Ce a fost înainte de direcția cu cremalieră?
Direcție cu cremalieră și pinioneste utilizat pe scară largă în industria auto modernă și a devenit sistemul de direcție preferat pentru majoritatea vehiculelor. Cu toate acestea, înainte ca această tehnologie să devină populară, sistemele de direcție auto au trecut prin mai multe etape de dezvoltare și evoluție. Înțelegerea sistemelor de direcție înainte de direcția cu cremalieră și pinion nu numai că ne ajută să înțelegem progresul tehnologiei moderne, ci și să înțelegem mai bine avantajele și dezavantajele diferitelor sisteme de direcție.
Acest articol va explora în detaliu diferitele mecanisme de direcție utilizate în industria auto înainte ca direcția cu cremalieră și pinion să devină populară.
1. Dezvoltarea timpurie a sistemelor de direcție auto
Invenția automobilului poate fi urmărită până la sfârșitul secolului al XIX-lea, când vehiculele foloseau în principal mecanisme de direcție simple și primitive. Aceste sisteme timpurii nu erau la fel de complexe ca mașinile moderne, dar au pus bazele tehnologiei ulterioare de direcție.
Sisteme de direcție cu o singură pârghie
Cele mai vechi sisteme de direcție auto erau foarte simple, folosind de obicei o singură pârghie pentru a controla direcția. Acest design este similar cu principiul de direcție al cârmei unei nave sau al unei căruțe trase de cai, care realizează direcția vehiculului prin modificarea unghiului roților din față. Datorită structurii sale simple, sistemul cu o singură pârghie este foarte ușor de fabricat și întreținut, dar și dezavantajul este evident: direcția este foarte grea și șoferul trebuie să folosească multă forță pentru a controla vehiculul, mai ales la viteză mică sau când acesta este staționat.
Sistemul de direcție cu vierme și sector
Odată cu dezvoltarea industriei auto, sistemul de direcție cu o singură pârghie a fost eliminat treptat și înlocuit cu sistemul de direcție cu vierme și sector mai complex (Worm and Sector Steering). Acest sistem constă dintr-un vierme și o roată melcă care se închidează cu acesta. Când șoferul întoarce volanul, melcul se rotește și antrenează roata melcat, schimbând astfel direcția roților din față.
● Avantaje: Sistemul de direcție cu melc și sector este mai precis decât sistemul cu o singură pârghie, iar datorită efectului de decelerare al roții melcate, cuplul de direcție poate fi amplificat, făcând operațiunea de direcție relativ ușoară.
● Dezavantaje: Acest sistem necesită precizie ridicată în fabricație și asamblare, iar eficiența sa mecanică este scăzută. Încă este nevoie de mult efort pentru a vira, mai ales când parcați sau virați cu viteză mică.
Sistem elicoidal de direcție cu plată turnantă
După sistemul de direcție cu vierme și sector, s-a folosit sistemul de direcție elicoidal cu plată rotativă (Worm and Roller Steering). Este o îmbunătățire a sistemului melcat și sector, în principal prin schimbarea roții melcate la un design de contact de rulare cu role, reducând astfel frecarea și îmbunătățind în continuare eficiența direcției.
● Avantaje: În comparație cu sistemele cu angrenaje melcate, sistemele de direcție cu plăci rotative spiralate au mai puțină frecare și o funcționare mai lină.
● Dezavantaje: În ciuda frecării reduse, acest sistem este încă relativ complex și necesită precizie și costuri ridicate de fabricație.
2. Dezvoltarea sistemelor de direcție cu angrenaje
După primele sisteme de direcție, inginerii au introdus treptat conceptul de transmisie cu viteze pentru a îmbunătăți și mai mult eficiența și fiabilitatea sistemului de direcție. În această perioadă au fost dezvoltate și aplicate unul după altul mai multe sisteme de direcție bazate pe transmisie cu trepte.
Sistem de direcție cu bile cu recirculare
Sistemul de direcție cu bile cu recirculare este un sistem de direcție utilizat pe scară largă la camioane și vehicule grele. Acest design folosește bile pentru a reduce frecarea și a transmite forța de rotație a volanului către cremaliera de direcție.
● Principiul de funcționare: Volanul este conectat la un șurub. Când volanul se întoarce, șurubul împinge bila să circule în canelura, conducând astfel cremaliera de direcție să se miște și să realizeze direcția vehiculului.
● Avantaje: Datorită aplicării bilelor, sistemul de direcție cu bile cu recirculare reduce frecarea și ușurează operarea direcției, potrivit în special pentru vehiculele grele care necesită un cuplu mai mare.
● Dezavantaje: Acest sistem are o structură complexă, iar din cauza jocului dintre roți dințate și rulmenți cu bile, senzația de direcție este relativ vagă și este dificil să se ofere feedback precis al direcției.
Sistem de direcție cu came și pârghie
Sistemul de direcție cu came și pârghie este un design mai mecanic, care este utilizat pe scară largă în unele mașini timpurii. Acest sistem controlează unghiul de virare al roților din față printr-o legătură mecanică între o came și două pârghii.
● Principiul de funcționare: Volanul antrenează pârghia prin came, iar apoi pârghia împinge mecanismul de direcție printr-o legătură mecanică pentru a roti roțile din față.
● Avantaje: Comparativ cu sistemul anterior de angrenaj melcat, sistemul Cam and Lever are o structură mai simplă și un cost de fabricație mai mic.
● Dezavantaje: Acest sistem funcționează slab din punct de vedere al preciziei și durabilității, iar datorită limitărilor mecanismului de pârghie, operațiunea de direcție este încă relativ laborioasă.
3. Apariția și popularitatea sistemului de direcție cu cremalieră și pinion
După ce am experimentat o varietate de sisteme de direcție diferite, sistemul de direcție cu cremalieră și pinion a devenit treptat mainstream. Acest sistem a fost folosit pentru prima dată în mașinile compacte europene în anii 1960, iar apoi a devenit rapid popular și a devenit o caracteristică standard pentru multe tipuri de vehicule, cum ar fi sedan, SUV-uri și chiar camioane.
Avantajele sistemului de direcție cu cremalieră și pinion
● Structură simplificată: Sistemul de direcție cu cremalieră și pinion transformă rotația volanului direct în mișcarea liniară a cremalierei, eliminând mecanismul de transmisie mecanic complex. Designul direcției cu cremalieră și pinion nu numai că reduce greutatea sistemului de direcție, dar îi îmbunătățește și viteza de răspuns și sensibilitatea.
● Control precis: Datorită îmbinării directe a angrenajului și cremalierei, sistemul de direcție cu cremalieră și pinion poate oferi un control precis al direcției, permițând șoferului să simtă mai direct feedback-ul rutier.
● Costuri reduse de întreținere: în comparație cu sistemele anterioare de direcție, sistemul de direcție cu cremalieră și pinion are o structură simplă, costuri de întreținere reduse și o rată de eșec relativ scăzută.
Popularizarea de la vehicule grele la mașini mici
Inițial, sistemul de direcție cu cremalieră și pinion a fost folosit în principal la mașinile mici și la mașinile sport, deoarece acest sistem poate oferi un răspuns agil al direcției și o mai bună senzație de condus. Cu toate acestea, odată cu progresul tehnologiei și cu schimbările în cererea pieței, sistemul de direcție cu cremalieră și pinion a fost utilizat treptat într-o gamă mai largă de tipuri de vehicule, inclusiv sedanuri de dimensiuni medii, SUV-uri și unele camioane ușoare.
4. Limitări ale sistemului de direcție cu cremalieră și pinion
Deși celdirecție cu cremalieră și pinionsistemul funcționează bine în multe aspecte, nu este perfect. În special în domeniul vehiculelor grele și al vehiculelor de teren, aplicarea sistemelor de direcție cu cremalieră și pinion are încă unele limitări.
Limitarea capacității de transmisie a cuplului
Deoarece sistemele de direcție cu cremalieră și pinioane se bazează pe angrenarea angrenajelor și cremalierelor pentru a transmite cuplul, cerințele de dimensiune și rezistență ale cremalierelor și pinioanelor vor crește semnificativ atunci când sistemul de direcție trebuie să transmită un cuplu foarte mare. Acest lucru limitează aplicarea sistemelor de direcție cu cremalieră și pinion pe unele camioane grele și vehicule speciale.
Echilibru între sensibilitatea sistemului și senzația de control
O caracteristică notabilă a sistemelor de direcție cu cremalieră și pinion este sensibilitatea lor ridicată și capacitatea de a oferi feedback direct la direcție. Cu toate acestea, pentru unii șoferi, această sensibilitate poate duce la o senzație excesivă de control, în special la viteze mari sau pe drumuri denivelate, unde șoferul poate fi nevoit să regleze volanul mai des pentru a menține stabilitatea vehiculului.
5. Alternative la sistemele de direcție cu cremalieră și pinion
Deși sistemele de direcție cu cremalieră și pinion au devenit alegerea curentă pentru mașinile moderne, alte sisteme de direcție au încă avantajele lor unice în anumite scenarii de aplicații specifice. De exemplu, în unele mașini de curse de înaltă performanță sau vehicule de teren, sistemele electrice de servodirecție (EPS) și sistemele hidraulice de servodirecție (HPS) sunt încă utilizate pe scară largă.
● Sistemul de servodirecție electrică (EPS): Bazându-se pe motor pentru a oferi asistență la direcție, pompa hidraulică tradițională și uleiul hidraulic sunt eliminate, ceea ce nu numai că îmbunătățește eficiența consumului de combustibil, ci și poate ajusta automat asistența de putere în funcție de viteză pentru a se adapta la diferite condiții de condus.
● Sistem hidraulic de servodirecție (HPS): Oferă asistență electrică prin intermediul pompei hidraulice. În special la vehiculele grele și vehiculele de teren, sistemul hidraulic poate oferi o asistență mai puternică pentru a se adapta la condiții complexe de drum și la operațiuni grele.
Înființată în 1996, Guangdong Diamond Auto Parts Co., Ltd. (DKM Company) este un producător și furnizor profesionist chinez de sisteme de servodirecție de înaltă calitate. Cu o fabrică care acoperă peste 20.000 de metri pătrați și echipamentele CNC avansate care depășesc 280 de unități, producem peste 300.000 de unități de direcție anual. Produsele noastre, inclusiv sistemele de direcție cu cremalieră pentru vehiculele Toyota, Honda, Mitsubishi, Hyundai, Buick și Isuzu, sunt disponibile la prețuri cu ridicata pentru cumpărătorii globali. Din SUA până în Orientul Mijlociu, soluțiile noastre de direcție la preț redus și de înaltă calitate sunt de încredere de către mărcile și distribuitorii de top din întreaga lume. Contactați-ne astăzi pentru oferte competitive și servicii personalizate.
