Direção do carro: dispositivo, requisitos

2024 Autor: Erin Ralphs | [email protected]. Última modificação: 2024-02-19 18:18

O sistema de direção é um dos mais básicos de um carro. Trata-se de um conjunto de mecanismos que sincronizam a posição do volante e o ângulo de rotação das rodas dianteiras. A principal função de qualquer veículo é fornecer a capacidade de virar e manter a direção definida pelo motorista.

Dispositivo

Estruturalmente, a direção de um carro consiste em alguns componentes principais. Quanto aos mecanismos, eles podem ser implementados de diferentes maneiras.

O volante é necessário para a direção. O motorista através dele indica a direção em que o carro está se movendo. Nos carros modernos, o volante pode ser equipado adicionalmente com teclas e controles para controlar os sistemas multimídia e de navegação. Se o motorista substituir o sistema multimídia no futuro, um adaptador de direção deve ser adquirido para ajustar o rádio do volante. Há também um travesseiro dentro do elementosegurança.

A seguir no sistema é a coluna de direção. Para que serve? É necessário transferir a força que o motorista aplica ao volante para o mecanismo. A peça é um eixo com uma dobradiça. Mais frequentemente é um pequeno cardan. Muitas vezes, as colunas de direção fornecem segurança em caso de roubo. Assim, o projeto é equipado com sistemas de bloqueio mecânico ou elétrico. Também na coluna está o interruptor de ignição, gire as alavancas, acenda as luzes, limpadores de pára-brisa.

O mecanismo de direção recebe a força do eixo da coluna e a transforma em girar as rodas. O design do mecanismo de direção é uma caixa de câmbio com uma certa relação de transmissão.

O sistema também possui um drive. Este é um sistema de hastes e pontas que tiram a força do eixo e depois a transferem para as pontas e o sistema de volante.

Mesmo na maioria dos projetos de sistemas de direção existe um amplificador. Pode ser hidráulico ou elétrico. É necessário aumentar as forças rotacionais que vão do volante às rodas. Elementos adicionais também podem ser distinguidos - estes são amortecedores ou amortecedores, bem como vários sistemas elementares.

Mecanismos de direção: tipos

Dependendo de qual caixa de câmbio está instalada em um carro em particular, o mecanismo de direção pode ser cremalheira e pinhão, sem-fim ou parafuso. Vamos considerar cada um deles separadamente.

Raquete

Este é um dispositivo amplamente utilizado que a maioriacarros modernos. O elemento principal é a cremalheira e a engrenagem. Este último está constantemente engatado com a cremalheira e está localizado no eixo de direção.

O princípio de funcionamento deste mecanismo é o seguinte. Quando o volante é girado, a cremalheira se move para a esquerda ou para a direita. Junto com ele, movem-se as hastes de direção, que são conectadas às pontas e estas, por sua vez, às mangas de eixo. Assim, as rodas do carro podem girar para o ângulo desejado pelo motorista.

O mecanismo de pinhão e cremalheira é bastante simples, mas se destaca pela alta eficiência e rigidez. Mas, apesar de todos os seus méritos, a cremalheira de direção é muito sensível a cargas, especialmente a cargas de choque ao passar por solavancos na estrada. Além disso, devido ao seu design, é propenso a vibrações. A cremalheira de direção é mais frequentemente encontrada em carros com tração dianteira, onde a suspensão dianteira é do tipo independente.

Verme

Este mecanismo de direção é baseado em um verme globoide. Este é um eixo sem-fim com um diâmetro variável. Está conectado ao eixo de direção. Também está incluído um rolo. Um braço de direção é instalado no eixo do rolete, que é conectado mecanicamente às hastes de direção.

Durante a rotação do volante, o rolete rola sobre o sem-fim, colocando o braço de direção em movimento. Este último, como resultado, move as hastes de acionamento. Devido a isso, os volantes giram na direção que o motorista precisa.

Esta opção é menos suscetível a quaisquer cargas, incluindo choques. Além disso, grandes ângulos de giro e melhormanobrabilidade de um carro. Mas também há desvantagens aqui. Assim, a engrenagem helicoidal é mais complexa em termos de fabricação e, portanto, mais cara. O mecanismo requer muitas conexões para funcionar corretamente, exigindo ajustes periódicos e complexos.

Este design pode ser encontrado em veículos com maior desempenho cross-country, bem como com suspensão dependente de um par de rodas direccionais. Outro mecanismo é encontrado em pequenos caminhões e ônibus. A direção sem-fim foi instalada em VAZs de modelos clássicos.

Mecanismo de parafuso

Os seguintes elementos são combinados nesta solução. Este é um parafuso que é montado no eixo de direção, uma porca que se move ao longo do parafuso, uma cremalheira na porca, um setor conectado ao rack e também um bipé. Este último está localizado no eixo do setor de engrenagens. Dos recursos, uma conexão porca-parafuso pode ser distinguida. Aqui é feito usando um grande número de pequenas bolas. As esferas podem reduzir significativamente a força de atrito entre as peças móveis e, assim, reduzir o desgaste.

O princípio de funcionamento do mecanismo assemelha-se ao funcionamento de um sistema worm. Quando o acionador atua no volante, o eixo é acionado, e com ele gira o parafuso que move a porca. Neste caso, as esferas se movem dentro do mecanismo. A porca, quando exposta à cremalheira, movimenta o setor de engrenagens. O braço de direção também se move junto com o setor.

Esta direção é mais eficiente que a engrenagem helicoidal. O sistema é instalado emcarros de luxo, caminhões pesados e vários modelos de ônibus.

Direção assistida

Todos os sistemas acima exigiram algum esforço. Para facilitar o funcionamento dos carros, bem como para garantir que a condução traga emoções e bom humor, os engenheiros criaram um dispositivo que permite conduzir um carro quase sem esforço. Este dispositivo é chamado de amplificador. Hoje, a maioria dos carros está equipada com esse sistema.

Distinguir entre direção hidráulica, elétrica e hidrelétrica. Mecanismos pneumáticos também podem ser distinguidos.

Direção assistida

Este é um dos elementos estruturais do sistema de controle. Aqui, quando o volante é girado, a força principal é gerada por um acionamento hidráulico.

O amplificador mais simples é uma bomba acionada por um virabrequim. Esta solução tem um desempenho diretamente proporcional à rotação do motor. Isto está de acordo com as necessidades de condução. Se a velocidade for máxima, então o ganho mínimo é necessário e vice-versa.

Este sistema funciona da seguinte forma. Ao dirigir em linha reta, a bomba de direção circula fluido hidráulico. Quando o volante é girado, a barra de torção é torcida. O processo é acompanhado pela rotação do carretel em relação à luva distribuidora. Os canais se abrem e o líquido entra em uma das cavidades do cilindro de força. Líquido dea outra cavidade vai para o tanque. O pistão no mecanismo de energia move a cremalheira. A força é transmitida às hastes de direção, o que leva à rotação das rodas direcionais.

Quando as curvas são feitas em baixas velocidades, o amplificador opera com desempenho máximo. Com base nos sinais dos sensores, a ECU aumenta a velocidade da bomba. O fluido de trabalho entra no cilindro do mecanismo de energia com mais intensidade. Isso reduz o esforço necessário para girar o volante.

Reforço elétrico: recursos

Este tipo de dispositivo de direção é mais complicado. Há muitos sensores aqui. O sistema consiste em um motor elétrico e elementos mecânicos. Os projetos mais comuns são com duas engrenagens, bem como com acionamento paralelo. Este amplificador geralmente está localizado na mesma unidade com o mecanismo do sistema de direção.

Quando o motorista gira o volante, a barra de torção é torcida ou desaparafusada. Isso é medido por um sensor - o torque atual e o ângulo de rotação são levados em consideração. A velocidade do movimento também é levada em consideração. Todos esses números são enviados para a ECU, que calcula a força necessária. Ao alterar a força atual, a força no trilho do mecanismo muda.

Conclusão

Estes são todos os sistemas de direção dos carros modernos que existem hoje. Talvez os engenheiros apresentem soluções melhores no futuro. Enquanto isso, um rack de direção hidráulica é suficiente.