Arten, Aufbau und Funktionsprinzip des Lenkmechanismus

Die Richtungsänderung des Autos erfolgt durch Drehen der gelenkten Räder mit dem Lenkrad. Zwischen ihm und den Rädern befindet sich jedoch eine Vorrichtung, die die Kraft der Hände des Fahrers und seine Richtung umwandelt, um direkt Kraft auf die Schwingen auszuüben. Es wird Lenkmechanismus genannt.

Wozu dient das Lenkgetriebe?

Im allgemeinen Steuerungsschema erfüllt der Mechanismus die folgenden Aufgaben:

• wandelt die Drehung der Eingangswelle, mit der die Lenksäule verbunden ist, in eine Translationsdrehung für die Trapezstangen der Lenkung um;
• koordiniert die Kraft, die der Fahrer mit der erforderlichen Kraft an den mit den Achsschenkeln des Fahrwerks verbundenen Hebeln erzeugen kann, unter Verwendung der in der Konstruktion verfügbaren mechanischen Übersetzung mit einem bestimmten Übersetzungsverhältnis;
• bietet in den meisten Fällen gemeinsame Arbeit mit Servolenkung;
• schützt die Hände des Fahrers vor Rückschlägen durch Straßenunebenheiten.

Mit einer gewissen Genauigkeit kann dieses Gerät als Getriebe bezeichnet werden, wie es oft genannt wird.

Sorten von Lenkmechanismen

Es gibt drei beliebteste Getriebeschemata:

• Schneckenwalze;
• Zahnstange und Ritzel;
• Typ Kugelumlaufspindel.

Jeder von ihnen hat seine eigenen Vorteile und Einsatzgebiete.

Schneckenrollenmechanismus

Dieser Typ wurde in der Vergangenheit häufig bei allen Autos verwendet, hat aber jetzt aufgrund vieler Nachteile im Vergleich zu anderen Schemata nur eine begrenzte Verwendung.

Das Funktionsprinzip des Schneckengetriebes besteht darin, eine Sektorzahnrolle mit einem spiralförmigen Schneckenrad auf der Lenksäulenwelle laufen zu lassen. Die Eingangswelle des Untersetzungsgetriebes besteht aus einem Stück mit einer Schneckenrändelung mit variablem Radius und ist mit einem Schlitz- oder Keilverbinder zur Verbindung mit der Säulenwelle ausgestattet. Der Zahnsektor der Rolle befindet sich auf der Abtriebswelle des Zweibeins, mit deren Hilfe das Getriebe mit den Lenkgestängen verbunden ist.

Die gesamte Struktur ist in einem starren Gehäuse untergebracht, das aufgrund der darin enthaltenen Schmierung auch als Kurbelgehäuse bezeichnet wird. Dies ist normalerweise ein flüssiges Getriebeöl. Die Wellenaustritte aus dem Kurbelgehäuse sind mit Stopfbüchsen abgedichtet. Das Kurbelgehäuse ist mit dem Rahmen oder der Motortrennwand der Karosserie verschraubt.

Die Drehung der Eingangswelle im Getriebe wird in eine rotatorisch-translationale Bipod-Kugelspitze umgewandelt. Daran sind Stangen an den Rädern und zusätzlichen Trapezhebeln befestigt.

Der Mechanismus kann erhebliche Kräfte übertragen und ist mit großen Übersetzungsverhältnissen recht kompakt. Aber gleichzeitig ist es schwierig, die Steuerung mit minimalem Spiel und geringer Reibung zu organisieren. Daher der Anwendungsbereich - Trucks und SUVs, meist in konservativem Design.

Lenkgetriebe

Der am weitesten verbreitete Mechanismus für Personenkraftwagen. Die Zahnstange ist viel präziser, gibt ein gutes Feedback und passt gut ins Auto.

Der Zahnstangenmechanismus besteht aus:

• Rümpfe mit Befestigung am Schott des Körpers;
• auf den Gleitlagern aufliegende Zahnstange;
• mit der Eingangswelle verbundenes Antriebszahnrad;
• Schubmechanismus, der einen minimalen Abstand zwischen dem Zahnrad und der Zahnstange bietet.

Die mechanischen Ausgangsanschlüsse der Zahnstange sind mit den Kugelgelenken der Lenkstangen verbunden, die über die Spitzen direkt mit den Schwingarmen arbeiten. Diese Konstruktion ist leichter und kompakter als ein Lenkgestänge mit Schneckengetriebe. Daraus resultiert die hohe Regelgenauigkeit. Darüber hinaus ist das Spiel des Antriebszahnrads viel genauer und stabiler als das der komplexen Form von Rolle und Schnecke. Und der erhöhte Rückschlag zum Lenkrad wird durch moderne Verstärker und Dämpfer kompensiert.

Schraube mit Kugelmutter

Ein solches Getriebe ähnelt einem Schneckengetriebe, aber wichtige Elemente werden in Form eines Segments einer Zahnstange mit einem Zahnradsektor eingeführt, der sich entlang der Eingangswellenschraube durch umlaufende Metallkugeln bewegt. Der Zahnstangensektor ist mit den Zähnen der Zweibeinwelle verbunden.

Durch die Verwendung einer kurzen Schiene, die eigentlich eine Mutter mit Kugeln entlang des Gewindes ist, wird die Reibung bei hohen Belastungen deutlich reduziert. Dies war nämlich der entscheidende Faktor bei der Verwendung des Mechanismus bei schweren Lastkraftwagen und anderen ähnlichen Fahrzeugen. Gleichzeitig werden Genauigkeit und Mindestabstände eingehalten, wodurch dieselben Getriebe in großen Premium-Pkw Anwendung finden.

Spiele und Reibung in Lenkmechanismen

Alle Getriebe erfordern regelmäßige Anpassungen in unterschiedlichem Maße. Durch Verschleiß verändern sich die Lücken in den Getriebegelenken, am Lenkrad entsteht ein Spiel, in dem das Auto unkontrollierbar ist.

Schneckenräder werden gesteuert, indem der Zahnradsektor in einer Richtung senkrecht zur Eingangswelle bewegt wird. Die Einhaltung des Freigangs bei allen Lenkeinschlägen ist schwierig zu gewährleisten, da der Verschleiß in der häufig gefahrenen Geradeausfahrt unterschiedlich schnell auftritt und seltener in Kurven mit unterschiedlichen Einschlagswinkeln. Dies ist ein allgemeines Problem bei allen Mechanismen, die Schienen nutzen sich auch ungleichmäßig ab. Bei starkem Verschleiß müssen Teile ausgetauscht werden, da sonst beim Drehen des Lenkrads der Spalt zu einer Störung mit erhöhter Reibung wird, was nicht weniger gefährlich ist.