ステアリングラック - 操作と設計の原理

ページ内容

レール使用の特徴
ラックアンドピニオンステアリングの構成
レール付き機構の長所と短所

乗用車の設計で最も一般的であるという理由だけで、すべてのタイプのステアリングギアボックスの中で、ラックアンドピニオンは特別な場所を占めます。レールには多くの利点があり、それが主要部分の使用に基づいて一般的に簡単に呼ばれる方法であり、他のすべてのスキームに実質的に取って代わっています。

レール使用の特徴

レール自体は、歯付きのノッチが付いたスライド式の鋼棒です。歯の側面から、ドライブギアがそれに押し付けられます。ステアリングコラムシャフトはピニオンシャフトにスプライン結合されています。はすば歯車は静かで大きな荷重を伝達できるため、通常ははすば歯車が使用されます。

ハンドルを回すと、ドライバーはパワーステアリングと連動してラックを希望の方向に動かします。ボールジョイントを通るレールの端は、ステアリングロッドに作用します。ロッド部には、トウ調整用のネジ式カップリングとステアリングボールチップが取り付けられています。最終的に、駆動力はピボットアームを介して、両側のナックル、ハブ、およびステアリングホイールに伝達されます。構成は、ゴムが接地面で滑らないように設計されており、各ホイールは目的の半径の円弧に沿って移動します。

ラックアンドピニオンステアリングの構成

典型的なメカニズムは次のとおりです。

モーターシールドまたはフレームに固定するためのラグを備えた、すべての部品が配置されているハウジング。
ギアラック;
移動時にレールが載るスリーブタイプのすべり軸受。
入力シャフト、通常はローラー（針）転がり軸受に配置されます。
バネ仕掛けのクラッカーと調整ナットからの係合のギャップを調整するための装置。
タイロッドブーツ。

メカニズムには、ラックアンドピニオンメカニズムの欠点のXNUMXつである、不均一なホイールに落下するホイールからステアリングホイールへの過度に強い衝撃の伝達を最小限に抑えるように設計された外部ダンパーが装備されている場合があります。ダンパーは、サスペンションに取り付けられているものと同様に、水平に取り付けられた伸縮式ショックアブソーバーです。一方の端はレールに接続され、もう一方の端はサブフレームに接続されています。すべての衝撃は、ショックアブソーバーの油圧によって減衰されます。

最軽量の車で使用される最も単純なメカニズムには、パワーステアリングがありません。しかし、ほとんどのレールはその構成にそれを持っています。油圧ブースターアクチュエーターはラックハウジングに組み込まれており、ピストンの右側と左側の油圧ラインを接続するためのフィッティングのみが出てきます。

スプールバルブとトーションバーのセクションの形のディストリビューターは、ラックアンドピニオンメカニズムの入力シャフトのハウジングに組み込まれています。ドライバーが加える力の大きさと方向に応じて、トーションバーをひねると、スプールが左または右の油圧シリンダー継手に向かって開き、そこで圧力が発生し、ドライバーがレールを動かすのを助けます。

ステアリングコラムに配置されていない場合、電気増幅器の要素もラックメカニズムに組み込まれることがあります。直接鉄道ドライブが推奨されます。この場合、ラックにはギアボックスとXNUMX番目のドライブギアを備えた電気モーターがあります。レールの別のギアノッチに沿ってメインのものと並行して動作します。力の方向と大きさは、入力シャフトのねじりねじれセンサーから信号を受信し、電気モーターに電力電流を生成する電子制御ユニットによって決定されます。

レール付き機構の長所と短所

利点には次のものがあります。

高精度ステアリング;
アンプを装備していても、ステアリングホイールの透明性を確保しやすい。
アセンブリのコンパクトさとモーターシールドの領域での設計レイアウトの単純さ;
軽量で比較的低コスト。
老朽化した油圧ブースターと最新のEURの両方との良好な互換性。
満足のいく保守性、修理キットが製造されています。
潤滑と頻繁なメンテナンスを要求しません。

欠点もあります。

悪路で使用する場合、ダンパーや高速アンプがない場合、ステアリングホイールの透明度が基本的に高く、ドライバーが怪我をする可能性があります。
ギャップを大きくして作業する場合のノックなどのノイズ、摩耗が不均一になるとギャップを調整できません。

ラックアンドピニオンメカニズムの操作における長所と短所の組み合わせがその範囲を決定します-これらはスポーツカーを含む、主に高速で良好な道路で操作される車です。この場合、ラックは最高のパフォーマンスを発揮し、消費者の品質の点で他のすべてのステアリング方式よりも優れています。

ノックが発生したときのギャップを減らすために、メカニズムのメンテナンスが行われることがあります。残念ながら、上記の不均一な摩耗の理由により、これが常に可能であるとは限りません。このような場合、メカニズムはアセンブリとして交換され、多くの場合、工場で復元されたものに交換されます。修理キットを使用すると、ベアリングとサポートブッシングのノックインのみが排除され、ギアペアの摩耗は排除されません。しかし、一般的に、メカニズムの耐用年数は非常に長く、新しい部品のコストはかなり許容範囲内です。