انواع، طراحی و اصل عملکرد مکانیزم فرمان

تغییر جهت خودرو با چرخاندن چرخ های فرمان با استفاده از فرمان انجام می شود. با این حال، بین او و چرخ ها دستگاهی وجود دارد که تلاش دستان راننده و جهت او را به اعمال نیرو مستقیم به بازوهای چرخان تبدیل می کند. به آن مکانیسم فرمان می گویند.

دنده فرمان برای چیست؟

در طرح کلی فرمان، مکانیسم وظایف زیر را انجام می دهد:

• چرخش شفت ورودی را که ستون فرمان به آن متصل است به چرخش انتقالی برای میله های ذوزنقه ای فرمان تبدیل می کند.
• با استفاده از گیربکس مکانیکی موجود در طرح با نسبت دنده معین، نیرویی را که راننده می‌تواند با نیروی لازم روی اهرم‌های متصل به بند فرمان زیرانداز ایجاد کند، هماهنگ می‌کند.
• در بیشتر موارد، کار مشترک با فرمان برق را فراهم می کند.
• از دست های راننده در برابر ضربه های جاده ای محافظت می کند.

با درجه ای از دقت می توان این دستگاه را همانطور که اغلب به آن می گویند یک گیربکس در نظر گرفت.

انواع مکانیزم های فرمان

سه طرح دنده محبوب وجود دارد:

• کرم غلتکی;
• دندانه دار و پین؛
• نوع بال اسکرو.

هر کدام از آنها مزایا و زمینه های استفاده خاص خود را دارند.

مکانیزم کرم غلتکی

این نوع در گذشته بر روی تمامی خودروها بسیار مورد استفاده قرار می گرفت، اما امروزه به دلیل معایب فراوان در مقایسه با سایر طرح ها، کاربرد محدودی دارد.

اصل عملکرد چرخ دنده حلزونی این است که یک غلتک دندانه دار بخش با یک چرخ کرم مارپیچ روی شفت ستون فرمان اجرا شود. شفت ورودی کاهنده به صورت یک تکه با حلقه حلزونی با شعاع متغیر ساخته شده است و مجهز به یک اتصال دهنده شکاف دار یا گوه ای برای اتصال به شفت ستون است. بخش دندانه دار غلتک روی شفت خروجی دوپایه قرار دارد که به کمک آن گیربکس به میله های ذوزنقه ای فرمان متصل می شود.

کل سازه در یک محفظه سفت و سخت قرار می گیرد که به دلیل وجود روغن کاری در آن، میل لنگ نیز نامیده می شود. این معمولاً روغن مایع نوع انتقال است. خروجی شافت از میل لنگ با غدد مهر و موم شده است. میل لنگ به قاب یا قسمت موتور بدنه پیچ می شود.

چرخش شفت ورودی در گیربکس به نوک توپ دوپایه چرخشی-ترجمهی تبدیل می شود. میله ها به چرخ ها و اهرم های ذوزنقه ای اضافی به آن متصل می شوند.

این مکانیزم قادر است نیروهای قابل توجهی را منتقل کند و با نسبت‌های دنده بزرگ کاملاً فشرده است. اما در عین حال، سازماندهی کنترل با حداقل عکس العمل و اصطکاک کم دشوار است. از این رو دامنه - کامیون ها و SUV ها، عمدتا از طراحی محافظه کارانه است.

قفسه های فرمان

پرکاربردترین مکانیزم برای خودروهای سواری. قفسه و پینیون بسیار دقیق تر است، بازخورد خوبی ارائه می دهد و به خوبی در ماشین جا می شود.

مکانیسم قفسه شامل موارد زیر است:

• بدنه با چسباندن به دیواره بدنه؛
• قفسه دندانه دار که روی بلبرینگ های ژورنال قرار دارد.
• چرخ دنده درایو متصل به شفت ورودی؛
• مکانیزم رانش، ایجاد حداقل فاصله بین دنده و قفسه.

کانکتورهای مکانیکی خروجی قفسه به مفاصل توپی میله های فرمان متصل می شوند که از طریق نوک ها مستقیماً با بازوهای چرخشی کار می کنند. این طراحی سبک تر و فشرده تر از اتصال فرمان دنده حلزونی است. دقت کنترل بالا از اینجاست. علاوه بر این، فاصله چرخ دنده محرک بسیار دقیق تر و پایدارتر از شکل پیچیده غلتک و کرم است. و افزایش بازگشت به فرمان توسط تقویت کننده ها و دمپرهای مدرن جبران می شود.

با مهره توپ پیچ کنید

چنین گیربکسی شبیه به جعبه دنده حلزونی است ، اما عناصر مهمی در آن به شکل قسمتی از قفسه با بخش چرخ دنده در حال حرکت در امتداد پیچ ​​شفت ورودی از طریق توپ های فلزی در گردش وارد می شود. بخش قفسه به دندانه های شفت دو پایه متصل است.

به دلیل استفاده از ریل کوتاه که در واقع مهره ای با گوی هایی در امتداد نخ است، اصطکاک تحت بارهای زیاد به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. یعنی این عامل تعیین کننده هنگام استفاده از مکانیزم در کامیون های سنگین و سایر وسایل نقلیه مشابه بود. در عین حال، دقت و حداقل فاصله مشاهده می شود که به همین دلیل همین گیربکس ها در خودروهای سواری بزرگ پریمیوم کاربرد پیدا کرده اند.

فاصله ها و اصطکاک در مکانیزم های فرمان

همه گیربکس ها به درجات مختلف نیاز به تنظیمات دوره ای دارند. به دلیل سایش، شکاف در مفاصل دنده تغییر می کند، بازی روی فرمان ظاهر می شود که در آن ماشین غیر قابل کنترل است.

چرخ دنده های حلزونی با حرکت دادن بخش چرخ دنده در جهتی عمود بر محور ورودی کنترل می شوند. حفظ فاصله در تمام زوایای فرمان دشوار است، زیرا سایش با سرعت های متفاوتی در جهت حرکت مستقیم و به ندرت در پیچ ها در زوایای مختلف رخ می دهد. این یک مشکل رایج در همه مکانیزم ها است، ریل ها نیز به طور ناهموار فرسوده می شوند. با سایش شدید، قطعات باید تعویض شوند، در غیر این صورت، هنگامی که فرمان چرخانده می شود، شکاف با افزایش اصطکاک به تداخل تبدیل می شود که کمتر خطرناک نیست.