Redaktor:M2k/Riadenie (automobil)

Riadenie
Mechanizmus riadenia má za úlohu udržať prípadne zmeniť smer automobilu na vozovke. Ovládacím orgánom je volant.

Požiadavky na riadenie

umožniť aby sa kolesá v zákrute uvoľňovali bez šmýkania
ľahkosť, rýchlosť, bezpečnosť pri natáčaní kolies
vozidlo nesmie meniť smer jazdy pôsobením vonkajších vplyvov
musí zabrániť prenos kmitania
pri prejazde vozidla zákrutou sa musia kolesá vrátiť do požadovaného stavu

Gemoetria riadenia automobilu a diferančný uhol

Pre stále a geometricky správne odvaľovanie kolies v zákrute je potrebné aby sa predĺžené osi všetkých otáčajúcich sa kolies pri prejazde zákrutou prelínali v spoločnom bode, ktorý nazývame – TEORETICKÝ STRED OTÁČANIA alebo POLE. Pretože pri bežných automobilov sa obvykle zadné kolesá nenatáčajú, leží tento bod na predĺženej osi zadnej nápravy – po ľavej priamke. Na popísanie tejto činnosti existuje tzv. ACERMANNOVA GEOMETRIA RIADENIA:

Mechanizmus riadenia

Mechanizmus riadenia je skupina dielov, ktoré zabezpečujú:

Prenos pohybu volantu na riadené kolesa
Natáčanie kolies podľa predchádzajúcich závad

Mechanizmus riadenia rozdeľujeme z hľadiska konštrukcie:

Mechanizmus pre tuhú nápravu riadenia
Mechanizmus pre nezávislé zavesenie kolies

Mechanizmus tuhej nápravy Má tvar lichobežníka a má nasledovné časti:

Tuhá náprava
Dvojica riadiacich pák
Riadiaca spojovacia tyč
Prevodovka riadenia
Páka riadenia, ktorá ovláda ľavé koleso pri ľavostrannom riadení
Tiahlo riadenia
Hlavná páka riadenia pri výstupe s prevodovky riadenia
Volant s hriadeľom volantu
Deformačný člen stĺpika volantu riadenia

Mechanizmus riadenia nezávislého zavesenia kolies, má namiesto lichobežníka riadenia pre nezávislé zavesenie jednu spojovaciu tyč pre každé koleso. Všeobecne majú tieto sústavy tvar šesťuholníka. Tento mechanizmus má nasledovné časti:

Riadiaca páka
Spojovacia tyč
Prevodovka riadenia
Hlavná páka riadenia
Riadiaca tyč
Pomocná páka riadenia

Rozdelenie mechanického riadenia podľa natáčania kolies
a)riadenie s otočným výstupkom- súbežne protibežné

Súbežný –hlavné pomocné páky riadenia sa natáčajú v rovnakom zmysle .Riadiace páky môžu byť pred alebo za osou riadenia.

Protibežný –hlavná a pomocná páka riadenia sa natáčajú v opačnom smere

b)riadenie s posuvným výstupkom - nemá hlavné a pomocné páky riadenia , ale má trojuholníkové riadenie. Koniec riadiacich týč sú kĺbovo pripojené posuvným členom hrebeňom prevodovky riadenia. Prevodovka riadenia

Zabezpečuje prevod medzi otáčavým pohybom hriadeľa volantu a:

- Otáčavým pohybom hriadeľa hlavnej páky riadenia pri prevode otáčavým výstupkom

- Posuvným pohybom hrebeňovej tyče hrebeňa prevodovky riadenia s posuvným výstupkom

Prevodovka riedenia musí spĺňať:

- Prasné a citlivé natáčanie riadených kolies

- Zabezpečiť min. veľkosť sily na volant

- Zabezpečiť požiadavku počtu otáčok volantu

Celkový prevod riedenia: i = βv / βk βv – uhol natočenia volantu βk – uhol natočenia riadených kolies

Prevod prevodovky riadenia: ip = βv / βp βp – uhol natočenie hlavnej páky riadenia

Celkový prevod:

osobné automobily 14 až 23

nákladné automobily 15 až 34

autobusy 19 až 23

Vôľa v mechanizme riadenia – mŕtvy chod volantu – mal by byť čo najmenší, min. trenie medzi jednotlivými časťami.

Konštrukčné riešenie

Prevodovka riadenia môže byť zostrojená konštrukčne:

S otočným výstupkom – prevod môže byť zabezpečený

a)Pohybová skrutka s maticou b)Závitové súkolesie c)Závitovka a kolík d)Závitovka s kladkou

1)Koniec hriadeľa volantu má pohybový závit a na ňom je uložená matica zaistená proti pootočeniu to znamená že sa môže pohybovať. Posuvný pohyb matice sa prevádza na otáčavý pohyb hriadeľa hlavnej páky riadenia čapom a pákou .Nevýhodou je veľké trenie závitov. Táto nevýhoda sa dá čiastočne odstrániť tzv. guličkovou skrutkou.

2)Koniec hriadeľa volantu ma závitovku ,ktorá je v zábere so závitovým kolesom častejšie len z jeho časťou , ktorý je spojený s hlavnou pákou riadenia. Nevýhoda je veľké trenie.

3)Koniec hriadeľa má závitovku do ktorej zapadá dvojitá kladka valivo uložená na čape v strmeni , ktorý je spojený s hlavnou pákou riadenia.

SO ZÁVITOVKOU A KOLÍKOM Odstraňuje nedostatky predchádzajúcich variant. Koniec hriadeľa volantu má závitovku alebo šnek do ktorého zaberá kužeľový kolík uložený na valivých alebo guličkových ložiskách. Kolík je vsadený do remeňa, ktorého volný koniec je spojený s hriadeľom hlavnej páky riadenia.

Všetky typy prevodových riadení majú činné časti uložené v skrini, ktorá môže byť odliata z liatiny alebo hliníkových komponentov, môže byť vylisovaná alebo zváraná. Vo vnútri skrine je olejová náplň.

Prevodovka riadenia s posuvným výstupkom

Najzákladnejšou je – remeňová prevodovka – činnými časťami je ozubená tyč alebo remeň, ozubené kolesá (pastorok) s priečnym alebo šikmým ozubením. Takáto prevodovka sa najčastejšie používa , pretože má tieto výhody:

- Nízky trecí odpor

- Kompaktná konštrukcia

- Vysoká tuhosť konštrukcie

- Presný prevod pohybu od volanta na koleso

Nevýhody:

- Vysoké tlaky medzi ozubením

- Používajú sa ako prevodovky len pre osobné automobily

Ozubená tyč môže byť krutového alebo štvorhranného prierezu a je uložená v klzných puzdrách. Posuvný pohyb ozubenej tyče sa prenáša najčastejšie priamo na páky kolies pomocou axiálnych guľových čapoch. Na koncoch prevodovky sú gumové a harmonikové kryty – zabráneniu prenikaniu nečistôt. Vôľa v ozubení sa nastavuje automaticky.

Riadiace spojovacie tyče a ťahadlá

Prítlačná pružina
Dvojdielna panva
Guľový čap
Puzdro

V puzdre 4 je uložená dvojdielna panva v ktorej funkčné (trecie plochy) dosadajú na guľovú plochu. Horná časť panvy je trvalo pritlačená ku guľovému čapu 3 tlačnou pružinou, čím sa vymedzuje vôľa. Do vaku puzdra sa privádza pod tlakom plastické mazivo. Nevýhodou tejto konštrukcie je: Náročnejšia údržba, preto sa v súčasnosti vyrábajú so samomastiacími materiálmi alebo sú s plastov.

Tlmič riadenia

Je zariadenie na zoslabenie, prípadne úplné odstránenie prenosu nárazov volantu od vozovky. Hydraulický teleskopický tlmič je jedným koncom pripevnený na niektorý člen riadenia a druhým koncom je pripevnený o nadstavbu riadenia (podvozku). Najčastejšie sa používajú jednoplášťové plynovo-kvapalinové hydraulické tlmiče. HRIADEĽ VOLANTU

Volant sa skladá

stĺpik riadenia – je to horná časť hriadeľa volantu s uložením
hriadeľ volantu – prenáša krútiaci moment medzi volantom a prevodovkou riadenia, je uložený otočne, najčastejšie na valivých ložiskách

Stĺpik a hriadeľ volantu musí spĺňať pasívnu bezpečnosť, nastavenie do viacerých polôh. Pri náraze musí mať deformačnú charakteristiku, tak aby nedošlo pri náraze ku kontaktu s hrudníkom človeka.

1.Riadiaca páka 2.Hlavica riadiacej tyče 3.Zoraďovacie puzdro 4.Riadiaca tyč 5.Hlavná páka riadenia 6.Tiahlo riadenia 7.Pomocná páka riadenia 8.Trubka centrálneho mazania 9.Sťahovacie skrutky puzdier 10.Objímka

Posilňovač riadenia

Najčastejšie sa používajú pre nákladné automobily, ale aj pri niektorých automobilov. Jedná sa o zariadenie, ktoré využíva nezávislé zdroje energie posilnenia ovládacej sily vodiča. Impulz pre vyvolanie posilňovacieho účinku je vyvolaný od natočenia volantu a je nezávislé od veľkosti sily pôsobiacej na volant.

1.Zásobník oleja 2.Ovládací ventil 3.Hlavná páka riadenia 4.Vysokotlakové hydraulické čerpadlo

Hydraulický posilňovač riadenia – využíva sa pri hrebeňovom riadení, v jednom celku je umiestnený mechanický prevod riadenia spoločne s hydraulickým posilňovačom, ktorý vyvolá pri veľmi malej ovládacej sile na volant niekoľkonásobnú väčšiu ovládaciu silu na hlavnú páku riadenia. Zväčšenie tohto ovládacieho momentu sa zaisťuje pôsobením tlaku oleja na piestnicu hydraulického posilňovača riadenia. Súčasťou tohto riadenia je hydraulické vysokotlaké čerpadlo a hydrogenerátor umiestnený na prednej časti motora.

Požiadavky na servo riadenie: natočenie kolies musí byť úmerné natočeniu volantu krútiace momenty na volant a kolesá majú byť v určitom pomere minimálne oneskorenie medzi natočením kolies a volantu minimálna citlivosť na rušivé vplyvy pri poruche musí fungovať mechanické riadenie