A Járművek Kormányrendszerének és Kormányrudazatának Átfogó Elemzése

A közúti járművek biztonságos üzemeltetéséhez elengedhetetlen a precízen működő kormányrendszer. Az ENSZ-EGB közlekedésbiztonsági előírásai szigorúan meghatározzák a közúti járművek kormányzásának műszaki jellemzőit. Ezek közül a legfontosabb előírás szerint a gépkocsiknál a kormánykerék és a kormányzott kerekek között mechanikus kapcsolatnak kell lenni. Ezt a mechanizmust különösen bonyolulttá teszi az a menetstabilitási követelmény, mely szerint a kerekeknek a jármű felépítményéhez viszonyított mozgásakor (ki-berugózáskor, kanyarodás közbeni oldalbillenéskor, fékezés vagy gyorsítás közbeni bólintáskor stb.) nem szabad elkormányzódni. A mechanizmus hibájából adódó elkormányzódás különösen kedvezőtlen, és a jármű iránytartását befolyásolhatja, vagy gumikopást, a tapadási erők csökkentését eredményezheti.

A Kormányrendszerek Alapvető Követelményei és Típusai

A nemzetközi előírások szerint a kormánykerék és a kormányzott kerekek között állandó mechanikus kapcsolatnak kell lenni. Ezt a szigorú követelményt úgy kell a csuklókból és rudazatokból álló mechanizmusoknak teljesíteni, hogy a jármű kanyarodása közben a kerekek elkormányzási szögei minden elkormányzási pozícióban megfeleljenek az oldalcsúszás-mentes gördülés kinematikájának.

Futóműtípusok és Kormányzási Jellegzetességeik

A kormányrendszer felépítését, szerkezeti struktúráját elsősorban a futómű típusa határozza meg. Merevhidas futóműveknél a kormányrudazat kialakításából következően az elkormányzódás azonos irányú a két keréken, ami a jármű sétálásához, sávváltásához vezethet. Független felfüggesztésű futóműveknél az elkormányzódás két keréken ellentétes, ami ugyan a jármű iránytartását nem befolyásolja, de gumikopást, a tapadási erők csökkentését eredményezheti. Egyes korszerű járműveknél gyakran jól megtervezett célfüggvény szerint a kerekek elkormányzódását a ki- és berugózás és/vagy erőhatás függvényében lehetővé teszik éppen a jármű stabilitásának növelése érdekében.

Autóbuszoknál a független felfüggesztésű és a merevhidas futóműveket és a hozzájuk tervezett kormányrendszereket szinte azonos arányban építik be. A városi közlekedésben üzemelő autóbuszokon a merevhidas, kormányösszekötő rudas rendszerek, a távolsági autóbuszokon a független felfüggesztésű futóművek fogasléces kormánygéppel kiegészítve a korszerű konstrukciók. Autóbuszokon speciális kormánygép tengelyhajtást kell alkalmazni abból a szerkezeti adottságból következően, hogy a kormánykerék a kormányzott futómű előtt 2-3 m távolságban helyezkedik el.

A Kormánytrapéz és a Kormánygeometria

A kanyar külső és belső kerekek összehangolt elkormányzását a kormánytrapéz garantálja. A kormányrendszerek mechanikus szerkezetének jellemző típusait a mellékelt ábrák mutatják be.

XF automata váltó hibaelhárítás

A Kormánytrapéz Működése és Kialakítása

A merevhidas futóművel szerelt járműveknél a kormánytrapéz geometriailag is az egyenlő oldalú trapézt jeleníti meg. Független felfüggesztésű futóműveknél a kormánytrapéz osztott rúdelemekből épül fel. A trapéz összekötő rudazatának szerkezete attól függ, milyen típusú a kormánygép a kilépő mozgató elemet tekintve. Fogasléces kormánygépből szimmetrikusan két mozgató csukló lép ki, a hozzá kapcsolt jobb- és baloldali nyomtávrúd képezi a trapéz összekötő oldalt. Az egylengőkaros kormánygépek felszerelésekor a trapéz összekötő oldalába egy kormánynégyszöget kell beépíteni a mechanizmus szimmetriájának megteremtése érdekében.

A Kormánytrapéz Geometriai Tervezése

A kormánytrapéz geometriai szerkezetének kiszerkesztése és számítása viszonylag egyszerű feladat a merevhidas első futóművel szerelt járműveknél. Elegendő a trapézkar hosszát és a trapézkar szögét meghatározni. Ehhez jól bevált geometriai eljárás a Causant szerkesztés. A trapézkar y hosszát előzetesen lehet meghatározni a kormányzott tengelycsonk környezetének ismeretében. A trapéz bázistávolságát (b) annak a két pontnak (A, B) a távolsága adja, amelyek az elkormányzási tengelyek és a trapézkaron lévő gömbcsuklók közepén átmenő, és az elkormányzási tengelyre merőleges síkok döféspontja. A tengelytáv (L) ismeretében megrajzolható a jármű alaprajza. Közepes elkormányzási (θ = 18 - 20°) szöget felvéve kiszerkeszthető a kanyarodás középpontja és a belső és külső kerekek elkormányzási szögei (α, β). A Causant szerkesztéssel a hátra illetve az előre nyíló trapézkarok φ és φ’ alapszögeit egyszerre lehet meghatározni.

A megszerkesztett kormánytrapéz geometriával felépített kormányrendszer akkor garantálja a szöghiba-mentes kormányzást, ha a kerekek dőlésszöge (γ) kisebb 1°-nál, a csapterpesztés nem haladja túl az 5 fokot, a csaphátradőlés (ε) maximum 5°. A független felfüggesztésű futóművek kormánymechanizmusának pontos geometriai tervezése már összetettebb feladat. A trapézkar hosszának és alapszögének kiszerkesztésével együtt meg kell határozni a nyomtávrudak belső csuklóközéppontjainak térbeli koordinátáit is. Ez a két pont a kormánymechanizmus két póluspontja. Hibás koordináták esetén a kerekek összetartási szöge (αV) ki-berugózáskor változik, a kerekek „tapsolnak”, ami gumikopást, a jármű imbolygó mozgását, „sétálását” idézheti elő.

Kormányzási Hibagörbe és Hibakarakterisztika

A kormánytrapéz precíz működését a kormányzási hibagörbe és a hibakarakterisztika szemléletesen minősíti. A hibagörbe kiszerkesztéséhez méretarányosan ki kell rajzolni a jármű alaprajzát a kormánytrapézzal együtt. A külső kerék meghatározott szöglépcsőnkénti jobbra fordításával a kormánymekanizmuson végigvezetve az elmozdulásokat, megjelenik a belső kerékszög. A két szöget a trapéz bázisvonalára rajzolva metszéspontokat kapunk. Ezek összekötése jeleníti meg a kormányhibagörbét.

Geometriai levezetéssel bizonyítható, hogy ezek a metszéspontok a trapézbázis felezőpontját (C) és a hátsó futóműre vetített csuklópontot (K) összekötő egyenesre esnek. A kormányzási hibagörbe szerkesztésekor meghatározzuk az α elkormányzási szöghöz tartozó tényleges β elkormányzási szöget, de megkapjuk az elméletileg helyes β0 szöget is, ha az α szög szára és a CK egyenes metszéspontjából vonalat húzunk a B csuklópontig.

Felicia váltógomb csere lépésről lépésre

Ebből a táblázatból megrajzolható az α szög függvényében a kormányzási hibakarakterisztika. Az α = 20° elkormányzáshoz tartozó Δβ szöghiba 1-1,5° lehet. A nagyobb elkormányzási szögeknél ennél nagyobb is előfordulhat, azonban ilyen kanyarodási helyzetben a jármű kisebb sebességgel halad, a kerekek esetleges oldalcsúszása nem veszélyezteti a jármű stabilitását. Az α = 20° elkormányzásnak kiemelt szerepe van a futómű beállítás és ellenőrzés műveleteiben is. A járműgyárak megadják az α = 20°-os elkormányzáshoz tartozó gyári β szöge és annak tűrésmezejét.

A Kormányrendszer Kinematikai Áttétele

Kormányzás közben a jármű vezetője a kormánykerék elfordításával a jármű kerekeit állítja be a kívánt kanyarodási sugár által meghatározott szöghelyzetbe. Az Ackermann geometriából következően a két kerék elkormányzási szöge különböző, tehát a kormányszög és a kerékszög összefüggését kifejező kinematikai áttétel különböző lesz a kanyar külső és belső kerekére vonatkoztatva. A kormánymechanizmus különböző fogó és egyenes mozgást végző elemekből áll, így tisztán kinematikailag sem lineáris az összefüggés. Ráadásul a rugalmas elemek a mozgásviszonyokat erőhatásra még inkább nem lineárissá, a gerjesztés szabálytalanságából következően sztochasztikussá is teszik. Így az egy számértékkel megadott áttétel csak névleges lehet, egy adott állapotra vonatkozhat. A következőkben a kormányrendszer áttételének elemzését csak a kanyar külső kerékre koncentráljuk, és elhanyagoljuk az alkatrészek rugalmasságát.

Fogasléces és Egylengőkaros Kormánygépek Áttételei

A fogasléces kormánymekanizmus mozgásviszonyait elemezzük. A kormánymekanizmus névleges kinematikai áttételét a φ=0 trapézkar állásban kapjuk, vagyis amikor egyenes állásból a φ0 alapszögű trapézkart a jármű hossztengelyével párhuzamos x menetirányba fordítjuk. Golyósoros csavarorsós egylengőkaros kormánygépes mechanizmus esetén a kormánygép áttétele: a kormánykerék egy körülfordulása alatt a lengőkar csatlakozó pontja meghatározott távolságra mozdul el. Az egylengőkaros kormánygéppel működtetett mechanizmus kinematikai névleges áttételét a kormánygép, a kormánynégyszög és kormánytrapéz együttese határozza meg.

A Kormánymechanizmus Póluspontjai

A jármű kormányzásakor a vezető a kormánykerekeket forgatja és az állandó mechanizmuson keresztül a rugózás következtében függőlegesen mozgó kereket elfordítja. Az egész irányítási folyamat a kocsitest súlypontjához kötött koordinátarendszerből indul ki. Ennek a koordinátarendszernek a határán elhelyezkedő álló csuklópontból átmegy egy rúdba - amely merevhidas futóműnél tolórúd, független felfüggesztésű futóműnél nyomtávrúd - amely rúd másik vége már beleér a kerék súlypontjához kötött mozgó koordinátarendszerbe és a kerék mozgását követve a rúdirányú elmozdulásával hozza létre a kerék elkormányzási szögét. A két koordinátarendszer határán lévő csuklópontot nevezzük a kormánymechanizmus póluspontjának.

Póluspontok Merevhidas Futóműveknél

Merevhidas futómű esetén egy póluspontja és egy szabályzórúdja van a kormánymekanizmusnak. Rögzített kormánykerék melletti haladáskor a járműkerék ki-berugózását követve a szabályzó rúd az álló póluspont körül a rúd hosszának megfelelő gömbfelületet tud leírni. A kerék felfüggesztési rendszere és a kormánymekanizmus további rudazata meghatározza azt a felületet, amelyet a szabályzó rúd mozgó csuklópontjának le kell írni ahhoz, hogy a kerék a ki-berugózás közben ne kormányozódjon el. Ha a két felület egybeesik, akkor ténylegesen nincs elkormányzás, ha viszont nem esik egybe, akkor a különbség a kerék önkormányzását idézi elő.

Polo 6N váltógomb csere útmutató

Póluspontok Független Felfüggesztésű Futóműveknél

Független felfüggesztésű futómű kormányrendszerében szimmetrikusan elhelyezkedő két póluspont található. A kerék ki-berugózásakor a trapézkar gömbcsuklójának középpontját (U) a mechanizmus póluspontjában (T) kikötött nyomtávrúd körpályára kényszeríti (L), miközben a felfüggesztő rudazat a kerekek elkormányzása nélkül egy meghatározott pályán mozgatná a trapézkar csuklópontját. A járműfelépítmény egyenes haladáskor lüktető gázadásra, vagy fékezés hatására bólintó mozgást végez, a két kerék azonos fázisban rugózik, a kerekek szimmetrikusan az összetartás vagy széttartás irányába önkormányoznak. A kerekeknek ezt a szimmetrikus önkormányzását a szakzsargon tapsolásnak nevezi. Autóbuszoknál a két futómű és kormányzási rendszer közötti választást elsősorban a menetirány stabilitásának szempontjai döntik el. Városi autóbuszoknál gyakrabban alkalmaznak merevhidas futóművet, ami olcsóbb, egyszerűbb szerkezet, és a kisebb sebességnél a jármű „sétáló” mozgása még nem veszélyes. Távolsági autóbuszokba egyre inkább független felfüggesztésű futóműveket szerelnek.

Póluspontok Kinematikai Szerkesztése

A póluspontok koordinátáinak és a szabályzórudak hosszának megtervezése az irányzókar illetve a trapézkar középpontjainak által leírt, igényelt pálya megszerkesztésével kezdődik. Az igényelt pálya leírhatja az elkormányzás nélküli ki-berugózáshoz vagy valamilyen önkormányzási célfüggvényhez rendelt mozgást. Független felfüggesztésű futóművek kormánymechanizmusának póluspontjait kinematikai szerkesztéssel is meghatározhatjuk.

A háromszög-trapéz keresztlengőkaros futóműnél a P1 momentán centrumot az EC és GD csuklók momentán sugarai metszik ki. A P ponton kell áthaladnia az U pont momentán sugarának is. A GE és DC sugarak metszése adja a P2 pontot. A P1 és P2 momentán pontokat összekötő egyenesre rámérjük az α pozíció szöget, melynek szára és az EU sugár kimetszi a P3 pontot. Ezen a ponton kell átmennie a C és T pontok momentán sugarának, és így eljutottunk a T pontig, ami a kormánymechanizmus póluspontja, a TV távolság pedig a nyomtávrúd hossza. A T póluspont párja a jármű középvonalán való áttükrözéssel jelölhető ki.

A McPherson-féle futómű kormány póluspontjának szerkesztése hasonlóképpen történik. A P1 pólus meghatározásához a támcsapágy E középpontjától merőlegest húzunk a csillapító középvonalára, és meghatározzuk annak metszéspontját a GD lengőkar meghosszabbításával. P1 U ponttal történő összekötésével megkapjuk a nyomtávrúd helyzetét. G ponton keresztül párhuzamost húzunk EP1 szakaszhoz, és megkeressük annak az ED szakasz meghosszabbításával való metszéspontját, ez lesz a második, P2 pólus. A P1P2 összekötő vonalra lefelé kell venni az EP1 és UP1 által bezárt α szöget, hogy e vonal és az UG szakasz meghosszabbított vonalának metszéspontjaként megkapjuk a P3 pólust. Ezt követően a P3D összekötő vonal meghosszabbítása UP1 szakaszon megadja a belső nyomtávrúd csukló T középpontját.

Klasszikus Kormányrendszer Elemek

Ebben a fejezetben az előző csoportosításból a legjellemzőbb szerkezeteket, elemeket ismertetjük, bemutatjuk működésüket, szerkezeti felépítésüket, kapcsolódásaikat más kormányzási vagy felfüggesztési elemhez. Itt csak a klasszikus elemekre térünk ki, a legkorszerűbb intelligens rendszereket más fejezetek vizsgálják. Egy klasszikus személygépkocsi kormányrendszert láthatunk a mellékelt ábrán, ahol jól felismerhetők a kormányrendszer különböző alkatrészei, nagyobb szerkezeti egységei.

Kormánykerék és Kormányoszlop Biztonsága

A kormánykerék és a kormánygép közötti alkatrészek kiválasztásakor, tervezésekor lényeges követelmény a geometriailag korrekt tengelyvezetés mellett a határozott balesetbiztonság. Az 1970-es évek elejétől általánosan előtérbe került a vezetőt védő, ütközéskor jelentős deformációt elszenvedő kormánykerék és oszlop. A Mercedes gépjárműveken acél gégecső alkotja a kormánytengelyt, amely a vezetőnek a kormánykerékhez ütődésekor összenyomódik és kihajlik. A légzsákkal felszerelt kormánykerék deformációja is csökkenti az ütközés energiáját. A Lemförder Fahrwerktechnik gyár a Volvo gépkocsikhoz kombinált csőtengelyt fejlesztett ki, amelynek felső tagját összecsúszó csövek, az alsó tagját gégecső alkotja. Ez a szerkezet hosszabb deformációs elmozdulást tesz lehetővé, jelentősen csökkenti az ütközés energiáját.

Kormánytengely Tengelykapcsolók

A kormánykerék tengelye és a kormánygép közötti tengelykapcsolatnak több funkciót is kell teljesítenie. A nagyobb szögkitérés miatt kellően rugalmasnak kell lenni, minél kisebb szöglengéseket végezzen forgatáskor, kellő szilárdságú legyen, jó hatásfokkal üzemeljen. A kisebb személyautóknál ezeket a követelményeket az egyszerű gumitárcsás tengelykapcsoló (Hardy-tárcsa) is kielégíti. Nagyobb személyautóknál, haszonjárműveknél már tűgörgős csapágyazású kardáncsuklókat alkalmaznak. A kapcsolóvillák készülhetnek lemezből sajtolással vagy alumíniumból, illetve acélból öntéssel.

Kormánygépek Feladata

A kormánygépek feladata a kormánykerék forgó mozgását alternáló mozgássá átalakítani. A kormánygépeknek a forgómozgás átalakítását megvalósító mechanizmus szerint számos típusa alakult ki. Korszerű szerkezetük, korrekt geometriájuk, kedvező gyártási, karbantartási tulajdonságaik következtében számos típus a leggyakrabban alkalmazott kormánygép.

tags: #353 #askormany #sebessegvalto #rudazat

• A Golf 4 rádió fejegységeinek típusai
• Punto II óracsoport hibaelhárítás
• Mazda 6 kombi csomagtérajtó alkatrészek
• Fényszóróállítás Honda Civic modellekhez
• Minden, amit a Mercedes felnikről tudni érdemes