calculul ‍i construc£ia autovehiculelor

Download Calculul ‍i Construc£ia Autovehiculelor

Post on 15-Apr-2017

282 views

Category:

Documents

9 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • Calculul i construcia autovehiculelorSistemul de direcie

  • Memoriu tehnic

    1. Generaliti

    Sistemul de direcie asigur maniabilitatea automobilului, adic capaciatea acestuia de a se deplasa n direcia comandat de ctre conductor, respectiv de a executa virajele dorite i de a menine mersul rectiliniu, atunci cnd virajele nu sunt necesare. Schimbarea direciei de mers se obine prin schimbarea planului (bracarea) roilor de direcie n raport cu planul longitudinal al autovehiculului. Sistemul de direcie trebuie s asigure automobilului o bun manevrabilitate i stabilitate. Obinerea unor direcii stabile presupune c n afara aprecierii transmisiei direciei este necesar s se in seama de autovehicul n ansamblu i n special de poziia roilor de direcie. Un sistem de direcie este considerat stabil dac la deplasarea n curb apar momente de redresare (stabilizare) care tind s readuc roile de direcie la poziia de mers n linie dreapt. Valoarea momentelor de redresare sunt n dependen direct cu valoarea unghiurilor de aezare ale roilor directoare.

  • 1. axele rotilor fa; 2. soldul axului; 3. axa centrala a directiei ; 4. linia centrala ax spate; 5. polul de viraj; 6. unghiul diferenta directie

    Figur 1Rulajul roilor n curbe

  • Sistemul de direcie este unul din mecanismele principale ale automobilului care are un rol hotrtor asupra siguranei circulaiei, mai ales in condiiile creterii continue a parcului de automobile i a vitezei lor de deplasare.

  • 2. Cerine impuse

    Unui sistem de direcie a unui autovehicul se impun pentru buna funcionare urmtoarele cerine:stabilizarea micrii rectilinii (roile de direcie dup ce virajul s-a efectuat s aib tendina de a reveni in poziia corespunztoare mersului n linie dreapta); s asigure manevrarea uoar a direciei (efortul necesar pentru manevrarea direciei s fie ct mai redus); unghiurile de aezare a roilor s se modifice ct mai puin n timpul virrii;s permit obinerea unei raze minime de viraj ct mai reduse;s aib un randament direct ct mai ridicat i un randament invers ct mai mic;

  • s elimine oscilaiile unghiulare ale roilor de direcie n jurul pivoilor fuzetelor (fenomen cunoscut sub denumirea de shimmy i care produce uzura articulatiilor i pneurilor, precum i instabilitatea directiei);s fie suficient de ireversibil, astfel nct ocurile provenite din neregularitile cii s fie transmise ct mai atenuate la volan;s permit o manevrare rapid a direciei (unghiurile de rotaie ale volanului s fie suficient de mici pentru a realiza o conducere sigur n raport cu viteza automobilului);s necesite acelai numr de rotaii ale volanului (de la poziia roilor de mers n linie dreapt) pentru aceai raz de viraj la stnga sau la dreapta;s permit nclinarea roilor n viraj, astfel nct s nu se produc alunecarea lor;s asigure compatibilitatea direciei cu suspensia (oscilaiile suspensiei s nu provoace oscilaiile roilor de direcie);s permit reglarea i ntreinerea uoare;construcia s fie simpl, s nu produc blocri i s prezinte o durabilitate ct mai mare.

  • 3. Clasificarea sistemelor de directie

    Dup locul de dispunere a mecanismului de acionare a direciei se deosebesc:sisteme de directie pe dreapta sisteme de directie pe stanga.

    Volanul de directie este montat n partea opusa pe care se circula pentru a asigura conducatorului o vizibilitate ct mai bun.Dup raportul de transmitere:constant variabil

  • Dup tipul angrenajului sunt sistemele de direcie se pot clasifica mecanisme cu melc (Figura 2)mecanisme cu urub,mecanisme cu manivelmecanisme cu roi dinate;

    n funcie de tipul comenzii:mecanicmecanic cu servomecanism (hidraulic, electric, activ)

  • Dup particularitile transmisiei direciei:poziia trapezului de direcie n raport cu puntea din fa:anterior;posterior;construcia trapezului de direcie:cu bar transversal de direcie dintr-o bucat;cu bar transversal de direcie din mai multe pri;

    Dup locul unde este plasat sistemul de direcie :direcie la puntea din fa;direcie la puntea din spate;la ambele puni;

    Dup tipul de asistare al direciei :asistarea hidraulic;asistarea electro-hidraulic;asistarea electric;

  • 4. Sisteme de direcie clasice. Prti componente. Funcionaren Figura 2 se prezint schema unui sistem de direcie al unui automobil cu roi cu suspensie dependent. El se compune din: 1 - volanul, 2 - axul volanului, 3 - melcul, 4 - sectorul dinat, 5 - levierul de direcie, 6 - bara longitudinal de direcie, 7 - bara transversal de direcie, 8, 14 - levierele fuzetelor, 9,13 fuzetele, 10 - pivoii fuzetelor, 11 - braul fuzetei, 12 - osia propriu-zis.

    Figur 2Componena sistemului de direcie cu melc

  • Pentru a schimba planul roilor de direcie, conductorul va aciona asupra volanului 1. De la volanul 1 micarea se transmite, prin intermediul axului volanului 2, la melcul 3, care angreneaz cu sectorul dinat 4. Pe axul sectorulu dinat se afl levierul de direcie 5, care este n legtura cu bara longitudinal de direcie 6. Prin rotirea sectorului dinat, deci i a levierului de direcie, vara longitudinal de direcie va avea o micare axial ntr-un sens sau altul, n funcie de sensul de roaie al sectorului dinat. Bara longitudinal de direcie este articulat cu levierul 5, iar n cellalt capt de braul 11 al fuzetei. Braul fuzetei este legat rigid de fuzeta 9, din parte stng a automobilului, care se rotete n jurul pivotului 10. Prin deplasarea axial a barei longitudinale de direcie, braul fuzetei va roti fuzeta i odat cu ea i roata din stnga. Legtura care exist ntre fuzeta 9 i fuzeta 13, prin intermediul levierelor 8 i 14 i bara transversal de direcie 7 va produce i rotirea fuzetei 13.

  • n Figura 3 se prezint construcia mecanismului de acionare cu urub piuli manivel, cu raportul de transmitere variabil. La partea inferioar a axului volanului 1 se gsete montat urubul 2, pe care se afl piulia 3. Manivela 6 este montat pe axul 4 al levierului de direcie. La rotaia volanului, piulia 3 se deplaseaz n lungul urubului 2, iar manivela 6 mpreun cu levierul de direcie 5 se rotesc cu un anumit unghi. La acest tip de mecanism se regleaz numai jocul axial al arborelui volanului. Datorit frecrilor dintre urub i piuli i din articulaia piulitei cu manivel randamentul acestui mecanism este sczut.

    Figur 3Mecanismul de acionare a direcie cu urub-piuli-manivel

  • Figur 4 Mecanismul de acionare al direciei cu pinion i cremalier

  • Mecanismul de acionare cu pinion i cremalier (Figur 4) se utlizeaz destul de des la autoturismele cu suspensie independent a roilor i bar transversal de direcie, astfel numrul articulaiilor trapezului de direcie scade.Pinionul cu dinti nclinai 8 al axului volanului 5 este montat pe doi rulmeni radiali axiali 7, al cror joc se regleaz cu ajutorul unor garnituri monate sub capacul inferior al casetei de direcie. Cremaliera 9 este realizat pe o bar cu seciune circular, care este introdus n teava de oel 6. ntr-un carter se monteaz pinionul, iar n altul se monteaz o buc n lungul creia se deplaseaz cremaiera. Suportul de bronz 3 asigur angrenarea corect ntre pinion i cremalier. Jocul angrenajului se stabilete cu ajutorul garniturilor 2. n orificul din centrul suportului se monteaza plunjerul de bronz 4, care este apsat de arcul 10, pe cremalier.Mecanismele de acionare a direciei cu pinion i cremalier au o reversibilitate mare. Pentru micorarea ei, unele mecanisme de acest fel sunt prevzute cu un arc de readucere care se opune rotirii volanului i reduce din reversibilatea mare a acestui mecanism.

  • 5. Sisteme de direcie asistate. Pri componente. Funcionare1. Sistem de direcie asistat hidraulic

    Componena i funcionarea unui sistem de direcie acionat hidraulic este prezentat n Figur 5. Atunci cnd volanul este manevrat coloana volanului transmite micarea la pinion i acesta antreneaz cremaliera. n acelei timp coloana volanului acioneaz i distribuitorul rotativ care deschide circuitul spre cilindrul hidraulic cu piston. Trebuie menionat c pistonul este solidar cu cremaliera. n funcie de sensul de rotire a volanului lichidul sub presiune ajunge n cilindrul hidraulic n dreapta sau stnga pistonului. Astfel peste fora de acionare a oferului se suprapune fora dat presiunea uleiului i acionarea direciei se face mult mai uor. Dac volanul nu se mic distribuitorul hidraulic revine la poziia iniial i ntrerupe curgerea uleiului spre cilindrul hidraulic. Practic, distribuitorul hidraulic se deschide numai cnd volanul se nvrte.

  • Figur 5Sistem de direcie asistat hidraulic

  • Un neajuns al acestui sistem de asistare se manifestl la viteze mari. n aceast situaie motorul are turaia ridicat iar pompa hidraulic, care este antrenat de motor, furnizeaz uleiul la presiune ridicat i ca urmare nivelul de asistare crete. n consecin, la volan nu mai apare aproape nici o rezisten iar oferul are senzaia c a pierdut contactul cu drumul. Pentru evitarea acestui fenomen s-au realizat echipamente electronice care fac coreciile necesare.

  • 2. Asistarea electro-hidraulic (sistemul servotronic)

    La acest sistem un echipament electronic (Figur 6) controleaz nivelul de asistare n funcie de viteza autovehiculului. Astfel la viteze mici nivelul de asistare este maxim iar la viteze mari asistarea este redus i ca urmare dispare senzaia oferului de pierdere a contactului cu calea de rulare.Servodirecia electro-hidraulic reprezint o form superioar a servodireciei hidraulice cunoscute deja. Diferena principal este reprezentat de propulsorul pompei hidraulice, care ofer presiunea necesar pentru asistena forei sistemului de direcie. La servodirecia electro-hidraulic, electromotorul acioneaz pompa, care funcioneaz n funcie de asistena necesar a forei sistemului de direcie. La viteze foarte reduse sau n cazul n care autovehiculul este staionat, debitul pompei hidraulice crete pentru a asigura o asisten superioar a forei sistemulu