Stabilizarea roţilor de direcţie

Scop: stabilizarea roţilor de direcţie - asigurarea capacitatii acestora de a-şi menţine direcţia la mersul în linie dreaptă şi de a reveni în această poziţie după ce au fost bracate. Realizare: amplasarea roţilor de direcţie şi a pivoţilor fuzetelor in anumite unghiuri fata de planele longitudinal şi transversal ale automobilului. Denumiri specifice: - α = unghiul de cădere al roţii (înclinare transversală a fuzetei); - β = unghiul de fugă (unghiul de înclinare longitudinală a pivotului); - γ = unghiul de convergenţă al roţii (unghiul dintre roti in plan longitudinal); - δ = unghiul de înclinare transversală a pivotului; Unghiurile α, β, γ si δ se stabilesc pentru roţile nebracate şi automobilul dispus pe un plan orizontal.

Unghiul de cădere - α Efectul stabilizator se manifesta prin: - impiedicarea rotilor sa oscileze in limita jocului din rulmentii butucului. Componenta axiala anuleaza jocul din rulmenti si descarca piulitele de fixare din capatul exterior al fuzetei. - micsorarea distantei "b" (deport) avand ca efect scaderea momentului rezistent al fortelor de rulare (fata de pivot) in timpul bracarii. Efecte negative: - uzura inegala a pneurilor - tendinta de deschidere a rotilor

Unghiul de fuga - β Efectul stabilizator se manifesta la viraj: forta centrifuga Fc (aplicata in centrul de greutate al masinii) este echilibrata de reactiunile laterale Y (aplicate in punctele de contact roata-drum). Reactiunile Y1 genereaza un moment stabilizator care se opune virarii: Ms= (Ys+ Yd) a = Y*r *tg β. Marimea efectului depinde de viteza. Efecte negative: la valori mari manevrabilitatea este dificila. Pentru cresterea manevrabilitatii se pot utiliza valori negative, cu scaderea efectului de stabilizare.

Unghiul de convergenta - γ In functie de tipul rotii (nemotoare sau motoare) forta rezistenta sau de tractiune genereaza un moment fata de axa pivotului care tinde sa deschida sau sa inchida rotile. Unghiul de convergenta compenseaza atat aceasta deschidere cat si cea datorata unghiului de cadere. roata motoare roata nemotoare

Unghiul de inclinare transversală a pivotului - δ Rolul acestui unghi este readucerea si mentinerea roţilor virate în poziţie rectilinie. In timpul virarii centrul rotii tinde sa se deplaseaze in jos cu hB. Datorita rezistentei caii de rulare puntea se deplaseaza in sus cu hB, consumand un lucru mecanic (deplasarea reactiunii in viraj pe verticala) egal cu cel consumat pentru virare (considerand frecari nule). Se obtine momentul stabilizator:

Mecanismul de ghidare al puntii din fata Punti rigide Caracteristici: - pozitia relativa a rotilor la trecerea peste denivelari nu se modifica - are loc o modificare a ecartamentului YA (genereaza alunecari laterale) - are loc o deplasare a centrului rotii YC (genereaza modificarea unghiului de cadere si un moment giroscopic) 1 - pivot, 2 - traversa rigida 3 - suspensie, 4 - caroserie

Punti articulate a - cu deplasare paralela cu pivotii b - cu deplasare in plan transversal cu bara de oscilatie c - cu patrulater d - cu culisa oscilanta e - cu deplasare in plan longitudinal cu bara de oscilatie f - cu patrulater a - pozitia rotii, ampatamentul si ecartamentul raman neschimbate, solutii constructive dificile b,e - comportare similara ca la punti rigide c,f - deplasari YA laterale mari d - deplasari foarte mici

Manevrabilitate si stabilitate a - punte rigida, rotile se inclina in acelasi sens cu caroseria, valoare in limita elasticitatii pneului b - patrulater, rotile se inclina in acelasi sens cu caroseria, valoare amplificata a deplasarii c,d - oscilatie in plan longitudinal si culisa, rotile se inclina in acelasi sens cu caroseria, valoare mare a deplasarii e - bara oscilatie, rotile se inclina in sens invers fata de caroserie, valoare redusa a deplasarii

SISTEMUL DE DIRECTIE

Rolul sistemului de directie Sistemul de directie are un rolul de a asigura maniabilitatea autoturismului, respectiv capacitatea acestuia de a se deplasa în directia comandata de sofer, respectiv de a executa virajele dorite sau de a mentine mersul rectiliniu. Conditile impuse: - stabilizarea miscarii rectilinii (rotile de directie sa aiba tendinta de a reveni in pozitia corespunzatoare mersului in linie dreapta dupa efectuarea virajelor); - asigurarea manevrarii uşoare a directiei; - unghiurile de asezare a rotilor sa se modifice cat mai putin in timpul virarii; - sa permita obtinerea unei raze minime de viraj cat mai reduse; - sa aiba randament cat mai ridicat; - sa elimine oscilatiile unghiulare ale rotilor de directie in jurul pivotilor fuzetelor (fenomenul shimmy), care produce atat uzura articulatiilor şi a anvelopelor precum si instabilitatea direcţiei; - sa fie ireversibil, astfel încât socurile provenite din neregularitatile caii să fie transmise cât mai atenuate la volan; - sa permita o manevrare rapida a direcţiei (unghiurile de rotaţie ale volanului să fie suficient de mici pentru a realiza o conducere sigura în raport cu viteza automobilului); - sa necesite acelaşi numar de rotaţii ale volanului pentru viraj la stanga sau la dreapta; - sa permita inclinarea roţilor în viraj, astfel încât să nu se produca alunecarea lor; - sa asigure compatibilitatea direcţiei cu suspensia (oscilatiile suspensiei să nu provoace oscilatiile roţilor de direcţie); - sa permita reglarea si întretinerea usoară; - constructia sa fie simpla, să nu produca blocari şi sa prezinte o durabilitate cât mai mare

Sistemul de direcţie in cazul punţii rigide Compunere şi clasificarea sistemelor de directie Sistemul de direcţie in cazul punţii rigide 1 – volan; 2 – arbore al volanului; 3 – şurub melc globoidal; 4 – sector dinţat; 4’ – rolă; 5 – axul levierului de direcţie; 5’ – levier de direcţie (comandă); 6 – bara longitudinală (de comandă) de direcţie; 7 – bara transversală de direcţie; 8,14 – levierele fuzetelor; 9,13 – fuzete; 10 – pivoţi; 11 – braţul fuzetei; 12 – partea centrală a punţii faţă (osia propiu-zisă); 15,16 roţi de direcţie.

Sistemul de direcţie in cazul punţilor articulate 1- roata 2- volan 3- arbore intermediar 4- caseta direcţie 5- levier de direcţie 6- bara de direcţie 7- levier asigurare mişcare paralelă 8- bare de comandă 9- leviere fuzete (bielete)

Clasificarea sistemelor de direcţie După locul de dispunere a mecanismului de acţionare a direcţiei: - sisteme de direcţie pe dreapta - sisteme de direcţie pe stânga. După locul unde sunt plasate roţile de direcţie: - roţile punţii din faţă (solutia clasica), - roţile punţii din spate - roţile ambelor punţi După tipul mecanismului de acţionare: - după tipul raportului de trasmitere: constant, variabil - după tipul angrenajului mecanismului: mecanisme cu melc, cu manivela, cu roti dintate; - după tipul comenzii : - mecanica, - mecanica cu servomecanism (hidraulic, pneumatic sau electric) - hidraulică. După particularitatile transmisiei direcţiei: - poziţia trapezului de direcţie în raport cu puntea din faţă: - cu trapez anterior - cu trapez posterior; - - constructia trapezului de direcţie : - cu bara transversală de direcţie dintr-o bucata - cu bara transversală de direcţie compusă din mai multe parti.

Rapoartele de transmitere in sistemul de direcţie Raportul de transmitere unghiular i Reprezintă raportul dintre unghiul de rotaţie al volanului v şi unghiul mediu de bracare al roţilor de direcţie m: poate fi exprimat şi în funcţie de rapoartele de transmitere ale mecanismelor care compun sistemul de direcţie, cu relatia: ia - raportul de transmitere al mecanismului de acţionare a direcţiei; it - raportul de transmitere al transmisiei direcţiei i = 12 . . .20 pentru autoturisme i = 20 . . .30 pentru autocamioane şi autobuze Numar de rotatii la volan pentru viraj total = 1,5...3

Raportul de transmitere al mecanismului de actionare a direcţiei Raportul dintre unghiul de rotaţie al volanului şi unghiul de rotaţie al axului levierului de direcţie, diferit pentru diferite tipuri de mecanisme de acţionare ale direcţiei în funcţie de unghiul de bracare al roţilor. Cu cât raportul de transmitere al mecanismului de acţionare este mai mare cu atât forţa necesară manevrării volanului este mai redusă, dar în acelaşi timp, se micşorează unghiul de bracare al roţilor de direcţie, corespunzător unui anumit unghi de rotire a volanului 1 - constant (cele mai raspandite) 2,4 - variabil, crescator catre unghiuri mici (favorabil la viteze mari) 3 - variabil, crescator catre unghiuri mari (favorabil la viteze mici)

Mecanismele de actionare a directiei Conditiile impuse: - să fie reversibile pentru a permite revenirea rotilor de directie in pozitia corespunzatoare mersului in linie dreapta dupa incetarea efortului aplicat volanului; - să aiba un radament ridicat. Este necesar ca randamentul direct (de la volan spre levierul directiei) să fie cat mai mare, in timp ce randamentul invers (de la levierul directiei spre volan) să fie cat mai mic, pentru ca socurile provocate rotatiilor de neregularitatile să fie absorbite in mare masura prin frecarea din mecanism si să se transmita cat mai atenuate la volan; - să aiba un numar redus de puncte de reglare cu posibilitatea obligatorie de reglare a jocului dintre elementul conducator si condus al mecanismului - să asigure caracterul si valorile necesare ale raportului de transmitere - constructia să fie simpla si să prezinte o durabilitate mare

Mecanismul cu melc globoidal şi sector dintat central Melcul globoidal 2 este fixat prin caneluri pe arborele 7 al volanului si angreneaza cu sectorul dintat 8. Sectorul dintat este rigid cu axul 12 al levierului de directie. Miscarea se transmite de la volan, prin intermediul arborelui acestuia, la melc, iar melcul, angrenând cu sectorul dintat, roteste axul levierului de directie.

Mecanismul de actionare cu melc cilindric şi sector dintat frontal La capatul arborelui volanului 4, se gaseste melcul 3, ce angreneaza cu sectorul elicoidal 8, cu dantură frontală. Arborele volanului se sprijina in caseta 7, prin doi rulmenti cu role conice 2. Sectorul elicoidal 8 este rigid cu axul levierului 11, care se gaseste montat in caseta de directie prin intermediul rulmentilor cu ace 9. Levierul se monteaza pe partea canelata a axului 11

Mecanismul de actionare cu melc globoidal şi rolă 1 - cuplaj elastic 2 - garnituri reglare 3 - arbore volan 4 - melc globoidal 5 - ax rola 6 - rola dubla 7 - ax directie 8 - caseta 9,12 - rulment role conice 11 - saibe 13 - inel etansare 14 - furca 15 - simering 16 - stift fixare 17 - piulita 18 - buton sprijin 19 - rulment role 20 - capac 21 - orificiu lubrifiere

Mecanismul de actionare cu surub-piulita si manivela

Mecanismul de actionare cu surub oscilant si piulita Arborele volanului este montat intr-o cămasă de protectie, prin intermediul unui rulment cu bile 2, fixat in interiorul camasii de protectie prin intermediul a doua inele din cauciuc 3, realizandu-se astfel un reazem oscilant al arborelui volanului.

Mecanismul de actionare cu surub si piulita oscilanta

Mecanismul de actionare cu surub, piulita si sector dinţat Figura 7.17. Mecanismul de actionare a directiei cu surub, piulita si sector dintat

Mecanismele de actionare a directiei cu manivela Ofera posibilitatea obtinerii variatiei dorite a raportului de transmitere. In functie de conditiile care se pun la executarea melcului, se poate obtine un raport de transmitere constant, sau un raport de transmitere variabil cu rotaţia volanului fată de pozitia mijlocie.

Mecanismul de actionare cu melc si manivela cu doua bolturi. Asigura un unghi mare de rotire a levierului de directie in comparatie cu solutia cu un singur bolt

Mecanismele de actionare a directiei cu roti dintate Mecanismul de actionare a directiei cu pinion si cremaliera asigura rapoarte de transmitere mari (bracari mari ale rotilor la rotiri mici ale volanului) şi se utilizeaza la autoturismele cu suspensie independentă a rotilor si bara transversala de directie