قفسه فرمان - اصل کار و طراحی
در میان انواع گیربکس های فرمان، رک و پینیون جایگاه ویژه ای را به خود اختصاص می دهد، اگر فقط به این دلیل که در طراحی های خودروهای سواری رایج ترین است. ریل با داشتن تعدادی مزیت، و به این ترتیب است که معمولاً بر اساس استفاده از قسمت اصلی به طور خلاصه به آن گفته می شود، عملاً همه طرح های دیگر را جایگزین کرده است.
ویژگی های استفاده از ریل
خود ریل یک میله فولادی کشویی با یک بریدگی دندانه دار است. از کنار دندانه ها، یک چرخ دنده محرک بر روی آن فشرده می شود. شفت ستون فرمان به میل پینیون متصل شده است. معمولاً از چرخ دنده های حلزونی استفاده می شود، زیرا بی صدا است و قادر به انتقال بارهای قابل توجه است.
هنگامی که فرمان چرخانده می شود، راننده، در ارتباط با فرمان برقی، قفسه را در جهت مورد نظر حرکت می دهد. انتهای ریل از طریق اتصالات توپ روی میله های فرمان عمل می کند. در قسمت میله ها، کوپلینگ های رزوه ای برای تنظیم پنجه و نوک گوی فرمان تعبیه شده است. در نهایت، نیروی محرکه از طریق بازوی محوری به بند انگشت، توپی و چرخ فرمان در هر طرف منتقل می شود. پیکربندی به گونه ای طراحی شده است که لاستیک در قسمت تماس لغزش نداشته باشد و هر چرخ در امتداد یک قوس با شعاع مورد نظر حرکت کند.
ترکیب فرمان قفسه و پینیون
یک مکانیسم معمولی شامل:
- محفظه ای که در آن همه قسمت ها قرار گرفته اند، مجهز به گیره هایی برای اتصال به محافظ موتور یا قاب.
- قفسه دنده؛
- بلبرینگ های ساده از نوع آستین که ریل هنگام حرکت روی آن قرار می گیرد.
- شفت ورودی، معمولاً در یاتاقان های غلتکی (سوزن) قرار می گیرد.
- دستگاهی برای تنظیم شکاف درگیری از یک ترقه فنری و یک مهره تنظیم.
- چکمه های میله ای.
گاهی اوقات این مکانیسم مجهز به یک دمپر خارجی است که برای به حداقل رساندن یکی از معایب مکانیزم قفسه و پینیون طراحی شده است - انتقال بیش از حد قوی شوک ها به فرمان از چرخ هایی که روی چرخ های ناهموار می افتند. دمپر یک کمک فنر تلسکوپی است که به صورت افقی نصب شده است، مشابه آنچه در سیستم تعلیق نصب شده است. در یک انتها به ریل و در انتهای دیگر به زیر فریم متصل است. تمام ضربه ها توسط هیدرولیک کمک فنر کاهش می یابد.
ساده ترین مکانیسم های مورد استفاده در سبک ترین خودروها فاقد فرمان برقی است. اما اکثر ریل ها آن را در ترکیب خود دارند. محرک تقویت کننده هیدرولیک در محفظه قفسه ادغام شده است، فقط اتصالات اتصال خطوط هیدرولیک در سمت راست و چپ پیستون خارج می شود.
توزیع کننده به شکل یک دریچه قرقره و بخشی از میله پیچشی در محفظه شفت ورودی مکانیسم قفسه و پینیون تعبیه شده است. بسته به میزان و جهت تلاشی که توسط راننده اعمال می شود، با چرخاندن میله پیچشی، قرقره به سمت اتصالات سیلندر هیدرولیک چپ یا راست باز می شود و در آنجا فشار ایجاد می کند و به راننده کمک می کند تا ریل را حرکت دهد.
گاهی اوقات اگر روی ستون فرمان نباشد، عناصر تقویت کننده الکتریکی نیز در مکانیزم قفسه تعبیه می شود. رانندگی مستقیم راه آهن ترجیح داده می شود. در این حالت قفسه دارای یک موتور الکتریکی با گیربکس و یک چرخ دنده دوم است. به موازات اصلی در امتداد شکاف دنده جداگانه روی ریل کار می کند. جهت و مقدار تلاش توسط واحد کنترل الکترونیکی تعیین می شود که سیگنالی را از سنسور پیچش شفت ورودی دریافت می کند و جریان برق را به موتور الکتریکی تولید می کند.
مزایا و معایب مکانیزم با ریل
از جمله مزایا عبارتند از:
- فرمان با دقت بالا؛
- سهولت اطمینان از شفافیت فرمان، حتی مجهز به تقویت کننده.
- فشرده بودن مونتاژ و سادگی طرح طراحی در ناحیه سپر موتور؛
- وزن سبک و هزینه نسبتا کم؛
- سازگاری خوب با تقویت کننده های هیدرولیک قدیمی و یورو مدرن؛
- قابلیت نگهداری رضایت بخش، کیت های تعمیر تولید می شود.
- بدون نیاز به روغن کاری و نگهداری مکرر.
معایبی نیز دارد:
- شفافیت اساسا بالای فرمان در صورت استفاده در جاده های ناهموار، در صورت عدم وجود دمپر و تقویت کننده های سرعت بالا، راننده ممکن است آسیب ببیند.
- سر و صدا به شکل ضربه هنگام کار با شکاف افزایش یافته، هنگامی که سایش به طور ناهموار رخ می دهد، شکاف قابل تنظیم نیست.
ترکیبی از مزایا و معایب در عملکرد مکانیسم قفسه و پینیون دامنه آن را تعیین می کند - اینها اتومبیل هایی از جمله اتومبیل های اسپرت هستند که عمدتاً در جاده های خوب با سرعت بالا کار می کنند. در این حالت قفسه به بهترین شکل عمل می کند و از نظر کیفیت مصرف کننده از سایر طرح های فرمان جلوتر است.
تعمیر و نگهداری مکانیزم گاهی اوقات به منظور کاهش شکاف هنگام ظاهر شدن ضربه انجام می شود. متأسفانه، به دلایل عدم یکنواختی که در بالا توضیح داده شد، این همیشه امکان پذیر نیست. در چنین مواردی، مکانیسم به عنوان یک مونتاژ، اغلب با مکانیزم بازسازی شده در کارخانه جایگزین می شود. استفاده از کیت های تعمیر فقط ضربه در یاتاقان ها و بوش های نگهدارنده را از بین می برد، اما نه سایش جفت دنده را. اما به طور کلی، عمر مفید مکانیزم بسیار بالا است و هزینه قطعات جدید کاملاً قابل قبول است.
