Stabilizarea roilor de direcie

Prin stabilizarea roilor de direcie se nelege capacitatea acestora de a-i menine direcia la mersul n linie dreapt i de a reveni n aceast poziie dup ce au fost bracate.

n acest scop, roile de direcie i pivoii fuzetelor prezint anumite unghiuri n raport cu planul longitudinal i transversal ale automobilului.

La puntea din fa se deosebesc urmtoarele unghiuri:

= unghiul de fug (unghiul de nclinare longitudinal a pivotului );

= unghiul de nclinare transversal a pivotului;

= unghiul de cdere al roii (nclinare transversal a fuzetei);

- = unghiul de convergen al roii;

Unghiurile , , si se stabilesc pentru roile nebracate i automobilul dispus pe un plan orizontal.

Unghiul de nclinare longitudinal a pivotului (unghiul de fug)

Ysrr

Reprezint nclinarea fa de vertical a axei pivotului (msurat n plan longitudinal), n aa fel c prelungirea axei sale ntlnete calea n punctul B, situat naintea punctului A de contact roat-cale

Dac un automobil se deplaseaz n viraj, fora centrifug ce acioneaz n centrul su de greutate Fc, este echilibrat de reaciunile laterale Ys i Yd la punile automobilului i aplicate n punctele de contact ale roilor cu cale. Datorit nclinrii longitudinale a pivotului, componentele Ys i Yd ale roilor din stnga i din dreapta dau natere la un moment stabilizator Ms, dat de relaia:Ms= (Ys+ Yd) a = Y*r *tg , Acest moment stabilizator caut s readuc roile n poziia de mers n linie dreapt.

Efectul stabilizator al unghiului , determinat de reaciunile laterale ce apar la deplasarea n viraje depinde de viteza de deplasare a automobilului.

Acest moment poart denumirea i de moment stabilizator de vitez.

Unghiul de nclinare transversal a pivotului -

Este unghiul format de axa pivotului i vertical, msurat n plan transversal.

Rolul acestui unghi este ca i al celui de fug, de readucere a roilor dup efectuarea virajului n poziia corespunztoare mersului rectiliniu i de a menine aceast micare.

Unghiul de nclinare transversal a pivotului

Datorit virrii roii n jurul pivotului nclinat, centrul ei tinde s se deplaseze n jos. Deoarece roata se sprijin pe cale, aceast coborre nu este posibil, rezultnd o ridicare a pivotului, respectiv a punii .

Cum efectul stabilizator al unghiului de nclinare transversal a pivotului depinde de greutatea automobilului, momentul stabilizator se mai numete i moment stabilizator de greutate.

Unghiul de cdere sau de carosaj al roii -

Reprezint nclinarea planului roii din fa de planul longitudinal al automobilului.

Efectul su, stabilizator se manifest prin mpiedicarea tendinei roilor de a oscila n limita jocului din rulmenii butucului.

Unghiul de cdere al roii i unghiul de nclinare transversal a pivotului.Zr

Datorit unghiului de cdere , componenta axial ZR*sin 0 a reaciunii normale ZR tinde s mping butucul roii spre interior, ceea ce face s dispar jocul de rulmeni, i descarc piuliele din captul fuzetei.

Efectele negative ale acestui unghi sunt uzura pneurilor pe banda exterioar i tendina de rulare divergent a roilor (tendina de deschidere).

Unghiul de convergen al roilor -

Este format n plan orizontal de planul roii cu planul longitudinal al automobilului.

Mrimea convergenei se exprim, de obicei, prin diferena distanelor A i B dintre planele jantelor, n plan orizontal, msurate n fa i spatele ale punii

Unghiul de convergen al roii.

Convergena roilor se prevede n scopul micorrii tendinei de deschidere al acestora datorit unghiului de cdere ao.

O convergen prea mare provoac o uzur accentuat a pneurilor pe flancurile exterioare. Se impune ca n urma deformrii elastice a pneului, torsiunii elementelor din sistemul de direcie i anulrii jocurilor , n timpul mersului rectiliniu roile s aib tendina s ruleze paralel.

Dac roata este motoare, n axul ei se dezvolt fora de traciune, care se transmite mecanismului de ghidare prin pivot. Fa de axa pivotului, fora de traciune determin un moment , cu tendina de nchidere a roii.

n cazul roilor motoare, pentru a compensa tendina de nchidere a roii, unghiul de nclinare longitudinal a fuzetei poate lua valori negative (unghi de divergen).

Rapoartele de transmitere ale sistemului de direcie

Raportul de transmitere unghiular i

Reprezint raportul dintre unghiul de rotaie al volanului v i unghiul mediu de bracare al roilor de direcie m;

Raportul de transmitere unghiular variaz ntre limitele:

i = 12 . . .20 pentru autoturisme i = 20 . . .30 pentru autocamioane i autobuze

Raportul de transmitere unghiular poate fi exprimat i n funcie de rapoartele de transmitere ale mecanismelor care compun sistemul de direcie, cu relatia:

unde:

ia - raportul de transmitere al mecanismului de acionare a direciei;

it - raportul de transmitere al transmisiei direciei

Raportul de transmitere al mecanismului de actionare a direciei Este raportul dintre unghiul de rotaie al volanului i unghiul de rotaie al axului levierului de direcie

Variaia raportului de transmitere pentru diferite tipuri de mecanisme de acionare ale direciei n funcie de unghiul de bracare al roilor

Cu ct raportul de transmitere al mecanismului de acionare este mai mare cu att fora necesar manevrrii volanului este mai redus, dar n acelai timp, se micoreaz unghiul de bracare al roilor de direcie, corespunztor unui anumit unghi de rotire a volanului

Mecanismele de actionare a directiei

Conditiile impuse mecanismelor de actionare a directiei

- s fie reversibil pentru a permite revenirea rotilor de directie in pozitia corespunzatoare mersului in linie dreapta dupa incetarea efortului aplicat volanului;- s aiba un radament ridicat. Este necesar ca randamentul direct (de la volan spre levierul directiei) s fie cat mai mare, in timp ce randamentul invers (de la levierul directiei spre volan) s fie cat mai mic, pentru ca socurile provocate rotatiilor de neregularitatile s fie absorbite in mare masura prin frecarea din mecanism si s se transmita cat mai atenuate la volan;- s aiba un numar redus de puncte de reglare cu posibilitatea obligatorie de reglare a jocului dintre elementul conducator si condus al mecanismului - s asigure caracterul si valorile necesare ale raportului de transmitere - constructia s fie simpla si s prezinte o durabilitate mare

Mecanismele de actionare a directiei melcate

1. Mecanismul de actionare cu melc globoidal si sector dintat central

Melcul globoidal 2 este fixat prin caneluri pe arborele 7 al volanului si angreneaza cu sectorul dintat 8. Sectorul dintat este dintr-o bucata cu axul 12 al levierului de directie. Miscarea se transmite de la volan, prin intermediul arborelui acestuia, la melc, iar melcul, angrennd cu sectorul dintat, roteste intr-o parte sau alta a axul levierului de directie.Mecanismul cu melc globoidali sector dintat central

Mecanismul de actionare cu melc cilindric i sector dintat frontal

La capatul inferior al arborelui volanului 4, se gaseste melcul 3, care angreneaza cu sectorul elicoidal 8, cu dantur frontal.

Arborele volanului se sprijina in caseta 7, prin intermediul a doi rulmenti cu role conice 2.

Sectorul elicoidal 8 este dintr-o bucata cu axul levierului de directie 11, care se gaseste montat in caseta de directie prin intermediul rulmentilor cu role-ace 9.

Levierul de direcie se monteaza pe partea canelata a axului 11

Mecanismul de actionare cu melc globoidal i rol

Mecanismele de actionare a directiei cu surub

Miscarea se transmite de la volan la levierul de directie prin intermediul unui surub pe care se gaseste o piuli ce transforma miscarea de rotatie a acestuia in miscare rectilinie. De la piuli, miscarea este transmis levierului de directie prin intermediul unei manivele sau altui organ intermediar.

Mecanismele de actionare cu surub se folosesc la autocamioanele grele, unde se cere un raport de transmisie mare la un gabarit redus.

Mecanismul de actionare cu surub-piulita si manivela Mecanismul de actionare a directiei cu surub-piuli si manivela

Mecanismul de actionare cu surub oscilant si piulita Arborele volanului este montat intr-o cmas de protectie, prin intermediul unui rulment cu bile 2, fixat in interiorul camasii de protectie prin intermediul a doua inele din cauciuc 3, realizandu-se astfel un reazem oscilant al arborelui volanului.

Mecanismul de actionare cu surub si piulita oscilanta

Mecanismul de actionare cu surub, piulita si sector dinat Figura 7.17. Mecanismul de actionare a directiei cu surub, piulita si sector dintat

. Mecanismele de actionare a directiei cu manivela

Mecanismul de actionare cu melc si manivela cu doua bolturi.O asemenea constructie asigura un unghi mare de rotire a levierului de directie in comparatie cu solutia cu un singur bolt

Particularitatea mecanismelor de actionare cu manivela consta in posibilitatea obtinerii variatiei dorite a raportului de transmitere.

In functie de conditiile care se pun la executarea melcului, se poate obtine un mecanism cu raport de transmitere constant, sau cu un raport de transmitere care se mrete sau se micoreaz odata cu rotaia volanului fat de pozitia mijlocie.

Mecanismele de actionare a directiei cu roti dintate

Mecanismul de actionare cu pinion si cremaliera asigura rapoarte de transmitere mari (bracari mari ale rotilor la rotiri mici ale volanului) i se utilizeaza destul de des la autoturismele cu suspensie independent a rotilor si bara transversala de directie .

Astfel numarul articulatiilor trapezului de directie se reduce la patru fata de alte solutii care necesita cel putin sase articulatii.