ステアリング機構の種類、設計、動作原理
車の方向を変えるには、ステアリングホイールを使って操舵輪を回転させます。 しかし、ドライバーと車輪の間には、ドライバーの手の力と方向を変換してスイングアームに直接力を加える装置があります。 それをステアリング機構といいます。
ステアリングギアは何のためにあるのですか？
一般的なステアリング スキームでは、メカニズムは次のタスクを実行します。
- ステアリングコラムが接続されている入力シャフトの回転をステアリング台形ロッドの並進回転に変換します。
- 特定のギア比の設計で利用可能な機械式トランスミッションを使用して、ドライバーが生成できる力を、車台のステアリングナックルに接続されたレバーに必要な力で調整します。
- ほとんどの場合、パワーステアリングとの共同作業を提供します。
- 道路の凹凸からのキックバックからドライバーの手を守ります。
ある程度の精度があれば、このデバイスはギアボックスと呼ばれることもあります。
多彩なステアリング機構
最も一般的なギア スキームは XNUMX つあります。
- ウォームローラー。
- ラック;
- ボールネジタイプ。
それぞれに独自の利点と使用分野があります。
ウォームローラー機構
このタイプは、以前はすべての車両で広く使用されていましたが、他の方式と比較して多くの欠点があるため、現在では使用が限定されています。
ウォーム ギアの動作原理は、ステアリング コラム シャフト上のスパイラル ウォーム ホイールを備えた扇形の歯付きローラーを動かすことです。 減速機の入力シャフトは、可変半径のウォームローレット加工を施した一体品で、コラムシャフトと接続するためのスロットコネクタまたはウェッジコネクタが装備されています。 ローラーの歯付きセクターはバイポッド出力シャフト上にあり、それを利用してギアボックスがステアリング台形ロッドに接続されます。
構造全体は、潤滑剤が入っているためクランクケースとも呼ばれる剛性のハウジング内に配置されます。 通常はトランスミッション系の液体オイルです。 クランクケースからのシャフト出口はグランドでシールされています。 クランクケースは、車体のフレームまたはエンジン隔壁にボルト固定されています。
ギアボックス内の入力シャフトの回転は、回転と並進のバイポッド ボール チップに変換されます。 ロッドはホイールと追加の台形レバーに取り付けられています。
この機構は大きな力を伝達することができ、大きなギア比で非常にコンパクトです。 しかし同時に、最小限のバックラッシュと低フリクションで制御を組織化することは困難です。 したがって、その範囲は、ほとんどが保守的なデザインのトラックとSUVです。
ステアリングラック
乗用車に最も広く採用されている機構。 ラックとピニオンはより正確で、優れたフィードバックを提供し、車によくフィットします。
ラック機構は次のもので構成されます。
- 船体の隔壁に固定された船体。
- ジャーナルベアリングの上にある歯付きラック。
- 入力シャフトに接続されたドライブギアと、
- スラスト機構により、ギアとラックの間に最小限のクリアランスが確保されます。
ラックの出力機械コネクタはステアリング ロッドのボール ジョイントに接続されており、先端を介してスイング アームと直接連動します。 この設計は、ウォームギヤステアリングリンケージよりも軽量かつコンパクトです。 高い制御精度はここから生まれます。 また、ドライブギヤのクリアランスは、複雑な形状のローラーやウォームのクリアランスに比べて非常に正確で安定しています。 そして、ステアリングホイールへの戻りの増加は、最新のアンプとダンパーによって補われます。
ボールナット付きねじ
このようなギアボックスはウォームギアボックスに似ていますが、重要な要素は、循環する金属ボールを介して入力シャフトのネジに沿って移動するギアセクターを備えたラックのセグメントの形で導入されています。 ラック セクターはバイポッド シャフトの歯に接続されています。
ねじ山に沿ってボールを備えたナットであるショートレールの使用により、高負荷時の摩擦が大幅に減少します。 つまり、大型トラックなどに採用する際の決め手となった。 同時に、精度と最小クリアランスが遵守されているため、これらの同じギアボックスが大型高級乗用車に適用されています。
ステアリング機構のクリアランスとフリクション
すべてのギアボックスは、さまざまな程度で定期的な調整が必要です。 摩耗によりギアの接合部の隙間が変化し、ステアリングホイールに遊びが生じ、車が制御不能になります。
ウォームギヤは、ギヤセクターを入力シャフトに対して垂直な方向に動かすことによって制御されます。 頻繁に使用される直進方向では摩耗が異なる速度で発生し、さまざまな角度での旋回ではまれに摩耗が発生するため、すべてのステアリング角度でクリアランスを維持することは困難です。 これはすべての機構に共通する問題であり、レールも不均一に摩耗します。 摩耗がひどい場合は部品を交換する必要があります。そうしないと、ステアリングホイールを回転させたときに隙間が干渉して摩擦が増加し、危険です。
