Rak kemudi - prinsip operasi dan desain

Di antara semua jenis roda kemudi, rak dan pinion menempati tempat khusus, jika hanya karena paling umum dalam desain mobil penumpang. Memiliki sejumlah keunggulan, rel, dan begitulah yang biasa disebut secara singkat berdasarkan penggunaan bagian utama, praktis telah menggantikan semua skema lainnya.

Fitur menggunakan rel

Rel itu sendiri adalah batang baja geser dengan takik bergigi. Dari sisi gigi, gigi penggerak ditekan ke arahnya. Poros kolom kemudi disambungkan ke poros pinion. Roda gigi heliks biasanya digunakan, karena tidak bersuara dan mampu mentransmisikan beban yang signifikan.

Saat roda kemudi diputar, pengemudi, yang bekerja bersama dengan power steering, menggerakkan rak ke arah yang diinginkan. Ujung rel melalui sambungan bola bekerja pada batang kemudi. Di bagian batang, kopling berulir untuk penyesuaian kaki dan ujung bola kemudi dipasang. Pada akhirnya, gaya penggerak ditransmisikan melalui lengan poros ke buku jari, hub, dan roda kemudi di setiap sisi. Konfigurasi dirancang sedemikian rupa sehingga karet tidak tergelincir di bidang kontak, dan setiap roda bergerak sepanjang busur dengan radius yang diinginkan.

Komposisi kemudi rak dan pinion

Mekanisme tipikal meliputi:

• rumah tempat semua bagian berada, dilengkapi dengan lug untuk mengencangkan ke pelindung atau rangka motor;
• rak gigi;
• bantalan polos tipe lengan tempat rel bersandar saat bergerak;
• poros input, biasanya ditempatkan di bantalan gelinding rol (jarum);
• perangkat untuk menyesuaikan celah dalam pengikatan dari cracker pegas dan mur penyetel;
• sepatu bot tie rod.

Terkadang mekanisme ini dilengkapi dengan peredam eksternal, yang dirancang untuk meminimalkan salah satu kelemahan mekanisme rak dan pinion - transmisi guncangan yang terlalu kuat ke roda kemudi dari roda yang jatuh pada ketidakrataan. Peredam adalah peredam kejut teleskopik yang dipasang secara horizontal, mirip dengan yang dipasang di suspensi. Di satu ujung terhubung ke rel, dan di ujung lainnya ke subframe. Semua benturan diredam oleh hidraulik peredam kejut.

Mekanisme paling sederhana yang digunakan pada mobil paling ringan adalah tanpa power steering. Tetapi sebagian besar rel memilikinya dalam komposisi mereka. Aktuator booster hidrolik terintegrasi ke dalam rumah rak, hanya alat kelengkapan untuk menghubungkan saluran hidrolik di sisi kanan dan kiri piston yang keluar.

Distributor dalam bentuk katup spool dan bagian batang torsi dibangun ke dalam tubuh poros input mekanisme rak dan pinion. Bergantung pada besar dan arah gaya yang diterapkan oleh pengemudi, memutar batang puntir, spool terbuka ke arah fitting silinder hidrolik kiri atau kanan, menciptakan tekanan di sana dan membantu pengemudi memindahkan rel.

Terkadang elemen penguat listrik juga dibangun ke dalam mekanisme rak jika tidak terletak di kolom kemudi. Penggerak rel langsung lebih disukai. Dalam hal ini, rak memiliki motor listrik dengan gearbox dan roda gigi penggerak kedua. Ini bekerja secara paralel dengan yang utama di sepanjang takik roda gigi terpisah di rel. Arah dan besarnya usaha ditentukan oleh unit kontrol elektronik, yang menerima sinyal dari sensor putaran torsi poros input dan menghasilkan arus daya ke motor listrik.

Keuntungan dan kerugian dari mekanisme dengan rel

Di antara kelebihannya adalah:

• kemudi presisi tinggi;
• kemudahan memastikan transparansi setir, bahkan dilengkapi dengan amplifier;
• kekompakan perakitan dan kesederhanaan tata letak desain di area pelindung motor;
• ringan dan biaya yang relatif rendah;
• kompatibilitas yang baik dengan booster hidrolik yang menua dan EUR modern;
• perawatan yang memuaskan, kit perbaikan diproduksi;
• tidak menuntut pelumasan dan perawatan yang sering.

Ada juga kekurangannya:

• transparansi roda kemudi yang sangat tinggi jika digunakan di jalan yang kasar, tanpa adanya peredam dan amplifier berkecepatan tinggi, pengemudi dapat terluka;
• kebisingan berupa ketukan saat bekerja dengan celah yang meningkat, ketika keausan terjadi secara tidak merata, celah tidak dapat disesuaikan.

Kombinasi pro dan kontra dalam pengoperasian mekanisme rak dan pinion menentukan ruang lingkupnya - ini adalah mobil, termasuk mobil sport, dioperasikan terutama di jalan yang baik dengan kecepatan tinggi. Dalam hal ini, rak bekerja dengan cara terbaik dan di depan semua skema kemudi lainnya dalam hal kualitas konsumen.

Pemeliharaan mekanisme terkadang dilakukan untuk mengurangi celah saat muncul ketukan. Sayangnya, untuk alasan keausan yang tidak merata yang dijelaskan di atas, hal ini tidak selalu memungkinkan. Dalam kasus seperti itu, mekanisme akan diganti sebagai rakitan, seringkali dengan yang dikembalikan ke pabrik. Penggunaan kit perbaikan hanya menghilangkan benturan pada bantalan dan bantalan penyangga, tetapi tidak menghilangkan keausan pada pasangan roda gigi. Tetapi secara umum, masa pakai mekanisme cukup tinggi, dan biaya suku cadang baru cukup dapat diterima.