�ERALITĂŢI

Sistemul de direcţie este un ansamblu de organe care servesc la orientarea roţilor de direcţie ale automobilului. Pentru a efectua un viraj corect, este necesar ca orientarea roţilor să se facă de aşa manieră astfel încât toate roţile automobilului să se deplaseze în jurul unui centru instantaneu de rotaţie.

• Rolul sistemului de direcţie Rolul sistemului de direcţie este acela de a asigura o bună maneabilitate şi o bună stabilitate a automobilului. Maneabilitatea şi stabilitatea direcţiei sunt elemente hotărâtoare pentru asigurarea unei

siguranţe în timpul circulaţiei.

Maneabilitate –manevrarea cât mai uşoară cu eforturi cât mai mici efectuate de conducător. Stabilitate –capacitatea sistemului de direcţie de a readuce roţile de direcţie la poziţia de mers în linie dreaptă ca urmare a apariţiei unor momente de redresare pe timpul efectuării virajelor. Această stabilitate depinde de geometria punţii din faţă şi de mărimea unghiurilor de aşezare a roţilor directoare

• Cerinţele sistemului de direcţie

a) Să asigure un viraj corect la toate razele de întoarcere –raza minimă să fie cât mai redusă; b) Să aibă randamentul ridicat –altfel spus, pierderile prin frecare din mecanismul de direcţie să fie

mai mici; c) Să fie ireversibil –şocurile primite de roţi în timpul rulării să nu se transmită la volan; d) Să asigure un număr egal de rotaţii pentru aceeaşi rază de întoarcere la stânga sau la dreapta; e) Să asigure o înclinare minimă a roţilor directoare pentru a evita alunecarea în timpul rotirii pe

suprafaţa de rulaj; f) Să fie compatibil cu sistemul de suspensie, astfel încât oscilaţiile roţilor în plan orizontal să fie

cât mai reduse – efectul Giroscopic; g) Să asigure o conducere comodă, întreţinere uşoară, durabilitate mare, preţ de cost redus.

• Clasificare

a) În funcţie de amplasarea volanului pe automobil: - stânga; - dreapta.

b) În funcţie de amplasarea roţilor directoare:

Page 2: 7.Sistemul de Directie Al Automobilelor

Tractoare, automobile si sisteme de propulsie

Cap.7 Sistemul de directie al automobilelor Prof.dr.ing.D.Cozma, Facultatea de mecanica Iasi

- faţă; - spate;

c) În funcţie de construcţia mecanismului de direcţie: - cu raport de transmitere constant; - cu raport de transmitere variabil;

d) În funcţie de modul de acţionare al direcţiei: - mecanică; - mecanică cu servomecanism pneumatic, hidraulic, electric; - hidraulic;

Servomecanismele nu sunt necesare numai pentru micşorarea efortului la manevrare, dar şi pentru menţinerea direcţiei de mers a automobilului la viteze mari, în cazul unei pene de cauciuc.

e) După tipul mecanismului de direcţie: - mecanisme melcate; - mecanisme cu cremalieră; - mecanisme cu şurub; - mecanisme cu manivelă; - mecanisme cu roţi dinţate; - mecanisme combinate;

f) În funcţie de poziţia trapezului de direcţie: - în faţa axei roţilor directoare; - în spatele axei roţilor directoare;

g) În funcţie de construcţia transmisiei trapezului de direcţie poate fi întreg sau din mai multe elemente care se regăsesc la suspensia independentă a roţilor de direcţie.

7.2.GEOMETRIA DIRECTIEI În scopul asigurării unei bune ţinute de drum a automobilului , roţile de direcţie se stabilizează. Prin

stabilirea roţilor de direcţie se înţelege capacitatea lor de a-şi menţine direcţia la mersul în linie dreaptă şi de a reveni în această poziţie, după ce au fost brocate sau deviate sub influenţa unor forţe perturbatoare . Dintre măsurile constructive , care dau naştere la momentele de stabilizare , unghiurile de

aşezare a roţilor şi pivoţilor roţilor fuzetelor de direcţie prezintă anumite unghiuri în raport cu

planul longitudinal şi transversal al automobilului

Page 3: 7.Sistemul de Directie Al Automobilelor

Tractoare, automobile si sisteme de propulsie

Cap.7 Sistemul de directie al automobilelor Prof.dr.ing.D.Cozma, Facultatea de mecanica Iasi

La pivoţii fuzetelor se deosebesc două unghiuri: unghiul de înclinare longitudinală β şi unghiul de înclinare transversală δ. Roţile de direcţie, ca şi pivoţii, prezintă două unghiuri: unghiul de cădere sau de carosaj α şi unghiul de convergenţă p.

1-pivot.Unghiul de înclinare longitudinală a pivotului ββββ( sau unghiul de fugă), reprezintă înclinarea longitudinală a pivotului şi se obţine prin înclinarea pivotului în aşa fel

încât prelungirea axei lui să întâlnească calea într-un punct A, situat înaintea punctului B de

contact al roţii. Unghiul de înclinare longitudinală a pivotului face ca, după bracare, roţile de direcţie să aibă tendinţa de revenire la poziţia de mers în linie dreaptă. În timpul virajului automobilului, forţa centrifugă Fc, aplicată în centrul de masă, provoacă apariţie între roţi şi cale a reacţiunilor Y 1. Şi Y 2, care se consideră că acţionează în centrul suprafeţei de contact a pneului . Datorită faptului că pivotul pneului este înclinat cu unghiul β, reacţiunea Y1, a unei roţi dă naştere la un moment stabilizator dat de relaţia :

βsin11 rS rYaYM ⋅=′⋅=

Acest moment caută să readucă roata în poziţia corespunzătoare mersului în linie dreaptă şi

se numeşte moment stabilizator . Prezenţa unghiului β face ca manevrarea automobilului să fie mai grea, deoarece, la bracarea

roţilor, trebuie să se învingă momentul stabilizator. Reacţiunile laterale dintre pneu şi cale apar mai frecvent în urma unor acţiuni asupra automobilului a unor forţe centrifuge ; de aceea momentul de stabilizare realizat prin înclinarea longitudinală a pivotului este proporţional cu pătratul vitezei şi poartă denumirea de moment

stabilizator de viteză.

Momentul stabilizator creşte cu cât pneurile sunt mai elastice, deoarece reacţiunea laterală se deplasează mai mult, în spate, faţă de centrul suprafeţei de contact. În general, mărirea elasticităţii pneurilor se realizează prin scăderea presiunii lor interioare. De aceea, la un automobil cu pneuri cu mare elasticitate , pentru a nu îngreuna prea mult manevrarea, unghiul de înclinare longitudinală a pivotului β se micşorează, iar, în unele cazuri,se adoptă pentru acest unghi valori nule sau chiar negative ( ajungând până la - 1º 30´ ). La automobilele cu puntea rigidă, valoarea unghiului β este de 3- 9°, iar la cele cu roţi cu suspensie independentă de 1-3°30´.

Page 4: 7.Sistemul de Directie Al Automobilelor

Tractoare, automobile si sisteme de propulsie

Cap.7 Sistemul de directie al automobilelor Prof.dr.ing.D.Cozma, Facultatea de mecanica Iasi

2-pivot.Unghiul de înclinare transversală (laterală)a pivotului δδδδ dă naştere la un moment stabilizator care acţionează asupra roţilor bracate. La bracare datorită unghiului de înclinare transversală, roţile tind să se deplaseze în jos ( în cazul unei bracări de 180°această deplasare ar avea valoarea egală cu hmax , dar deoarece acest lucru nu este posibil , întrucât roata se sprijină pe drum , rezultă o ridicare a pivotului, respectiv a punţii din faţă şi a cadrului (caroseriei). Sub acţiunea greutăţii preluate de puntea din faţă, roţile tind să revină la poziţia corespunzătoare mersului în linie dreapă, care corespunde energiei potenţiale minime , dând naştere la un moment de stabilizare .

Bracarea roţilor de direcţie necesită un lucru mecanic egal cu produsul dintre greutatea ce revine roţilor de direcţie şi mărimea ridicării punţii din faţă . Rezultă, deci,că la bracarea roţilor de direcţie trebuie învins momentul de stabilizare ce apare datorită unghiului δ , necesitând pentru aceasta o creştere a efortului la volan , şi respectiv, o înrăutăţire a manevrabilităţii automobilului. Momentul de stabilizare depinde de greutatea care revine roţilor de direcţie şi de aceea se întâlneşte şi sub denumirea de moment de stabilizare a greutăţii.

Unghiul de înclinare transversală a pivotului conduce la micşorarea direcţiei c între punctul de contact al roţii cu solul şi punctul de intersecţie a axei pivotului cu suprafaţa de rulare ( distanţa denumită deport) . Aceasta conduce la reducerea efortului necesar manevrării volanului, deoarece momentul rezistenţei la rulare R faţă de axa pivotului, se reduce în raportul b/a . Valorile uzuale ale deportului sunt cuprinse între 40-60 mm, existând însă şi multe cazuri când se întâlnesc valori mai mici sau mai mari. Trebuie însă menţionat că, la o reducere exagerată a

deportului, se reduc momentul stabilizator al roţilor de direcţie şi stabilitatea automobilului.

La automobilele actuale, unghiul de înclinare transversală a pivotului are valori de 4- 10° . 1-roata.Unghiul de cădere sau de carosaj α reprezintă înclinarea roţii faţă de planul vertical. Acest unghi contribuie la stabilizarea direcţiei împiedicând tendinţa roţilor de a oscila datorită jocului rulmenţilor. Prin înclinarea roţiii cu unghiul α, greutatea ce revine asupra ei G, va da o componentă G´ şi o componentă orizontală H, care va împinge tot timpul rulmenţii către centru, făcând să dispară jocul lor şi reducând solicitările piuliţei fuzetei. Unghiul α va micşora totodată şi el deportul c al roţii , ceea ce face ca momentul necesar bracării roţilor să fie mai mic, deci o manevrare mai uşoară a volanului. La automobilele cu punţi rigide, unghiul de cădere variază la trecerea roţilor peste denivelările căii de rulare, iar la unele automobile cu punţi articulate, unghiul de cădere variază cu sarcina.

Page 5: 7.Sistemul de Directie Al Automobilelor

Tractoare, automobile si sisteme de propulsie

Cap.7 Sistemul de directie al automobilelor Prof.dr.ing.D.Cozma, Facultatea de mecanica Iasi

De aceea, la unele automobile, unghiul de cădere trebuie măsurat cu automobilul încărcat cu anumită sarcină , precizată de cartea tehnică a acestuia . Valoarea unghiului de căderere este de 0-1° . Mai rar, se adoptă şi valori negative. În timpul exploatării automobilului, bucşele fuzetei se uzează, iar unghiul de cădere se micşorează , putând ajunge , uneori, la valori negative, chiar dacă iniţial el a avut o valoare pozitivă.Unghiul de cădere conduce la o uzare mai pronunţată a pneurilor. 2-roata.Unghiul de convergenţă sau de închidere a roţilor din faţă p este unghiul de

înclinare în plan orizontal a roţii faţă de planul longitudinal al automobilului.

Unghiul de convergenţă este cuprins între 0º10´ şi 0º30´ . În practică convergenţa convergenţa roţilor este exprimată prin diferenţa C = A – B în care A şi B reprezintă distanţele dintre anvelopele sau jantele celor două roţi , măsurate în faţă sau în spatele roţilor, la nivelul fuzetelor sau la cel indicat în cartea tehnică. Convergenţa roţilor este necesară pentru a compensa tendinţa de rulare divergentă a lor, cauzată de unghiul de cădere. Convergenţa se alege asfel încât, în condiţiile normale de deplasare, roţile să aibe tendinţa să ruleze paralel. Dacă convergenţa nu este corespunzătoare, se produce o uzare excesivă a pneurilor şi, în acelaşi timp, cresc rezistenţele la înaintarea automobilelor, făcând să crească şi consumul de combustibil. Tendinţa de rulare divergentă, cauzată de unghiul de căderere, se explică prin deformarea pneurilor în contact cu calea. În acest caz, ele au tendinţa de a rula la fel ca două trunchiuri de con cu vârfurile O1

si O2 Prin închiderea roţilor spre faţă , vârfurilor trunchiurilor de con imaginare se deplasează în punctele O´1 şi O´2,anulând tendinţa de rulare divergentă a roţilor . Convergenţa este de 0 – 5 mm la autoturisme, ajungând la autocamioane şi autobuze până la 8-10 mm.

La automobilele cu puntea motoare în spate mai există o tendinţă de rulare divergentă a roţilor, datorită faptului că pivoţii nu sunt aşezaţi în planul roţii, ci sunt deplasaţi înspre interior cu distanţa l. În timpul deplasării automobilului , fuzetele sunt împinse cu forţele F1 care vor acţiona în punctele P de articulaţie cu osia, iar rezistenţele la înaintare vor acţiona în punctele C, care se găsesc în planul median al roţilor (s-a neglijat unghiul de cădere α ).Din această dispunere rezultă la fiecare roată un moment M = R . l, care va căuta să imprime roţilor o rulare divergentă.La autoturismele care au puntea motoare în faţă, tendinţa se petrece tocmai invers, adică roţile caută să se închidă în faţă. Din această cauză la unele din aceste automobile, convergenţa este negativă . De asemenea, convergenţa roţilor elimină tendinţa lor de a oscila la viteze mari.

Page 6: 7.Sistemul de Directie Al Automobilelor

Tractoare, automobile si sisteme de propulsie

Cap.7 Sistemul de directie al automobilelor Prof.dr.ing.D.Cozma, Facultatea de mecanica Iasi

7.3.TIPURI CO�STRUCTIVE DE MECA�ISME DE DIRECŢIE

Pentru a schimba direcţia automobilului, conducătorul acţionează asupra volanului 1 , care transmite mişcarea prin intermediului axului 2, la melcul 3, se angrenează cu sectorul dinţat 4. Pe axul sectorului dinţat se află levierul de direcţie (comandă)5, care este în legătură cu bara longitudinală de direcţie (comanda) 6 . Prin rotirea sectorului dinţat, deci şi a levierului de direcţie, bara logitudinală de direcţie va a vea o mişcare axială care depinde de sensul de rotaţie a sectorului dinţat.

Prin deplasarea axială a barei longitudinale de direcţie, braţul fuzetei 11 va roti fuzeta 9 în jurul pivotului 10 şi o dată cu ea şi roata din stânga.Legătura care există între fuzeta 9 şi fuzeta 13,

prin intermediul levierelor 8 şi 14 şi bara transversală de direcţie 7, va produce rotirea 13. Patrulaterul format din puntea propriu – zisă 12,levierele fuzetelor 8 şi14 şi bara transversală de direcţie 7 se numeşte trapezul direcţiei. Volanul de direcţie este realizat, în general, din material plastic cu armătură metalică, având forma circulară cu 1-3 spiţe. Axul volanului este format dintr-o bucată sau din două bucăţi , legate între ele printr-o articulaţie cardanică elastică de cauciuc. Soluţia din două bucăţi se foloseşte atunci când caseta de direcţie nu se află pe direcţia axului volanului . Din motive de securitate, începe să se răspândească la autoturisme soluţia cu coloana volanului deformabilă, sub acţiunea unui şoc puternic. În general s-a răspândit soluţia coloanei telescopice, compusă din două tuburi, care devin telescopice la o anumită forţă axială. La unele automobile poziţia volanului poate fi reglată prin deplasarea în direcţie axială şi înclinare cu un anumit unghi. Elementele componente ale sistemului de direcţie se împart în două grupe, în funcţie de destinaţia lor, şi anume : - mecanismul de acţionare sau comandă a direcţiei, ce serveşte la transmiterea mişcării de la volan la levierul de direcţie; - transmisia direcţiei , cu ajutorul căreia mişcarea este transmisă de la levierul de direcţie la fuzetele roţilor.

Mecanismul de acţionare cu melc globoidal şi rolă se compune dintr-o rolă simplă, dublă sau triplă( în funcţie de efortul ce trebuie transmis) şi un melc globoidal. Datorită faptului că între melc şi rolă există o frecare de rostogolire , mecanismul are un randament ridicat. Melcul globoidal 4 este montat la capătul axului volanului 3 şi se sprijină în caseta 8, prin intermediul a doi rulmenţi 9 şi 12 .Rola 6 este montată pe bolţul 5 între braţele furcii 14, prin

Page 7: 7.Sistemul de Directie Al Automobilelor

Tractoare, automobile si sisteme de propulsie

Cap.7 Sistemul de directie al automobilelor Prof.dr.ing.D.Cozma, Facultatea de mecanica Iasi

intermediul a doi rulmenţi. Furca 14 este executată dintr-o bucată cu axul 7 al levierului de direcţie 23, fixat pe piuliţa 24 .Axul levierului de direcţie este montat în caseta de direcţie având un capăt sprijint pe rulmentul 19. Garnitura de etanşare 22 şi simeringul 15 împiedică intrarea impurităţilor în interiorul casetei.

Capacul 10 fixat cu şuruburi acţionează asupra bucşei 11 ce conţine inelul exterior al rulmentului 9. Garniturile de reglaj 2, de sub capac, servesc la reglarea jocului axial al melcului. În capacul lateral al casetei 20 se găsesc şurubul 18 , care este legat de axul levierului de direcţie.Reglarea jocului angrenajului dintre melcul globoidal şi rolă, care sunt montate excentric, se face prin şurubul de reglare 18(protejat de piuliţa 17), care deplasează axial rola împreună cu axul 7. Fixarea piuliţei după reglare se face cu ştiftul 16.Buşonul 21 serveşte pentru introducerea lubrifiantului în casetă. Cuplajul elastic din cauciuc 1 face legătura între partea inferioară a axului volanului 3 şi partea centrală ( axul volanului este divizat în trei părţi).Garnitura 13 asigură etanşarea axului volanului la intrarea în casetă.

Mecanismul de la autocamioanele Roman se compune din caseta de direcţie propriu-zisă 4 caseta 13 cu angrenajul în unghi şi trompa 14 în interiorul căreia se află axul de transmisie dintre angrenajul de direcţie.Caseta de direcţie propriu – zisă are angrenajul format dintr-un melc globoidal şi

Page 8: 7.Sistemul de Directie Al Automobilelor

Tractoare, automobile si sisteme de propulsie

Cap.7 Sistemul de directie al automobilelor Prof.dr.ing.D.Cozma, Facultatea de mecanica Iasi

o rolă triplă. Melcul globoidal 8 este montat în casetă pe doi rulmenţi cu rolele 7 şi 9. Prin capacul 4 trece ţeava 5 pentru menţinerea nivelului uleiului din casetă. Între capac şi casetă se montează garnitura 6, care serveşte la reglarea jocului axial al melcului globoidal. În angrenare cu melcul globoidal se află rola 13, montată pe bolţul 19, între braţele furcii 20, prin intermediul a doi rulmenţi cu ace. Axul 12 face corp comun cu furca şi este fixat la un capăt în capacul 16, pe rulmentul cu ace 15, iar la celălalt capăt în casetă pe bucşele 2 şi 3. În zona cu caneluri a axului 12, se montează levierul de direcţie, fixat cu piuliţa 1. Jocul între melc şi rolă se reglează cu ajutorul şurubului de reglaj 14, montat în capacul 16.

Mecanismul de acţionare cu pinion şi cremalieră. Acest tip de mecanism se utilizează destul de des la autoturismele cu suspensie independentă a roţilor şi bară transversală de direcţie.În felul acesta , numărul articulaţiilor transmisiei direcţiei se reduce la patru faţă de alte soluţii care necesită cel puţin şase articulaţii.

Pinionul cu dinţi înclinaţi al axului volanului este montat pe doi rulmenţi radiali axiali Cremaliera este realizată pe o bară de secţiune circulară. Angrenarea corectă între pinion şi cremalieră este asigurată de un dispozitiv cu arc. Jocul angrenajului se stabileşte cu ajutorul saibelor distantiere. În orificiul din centrul suportului se montează plunjerul de bronz 4, care este apăsat de arc pe cremalieră. Efortul produs de plunjer nu trebuie să depăşească o anumită valoare pentru a nu

Page 9: 7.Sistemul de Directie Al Automobilelor

Tractoare, automobile si sisteme de propulsie

Cap.7 Sistemul de directie al automobilelor Prof.dr.ing.D.Cozma, Facultatea de mecanica Iasi

provoca griparea, realizând numai frecarea necesară a mecanismului. Capetele cremalierei se asamblează cu barele oscilante prin articulaţii sferice.

Pătrunderea murdăriei la angrenaj este împiedicată de burduful de cauciuc..

Mecanismul de acţionare cu şurub, piuliţă şi sector dinţat(cu bile recirculante). Axul volanului 5 este prevăzută la partea inferioară cu o porţiune filetată 1, care se sprijină în caseta de direcţie 9, prin intermediul a doi rulmenţi cu role conice 4. Piuliţa 3 şi partea filetată a axului volanului sunt prevăzute cu un filet special cu profil semicircular. Prin suprapunerea canalelor piuliţei şi ale şurubului se formează un canal elicoidal , care, împreună cu tubul de ghidaj 2, se umple cu bile, asigurându-se astfel circulaţia neîntreruptă a acestora. Piuliţa are tăiat la exterior o cremalieră 6 , care angrenează cu sectorul dinţat 7, solidar cu axul 8 al levierului de direcţie.

Jocul axial al volanului se reglează cu piuliţa 10, iar jocul dintre piuliţă şi sector(montate excentric) prin deplasarea sectorului dinţat 7 (împreună cu axul 8 în raport cu cremaliera piuliţei). Jocul dintre şurub şi piuliţă nu se reglează. Acest mecanism, datorită existenţei frecării cu rosogolire, prin intermediul bilelor,permite obţinerea unui randament ridicat.Greutatea şi dimensiunile de gabarit sunt destul de reduse. Acest mecanism se utilizează la unele autocamioane grele si la tractoare.

Page 10: 7.Sistemul de Directie Al Automobilelor

Tractoare, automobile si sisteme de propulsie

Cap.7 Sistemul de directie al automobilelor Prof.dr.ing.D.Cozma, Facultatea de mecanica Iasi

Transmisia direcţiei. Construcţia transmisiei direcţiei este determinată de tipul constructiv al punţii din faţă şi de

locul unde sunt plasate roţile de direcţie. Transmisia direcţiei în cazul punţii rigide. Caracteristic pentru această soluţie este faptul că bara transversală de direcţie 3 este executată, de regulă, dintr-o singură bucată. Trapezul de direcţie , este format din bara transversală 3, levierele fuzetelor 4 şi partea centrală a punţii din faţă, este un trapez posterior.

Tijele şi pârghiile care formează transmisia direcţiei sunt legate între ele prin articularităţi sferice, care mai au şi rolul de a elimina jocurile datorate uzării de a se amortiza şocurile transmise roţilor de direcţie de la cale. Articularităţile sferice se clasifică în funcţie de forma bialnţului şi de sistemul de reglare a jocului. Bolţul poate avea capul sub formă sferică sau semisferică.

După sistemul de reglare a jocului articulaţiile sferice pot fi: elastice şi tip pană. În cazul articulaţiilor elastice, jocurile datorate uzării sunt compensate automat cu ajutorul unui arc, care poate acţiona axial sau radial

Pentru simplificarea întreţinerii, se folosesc pe scară tot mai largă articulaţiile sferice capsulate. La aceste articulaţii partea sferică a bolţului şi pastilele au aplicate pe ele un strat din material plastic de cca.2,5 mm , impregnat cu bisulfură de molibden pentru reducerea frecării.Articulaţia este umplută la montare cu o unsoare pe bază de calciu şi capsulată. Transmisia direcţiei în cazul punţii articulate. La autoturismele cu suspensie independentă a roţilor din faţă este caracteristic faptul că bara transversală de direcţie este fracţionată în două sau mai multe părţi, pentru a permite separat fiecărei roţi oscilaţii pe verticală.

Page 11: 7.Sistemul de Directie Al Automobilelor

Tractoare, automobile si sisteme de propulsie

Cap.7 Sistemul de directie al automobilelor Prof.dr.ing.D.Cozma, Facultatea de mecanica Iasi

In figura de mai jos , poz.a, transmisia direcţiei , la care mecanismul de acţionare 1 imprimă levierului de direxcţie 2 o mişcare de rotaţie ce se transmite pârghiei unghiulare 3, care este articulată de bara transversală de direcţie, compusă din două părţi 4 şi 5. La soluţia din fig.b, bara transversală de direcţie se compune dintr-o parte centrală 1 şi două părţi laterale 4, legate la braţele fuzetelor 5 . Transmisia direcţiei mai cuprinde levierul de direcţie 2 (elementul conducător ), care primeşte mişcarea de la caseta 3 şi pârghia pendulară 6. Soluţia este utilizată la automobilele ARO.

Bara transversală de direcţie din fig..c este compusă din două părţi 2 şi 5, legate cu capetele interioare de levierul central 3, iar cu cele exterioare de braţele fuzetelor 1 şi 6. Elementul conducător îl constituie levierul de direcţie 7, prin care, prin intermediul barei 4, transmite mişcarea pârghiei centrale 3. În fig.d este reprezentată transmisia direcţiei la mecanismul de acţionare cu pinion şi cremalieră, care este o variantă a transmisiei cu levier central. La această soluţie levierul central, având o mişcare de rotaţie, a fost înlocuit cu cremaliera 1 având o mişcare de translaţie.De la cremalieră mişcarea este transmisă barelor laterale 2 ce sunt articulate de braţele fuzetelor.

Page 12: 7.Sistemul de Directie Al Automobilelor

Tractoare, automobile si sisteme de propulsie

Cap.7 Sistemul de directie al automobilelor Prof.dr.ing.D.Cozma, Facultatea de mecanica Iasi

7.4. SERVODIRECTIA La unele autocamioane şi autobuze de mare capacitate şi unele autoturisme de clasă superioară,

se utilizează mecanisme de comandă a direcţiei prevăzute cu servomecanisme hidraulice.care reduc forţa necesară pentru manevrarea volanului, contribuind astfel la uşurarea conducerii automobilului şi la amortizarea oscilaţiilor mecanismului de direcţie.

Servodirecţia ZF 8065 utilizată la automobilele ROMAN se compune, în principal, din caseta de direcţie propriu-zisă 10 (în care se găseşte şi servomecanismul hidraulic), pompa de înaltă presiune 3, rezervorul de ulei 13, volanul 1 cu axul 2 şi conductele de legătură 4,5 şi 12.

Caseta de direcţie propriu-zisă este compusă din carcasa, prevăzută în interior cu un cilindru în care se deplasează pistonul 2,ce transformă mişcarea de rotaţie a axului volanului într-o mişcare de translaţie şi o transmite sectorului dinţat 29, pe al cărui ax este montat levierul de direcţie.

Pistonul este prevăzut la partea exterioară cu o dantură care angrenează cu sectorul dinţat 29, iar

la partea interioară cu un locaş cilindric în care intră şurubul conductor 7. În interiorul pistonului se găseşte şi piuliţa de direcţie 3, montată cu ajutorul piuliţei inelare 26. Transformarea mişcării de rotaţie a şurubului în mişcare axială a pistonului se face cu ajutorul bilelor 27 şi al piuliţei 3. În carcasa 16, montată pe caseta de direcţie se găseşte mecanismul supapelor servodirecţiei, etanşat prin capacul interior 8 şi garniturile de etanşare 22 şi 25. Acest mecanism este compus din blocul portsupape 21, supapele 20, axul de antrenare 15 şi bara de torsiune 19.

Page 13: 7.Sistemul de Directie Al Automobilelor

Tractoare, automobile si sisteme de propulsie

Cap.7 Sistemul de directie al automobilelor Prof.dr.ing.D.Cozma, Facultatea de mecanica Iasi

Blocul portsupape 21 face corp comun cu şurubul conducător 7 şi conţine în plan transversal ,doi cilindri 9 ( superior şi inferior), corespunzător celor două supape. Supapele 20 sunt de tip piston – sertăraş, cea de sus permiţînd trimiterea uleiului în spaţiul dintre caseta de direcţie şi partea din dreapta pistonului, iar cea de jos trimiterea uleiului în spaţiul dintre caseta de direcţie şi partea din stânga a pistonului 2.

Axul de antrenare 15 este prevăzut cu două cepuri ce intră în orificiile radiale de la mijlocul supapelor – sertăraş,în scopul acţionării lor. Bara de torsiune 19 este montată rigid atât pe şurubul conducător 7,cît şi pe axul de antrenare 15. Ea are rolul de a transmite momentul de răsucire de la axul volanului la şurubul conducător, precum şi de a readuce în poziţia neutră supapele – sertăraş 20, atunci cînd conducătorul auto nu mai acţionează asupra volanului. Angrenajul în unghi, montat într-o casetă fixată pe caseta de direcţie prin intermediul unei trompe, este format din două pinioane conice. La deplasarea automobilului în linie dreaptă, supapele – sertăraş 11 şi 12 se găsesc în poziţie

neutră,iar centrele găurilor lor radiale de antrenare 7 sunt în linie cu centrul găurii centrale 8 a blocului portsupape. În această situaţie, sunt deschise atât orificiile de debitare 10 şi 13 din dreapta supapelor,cât şi orificiile de refulare 9 şi 6 din stânga supapelor sertăraş. Pompa de înaltă presiune 16 trimite uleiul în spaţiul din jurul blocului supapelor prin conducta 14. De aici,o parte trece prin orificiul de debitare 10,deschis de supapa superioară 11 şi prin canalul 23 intră în caseta de direcţie,în spaţiul din dreapta pistonului 2. O altă parte din ulei trece prin orificiul 13,deshis de supapa inferioară 12 şi, prin canalul 22,intră în caseta de direcţie, în spaţiul din stânga pistonului 2.

Page 14: 7.Sistemul de Directie Al Automobilelor

Tractoare, automobile si sisteme de propulsie

Cap.7 Sistemul de directie al automobilelor Prof.dr.ing.D.Cozma, Facultatea de mecanica Iasi

Datorită faptului că presiunea uleiului din ambele părţi ale pistonului este aceeaşi,acesta rămâne fix,iar angrenarea cu sectorul dinţat 21 se face în poziţia mijlocie (neutră). După umplerea spaţiilor menţionate, uleiul debitat de pompa 15 se întoarce în rezervorul de ulei direct din canalele de debitare, prin orificiile 6 şi 9, canalul central 8 al blocului supapelor şi conducta de refulare 19. La acţionarea volanului pentru virarea la dreapta,cepurile arborelui de antrenare 20 deplasează supapa superioară 11 spre dreapta, mărind secţiunea de trecere a orificiilor 10, de debitare şi 9 de refulare; în acelaşi timp deplasează spre stînga supapa inferioară 12, închizând atât orificiul de debitare 13,cît şi orificiul de refulare 6. În acest caz, uleiul sub presiune este trimis în caseta de direcţie numai în dreapta pistonului 2,prin orificiul 10, şi conducta 23, realizând deplasarea pistonului spre stânga şi rotirea sectorului dinţat şi ,în consecinţă,virarea automobilului la dreapta. În timpul deplasării pistonului, uleiul aflat în partea stângă a acestuia este refulat către rezervorul de ulei 16 prin conducta 22,orificiul de refulare 9 ,canalul central 8 al blocului supapelor şi conducta 19.

Direcţia asistată constant Principiul de funcţionare constă în acţionarea hidraulică a unui piston cu dublu efect solidarizat

în mişcare de translaţie cu cremaliera sistemului de direcţie. Distribuţia uleiului sub presiune se face de către o valvă rotativă ( distribuitor ) funcţie de sensul de rotaţie al volanului. Asistenţa hidraulică este modulată ( reglată ) datorită unui regulator de presiune integrat în pompă. Sistemul hidraulic este de tip ,, centru deschis " adică pompa debitează în permanenţă un debit reglat oricare ar fi turaţia pompei.

• Schema de principiu pentru D.A.C. 1-rezervor de ulei 2-pompă antrenată de motorul termic 3-distribuitor rotativ 4-conducte 5-bară de torsiune ce face legătura între volan şi cremalieră

Page 15: 7.Sistemul de Directie Al Automobilelor

Tractoare, automobile si sisteme de propulsie

Cap.7 Sistemul de directie al automobilelor Prof.dr.ing.D.Cozma, Facultatea de mecanica Iasi

• Distribuitorul rotativ

Distribuitorul este un element foarte precis ce se compune din:

- corp - un element rotativ solidarizat în mişcare cu volanul numit rotor

- un alt element rotativ solidar cu cremaliera numit distribuitor

- o bară de torsiune ce leagă între ele cele două elemente anterioare şi le poziţionează una în raport cu alta în poziţia de echilibru

Orice acţionare a volanului va produce: - o deformare a barei de torsiune proporţională cu efortul conducătorului - un decalaj unghiular al rotorului în raport cu distribuitorul ( pînă la efectuare bracajului )

Bara de torsiune asigură progresivitate sistemului şi permite conducătorului să ,,simtă" direcţia. • Funcţionarea fără acţionarea volanului

Page 16: 7.Sistemul de Directie Al Automobilelor

Tractoare, automobile si sisteme de propulsie

Cap.7 Sistemul de directie al automobilelor Prof.dr.ing.D.Cozma, Facultatea de mecanica Iasi

Rotorul şi distribuitorul sunt aliniate de către bara de torsiune. Canalele de alimentare Ra sunt plasate în faţa canalelor mari de aducţiune a uleiului. Toate canalele rotorului sunt şanfrenate pentru a permite trecerea uleiului. Pe ambele părţi ale pistonului cu dublu efect avem aceeaşi presiune, iar uleiul va fi dirijat prin canalele Rr ale rotorului către retur.

• Funcţionarea în bracaj

Efortul depus de conducător deformează bara de torsiune. Rotorul se deplasează în raport cu distribuitorul. Această poziţionare permite alimentarea cu ulei sub presiune a unei camere şi evacuarea uleiului către retur din cealaltă cameră- pistonul se deplasează împreună cu cremaliera. Cînd efortul asupra volanului este anulat bara de torsiune permite alinierea rotorului în raport cu distribuitorul obţinîndu-se astfel echilibru de presiune la nivelul pistonului.

• Dispozitiv de securitate

În caz de defectare a părţii de asistenţă există o legătură mecanică între rotor şi pinionul cremalierei.


Recommended