Sistemul de directie

SISTEMUL DE DIRECTIE

GRUPUL ŞCOLAR „NICOLAE BĂLCESCU”

OLTENIŢA

Clasa a XI-a A

Calificarea: Mecanic auto

TEMA DE PROIECT

pentru

Examenul de certificare a competenţelor profesionale

nivelul 2

anul şcolar 2010-2011
SISTEMUL DE DIRECTIE
Autorul lucrării:

PAVEL IONUT

Îndrumător de proiect,

profesor Dobre Nicolae

2011

CONTINUTUL PROIECTULUI DE CERTIFICARE

Examenul de certificare a competentelor profesionale

Anul de completare-nivelul II de calificare

Clasa a XI –a A

Mecanic auto

1. 
   Tema proiectului.
   
2. 
   Memoriul explicativ.
   
3. 
   Principii de functionare.
   
4. 
   Tipuri constructive.
   
5. 
   Documentatia tehnica.
   
   1. 
      
      
   2. 
      Desenele de ansamblu.
      
   1. 
      Partile componente.Descriere.
      
   2. 
      Schemele tehnologice.
      
   3. 
      
      
6. 
   Constructia sistemului de directie.
   
7. 
   Functionarea sistemului de directie.
   
8. 
   Exploatarea sistemului de directie.
   
9. 
   Intretinerea sistemului de directie.
   
10. 
    Sculele,dispozitivele si verificatoarele utilizate.
    
11. 
    Normele de tehnica securitatii muncii.
    
12. 
    Cuprinsul.
    
13. 
    Bibliografia.
    

MEMORIUL EXPLICATIV

Proiectul cu tema „SISTEMUL DE DIRECTIE ”

evidentiaza tipurile de sisteme de directii intalnite in domeniu.

Lucrarea prezinta aspectele principale ale functionarii unui sistem de directie si evidentiaza caracteristici functionale diferentiate pentru fiecare categorie de sistem de directie.

Realizarea proiectului„SISTEMUL DE DIRECTIE”

atinge o serie de competente tehnice generale dar si competente specifice.

Unitatile de competenta care se regasesc in lucrare sunt:

1. Utilizarea calculatorului si prelucrarea informatiei

2. Lucrul in echipa

3. Utilizarea si interpretarea documentatiei tehnologice.

• 
  Exploatează baze de date.
  
• 
  Prezintă informaţii incluzând text, numere şi imagini.
  
• 
  Comunică prin Internet.
  
• 
  Identifică sarcinile şi resursele necesare pentru atingerea obiectivelor.
  
• 
  Îşi asumă rolurile care îi revin în echipă.
  
• 
  Colaborează cu membrii echipei pentru îndeplinirea sarcinilor.
  
• 
  Interpretează informaţii înscrise în desenele de ansamblu
  
• 
  Interpretează desene speciale
  
• 
  Aplică informaţiile din documentaţia tehnică în activitatea practică
  

SISTEMUL DE DIRECTIE

1.DESTINAŢIA ŞI CONDIŢIILE IMPUSE SISTEMULUI DE DIRECŢIE

Destinaţia sistemului de direcţie.

Sistemul de direcţie serveşte la modificarea direcţiei de deplasare a automobilului. Schimbarea direcţiei de mers se obţine prin schimbarea planului (bracarea) roţilor de direcţie în raport cu planul longitudinal al autovehiculului.

Condiţiile impuse sistemului de direcţie sunt:

• 
  să asigure o bună ţinută de drum (capacitatea acestora de a menţine direcţia de mers în linie dreaptă);
  
• 
  să permită stabilizarea mişcării rectilinii (roţile de direcţie, după ce virajul s-a efectuat, să aibă tendinţa de a reveni în poziţia mersului în linie dreaptă);
  
• 
  efortul necesar pentru manevrarea direcţiei să fie cât mai redus;
  
• 
  randamentul să fie cât mai ridicat;
  
• 
  şocurile provenite din neregularităţile căii să fie transmise la volan cât mai atenuate;
  
• 
  să permită reglarea şi întreţinerea uşoare;
  
• 
  să nu prezinte uzuri excesive care pot duce la jocuri mari şi, prin aceasta, la micşorarea siguranţei conducerii;
  
• 
  să aibă o construcţie simplă şi să prezinte o durabilitate cât mai mare.
  

In figura 1.1 este prezentată schema virajului unui automobil cu două punţi.

fig.1.1

Virajul automobilului este corect, adică roţile rulează fără alunecare, când toate descriu cercuri concentrice în centrul de viraj O. Acest centru trebuie să se găsească la intersecţia dintre prelungirea axei roţilor din spate şi a axelor fuzetelor celor două roţi de direcţie. Aceasta înseamnă că în viraj, roţile de direcţie nu sunt paralele ci înclinate (bracate) cu unghiuri diferite. Astfel unghiul de bracare yal roţii interioare este mai mare decât unghiul de bracare y_g, al roţii exterioare.
2.STABILIZAREA ROŢILOR DE DIRECŢIE
In scopul asigurării unei bune ţinute de drum a automobilului, roţile de direcţie se stabilizează. Prin stabilizarea roţilor de direcţie se înţelege capacitatea lor de a-şi menţine direcţia la mersul în linie dreaptă şi de a reveni în această poziţie, după ce au fost bracate sau deviate sub influenţa unor forţe perturbatoare.

Dintre măsurile constructive, care dau naştere la momentele de stabilizare, unghiurile de aşezare a roţilor şi pivoţilor au rolul cel mai important. In acest scop, roţile de direcţie şi pivoţii fuzetelor prezintă anumite unghiuri în raport cu planul longitudinal şi transversal al automobilului .

fig.2.1

La pivoţii fuzetelor se deosebesc două unghiuri: unghiul de înclinare longitudinală P şi unghiul de înclinare transversală 5.

Roţile de direcţie, ca şi pivoţii, prezintă două unghiuri: unghiul de cădere sau de carosaj a şi unghiul de convergenţă p.

Unghiul de înclinare longitudinală a pivotului P (sau unghiul de fugă), (fig. 2.1, a) reprezintă înclinarea longitudinală a pivotului şi se obţine prin înclinarea pivotului în aşa fel încât prelungirea axei lui să întâlnească calea într-un punct A, situat înaintea punctului B de contact aI roţii.

Unghiul de înclinare longitudinală a pivotului face ca, după bracare, roţile de direcţie să aibă tendinţa de revenire la poziţia de mers în linie dreaptă.

In timpul virajului automobilului (fig. 2.2), forţa centrifugă F_r, aplicată în centrul de masă, provoacă apariţia între roţi şi cale a reacţiunilor Ki şi Fc, care se consideră că acţionează în centrul suprafeţei de contact a pneului.

fig.2.2

Acest moment caută să readucă roata în poziţia corespunzătoare mersului în linie dreaptă şi se numeşte moment stabilizator. Prezenţa unghiului P face ca manevrarea automobilului să fie mai grea, deoarece, la bracarea roţilor, trebuie să se învingă momentul stabilizator.

Reacţiunile laterale dintre pneu şi cale apar mai frecvent în urma acţiunii asupra automobilului a unor forţe centrifuge; de aceea momentul de stabilizare realizat prin înclinarea longitudinală a pivotului este proporţional cu pătratul vitezei şi poartă denumirea de moment stabilizator de viteză.

Momentul stabilizator creşte cu cât pneurile sunt mai elastice, deoarece reacţiunea laterală se deplasează mai mult, în spate, faţă de centrul suprafeţei de contact. In general, mărirea elasticităţii pneurilor se realizează prin scăderea presiunii lor interioare. De aceea, la un automobil cu pneuri cu mare elasticitate, pentru a nu îngreuna prea mult manevrarea, unghiul de înclinare longitudinală a pivotului (3 se micşorează, iar, în unele cazuri, se adoptă pentru acest unghi valori nule sau chiar negative (ajungând până la -1°30').

La automobilele cu puntea rigidă, valoarea unghiului (3 este de 3-9°, iar la cele cu roţi cu suspensie independentă de l-3°30'.

Unghiul de înclinare transversală (laterală) a pivotului (v. fig. 2.1, b) dă naştere la un moment stabilizator care acţionează asupra roţilor bracate.

La bracare, datorită unghiului de înclinare transversală, roţile tind să se deplaseze în jos (în cazul unei bracări de 180°, această deplasare ar avea valoarea egală cu h_max (fig. 2.3, a), dar deoarece acest lucru nu este posibil, întrucât roata se sprijină pe drum, rezultă o ridicare a pivotului, respectiv a punţii din faţă şi a cadrului (caroseriei) (fig. 2.3, b). Sub acţiunea greutăţii preluate de puntea din faţă, roţile tind să revină la poziţia corespunzătoare mersului în linie dreaptă, care corespunde energiei potenţiale minime, dând naştere la un moment de stabilizare.

fig.2.3

Bracarea roţilor de direcţie necesită un lucru mecanic egal cu produsul dintre greutatea ce revine roţilor de direcţie şi mărimea ridicării punţii din faţă.

Rezultă, deci, că la bracarea roţilor de direcţie trebuie învins momentul de stabilizare ce apare datorită unghiului 8, necesitând pentru aceasta o creştere a efortului la volan, şi respectiv, o înrăutăţire a manevrabilităţii automobilului.

Momentul de stabilizare depinde de greutatea care revine roţilor de direcţie şi de aceea se întâlneşte şi sub denumirea de moment de stabilizare a greutăţii.

Unghiul de înclinare transversală a pivotului conduce la micşorarea distanţei c între punctul de contact al roţii cu solul şi punctul de intersecţie a axei pivotului.

Suprafaţa de rulare (distanţă denumită deport). Aceasta conduce Ia reducerea efortului necesar manevrării volanului, deoarece momentul rezistenţei la rulare R faţă de axa pivotului, se reduce în raportul b/a (v. fig. 14.2, b). Valorile uzuale ale deportului sunt cuprinse între 40 şi 60 mm, existând însă şi multe cazuri când se întâlnesc valori mai mici sau mai mari. Trebuie însă menţionat că, la o reducere exagerată a deportului, se reduc momentul stabilizator al roţilor de direcţie şi stabilitatea automobilului.

La automobilele actuale, unghiul de înclinare transversală a pivotului are valori de 4-10°.

Unghiul de cădere sau de carosaj a, reprezintă înclinarea roţii faţă de planul vertical ( fig. 2.1, b). Acest unghi contribuie la stabilizarea direcţiei, împiedicând tendinţa roţilor de a oscila datorită jocului rulmenţilor.

Prin înclinarea roţii cu unghiul a, greutatea ce revine asupra ei G_r va da o componentă G'_r şi o componentă orizontală H, care va împinge tot timpul rulmenţii către centru, făcând să se comporte ca fără joc şi reducând solicitările piuliţei fuzetei.

Unghiul a va micşora totodată şi el deportul c al roţii, ceea ce face ca momentul necesar bracării roţilor să fie mai mic, deci o manevrare mai uşoară a volanului.

La automobilele cu punţi rigide, unghiul de cădere variază la trecerea roţilor peste denivelările căii de rulare, iar la unele automobile cu punţi articulate, unghiul de cădere variază cu sarcina.

De aceea, la unele automobile, unghiul de cădere trebuie măsurat cu automobilul încărcat cu anumită sarcină, precizată de cartea tehnică a acestuia.

Valoarea unghiului de cădere este de 0-1°. Mai rar, se adoptă şi valori negative.

In timpul exploatării automobilului, bucşele fuzetei se uzează, iar unghiul de cădere se micşorează, putând ajunge, uneori, la valori negative, chiar dacă iniţial el a avut o valoare pozitivă. Unghiul de cădere conduce la o uzare mai pronunţată a pneurilor.

Unghiul de convergenţă sau de închidere a roţilor din faţă 8 (fig. 2.4, a) este unghiul de înclinare a roţilor faţă de planul longitudinal al automobilului. Unghiul de convergenţă este cuprins între 0°10' şi 0°30'. în practică, convergenţa roţilor este exprimată prin diferenţa C = A-B, în care A şi B reprezintă distanţele dintre anvelopele sau jantele celor două roţi, măsurate în faţa sau în spatele roţilor, la nivelul fuzetelor sau la cel indicat în cartea tehnică.

fig.2.4

Convergenţa roţilor este necesară pentru a compensa tendinţa de rulare divergentă a lor, cauzată de unghiul de cădere. Convergenţa se alege astfel încât, în condiţiile normale de deplasare, roţile să aibă tendinţa să ruleze paralel. Dacă convergenţa nu este corespunzătoare, se produce o uzare excesivă a pneurilor şi, în aceiaşi timp, cresc rezistenţele la înaintarea automobilelor, făcând să crească şi consumul de combustibil.

Tendinţa de rulare divergentă, cauzată de unghiul de cădere, se explică prin deformarea pneurilor în contact cu calea. în aces caz, ele au tendinţa de a rula la fel ca două trunchiuri de con (fig. 2.4, b) cu vârfurile în 0 şi 0_2.

Prin închiderea roţilor spre faţă, vârfurile trunchiurilor de con imaginare se deplasează în punctele 0 şi O2, anulând tendinţa de rulare divergentă a roţilor.

Convergenţa este de 0-5 mm la autoturisme, ajungând la autocamioane şi autobuze până la 8-10 mm.

La automobilele cu puntea motoare în spate mai există o tendinţă de rulare divergentă a roţilor, datorită faptului că pivoţii nu sunt aşezaţi în planul roţii, ci sunt deplasaţi înspre interior cu distanţa (fig. 2.4, c).

In timpul deplasării automobilului, fuzetele sunt împinse cu forţele F_u care vor acţiona în punctele P de articulaţie cu osia, iar rezistenţele la înaintare vor acţiona în punctele C, care se găsesc în planul median al roţilor (s-a neglijat unghiul de cădere a). Din această dispunere rezultă la fiecare roată un moment care va căuta să imprime roţilor o rulare divergentă.

La autoturismele care au puntea motoare în faţă, tendinţa se petrece tocmai invers, adică roţile caută să se închidă în faţă. Din această cauză la unele din aceste automobile, convergenţa este negativă.

De asemenea, convergenţa roţilor elimină tendinţa lor de a oscila la viteze mari.

3.TIPURI CONSTRUCTIVE DE SISTEME DE DIRECŢIE

Părţile componente şi clasificarea sistemelor de direcţie. Pentru a schimba direcţia automobilului, conducătorul acţionează asupra volanului 1 (fig. 3.1), care transmite mişcarea prin intermediul axului 2, la melcul 3, ce angrenează cu sectorul dinţat 4. Pe axul sectorului dinţat se află levierul de direcţie (comandă) 5, care este în legătură cu bara longitudinală de direcţie (comandă) 6. Prin rotirea sectorului dinţat, deci şi a levierului de direcţie, bara longitudinală de direcţie va avea o mişcare axială care depinde de sensul de rotaţie a sectorului dinţat.

fig.3.1

Prin deplasarea axială a barei longitudinale de direcţie, braţul fuzetei 77 va roti fuzeta 9 în jurul pivotului 10 şi o dată cu ea şi roata din stânga. Legătura care există între fuzeta 9 şi fuzeta 13, prin intermediul levierelor 8 şi 14 şi bara transversală de direcţie 7, va produce rotirea fuzetei 13.

Patrulaterul format din puntea propriu-zisă 72, levierele fuzetelor 8 şi 14 şi bara transversală de direcţie 7 se numeşte trapezul direcţiei.

Volanul de direcţie este realizat, în general, din material plastic cu armătură metalică, având forma circulară cu 1-3 spiţe. Axul volanului este format dintr-o bucată sau din două bucăţi, legate între ele printr-o articulaţie cardanică, în general rigidă. Soluţia din două bucăţi se foloseşte atunci când caseta de direcţie nu se află pe direcţia axului volanului.

Din motive de securitate, începe să se răspândească la autoturisme soluţia cu coloana volanului deformabilă, sub acţiunea unui şoc puternic. în general s-a răspândit soluţia coloanei telescopice, compusă din două tuburi, care devin telescopice la o anumită forţă axială.

La unele automobile, poziţia volanului poate fi reglată (prin deplasarea în direcţie axială şi înclinare cu un anumit unghi).

Elementele componente ale sistemului de direcţie se împart în două grupe, în funcţie de destinaţia lor, şi anume:

• 
  mecanismul de acţionare sau comandă a direcţiei, ce serveşte la transmiterea mişcării de la volan la levierul de direcţie;
  
• 
  transmisia direcţiei, cu ajutorul căreia mişcarea este transmisă de la levierul de direcţie la fuzetele roţilor.
  

Sistemele de direcţie se clasifică după mai multe criterii, şi anume:

• 
  locul de dispunere a mecanismului de acţionare;
  
• 
  tipul mecanismului de acţionare;
  
• 
  particularităţile transmisiei;
  
• 
  locul unde sunt plasate roţile de direcţie.
  

După locul de dispunere a mecanismului de acţionare a direcţiei, se deosebesc:

• 
  sisteme de direcţie pe dreapta
  
• 
  sisteme de direcţie pe stânga.
  

După tipul mecanismului de acţionare, sistemele de direcţie se clasifică în funcţie de:

• 
  raportul de transmitere;care poate fi constant sau variabil;
  
• 
  tipul angrenajului, întâlnindu-se mecanismele cu melc, cu şurub, cu manivelă şi cu roţi dinţate;
  
• 
  tipul comenzii, care poate fi: mecanică, mecanică cu servomecanism (hidraulic, pneumatic sau electric) şi hidraulică;
  

După particularităţile transmisiei direcţiei, clasificarea se face în funcţie de:

• 
  poziţia trapezului de poziţie în raport cu puntea din faţă, care poate fi anterior sau posterior;
  
• 
  construcţia trapezului de direcţie, care poate fi cu bară transversală de direcţie dintr-o bucată sau compusă din mai multe părţi.
  

După locul unde sunt plasate roţile de direcţie, automobilele pot fi:

• 
  cu roţi de direcţie la puntea din faţă;
  
• 
  la puntea din spate sau la ambele punţi.
  

Mecanismul de acţionare a direcţiei. Condiţiile impuse sistemului de direcţie sunt satisfăcute în mare măsură de construcţia mecanismului de acţionare, care trebuie să îndeplinească următoarele condiţii:

• 
  să fie reversibil pentru a permite revenirea roţilor de direcţie în poziţia corespunzătoare mersului în linie dreaptă după încetarea efortului aplicat volanului;
  
• 
  să aibă un randament ridicat - pierderile prin frecare în mecanismul de direcţie să fie cât mai mici - în scopul uşurării conducerii. Este indicat să aibă un randament mai mare la transmiterea mişcării de la volan la levierul de direcţie şi un randament mai redus de la levier la volan pentru ca şocurile provocate roţilor de neregularităţile căii să fie absorbite în mare măsură în mecanism şi să se transmită cât mai atenuate la volan;
  
• 
  să asigure caracterul şi valorile necesare ale raportului de transmitere;
  
• 
  să aibă un număr minim de puncte de reglare, cu posibilitatea obligatorie de reglare a jocului dintre elementul conducător şi condus al mecanismului.
  

Mecanismele de acţionare a direcţiei se clasifică în funcţie de tipul elementului conducător şi condus prin care se transmite momentul de la volan la axul levierului de direcţie. Ca element conducător se utilizează: melcul cilindric, melcul globoidal, şurubul sau roata dinţată; iar ca element condus poate fi utilizat: sectorul dinţat, sectorul elicoidal, rola, manivela, piuliţa sau cremaliera.

In prezent cele mai răspândite sunt mecanismele de acţionare cu melc globoidal şi rolă şi cu pinion şi cremaliera.

Mecanismul de acţionare cu melc globoidal şi rolă se compune dintr-o rolă simplă, dublă sau triplă (în funcţie de efortul ce trebuie transmis) şi un melc globoidal.

Datorită faptului că între melc şi rolă există o frecare de rostogolire, mecanismul are un randament ridicat.

Melcul globoidal 4 (fig. 3.2) este montat la capătul axului volanului 3 şi se sprijină în caseta S prin intermediul a doi rulmenţi 9 şi 12. Rola 6 este montată pe bolţul 5 între braţele furcii 14, prin intermediul a doi rulmenţi. Furca 14 este executată dintr-o bucată cu axul 7 al levierului de direcţie 23, fixat cu piuliţa 24. Axul levierului de direcţie este montat în caseta de direcţie având un capăt sprijinit pe rulmentul 19. Garnitura de etanşare 22 şi simeringul 15 împiedică intrarea impurităţilor în interiorul casetei.

fig.3.2

Capacul 10, fixat cu şuruburi, acţionează asupra bucşei ce conţine inelul exterior al rulmentului 9.

Garniturile de reglaj 2, de sub capac, servesc la reglarea jocului axial al melcului. In capacul lateral al casetei 20 se găseşte şurubul 18, care este legat de axul levierului de direcţie. Reglarea jocului angrenajului dintre melcul globoidal şi rolă, care sunt montate excentric, se face prin şurubul de reglare 18 (protejat de piuliţa 17), care deplasează axial rola împreună cu axul 7.

Fixarea piuliţei după reglare se face cu ştiftul 16. Buşonul 21 serveşte pentru introducerea lubrifiantului în casetă. Cuplajul elastic din cauciuc 1 face legătura între partea inferioară a axului volanului 3 şi partea centrală (axul volanului este divizat în trei părţi). Garnitura 13 asigură etanşarea axului volanului la intrarea în casetă.

fig.3.3

Mecanismul de la autocamioanele cu direcţia avansată se compune din caseta de direcţie propriu-zisă 4 (fig. 3.4), caseta 13 cu angrenajul în unghi şi trompa 14 în interiorul căreia se află axul de transmisie dintre cele două casete. Caseta de direcţie propriu-zisă are angrenajul format dintr-un melc globoidal şi o rolă triplă. Melcul globoidal 8 (fig. 3.4, a) este montat în casetă pe doi rulmenţi cu role conice 7 şi 9. Prin capacul 4 trece ţeava 5 pentru stabilirea nivelului uleiului din casetă. între capac şi casetă se montează garnitura 6, care serveşte la reglarea jocului axial al melcului globoidal. în angrenare cu melcul globoidal se află rola 13, montată pe bolţul 19, între braţele furcii 20, prin intermediul a doi rulmenţi cu ace. Axul 12 face corp comun cu furca şi este fixat la un capăt în capacul 16, pe rulmentul cu ace 15, iar la celălalt capăt în casetă pe bucşele 2 şi 3. In zona cu caneluri a axului 12, se montează levierul de direcţie, fixat cu piuliţa 1. Jocul între melc şi rolă se reglează cu ajutorul şurubului de reglaj 14. montat în capacul 16.

In figura 3.4, b este reprezentată o secţiune prin această casetă.

fig.3.4

Mecanismul de acţionare cu pinion şi cremalieră. Acest tip de mecanism (fig. 3.5) se utilizează destul de des la autoturismele cu suspensie independentă a roţilor şi bară transversală de direcţie. In felul acesta, numărul articulaţiilor transmisiei direcţiei se reduce la patru faţă de alte soluţii care necesită cel puţin şase articulaţii.

fig.3.5

Pinionul cu dinţi înclinaţi 8 al axului volanului 5 este montat pe doi rulmenţi radiali axiali 7, al căror joc se reglează cu garnituri montate sub capacul inferior al casetei de direcţie. Cremaliera 9 este realizată pe o bară de secţiune circulară, care este introdusă în ţeava de oţel 6. Angrenarea corectă între pinion şi cremalieră este asigurată de dispozitivul 3. Jocul angrenajului se stabileşte cu ajutorul garniturilor 2. In orificiul din centrul dispozitivului se montează plunjerul de bronz 4, care este apăsat de arcul 10, pe cremalieră. Efortul produs de plunjer nu trebuie să depăşească o anumită valoare pentru a nu provoca griparea, realizând numai frecarea necesară a mecanismului.

Capetele cremalierei se asamblează cu barele oscilante (bieletele) prin articulaţii sferice. Pătrunderea murdăriei la angrenaj este împiedicată de burduful de cauciuc 1. Raportul de transmitere este constant.

Acest tip de mecanism se întâlneşte la autoturismele Dacia, Renault, Citroen, Logan ş.a.

Mecanismul de acţionare cu şurub, piuliţă şi sector dinţat (cu bile recirculante). Axul volanului 5 (fig. 3.6) este prevăzut la partea inferioară cu o porţiune filetata.

fig.3.6

Prin suprapunerea cana lelor piuliţiei şi ale şurubului se formează un canal elicoidal, care, împreună cu tubul de ghidaj 2, se umple cu bile, asigurându-se astfel circulaţia neîntreruptă a acestora. Piuliţa are tăiată la exterior o cremalieră 6, care angrenează cu sectorul dinţat 7, solidar cu axul 8 al levierului de direcţie.

Jocul axial al volanului se reglează cu piuliţa 10, iar jocul dintre piuliţă şi sector (montate excentric) prin deplasarea sectorului dinţat 7 (împreună cu axul 8 în raport cu cremaliera piuliţei). Jocul dintre şurub şi piuliţă nu se reglează.

Acest mecanism, datorită existenţei frecării cu rostogolire, prin intermediul bilelor, permite obţinerea, unui randament ridicat. Greutatea şi dimensiunile de gabarit sunt destul de reduse. Acest mecanism se utilizează la unele autocamioane grele.

Transmisia direcţiei. Construcţia transmisiei direcţiei este determinată de tipul constructiv al punţii din faţă şi de locul unde sunt plasate roţile de direcţie.

Transmisia direcţiei în cazul punţii rigide. Caracteristic pentru această soluţie (fig. 3.7) este faptul că bara transversală de direcţie 3 este executată, de regulă, dintr-o singură bucată. Trapezul de direcţie, format din bara transversală 3, levierele fuzetelor 4 şi partea centrală a punţii din faţă, este un trapez posterior.

fig.3.7

Tijele şi pârghiile care formează transmisia direcţiei sunt legate între ele prin articulaţii sferice, care mai au şi rolul de a elimina jocurile datorate uzării şi de a se amortiza şocurile transmise roţilor de direcţie de la cale.

Articulaţiile sferice se clasifică în funcţie de forma bolţului şi de sistemul de reglare a jocului.

Bolţul poate avea capul sub formă sferică (fig. 3.8, a şi c) sau semisferică şi tronconică (fig. 3.8,b).

După sistemul de reglare a jocului, articulaţiile sferice pot fi: elastice şi tip pană. In cazul articulaţiilor elastice, jocurile datorate uzării sunt compensate automat cu ajutorul unui arc, care poate acţiona axial (fig. 3.8, b) sau radial (fig. 3.8, a).

fig.3.8

Intensitatea şocurilor ce se transmit mecanismului de acţionare a direcţiei şi volanului depinde de tipul constructiv al acestor articulaţii sferice. Articulaţiile sferice trebuie unse periodic, pentru aceasta prevăzându-se cu un gresor. In ultima vreme, pentru simplificarea întreţinerii, se folosesc pe scară tot mai largă articulaţiile sferice capsulate (fig. 3.8, c). La aceste articulaţii, partea sferică a bolţului şi pastilele au aplicate pe ele un strat din material plastic, de cca 2,5 mm impregnat cu bisulfură de molibden pentru reducerea frecării. Articulatia este umplută la montare cu o unsoare pe bază de calciu şi capsulată.

Transmisia direcţiei în cazul punţii articulate. La autoturismele cu suspensie independentă a roţilor din faţă, este caracteristic faptul că bara transversală de direcţie este fracţionată în două sau mai multe părţi, pentru a permite separat fiecărei roţi oscilaţii pe verticală.

fig.3.9

In figura 3.9, a este reprezentată transmisia direcţiei, la care mecanismul de acţionare 1 imprimă levierului de direcţie 2 o mişcare de rotaţie ce se transmite pârghiei unghiulare 3, care este articulată de bara transversală de direcţie, compusă din două părţi 4 şi 5. La soluţia din figura 3.9, b, bara transversală de direcţie se compune dintr-o parte centrală 1 şi două părţi laterale 4, legate la braţele fuzetelor 5. Transmisia direcţiei mai cuprinde levierul de direcţie 2 (elementul conducător), care primeşte mişcarea de la caseta 3 şi pârghia pendulară 6.

Bara transversală de direcţie din figura 3.9, c este compusă din două părţi 2 şi 5, legate cu capetele interioare de levierul central 3, iar cu cele exterioare de braţele fuzetelor 1 şi 6. Elementul conducător îl constituie levierul de direcţie 7. care, prin intermediul barei 4, transmite mişcarea levierului central 3.

In figura 3.9, d este reprezentată transmisia direcţiei la mecanismul de acţionare cu pinion şi cremalieră, care este o variantă a transmisiei cu levier central. La această soluţie levierul central, având o mişcare de rotaţie, a fost înlocuit cu cremalieră 1 având o mişcare de translaţie. De la cremalieră, mişcarea este transmisă barelor laterale (bieletelor) 2 ce sunt articulate de braţele fuzetelor. O soluţie asemănătoare este utilizată la foarte multe autoturisme.

Servodirecţii utilizate la automobile. La unele autocamioane şi autobuze de mare capacitate şi unele autoturisme de clasă superioară, se utilizează mecanisme de comandă a direcţiei prevăzute cu servomecanisme hidraulice sau electrice. Servomecanismele de direcţie reduc forţa necesară pentru manevrarea volanului, contribuind astfel la uşurarea conducerii automobilului şi la amortizarea oscilaţiilor sistemului de direcţie.

In funcţie de modul de realizare a servomecanismului, se deosebesc două tipuri de servodirecţii.

La primul tip, servomecanismul este realizat separat de mecanismul de acţionare a direcţiei, el acţionând asupra organelor transmisiei direcţiei.

Cel de-al doilea tip de servodirecţie are servomecanismul într-un corp comun cu mecanismul de acţionare a direcţiei.

Servodirecţia hidraulică ZF 8065 (fig. 3.10) utilizată la automobilele MAN se compune, în principal, din caseta de direcţie propriu-zisă 10 (în care se găseşte şi servomecanismul hidraulic), pompa de înaltă presiune 3, rezervorul de ulei 13, volanul 7 cu axul 2 şi conductele de legătură 4, 5 şi 12.

fig.3.10

Caseta de direcţie propriu-zisă (fig. 3.11) este compusă din carcasa 1, prevăzută la interior cu un cilindru în care se deplasează pistonul 2, ce transformă mişcarea de rotaţie a axului volanului într-o mişcare de translaţie şi o transmite sectorului dinţat 29, pe al cărui ax este montat levierul de direcţie. Pentru aceasta, pistonul este prevăzut la partea exterioară cu o dantură prin care angrenează cu sectorul dinţat 29, iar la partea interioară cu un locaş cilindric în care intră şurubul conducător 7. In interiorul pistonului se găseşte şi piuliţa de direcţie 3, montată prin intermediul piuliţei inelare 26.



fig.3.11

Transformarea mişcării de rotaţie a şurubului în mişcare axială a pistonului se face cu ajutorul bilelor 27 şi al piuliţei 3. în carcasa 16, montată pe caseta de direcţie, se găseşte mecanismul supapelor servodirecţiei, etanşat prin capacul interior 8 şi garniturile de etanşare 22 şi 25. Acest mecanism este compus din blocul portsupape 21, supapele 20, axul de antrenare 15 şi bara de torsiune 19.

Blocul portsupape 21 face corp comun cu şurubul conducător 7 şi conţine, în plan transversal, doi cilindri 9 (superior şi inferior), corespunzător celor două supape. Supapele 20 sunt de tip piston-sertăraş, cea de sus permiţând trimiterea uleiului în spaţiul dintre caseta de direcţie şi partea din dreapta pistonului, iar cea de jos - trimiterea uleiului în spaţiul dintre caseta de direcţie şi partea din stânga a pistonului 2.

Axul de antrenare 15 este prevăzut cu două cepuri ce intră în orificiile radiale de la mijlocul supapelor-sertăraş, în scopul acţionării lor. Bara de torsiune 19 este montată rigid atât pe şurubul conducător 7, cât şi pe axul de antrenare 15. Ea are rolul de a transmite momentul de răsucire de la axul volanului la şurubul conducător, precum şi de a readuce în poziţia neutră supapele-sertăraş 20, atunci când conducătorul auto nu mai acţionează asupra volanului.

Angrenajul în unghi, montat într-o carcasă fixată pe caseta de direcţie prin intermediul unei trompe, este format din două pinioane conice.

La deplasarea automobilului în linie dreaptă (fig. 3.12, a), supapele-sertăraş 11 şi 12 se găsesc în poziţie neutră, iar centrele găurilor lor radiale de antrenare 7 sunt în linie cu centrul găurii centrale 8 a blocului portsupape. în această situaţie, sunt deschise atât orificiile de debitare 10 şi 13 din dreapta supapelor, cât şi orificiile de refulare 9 şi 6 din stânga supapelor sertăraş. Pompa de înaltă presiune 15 trimite uleiul în spaţiul din jurul blocului supapelor prin conducta 14. De aici, o parte trece prin orificiul de debitare 10, deschis de supapa superioară 11 şi prin canalul 23 intră în caseta de direcţie, în spaţiul din dreapta pistonului 2.

fig.3.12.a

O altă parte din ulei trece prin orificiul 13, deschis de supapa inferioară 12 şi, prin canalul 22, intră în caseta de direcţie, în spaţiul din stânga pistonului 2. Datorită faptului că presiunea uleiului din ambele părţi ale pistonului este aceeaşi, acesta rămâne fix, iar angrenarea cu sectorul dinţat 21 se face în poziţia mijlocie (neutră). După umplerea spaţiilor menţionate, uleiul debitat de pompa 75 se întoarce în rezervorul de ulei direct din canalele de debitare, prin orificiile 6 şi 9, canalul central 8 al blocului supapelor şi conducta de refulare 19.

La acţionarea volanului pentru virarea la dreapta (fig. 3.12, b), cepurile arborelui de antrenare 20 deplasează supapa superioară 11 spre dreapta, mărind secţiunea de trecere a orificiilor 10 de debitare şi 9 de refulare; în acelaşi timp, deplasează spre stânga supapa inferioară 12, închizând atât orificiul de debitare 13, cât şi orificiul de refulare 6. In acest caz, uleiul sub presiune este trimis în caseta de direcţie numai în dreapta pistonului 2, prin orificiul 10 şi conducta 23, realizând deplasarea pistonului spre stânga şi rotirea sectorului dinţat şi, în consecinţă, virarea automobilului la dreapta.

fig.3.12.b

In timpul deplasării pistonului, uleiul aflat în partea stângă a acestuia este refulat către rezervorul de ulei 16 prin conducta 22, orificiul de refulare 9, canalul central 8 al blocului supapelor şi conducta 19.

Servodirecţia electrică. In figura 3.13 se prezintă părţile componente ale unei servodirecţii electrice. Servomecanismul care face ca efortul necesar manevrării volanului de către conducător să fie mai redus este un motor electric 2 alimentat de la instalaţia electrică a automobilului. Electromotorul este comandat de calculatorul 3 care primeşte informaţii de la două tra- ductoare; un traductor de cuplu şi unul de viteză.

Prin intermediul unui mecanism de tipul şurub fără sfârşit, motorul electric transmite un cuplu arborelui volanului, contribuind astfel la reducerea efortului conducătorului necesar bracării roţilor.

fig.3.13

Acest sistem are servoasistarea variabilă în funcţie de viteză. In funcţie de viteza automobilului, calculatorul, prin informaţiile primite de la traductorul de viteză, reduce servoasistarea o dată cu creşterea vitezei.

Sistemul îndeplineşte şi funcţia de „retur activ" care are rolul de a accelera revenirea roţilor în poziţia corespunzătoare mersului în linie dreaptă, prin acţiunea servomotorului care contribuie la mărirea momentelor de stabilizare a roţilor datorate unghiurilor roţilor şi pivoţilor.

Corecţia returului activ variază în funcţie de viteza automobilului; ea are valoarea maximă la viteză redusă şi minimă la viteză mare.

Cu ajutorul unui buton, conducătorul automobilului poate selecta modul normal (pentru viteze medii şi ridicate) şi modul de circulaţie urban (pentru o servoasistare sporită în timpul manevrelor).