Кормилно управление с рейка и пиньон: всичко, което трябва да знаете
Кормилна рейка и пиньоне широко използван метод за управление в съвременната автомобилна технология. Той е прост, компактен и отзивчив, осигурявайки на водачите надеждно изживяване при управление. Въпреки че тази система се е превърнала в стандартно оборудване в много превозни средства, може да не е напълно ясно за средния шофьор как работи и какво прави.
Тази статия ще разгледа по-подробно основните елементи на кормилната рейка и пиньон, как работи и защо е толкова важен метод за управление.
Какво е кормилна рейка и пиньон?
Кормилната система с рейка и зъбно колело е механична система за кормилно управление, която използва взаимодействието на зъбна рейка и зъбно колело, за да преобразува въртеливото движение на волана в странично движение на колелата. Този сравнително прост дизайн е много ефективен и се използва широко в много превозни средства, включително автомобили, SUV и лекотоварни камиони.
Системата се състои от няколко ключови компонента: волан, зъбни колела, рейка, биели и колела. Когато водачът завърти волана, зъбното колело (наричано още зъбно колело) на вала на волана се върти и се зацепва с рейката. Рейка е дълъг, назъбен метален прът, който се движи странично, докато зъбните колела се въртят. Това движение се предава на колелата чрез свързващ прът, което в крайна сметка кара колелата да се въртят.
Въпреки че кормилното управление с рейка и пиньон се използва от американските автомобилни производители от по-малко от 50 години, концепцията съществува в други страни от близо век. През 30-те години на миналия век BMW произвежда първата трансмисия с рейка и пиньон, според Подгъвки Мотор Новини. Първият американски автомобилен производител, който използва кормилна рейка и пиньон в производството, беше Форд, който го използва в 1974 Мустанг II и 1974 Пинто. Докато AMC възприема системата скоро след това в Пейсър от 1975 г., GM и Крайслер не произвеждат автомобили с кормилна рейка и пиньон до 1980 г.
Как работи кормилното управление с рейка и пиньон?
Според статия от Муг Части кормилното управление с рейка и пиньон работи, като използва система от зъбни колела, за да преобразува кръговото движение на волана в линейното движение, необходимо за завъртане на колелата. Зъбните колела са сглобени в метална тръба. Тръбата има отвори в двата края, така че стойката да може да бъде прикрепена към вал. Зъбното колело е свързано с кормилния вал, така че при завъртане на волана, зъбното колело се върти и движи рейката.
По-конкретно, когато водачът завърти волана, въртеливото движение се предава на зъбното колело през вала на волана. Това зъбно колело се зацепва с рейката, преобразувайки въртеливото движение в линейно движение. Докато зъбното колело се върти, зъбната рейка се задвижва да се движи по своята коловоза. Разстоянието и посоката на това странично движение са пряко свързани с количеството и посоката на въртене на волана. По-големият ъгъл на завиване кара рейката да се движи на по-голямо разстояние, като по този начин се постига по-голям ъгъл на завиване на колелата.
Движението на рейката се предава към кормилния накрайник на колелото чрез свързващ прът. Функцията на свързващия прът е да преобразува страничното движение на рейката във въртене на колелото, като по този начин контролира управлението на автомобила. В крайна сметка страничното движение на рейката се превръща в управление на колелото. Посоката и ъгълът на завиване на колелото се определят изцяло от взаимодействието на зъбното колело и зъбната рейка, което позволява прецизно управление на автомобила.
Какви са предимствата на кормилната система с рейка и пиньон?
Дизайнът на кормилната система с рейка и пиньон е много прост и се състои от малък брой ключови компоненти. Този опростен дизайн не само намалява разходите за производство и поддръжка, но също така намалява възможността от повреда. Кормилните системи с зъбна рейка и зъбно колело осигуряват изключително чувствителна реакция на кормилното управление поради директното действие на предавката и зъбната рейка. Това позволява на автомобила да реагира бързо по време на шофиране, особено за поддържане на добра стабилност при високи скорости.
Освен това кормилните системи с рейка и пиньон са по-леки от други сложни кормилни системи. Тази функция помага за намаляване на общото тегло на автомобила, подобряване на икономията на гориво и подобряване на управлението на автомобила.
Какви са видовете кормилни системи с рейка и пиньон?
Въпреки че основният принцип на кормилните системи с зъбна рейка и зъбно колело е един и същ, кормилните системи с зъбна рейка и зъбно колело могат да бъдат разделени на следните типове според различните нужди на превозното средство и целите на дизайна:
Ръчна кормилна система с рейка и пиньон
Ръчната кормилна система с рейка и пиньон е най-основният тип, който разчита на силата на водача, за да управлява волана и да управлява управлението на автомобила. Тази система няма допълнително захранващо устройство, така че водачът трябва да приложи повече сила, за да завърти волана, когато шофира с ниска скорост. Ръчните системи обикновено се използват в по-леки превозни средства или по-стари превозни средства и са широко използвани поради тяхната проста структура и ниска цена.
Кормилна система с хидравлична рейка и пиньон
Theхидравлична кормилна система с рейка и пиньондобавя хидравлично захранващо устройство към ръчната система. Системата осигурява хидравлично налягане чрез помпата на сервоуправление, което улеснява водача да управлява волана. Тази система се използва широко в повечето съвременни превозни средства, тъй като осигурява мощност, като същевременно запазва директността и чувствителността на системата на зъбна рейка и зъбно колело.
Електрическа кормилна система с рейка и пиньон
Електрическата кормилна система с рейка и пиньон използва електрически мотор вместо хидравлична помпа, за да осигури мощност. Тази система има предимствата на бърза реакция, пестене на енергия и защита на околната среда и може също така да регулира мощността според скоростта на превозното средство, за да осигури по-подходящо шофиране. Системите с електрическо сервоуправление постепенно се превръщат в стандартно оборудване в много нови превозни средства, особено в електрическите и хибридните превозни средства.
Кормилна система с променлива рейка и пиньон
Кормилната система с променливо съотношение на зъбна рейка и зъбно колело е различна в дизайна на зъбната рейка, използвайки конструкция с променлива стъпка. Стъпката на тази система е по-голяма в краищата на стелажа и по-малка в средата. Този дизайн позволява на автомобила да осигури по-голям ъгъл на завиване при ниски скорости и по-малък ъгъл на завиване при високи скорости, като по този начин подобрява управлението и стабилността на автомобила.
Често срещани проблеми с кормилните системи с рейка и пиньон
Въпреки че кормилните системи с рейка и пиньон могат да осигурят надеждна работа в повечето случаи, по време на употреба могат да възникнат някои често срещани проблеми. Ето някои често срещани проблеми:
Износване на зъбна рейка или зъбно колело
След продължителна употреба повърхността на зъбната рейка и зъбното колело може да се износи, причинявайки необичаен шум или неравномерна работа при управление. Когато износването е сериозно, то може също да повлияе на точността на управление и да доведе до неточно управление на автомобила.
Теч на хидравлично масло
При хидравличните кормилни системи с рейка и пиньон изтичането на хидравлично масло е често срещан проблем. Течове могат да възникнат в хидравличните линии, уплътненията или кормилните помпи, обикновено се проявява като намалена мощност на кормилното управление или пълна повреда.
Повишено съпротивление при управление
Когато вътрешните части на кормилната система с рейка и зъбно колело са износени, лошо смазани или хидравличната система се повреди, съпротивлението на кормилното управление ще се увеличи значително. Шофьорът ще почувства, че воланът е станал тежък, особено при ниски скорости.
