Какво беше преди кормилната рейка и пиньон?
Кормилна рейка и пиньонсе използва широко в съвременната автомобилна индустрия и се превърна в предпочитаната кормилна система за повечето превозни средства. Въпреки това, преди тази технология да стане популярна, автомобилните кормилни системи преминаха през няколко етапа на развитие и еволюция. Разбирането на кормилните системи преди кормилната рейка и зъбно колело не само ни помага да разберем напредъка на съвременните технологии, но и да разберем по-добре предимствата и недостатъците на различните кормилни системи.
Тази статия ще разгледа подробно различните кормилни механизми, използвани в автомобилната индустрия, преди кормилната рейка и пиньон да стане популярна.
1. Ранно развитие на автомобилните кормилни системи
Изобретяването на автомобила може да се проследи до края на 19-ти век, когато превозните средства използват главно прости и примитивни механизми за управление. Тези ранни системи не бяха толкова сложни, колкото съвременните автомобили, но те поставиха основата за по-късна технология за управление.
Кормилни системи с един лост
Най-ранните автомобилни кормилни системи бяха много прости, обикновено използваха един лост за управление на посоката. Този дизайн е подобен на принципа на управление на кормилото на кораб или конска каруца, която постига управлението на превозното средство чрез промяна на ъгъла на предните колела. Благодарение на простата си структура, системата с един лост е много лесна за производство и поддръжка, но недостатъкът също е очевиден: управлението е много тежко и водачът трябва да използва много сила, за да контролира превозното средство, особено при ниска скорост или когато е неподвижно.
Червячна и секторна кормилна система
С развитието на автомобилната индустрия едноръкохватковата кормилна уредба постепенно е елиминирана и заменена от по-сложната червячна и секторна кормилна система (Червей и Сектор Кормилно управление). Тази система се състои от червяк и червячно колело, зацепено с него. Когато водачът завърти волана, червеят се върти и задвижва червячното колело, като по този начин променя посоката на предните колела.
● Предимства: червячната и секторна кормилна система е по-прецизна от системата с един лост и поради ефекта на забавяне на червячното колело, въртящият момент на кормилното управление може да бъде увеличен, което прави управлението относително лесно.
● Недостатъци: Тази система изисква висока прецизност при производството и сглобяването и нейната механична ефективност е ниска. Завиването все още изисква много усилия, особено при паркиране или завиване с ниска скорост.
Винтова система за кормилно управление
След системата за червячно и секторно кормилно управление е използвана системата за кормилно управление с винтова въртяща се платформа (Червей и Валяк Кормилно управление). Това е подобрение на червячната и секторната система, главно чрез промяна на червячното колело към конструкция с търкалящ контакт с ролки, като по този начин се намалява триенето и допълнително се подобрява ефективността на управление.
● Предимства: В сравнение със системите с червячна предавка, спираловидните кормилни системи имат по-малко триене и по-плавна работа.
● Недостатъци: Въпреки намаленото триене, тази система все още е относително сложна и изисква висока производствена прецизност и цена.
2. Разработване на зъбни кормилни системи
След ранните кормилни системи, инженерите постепенно въведоха концепцията за зъбно предаване, за да подобрят допълнително ефективността и надеждността на кормилната система. През този период са разработени и прилагани една след друга няколко кормилни системи, базирани на зъбно предаване.
Кормилна система с рециркулираща топка
Кормилната система с рециркулираща топка е кормилна система, широко използвана в камиони и тежкотоварни превозни средства. Този дизайн използва топки за намаляване на триенето и предаване на силата на въртене на волана към кормилната рейка.
● Принцип на работа: Воланът е свързан с винт. Когато воланът се завърти, винтът избутва топката, за да циркулира в жлеба, като по този начин кара кормилната рейка да се движи и да реализира управлението на автомобила.
● Предимства: Благодарение на прилагането на сачми, системата за управление с рециркулираща сачма намалява триенето и улеснява управлението, особено подходящо за тежки превозни средства, които изискват по-голям въртящ момент.
● Недостатъци: Тази система има сложна структура и поради хлабината между зъбните колела и сачмените лагери, усещането за управление е сравнително неясно и е трудно да се осигури точна обратна връзка за управление.
Кормилна система с гърбица и лост
Системата за кормилно управление с ексцентрик и лост е по-механичен дизайн, който се използва широко в някои ранни автомобили. Тази система контролира ъгъла на завиване на предните колела чрез механична връзка между гърбица и два лоста.
● Принцип на работа: Воланът задвижва лоста чрез гърбицата, а след това лостът натиска кормилния механизъм чрез механична връзка, за да завърти предните колела.
● Предимства: В сравнение с предишната система с червячна предавка, системата Cam и Лост има по-опростена структура и по-ниски производствени разходи.
● Недостатъци: Тази система се представя слабо по отношение на точността и издръжливостта и поради ограниченията на лостовия механизъм, управлението все още е сравнително трудоемко.
3. Появата и популярността на кормилната система с рейка и пиньон
След опит с разнообразие от различни кормилни системи, кормилната система с рейка и зъбно колело постепенно се превърна в масова. Тази система е използвана за първи път в европейските компактни автомобили през 60-те години на миналия век, а след това бързо става популярна и се превръща в стандартна характеристика на много видове превозни средства като седани, SUV и дори камиони.
Предимства на кормилната система с рейка и пиньон
● Опростена структура: Кормилната система с рейка и пиньон преобразува въртенето на волана директно в линейно движение на зъбната рейка, елиминирайки сложния механичен трансмисионен механизъм. Конструкцията на кормилното управление с рейка и пиньон не само намалява теглото на кормилната система, но също така подобрява нейната скорост на реакция и чувствителност.
● Прецизен контрол: Благодарение на директното зацепване на предавката и зъбната рейка, кормилната система с зъбна рейка и зъбно колело може да осигури прецизно управление на волана, което позволява на водача да усети обратната връзка с пътя по-директно.
● Ниски разходи за поддръжка: В сравнение с предишните кормилни системи, кормилната система с рейка и пиньон има проста структура, ниски разходи за поддръжка и относително нисък процент на повреда.
Популяризиране от тежкотоварни към малки коли
Първоначално кормилната система с рейка и зъбно колело се използва главно в малки автомобили и спортни автомобили, тъй като тази система може да осигури пъргава реакция на кормилното управление и по-добро усещане при шофиране. Въпреки това, с напредъка на технологиите и промените в търсенето на пазара, кормилната система с рейка и зъбно колело постепенно се използва в по-широка гама от типове превозни средства, включително седани от среден размер, SUV и някои леки камиони.
4. Ограничения на кормилната система с рейка и пиньон
Въпреки чекормилна рейка и пиньонсистемата се представя добре в много аспекти, тя не е перфектна. Особено в областта на тежкотоварните превозни средства и превозните средства с висока проходимост, приложението на кормилни системи с рейка и зъбно колело все още има някои ограничения.
Ограничение на капацитета за предаване на въртящ момент
Тъй като кормилните системи с зъбна рейка и зъбно колело разчитат на зацепването на зъбни колела и зъбни рейки за предаване на въртящ момент, изискванията за размер и здравина на зъбни рейки и зъбни колела ще се увеличат значително, когато кормилната система трябва да предава много голям въртящ момент. Това ограничава приложението на кормилни системи с рейка и зъбно колело при някои тежкотоварни камиони и специални превозни средства.
Баланс между чувствителността на системата и усещането за контрол
Забележителна характеристика на кормилните системи с рейка и зъбно колело е тяхната висока чувствителност и способност за осигуряване на директна обратна връзка при кормилното управление. При някои шофьори обаче тази чувствителност може да доведе до прекомерно усещане за контрол, особено при високи скорости или по неравни пътища, където може да се наложи шофьорът да регулира волана по-често, за да поддържа стабилността на автомобила.
5. Алтернативи на кормилните системи с рейка и пиньон
Въпреки че кормилните системи с рейка и зъбно колело се превърнаха в основен избор за съвременните автомобили, други кормилни системи все още имат своите уникални предимства в някои конкретни сценарии на приложение. Например, в някои състезателни автомобили с висока производителност или превозни средства с висока проходимост, системите за електрическо сервоуправление (EPS) и хидравличните системи за кормилно управление (HPS) все още се използват широко.
● Система за електрическо сервоуправление (EPS): Разчитайки на мотора за осигуряване на помощ при кормилното управление, традиционната хидравлична помпа и хидравличното масло са елиминирани, което не само подобрява горивната ефективност, но също така може автоматично да регулира захранването според скоростта, за да се адаптира към различни условия на шофиране.
● Хидравлична система за кормилно управление (HPS): Осигурява захранване чрез хидравличната помпа. Особено при тежкотоварни превозни средства и превозни средства с висока проходимост, хидравличната система може да осигури по-мощна помощ за захранване, за да се адаптира към сложни пътни условия и тежки операции.
Основана през 1996 г., Гуандун Диамант Авто Части Co., ООД. (DKM Компания) е професионален китайски производител и доставчик на висококачествени системи за кормилно управление. С фабрика, покриваща 20 000+ квадратни метра и усъвършенствано ЦПУ оборудване, надхвърлящо 280 единици, ние произвеждаме над 300 000 кормилни устройства годишно. Нашите продукти, включително кормилни системи за зъбна рейка за автомобили Тойота, Хонда, Мицубиши, Хюндай, Буик и Isuzu, се предлагат на цени на едро за купувачи по целия свят. От САЩ до Близкия изток, нашите евтини, висококачествени решения за управление се ползват с доверието на водещи марки и дистрибутори по целия свят. Свържете се с нас днес за конкурентни оферти и персонализирани услуги.
