Sistemul de Directiei

8/13/2019 Sistemul de Directiei

1/16

Sistemul de directie al autovehiculelor. Tipuri de servodirectii.

Automobilul pentru a se deplasa are nevoie de un sistem de

directie, care dirijeaza automobilul pe traiectoriea dorita de conducatorul

auto, prin pozitia adecvata a rotilor directoare astfel incat axa de rotatie a

acestora sa fie concurenta cu axa de rotatie a rotilor directoare.

Sistemul de directie permite stabilirea miscarii rectilinie (rotile dedirectie dupa ce virajul s-a efectuat sa aiba tendinta de a reveni in pozitia

mersului in linie dreapta).

Efortul necesar pentru manevrarea directiei trebuie sa fie cat mai

redus, sa aiba un randament cat mai ridicat. Socurile provenite din

nereularitatile caii de rulare sa nu fie transmise la volan.

Sistemul de directie trebuie sa aiba o intretinere usoara si sapermita relarea.

!zurile sa nu fie excesive care pot duce la jocuri mari si prin

acestea la micsorarea siurantei conducerii.

"onstructia sa fie simpla si sa prezinte o durabilitate cat mai mare.

#n scopul asiurarii unei bune tinute de drum a automobilului, rotile

de directie se stabilizeaza. $rin stabilizarea rotilor de directie se intelee

capacitatea lor de a-si mentine directia de mers in linie dreapta si de a

reveni in aceasta pozitie dupa ce au fost blocate sau deviate sub

influienta unor forme perturbatoare.

1


2/16

Partile componente si clasificarea sistemelor de direcie

$entru a schimba direc%ia automobilului conduc&torul auto,

ac%ioneaz& asupra volanului care transmite mi'carea prin intermediul

axului volanului , se anreneaz& cu sectorul 'untat pe axul sectorului

din%at se afla levierul de direc%ie care este in le&tura cu bara

lonitudinala de direc%ie si va avea o mi'care axiala care depinde de

sensul de rota%ie a sectorului din%at. $rin deplasarea axiala a bareilonitudinale de direc%ie bra%ul fuzetei va roti fuzeta in jurul pivotului si o

data cu ea si roata din stna.

olanul de direc%ie realizat in eneral din material plastic cu

armatura metalica avnd forma circulara cu *-+ spi%e. Axul volanului este

format dintr-o bucata sau din doua, bucati leate intre ele printr-o

articula%ie cardanica elastica de cauciuc. Solu%ia din doua bucati sefolose'te atunci cnd caseta de direc%ie nu se afla pe direc%ia axului

volanului.

in motive de securitate ncepe sa se raspandeasca la

autoturisme solu%ia cu coloana volanului deformabila sub ac%iunea unui

soc puternic. #n eneral s-a r&spndit solu%ia coloanei telescopice,

compusa din doua tuburi, care devin telescopice la o anumita for%aaxiala.

a unele automobile pozi%ia volanului poate fi relata (prin

deplasarea in direcia axiala in nclinarea cu un anumit unghi).

Elementele componente ale sistemului de direc%ie se mparte in doua

rupe in func%ie de destina%ia lor si anume/

2


3/16

mecanismul de ac%ionare sau comanda a direc%iei ce serve'te

la transmiterea mi'carii de volan la levierul de direc%ie0

transmisia directa, cu ajutorul c&reia mi'carea este transmisa la

levierul de direc%ie si la ro%i.

Sistemele de direc%ie se clasifica dup& mai multe criterii si anume

locul de dispunere a mecanismului de ac%ionare, tipul mecanismului de

ac%ionare, particularit&%ilor transmisiei, locul unde sunt plasate rotile de

direc%ie.

up& locul de dispunere a mecanismului de ac%ionare a direc%iei

pe partea dreapta si sisteme de direc%ie pe stna. up& tipul

mecanismului de ac%ionare, sistemele de direc%ie se clasifica in func%ie

de/

raportul de transmitere care poate fi constant sau variabil0

tipul anrenajului, ntlnindu-se mecanismele cu melc, cu 'urub,

cu manivela si cu roti din%ate0 tipul comenzi, care poate fi/ mecanica, mecanica cu

servomecanism( hidraulic, pneumatic sau electric) si hidraulica0

Conditii impuse sistemelor de directie

"ondi%iile impuse sistemului de direc%ie sunt satisf&cute in mare

m&sura de construc%ia mecanismului de ac%ionare, care trebuia sa

ndeplineasc& urm&toarele condi%ii/

sa fie reversibil pentru a permite revenirea ro%ilor de direc%ie in

pozi%ia corespunz&toare mersului in linie dreapta dup& ncetarea

efortului aplicat volanului0

3


4/16

sa aib& un randament ridicat, pierderile prin frecare in

mecanismul de direc%ie sa fie cat mai mici in scopul usurarii

conducerii. Este indicat sa aib& un randament mai mare la

transmitere a miscarii de la volan la levierul de direc%ie si un

randament mai redus de la levier la volan pentru ca 'ocurile

provocate ro%ilor de nereularit&%ile caii sa fie absorbite in mare

m&sura in mecanism si sa se transmit& cat mai atenuate la

volan0

sa asiure caracterul si valorile necesare ale raportului de

transmitere0

sa aib& un num&r minim de puncte de relare, cu posibilitatea

obliatorie de relare a jocului dintre elementul conductor si

condus al mecanismului0

1ecanismele de ac%ionare a direc%iei se clasifica in func%ie de tipul

elementului conduc&tor si condus prin care se transmite momentul de la

volan la axul levierului de direc%ie. "a element conductor se utilizeaz&melcul cilindric, melcul loboidal, 'urubul sau roata din%ata, iar ca

element condus poate fi utilizat sectorul elicoidal, rola, manivela, piuli%a

sau cremaliera.

#n prezent cele mai r&spndite sunt mecanismele de ac%ionare cu

melc loboidal si rola si cu piston si cremaliera.

1ecanismul de ac%ionare cu melc loboidal si rola se compune

dintr-o rola simpla, dubla sau tripla ( in func%ie de efortul ce trebuie

transmis) si cu melc loboidal.

atorita faptului ca intre melc si rola exista o frecare de rostoolire

a mecanismului are un randament radical.

1elcul loboidal este montat la cap&tul axului volanului si sesprijin& in caseta, prin intermediul a doi rulmen%i,. rola este montata pe

4


5/16

bra%ul intre bra%ele furcii , prin intermediul a doi rulmen%i. 2urca este

executata dintr-o bucata de direc%ie este montat in caseta de direc%ie

avnd un cap&t sprijinit pe rulmentul , arnitura de etan'are si

semerinul care mpiedica intrarea impurit&%ilor in interiorul casetei.

"apacul fixat cu 'uruburi ac%ioneaz& asupra buc'ei ce

construie'te inelul exterior al rulmentului. 3arniturile de relaj, de sub

capac, servesc la relarea jocului axial al melcului. #n capacul lateral al

casetei se &se'te 'urubul, care este leat de axul levierului de direc%ie.

4elarea jocului anrenajului dintre melcul loboidal si rola mpreuna cu

axul. 2ixarea piuli%ei dup& relare se face cu 'tiftul. 5u'onul serve'te

pentru introducerea lubrifianului in caseta. "uplajul elastic din cauciuc

face le&tura intre partea inferioara a axului volanului si partea centrala.

3arnitura asiura, etan'area axului volanului in intrarea in caseta.

Mecanismul de acionare cu pinion si cremaliera

Acest tip de mecanism se utilizeaz& destul de des la

autoturismele cu suspensie independenta a ro%ilor si bara transversala

de direc%ie la reduce la patru fata de alte solu%ii care necesita cel pu%in

sase articula%ii.

$inionul cu din%i inclinati al axului volantului este montat pe doi

rulmen%i radiali axiali al c&ror se releaz& cu arnituri montate sub

capacul inferior al casetei de direc%ie. "remaliera este realizata pe o

bara de sec%iune circulara care este introdusa in %eava de otel .

Anrenarea corecta intre pinion si cremaliera este asiurata de un

dispozitiv. 6ocul anrenajului se stabileste cu ajutorul arniturilor in

orificiul din centrul suportului . 7u trebuie sa se depaseasca o anumita

5


6/16

valoare pentru a nu provoca riparea realizand numai frecarea

mecanismului. "apetele cremalierei se asambleaza cu barele oscilante

prin articulatii sferice. 4aportul de transmitere este constant.

Servodirectie utilizate la automobile

1.Descrierea mecanismului servohidraulic.

a unele autocamioane si autobuze de mare capacitate si unele

autoturisme se utilizeaza mecanisme de comanda a directiei prevazute

cu servomecanisme hidraulice. Servomecanismele de directie reduc

forta necesara pentru manevrarea volanului contribuind astfel la

usurarea conducerii automobilului si la amortizarea oscilatiilor

mecanismului de directie.

#n functie de modul de realizare a servomecanismului se

deosebesc doua tipuri de servodirectii.

6


7/16

a primul tip, servomecanismul este realizat separat de

mecanismul de actionare a directiei el actioneaza asupra oranelor

transmisiei directiei.

"el de al doilea tip de servodirectie are servomecanismul intr-un

corp comun cu mecanismul de actinare a directiei.

Servodirectia 829:;< utilizata la automobilele 4=1A7 se

compune in principal din caseta de directie propriu-zisa (in care se

gaseste si servomecanismul hidraulic) pompa de inalta presiune,

rezervorul de ulei, volanul cu axul si conductele de leatura..

"aseta de directie propriu-zisa este compusa de carcasa

prevazut la interior cu un cilindru in care se deplaseaza pistonul , ce

transforma miscarea de rotatie a axului volanului intr-o miscare de

translatie si o transmite sectorului dintat , pe al carui ax este montat

levierul de directie.

. $entru aceasta pistonul este prevazut la partea exterioara cu odantura prin care anreneaza cu sectorul dintat , iar la partea interioara

cu un locas cilindric in care intra surubul conductor . #n interiorul

pistonului se aseste si piulita de directie, masinata cu ajutorul piulitei

inelare. Transformarea miscarii axiala a pistonului se face cu ajutorul

bilelor si al piulitei in carcasa montate pe caseta de directie se aseste

mecanismul supapelor servodirectiei etansat prin capacul interior siranitura de etansare acest mecanism este compus din blocul

partsupape, supape, axul de antrenare si bara de torsiune. 5locul

portsupape face corp comun cu surubul conducator si contine in plan

transversal doi cilindri (superior si inferior)corespunzator celor doua

supape.

Supapele sunt de tip piston-sertaras cea de sus permitandtrimiterea uleiului in spatiul dintre caseta de directie si partea din dreapta

7


8/16

pistonului iar cea de jos trimiterea uleiului in spatiul dintre caseta de

directie si partea din stana a pistonului.

Axul de antrenare este prevazut cu doua cepuri ce intra in orificiile

radiale de la mijlocul supapelor sertaras in scopul actionarii lor.

5ara de torsiune este montata riid atat pe surubul conductor cat

si pe axul de antrenare, ea are rolul de a transmite momentul de rasucire

de la axul volantului la surubul conducator precum si de o readucere in

pozitiei neutra supapelor- sertaras, atunci cand conducatorul auto nu mai

actioneaza asupra volanului.

Anrenajul in unhi montat intr-o carcasa fixa pe caseta de directie

prin intermediul unei trompe este format din doua pinioane conice.

a deplasarea automobilului in linie dreapta supapele sertaras se

asesc in pozitie neutra iar centrele aurilor lor radiale de antrenare sunt

in linie cu centrul aurii centrelor a blocului partsupape. #n aceasta

situatie, sunt deschise orificiile de debitare din dreapta supapelor cat siorificiile de refulare din stana supapelor sertaras.

$ompa de inalta presiune trimite uleiul in spatiul din jurul blocului

supapelor prin conducta . e aici o parte trece prin orificiul de debitare,

deschis de supapa superioara si prin canal intra in caseta de directie, in

spatiul din dreapta pistonului.

= alta parte din ulei trece prin orificiul deschis de supapa inferioara

si prin canalul intra in caseta de directie, in spatiul din stana pistonului .

atorita faptului ca presiunea uleiului din ambele parti ale pistonului este

aceeasi , iar anrenarea cu sectorul dintat se face in pozitie mijlocie.

upa umplerea spatiilor mentionate, uleiul debitat de pompa se

intoarce in rezervorul de ulei direct din canalul de debitare prin orificiile

canalului control al blocului supapelor si conductelor de refulare.

8


9/16

a actionarea volanului pentru virarea la dreapta capurile arborelui

de antrenare deplaseaza supapa superioara spre dreapta marind

sectiunea de trecere a orificiilor de debitare si de refulare in acelasi timp

deplasarea spre stana supapa inferioara , incalzind atat orificiul dedebitare, cat si orificiul de refulare in acest caz, uleiul sub presiune este

transmis in caseta de directie numai in dreapta pistonului prin orificiu si

conducta, realizand deplasarea pistonului spre stana si rotirea

sectorului dintat si in consecinta virarea automobilului de dreapta.

#n timpul deplasarii sistemului uleiului aflat in partea stana a

acestuia este refulat catre rezervorul de ulei prin conducta , orificiul de

refulare, canalul central al blocului supapelor si conducta.

2.Mecanismul de servodirectie asistat electronic.

Sistemul de direc%ie electromecanic se caracterizeaz> prin faptul c>

servodirec%ie este ajutat> 'i de curentul electric pentru o operare mai

confortabil>. Servodirec%ie electromecanic> are, n compara%ie cu direc%ia

hidraulic>, mai multe avantaje. ?n primul rnd nu necesit> ulei hidraulic,

rezervor, pomp> 'i conducte hidraulice. atorit> faptului c> nu necesit>

9


10/16

ulei hidraulic putem spune c> acest sistem de direc%ie este mai @verde,

polund mai pu%in. Spre deosebire de sistemul de direc%ie ac%ionat

hidraulic, care necesit> n permanen%> circularea 'i recircularea

lichidului, sistemul de direc%ie electromecanic folose'te enerie numaiatunci cnd se vireaz>. atorit> acestui sistem de furnizare de enerie

numai la nevoie, consumul total de combustibil este redus cu aproximativ

:.+ litri pe *:: Bm. atorit> desin-ului interat, componentele acestui

sistem de direc%ie sunt ncorporare direct n cutia de direc%ie. irec%ia

electromecanic> cu ac%ionare axial> paralel> 'i 'urub cu bil> este

momentan unul dintre cele mai puternice sisteme de direc%ie disponibilepe pia%>. atorit> rel>rii speciale a unit>%ii servo 'i frec>rilor minime,

sistemul de direc%ie ofer> un feedbacB precis, n acela'i timp atenund

aproape complet 'ocurile transmise prin ro%i de la suprafa%> de rulare.

!n sCstem nou de servodirectie au dezvoltat constructorii de la

DolBsaen sub denumirea de A$A-5S (AxiallC $arallel Actuation-

5raun- Schei).Este proprietatea olBsaen A3, 5raunschei ,

iar acest concept ofera un sistem de direc%ie precis, sensibil, f>r>

transmitere de 'ocuri 'i puternic.

10


11/16

2unc%ii computerizate ofer> confortul maxim n orice ipostaze.

ezvoltarea acestui sistem s-a f>cut conform specifica%iilor #E" ;* c> n caz de avariere, direc%ia electromecanic> va

continua s> func%ioneze un timp limitat.

Sistemul APA-BS

Sistemul electromecanic se bazeaz> pe sistemul de direc%ie cu

cremalier> ns> are n plus ac%ionare axial> paralele. 1otorul electric

alimentat cu cei *F oferi%i de baterie, poate @ajuta schimbarea direc%iei

cu o for%> de pn> la **.::: 7. 2or%a oferit> de motorul electric estetransferat> cremalierei prin curea. "um am mai spus, desin-ul

sistemului de direc%ie a fost conceput n a'a fel nct componentele s>

fie interate n cutia de direc%ie. Acest mod de amplasare are avantajul

r>cirii mai eficiente. $entru a enera cei **.::: 7 ca for%> de asistare a

direc%iei, se folose'te un sistem sincron . $entru comutarea motorului, se

folose'te un senzor de pozi%ie, senzor ncorporat n axul manetic alrotorului. ?n func%ie de pozi%ia rotorului 'i comanda de necesitate a

cuplului, se enereaz> o comand> pentru motor. 1odul de control al

motorului are o influen%> critic> asupra percep%iei 'i preciziei sistemului

de direc%ie. !nitatea de control calculeaz> precis 'i rapid, mai exact de

F, necesitatea cuplului. Senzorul de cuplu

detecteaz> mi'carea volanului de c>tre 'ofer, putnd da astfel comandade a fi enerat> for%a de asisten%> corespunz>toare nevoilor.

11


12/16


13/16

ca un dublu calculator. "alculatorul principal, cu procesor pe *;-5iti ofer>

o putere de calcul de ;:1bGs la ;: 1Hz. Toate func%iile de comand> ale

direc%iei, controlul motorului, precum 'i pornirea 'i oprirea sistemului sunt

efectuateGcomandate de calculatorul principal. !n al doilea calculator, dedata aceasta pe 9-5iti, monitorizeaz> calculatorul principal, cu scopul de

a detecta eventuale defec%iuni. "alculatorul de monitorizare 'i cel

principal comunic> ntre ele printr-o interfa%a diital>. Ambele schimb>

frecvent secven%e "erere-si-4aspuns. Ambele au ceasuri interne 'i surse

de enerie separate pentru a aranta independen%a. 2iltrul-E1#

(interferen%e electromanetice) combinat cu conceptul de mp>mntare apl>cii de baz> este responsabil pentru caracteristicile E1"

(compatibilitate electromanetic>) foarte bune. #mpedan%a mic> a

componentelor electrice, ce cuprind 'ase tranzistori de putere pentru a

converti semnalul de la sursa de enerie n semnal sinusoidal compatibil,

este conceput> ca $oer-"hip-1odule. Tranzistorii de putere 1=S2ET

sunt lipi%i direct pe un material conductor ceramic cu fire de cupru curezisten%a sc>zut>. "onectarea procesorului pe placa de baz> s-a f>cut

cu tehnoloia bond-to-bond, ca rezultat, transferul de c>ldur> mare este

combinat cu rezisten%a mecanic> 'i termic> mare.

3.Mecanismul de servodirectie electro-hidraulic.

Acest sistem de directie ofera o am& lar& de avantaje ,dar, n acela'itimp men%innd propriet&%ile excelente de direc%ie al servomecanismului

hidraulic conven%ional.

$resiunea necesar& pentru servodirec%ia asistata este produs& de o

pomp& hidraulic&.

Aceasta pompa nu este ac%ionat& direct de c&tre motorului

autovehiculului, ca 'i n sistemele conven%ionale de servo-directiehidraulica.

13


14/16

"u alte cuvinte, nu mai este necesara o parte a puterii motorului pentru

antrenarea pompei de inalta presiune. #n momentul in care este nevoie

de un efort suplimentar pentru virarea rotilor pompa hidraulica debiteaza

presiunea necesara pentru a usura efortul conducatorului auto. "andautoturismul se deplaseaza in linie dreapta si nu este nevoie de debit de

ulei pentru actionarea pistonaselor din caseta de directie, uleiul furnizat

sub presiune de pompa de inalta presiune se intoarce in rezervorul de

ulei al instalatiei printr-un bC-pass.

#n reim de functinare ralanti al motorului pompa este calculata sa

asiure presiunea necesara unei actionari ale mecanismului de directiecu un efort minim din partea conducatorului auto.

?n noul sistem electro-hidraulic pompa de presiune este actionata de un

motor electric, independenta de motorul autovehiculului.

7oua caracteristica a mecanismului mai sus amintit este asistenta la

virare pe baza cursului unhiului de virare si corelat cu viteza

autovehiculului.

14


15/16

!n senzor pentru citirea unhiului de virare este interat in carcasa

casetei de directie care transmite date unitatii de control electronic al

servodirectiei . ate despre viteza autovehiculului ii sunt furnizate unitatii

de control electronic al directiei de la indicatorul de viteza .#n tabloul de bord al autovehiculului exista un indicator al sistemului de

directie numita lampa servotronic I JF.

a pornirea motorului indicatorul servotronic IJF ramane aprins pentru

cateva secunde, timp in care unitatea de control realizeaza un test al

sistemului dupa care se stine. aca indicatorul ramane aprins, in sistem

a fost detectata o defectiune.

#ntelinenta sistemului consta in faptul ca la viteza redusa, conducatorul

sesizeaza miscarea volanului intr-un mod usor , pe cand la viteza mare

conducatorul autovehiculului sesizeaza o miscare mai reoaie a

volanului.

Schema sistemului de directie electro-hidraulic

15


16/16

Vehiclespeed

signal

C

AN

C

AN

CAN

Servotronic

warning

lamp 92

Speedometer sender !22 "otronic

control #nit

$220

%ontrol #nit with displa& #nit in dash panel insert $285

Steering angle

rate signal

'ower steering

sensor !250!ear p#mp

'ower steering gear

(on)ret#rn valve

*&dra#lic +l#id

,eservoir

'ress#re limiting valve

!ear p#mp

'ower steeringcontrol #nit $500

'ower steering terminal +30

'ower steering terminal +15

-arth

'#mp motor

16

Sistemul de Directiei

Documents

Transcript of Sistemul de Directiei