La fel de indispensabila precum rotile si motorul pentru un autoturism, la fel de importanta ca si frana in privinta sigurantei, maniabilitatea unui autoturism depinde de sistemul de directie.
Sistemul de directie, este interfata cea mai sensibila dintre sofer si autovehicul. In ziua de azi, sistemul de directie trebuie sa indeplineasca standarde foarte exigente.In primul rand acest sistem, trebuie sa indeplineasca functii multiple pentru a oferi comoditate in manevrarea autoturismului.in al doilea rand , trebuie sa ofere soferului asistenta la directie si nu in ultimul rand sa fie fiabile in timp.
Tipuri constructive de casete de directie:
• Casete de directie cremaliera-pinion
• Casete de directe compacte
• Casete de directe electrohidraulice
• ZF servotronic 2
Directie trebuie sa fie precisa, fara joc, usoara, eficienta si compacta. Ce este cel mai important trebuie sa transmisa catre sofer senzatia unei suprafete bune de drum si sa faca posibila revenirea la pozitia de mers inainte. Trebuie sa lucreze fara socuri si trebuie sa necesite o mentenanta minima pe durata functionarii in timp ce ofera siguranta si confort maxim. Toate aceste functii sistemul de directie trebuie sa le indeplineasca atat la viteze mari cat si la unele scazute.
Pe scurt, siguranta, usurinta in manevrare si confort, face ca sistemul de directie sa fie o diferenta majora in calitatea unei masini.
CASETA DE DIRECTIE CREMALIERA-PINION
DESIGN: Acest tip de cutie consta intr-o caseta de directie mecanica, o valva si un cilindru mobil.
Cilindrul ghideaza cremaliera cu pistonul integrat. Pinionul este amplasat langa valva si cremaliera. Un arc tensionat impinge cremaliera impotriva pinionului si astfel nu exista joc intre cele doua piese. O bara de torsiune conecteaza pinionul la rotorul valvei. Pinionul, transforma miscarea de rotatie a volanului, in miscare axiala, a cremalierei. O valva rotativa asigura asistenta hidraulica,
constand in rotorul valvei cu sase caneluri pe suprafata carcasei si rulmentul valvei, fixat pe pinion. Alezajul mansonului valvei, contine caneluri axiale ce se potrivesc cu cele ale rotorului.
Rotorul valvei este centrat (in pozitia neutral) acesta fiind elementul de legatura intre valva rotorului, pinion si rulment. Rotorul valvei si pinionul ruleaza pe rulmenti fara frictiune, pentru a asigura functionarea valvei de directie chiar si la presiuni inalte.
Daca cuplul este aplicat rotorului sau ansamblului pinion-valva de la volan sau de la roti, bara de torsiune va exercita o influenta asupra torsiunii relative dintre rotor si rulment. Rotorul valvei se roteste in sens invers fata de rulmentul valvei, astfel schimbandu-se pozitia relativa a canelurilor.
Acest fenomen, permite lichidului hidraulic sub presiune sa circule prin circuite spre una din cele doua doua camere ale cilindrilor (cilindru drept sau stang) si asista miscarea axiala a cremalierei initiata de miscarea de rotatie de volanului. Daca miscarea axiala a cremalierei este provocata de catre roti, valva va directiona fluidul spre camera cilindrului care contracareaza aceasta miscare axiala, astfel volanul este mentinut pe pozitie. Acest efect de franare atenueaza denivelarile drumului. Odata ce volanul a fost eliberat, bara de torsiune aduce canelurile inapoi, in pozitia neutral si astfel ambele camere ale cilindrilor revin in echilibru, volanul revenind la pozitia de mers inainte.
1. Carcasa
2. Cremaliera
3. Pinion
4. Piston
5. Rotorul valvei
6. Bara de torsiune
7. Rulmentul valvei
8. Bieleta
9. Alimentarea cu ulei a canelurilor radiale
10. Alimentarea cu ulei a canelurilor
11. Marginea alimentarii cu ulei
12. Caneluri axiale
13. Returul uleiului din caneluri
14. Muchia canalului de retur ulei din caneluri
15. Camera de retur a uleiului
16. Caneluri radiale
17. Caneluri radiale
18. Valva refulare presiune si limitare debit
19. Pompa servodirectie
20. Rezervor pentru lichidul hidrauluic al cilindrilor.
Functionarea hidraulica a valvei rotative
Bara de torsiune, rotorul valvei si rulmentul valvei sunt foarte importante in functionarea valvei. In pozitia neutral, fluidul este sub o presiune continua de aproximativ 2 bari. Rotind bara de torsiune impotriva rezistentei, determina valva sa livreze fluid sub presiune catre cea mai apropiata camera a cilindrilor. Datorita suprapunerii marginilor de ghidare, caile de admisie se blocheaza si opresc circulatia lichidului catre canelurile axiale de pe rulmentul valvei, care este conectat cu camera opusa a cilindrului prin canelurile radiale superioare.
Caile de ghidare inchise, previn scurgerea uleiului presurizat, inapoi in rezervor. Pistonul, disloca uleiul din camera cilindrului pe cremaliera, determinand curgerea uleiului peste canelurile radiale ale rulmentului valvei, spre canelurile de retur ale rotorului valvei si de acolo inapoi in rezervor.
Raport de transmisie variabila
Servodirectia bazata pe mecanismul cremaliera-pinion poate avea de asemenea caracteristica de raport de transmisie variabila.Cu un raport variabil, dantura cremalierei are mai multe module si unghiuri de antrenare. Astfel, in regiunea centrala a pistonului, sistemul de directie roteste rotile autovehiculului, proportional cu unghiul de invartire al volanului.Cu cat volanul se roteste mai mult (spre capatul cursei) raportul se diminueaza, astfel ca sistemul de directie va roti rotile in directia dorita mult mai rapid, pentru acelasi unghi de rotatie al volanului. Variatia maxima a raportului este de maxim 35%. Acest rezultat, se concretizeaza prin doua ture complete ale volanului cu o miscare a rotilor foarte mica.
Manevrabilitatea oferita de casetele de directie cu raport variabil, se potrivesc foarte bine pentru autoturismele de pasageri, camioane usoare si masini sport. Permite o manevrabilitate foarte precisa la viteze mari, reducand riscul de supra-virare si optimizand manevrabilitatea pe durata manevrelor de parcare.
