스티어링 랙의 장치, 유형 및 작동 원리
스티어링 랙은 운전자가 차량의 바퀴를 원하는 방향으로 안내하는 차량 조향의 기초입니다. 자동차를 직접 수리하지 않더라도 스티어링 랙의 작동 방식과 이 메커니즘의 작동 방식을 이해하는 것이 유용할 것입니다. 강점과 약점을 알면 승용차나 지프를 더 조심스럽게 운전하여 서비스 수명을 연장할 수 있기 때문입니다. 수리까지.
엔진은 자동차의 심장이지만 자동차의 방향을 결정하는 것은 스티어링 시스템입니다. 따라서 모든 운전자는 적어도 일반적으로 자동차의 스티어링 랙이 어떻게 배열되어 있고 그 목적이 무엇인지 이해해야 합니다.
패들에서 랙까지 - 스티어링의 진화
고대에는 인간이 땅과 물을 탐험하기 시작했지만 바퀴가 아직 이동성의 기초가 되지 않았을 때 뗏목과 보트가 장거리(하루 여행 초과)로 상품을 이동하는 주요 수단이 되었습니다. 이 차량은 다양한 힘으로 인해 움직이면서 물 위에 유지되었으며이를 제어하기 위해 첫 번째 조향 장치 인 뗏목이나 보트 뒤쪽에있는 물 속으로 내려간 노를 사용했습니다. 그러한 메커니즘의 효율성은 XNUMX보다 약간 높았고 우주선을 올바른 방향으로 인도하려면 상당한 물리적 힘과 지구력이 필요했습니다.
배의 크기와 변위가 커짐에 따라 조타 노를 사용하는 데는 점점 더 많은 체력이 필요했기 때문에 도르래 시스템을 통해 방향타 날을 돌리는 조타 장치로 대체되었습니다. 역사. 바퀴의 발명과 보급은 육상 운송 수단의 발달로 이어졌지만 동물(말이나 황소)이 주된 동력이었기 때문에 제어 장치 대신 훈련이 사용되었습니다. 운전자의 조치.
증기 공장과 내연 기관의 발명으로 초안 동물을 없애고 실제로 육상 차량을 기계화할 수 있게 되었으며, 그 후 그들은 즉시 다른 원리로 작동하는 스티어링 시스템을 발명해야 했습니다. 처음에는 가장 간단한 장치가 사용되었으므로 첫 번째 자동차를 제어하려면 엄청난 체력이 필요했고 점차 다양한 기어 박스로 전환하여 바퀴의 회전력을 높였지만 스티어링 휠을 강제로 돌 렸습니다. 더 집중적으로.
극복해야 했던 스티어링 메커니즘의 또 다른 문제는 바퀴를 다른 각도로 돌릴 필요가 있다는 것입니다. 측면의 회전과 관련하여 안쪽에 위치한 바퀴의 궤적은 더 작은 반경을 통과하므로 바깥쪽 바퀴보다 더 강하게 회전해야 합니다. 첫 번째 자동차에서는 그렇지 않았기 때문에 앞바퀴가 뒷바퀴보다 훨씬 빨리 마모되었습니다. 그런 다음 발가락 각도에 대한 이해가 있었고 바퀴가 서로의 초기 편차 원리를 사용하여 제공하는 것이 가능했습니다. 이는 직선 주행 시 고무에 거의 영향을 미치지 않으며 코너링 시 차량의 안정성과 조종성을 높이고 타이어 트레드 마모도 줄여준다.
일반적인 구조
다음은 스티어링 랙 레이아웃의 기초를 형성하는 주요 세부 사항입니다.
- 드라이브 기어;
- 고문;
- 강조(클램핑 메커니즘);
- 주택;
- 물개, 부싱 및 꽃밥.
섹션의 스티어링 랙
이 계획은 모든 차량의 레일에 내재되어 있습니다. 따라서 "스티어링 랙이 어떻게 작동합니까?"라는 질문에 대한 답은 항상 이 목록으로 시작합니다. 장치의 일반적인 구조를 보여주기 때문입니다. 또한 블록의 외관과 내부를 모두 보여주는 많은 사진과 동영상이 인터넷에 게시되어 목록에 포함되었습니다.
피니언 기어
이 부분은 비스듬하거나 직선으로 절단된 샤프트로 양쪽 끝에 베어링이 장착되어 있습니다. 이 구성은 스티어링 휠의 모든 위치에서 본체 및 랙에 대해 일정한 위치를 제공합니다. 비스듬한 톱니가 있는 샤프트는 레일에 대해 각도를 이루고 있어 레일의 직선 톱니와 명확하게 맞물리므로 직선 톱니가 있는 샤프트는 지난 세기의 80년대 및 90년대 기계에 설치되었으며 이러한 부분은 제조하기는 쉽지만 서비스 기간은 훨씬 짧습니다. 평 기어와 헬리컬 기어의 작동 원리가 동일하다는 사실에도 불구하고 후자가 더 안정적이고 방해가되지 않기 때문에 스티어링 메커니즘의 주요 요소가되었습니다.
지난 세기의 마지막 XNUMX년 이후에 생산된 모든 자동차에는 나선형 샤프트만 설치되어 접촉면의 하중을 줄이고 전체 메커니즘의 수명을 연장합니다. 유압식(파워 스티어링) 또는 전기식(EUR) 부스터. 스퍼 드라이브 기어는 소련과 러시아 연방에서 인기가 있었고 전 륜구동 차량의 조향 메커니즘의 첫 번째 버전에 적용되었지만 시간이 지남에 따라 헬리컬 기어를 선호하여이 선택을 포기했습니다. 기어 박스는 더 안정적이며 휠을 돌리는 데 더 적은 노력이 필요합니다.
드라이브 기어는 안전 요소인 카르단이 있는 복합 샤프트로 스티어링 칼럼에 연결되어 있으며, 그 목적은 충돌 시 운전자가 가슴의 스티어링 휠에 부딪히지 않도록 보호하는 것입니다. 충돌하는 동안 이러한 샤프트는 접히고 지난 세기 전반기에 자동차에서 심각한 문제였던 승객 실에 힘을 전달하지 않습니다. 따라서 오른손잡이용 및 왼손잡이용 기계에서 랙이 중앙에 있고 기어가 스티어링 휠 측면, 즉 장치의 맨 가장자리에 있기 때문에 이 기어의 위치가 다릅니다.
레이카
랙 자체는 경화 강철의 둥근 막대이며 한쪽 끝에 구동 기어에 해당하는 톱니가 있습니다. 평균적으로 기어 부분의 길이는 15cm로 앞바퀴를 맨 오른쪽에서 맨 왼쪽 위치로 또는 그 반대로 돌리기에 충분합니다. 레일의 끝이나 중앙에는 조향 막대를 부착하기 위한 나사산 구멍이 뚫려 있습니다. 운전자가 스티어링 휠을 돌리면 드라이브 기어가 랙을 적절한 방향으로 움직이고, 상당히 큰 기어비 덕분에 운전자는 차량의 방향을 XNUMX도 이내로 수정할 수 있습니다.
스티어링 랙
이러한 메커니즘의 효과적인 작동을 위해 레일은 슬리브와 클램핑 메커니즘으로 고정되어 좌우로 움직일 수 있지만 구동 기어에서 멀어지는 것을 방지합니다.
클램핑 메커니즘
고르지 않은 지형에서 운전할 때 스티어링 기어박스(랙/피니언 쌍)는 두 요소 사이의 거리를 변경하는 경향이 있는 부하를 받습니다. 랙을 단단히 고정하면 쐐기가 생기고 스티어링 휠을 돌릴 수 없어 기동을 수행할 수 없습니다. 따라서 드라이브 기어에서 멀리 떨어진 장치 본체의 한쪽에만 단단한 고정이 허용되지만 다른쪽에는 단단한 고정이 없으며 랙이 약간 "재생"되어 드라이브 기어를 기준으로 이동할 수 있습니다. 이 디자인은 메커니즘이 쐐기를 박는 것을 방지하는 작은 백래시를 제공할 뿐만 아니라 더 강력한 피드백을 생성하여 운전자의 손이 도로를 더 잘 느낄 수 있도록 합니다.
클램핑 메커니즘의 작동 원리는 다음과 같습니다. 특정 힘을 가진 스프링이 랙을 기어에 대고 눌러 치아의 단단한 맞물림을 보장합니다. 랙을 기어로 누르는 바퀴에서 전달되는 힘은 두 부품 모두 경화강으로 만들어지기 때문에 쉽게 전달됩니다. 그러나 다른 방향으로 향하는 힘, 즉 두 요소를 서로 멀어지게 하는 힘은 스프링의 강성에 의해 보상되므로 랙이 기어에서 약간 멀어지지만 두 부품의 맞물림에는 영향을 미치지 않습니다.
Корпус
유닛의 몸체는 알루미늄 합금으로 만들어졌으며 보강재도 장착되어 강도와 강성을 잃지 않고 무게를 최대한 줄일 수 있었습니다. 차체의 강도는 고르지 않은 지형에서도 주행 중 발생하는 하중으로 인해 손상되지 않도록 충분합니다. 동시에 차체의 내부 공간 구조는 전체 스티어링 메커니즘의 효율적인 작동을 보장합니다. 또한 차체에는 차체에 고정하기 위한 구멍이 있어 모든 조향 요소를 함께 모아 조화로운 작업을 보장합니다.
씰, 부싱 및 꽃밥
차체와 레일 사이에 장착된 부싱은 내마모성이 우수하며 차체 내부에서 바의 이동이 용이합니다. 오일 시일은 메커니즘의 윤활 영역, 즉 구동 기어 주변의 공간을 보호하여 윤활유 손실을 방지하고 먼지와 먼지로부터 격리합니다. 꽃밥은 타이로드가 통과하는 노출된 신체 부위를 보호합니다. 기계 모델에 따라 레일의 끝이나 중간에 부착되며 어쨌든 먼지와 오물로부터 신체의 열린 부분을 보호하는 것은 꽃밥입니다.
수정 및 유형
출현 초기에 갈퀴가 최고의 조향 메커니즘 이었지만 기술 개발로 인해 제조업체는이 장치를 추가로 수정해야했습니다. 유닛이 등장한 이후 주요 메커니즘은 물론 설계 및 작동 방식이 변경되지 않았기 때문에 제조업체는 다양한 증폭 장치를 설치하여 효율성을 높이려는 노력을 기울였습니다.
첫 번째는 유압 부스터였으며, 파워 스티어링이 장착된 스티어링 랙이 높은 엔진 속도에서 최대 각도로 회전하는 것을 허용하지 않았기 때문에 적절한 작동을 위한 극도의 정확성을 가진 설계의 단순성이라는 주요 이점이 있었습니다. 파워 스티어링의 가장 큰 단점은 분사 펌프가 연결되어 있기 때문에 모터에 대한 의존성이었습니다. 이 장치의 작동 원리는 스티어링 휠이 회전하면 유압 분배기가 두 챔버 중 하나에 유체를 공급하고 휠이 해당 회전에 도달하면 유체 공급이 중지된다는 것입니다. 이 방식 덕분에 피드백 손실 없이 바퀴를 돌리는 데 필요한 힘이 감소합니다. 즉, 운전자가 효과적으로 조향하고 도로를 느낄 수 있습니다.
다음 단계는 전동 스티어링 랙(EUR)의 개발이었지만 이러한 장치의 첫 번째 모델은 운전 중 자동으로 회전하는 잘못된 경보가 자주 발생했기 때문에 많은 비판을 불러일으켰습니다. 결국 분배자의 역할은 전위차계에 의해 수행되었으며 여러 가지 이유로 항상 올바른 정보를 제공하지는 않았습니다. 시간이 지남에 따라이 결함은 거의 완전히 제거되었으므로 EUR 제어의 신뢰성이 파워 스티어링보다 결코 열등하지 않습니다. 일부 자동차 회사는 이미 전기 장치와 유압 장치의 장점을 결합하고 단점이 없는 전동식 파워 스티어링을 사용하고 있습니다.
따라서 오늘날 스티어링 랙 유형으로 다음과 같은 구분이 채택되었습니다.
- 단순 (기계적) - 효율성이 낮고 바퀴를 제자리에 돌리기 위해 많은 노력을 기울여야하기 때문에 거의 사용되지 않습니다.
- 유압식 부스터 (유압식) - 단순한 디자인과 높은 유지 보수성으로 인해 가장 많이 사용되는 부스터 중 하나이지만 엔진이 꺼지면 부스터가 작동하지 않습니다.
- 전기 부스터 (전기) 포함-무작위 작동 문제가 아직 완전히 제거되지는 않았지만 엔진이 꺼져 있어도 작동하기 때문에 점차적으로 파워 스티어링으로 장치를 교체하는 가장 인기있는 장치 중 하나입니다.
- 이전 두 가지 유형의 장점을 결합한 전기 유압 부스터를 사용합니다. 즉, 엔진이 꺼져 있어도 작동하고 무작위 여행으로 운전자를 "기쁘게"하지 않습니다.
EUR 포함 스티어링 랙
이 분류 원칙을 통해 승용차 소유자 또는 잠재적 구매자는 특정 모델 조향의 모든 장단점을 즉시 평가할 수 있습니다.
호환성
자동차 제조업체는 랙 및 피니언 스티어링 메커니즘을 거의 생산하지 않으며 예외는 AvtoVAZ 였지만 거기에서도이 작업이 파트너에게 이전되었으므로이 장치에 심각한 결함이있는 경우 수리가 수익성이 없을 때 선택해야합니다. 모델뿐만 아니라 이 메커니즘의 제조업체이기도 합니다. 이 시장의 리더 중 하나는 자동 변속기에서 스티어링 메커니즘에 이르기까지 모든 종류의 장치 생산을 전문으로 하는 ZF입니다. ZF 레일 대신 회로와 치수가 동일하기 때문에 저렴한 중국 아날로그를 사용할 수 있지만 원래 장치와 달리 오래 가지 않습니다. 종종 10년이 넘은 자동차에는 다른 제조업체의 레일이 장착되어 있으며 이는 인터넷에 게시된 표시 사진으로 확인됩니다.
종종 차고 장인은 다양한 Toyota 모델과 같은 외국 자동차의 스티어링 랙을 국산차에 넣습니다. 이러한 교체에는 엔진 실 후면 벽의 부분적인 변경이 필요하지만 자동차는 모든면에서 AvtoVAZ 제품을 능가하는 훨씬 더 안정적인 장치를받습니다. 같은 "Toyota"의 레일에도 전기 또는 유압식 부스터가 장착되어 있으면 오래된 "Nine"도 편안함 측면에서 갑자기 같은 기간의 외국 자동차에 급격히 접근합니다.
주요 오작동
스티어링 랙의 장치는이 메커니즘이 자동차에서 가장 신뢰할 수있는 메커니즘 중 하나이며 대부분의 오작동은 소모품의 마모 (손상) 또는 교통 사고, 즉 사고 또는 사고와 관련이 있습니다. 대부분의 경우 수리공은 꽃밥과 씰, 마모 된 랙 및 드라이브 기어를 변경해야하며 그 마일리지는 수십만 킬로미터를 초과합니다. 또한 조향 메커니즘의 구성으로 인해 클램핑 메커니즘을 주기적으로 조여야 하지만 이 작업에는 부품 교체가 필요하지 않습니다. 사고로 인해 금이 간 이 장치의 본체는 교체가 필요한 경우가 훨씬 적습니다. 이 경우 서비스 가능한 레일, 기어 및 클램핑 메커니즘이 기증자 본체로 옮겨집니다.
이 노드를 복구하는 일반적인 이유는 다음과 같습니다.
- 스티어링 플레이;
- 운전 중 또는 회전 중 노크;
- 지나치게 가볍거나 단단한 스티어링.
이러한 결함은 스티어링 랙을 구성하는 주요 구성 요소의 마모와 관련이 있으므로 소모품에 기인할 수도 있습니다.
그곳은 어디 있습니까?
스티어링 랙의 위치와 모양을 이해하려면 자동차를 승강기나 고가 도로에 올린 다음 후드를 열고 바퀴가 멈출 때까지 어느 방향으로든 돌립니다. 그런 다음 스티어링로드가 이어지는 곳을 따라 가십시오. 이것은 스티어링 샤프트의 카단 샤프트가 맞는 늑골이있는 알루미늄 튜브와 유사한이 메커니즘이있는 곳입니다. 자동 수리 경험이 없고 이 노드의 위치를 모르는 경우 작성자가 차량의 레일 위치와 액세스하는 가장 편리한 방법을 보여주는 사진과 비디오를 살펴보십시오. 이것은 부상으로 이어지는 숫자를 포함하여 많은 실수로부터 당신을 구할 것입니다.
모델 및 제조 연도에 관계없이 이 메커니즘은 항상 엔진룸 후면 벽에 위치하므로 반전된 휠 측면에서 볼 수 있습니다. 수리 또는 교체를 위해 엔진 보호 장치를 제거하여 위에서, 후드를 열거나 아래에서 접근하는 것이 더 편리하며 액세스 포인트의 선택은 차량의 모델 및 구성에 따라 다릅니다.
결론
스티어링 랙은 운전자가 차량의 바퀴를 원하는 방향으로 안내하는 차량 조향의 기초입니다. 자동차를 직접 수리하지 않더라도 스티어링 랙의 작동 방식과 이 메커니즘의 작동 방식을 이해하는 것이 유용할 것입니다. 강점과 약점을 알면 승용차나 지프를 더 조심스럽게 운전하여 서비스 수명을 연장할 수 있기 때문입니다. 수리까지.
