1 Destinaia i cerinele impuse mecanismelor de direcie Destinaia sistemului de direcie. Sistemul de direcie servete la modificarea direciei de deplasare a automobilului. Schimbarea direciei de mers se obine prin schimbarea planului ( bracarea) roilor de direcie n raport cu planul longitudinal al autovehicului . Condiiile impuse sistemului de direcie sunt : s permit stabilizarea micrii rectilinii (roile de direcie , dup ce virajul s-a efectuat, s aib tendina de a reveni n poziia mersului n linie dreapt; efortul necesar pentru manevrarea direciei s fie ct mai redus ; randamentul s fie ct mai ridicat ; ocurile provenite din regularitile cii s nu fie transmise la volan ; s permit reglarea i ntreinerea uoare ; - s nu prezinte uzuri excesive care pot duce la jocuri mari i prin aceasta la micorarea conducerii ; s aib o construcie simpl i s prezinte o durabilitate ct mai mare ;

12.5. Sisteme de direcie asistate Pentru uurarea efortului la volan s-au introdus cteva tipuri de sisteme de asistare ale direciei: asistarea hidraulic; asistarea electro-hidraulic; asistarea electric; asistarea activ.

12.5.1. Asistarea hidraulicSistemul de acionare a mecanismului de direcie are urmtoarea componen:

-

rezervor de ulei; pomp de ulei; supap de siguran (limiteaz creterea presiunii n instalaie); distribuitor rotativ acionat de coloana volanului; cilindru hidraulic cu piston; caseta de direcie cu pinion i cremalier.

Fig. 12.5. caset de direcie asistat hidraulic

n figura 12.5 sunt reprezentate cteva elemente ale unui sistem de direcie asistat hidraulic.

Funcionare Atunci cnd volanul este manevrat coloana volanului transmite micarea la pinion i acesta antreneaz cremaliera. n acelei timp coloana volanului acioneaz i distribuitorul rotativ care deschide circuitul spre cilindrul hidraulic cu piston. Trebuie menionat c pistonul este solidar cu cremaliera. n funcie de sensul de rotire a volanului lichidul sub presiune ajunge n cilindrul hidraulic n dreapta sau stnga pistonului. Astfel peste fora de acionare a oferului se suprapune fora dat presiunea uleiului i acionarea direciei se face mult mai uor. Dac volanul nu se mic distribuitorul hidraulic revine la poziia iniial i ntrerupe curgerea uleiului spre cilindrul hidraulic. Practic, distribuitorul hidraulic se deschide numai cnd volanul se nvrte.

Un neajuns al acestui sistem de asistare se manifestl la viteze mari. n aceast situaie motorul are turaia ridicat iar pompa hidraulic, care este antrenat de motor, furnizeaz uleiul la presiune ridicat i ca urmare nivelul de asistare crete. n consecin, la volan nu mai apare aproape nici o rezisten iar oferul are senzaia c a pierdut contactul cu drumul. Pentru evitarea acestui fenomen (de plutire") s-au realizat echipamente electronice care fac coreciile necesare. 12.5.2. Asistarea electro-hidraulic (sistemul servotronic) La acest sistem un echipament electronic controleaz nivelul de asistare n funcie de viteza autovehiculului (figura 12.6). Astfel la viteze mici nivelul de asistare este maxim iar la viteze mari asistarea este redus i ca urmare dispare senzaia oferului de pierdere a contactului cu calea de rulare.

Fig. 12.6. Sistemul de direcie cu asistare electro-hidraulic

n figura 12.6 este prezentat un sistem de direcie electro-hidraulic care are urmtoarea componen: 1vitezometru; 2- calculator de bord; 3- distribuitor hidraulic rotativ; 4- caset de direcie cu pinion i cremalier; 5- pomp hidraulic; 6- rezervor de lichid; 7- racord flexibil; 8- coloana volanului. Acest mod de asistare ridic nivelul de confort al oferului i totodat sigurana circulaiei. 12.5.3. Asistarea electric (sistemul servoelectric) La acast soluie fora de asistare este dat de un motor electric care este controlat electronic. Sistemul de asistare servoelectric (figura 12.7) este superior sistemului de asistare electrohidraulic din punct de vedere al eficienei energetice, mrimii, costului i ntreinerii. Momentul de torsiune aplicat de ofer asupra volanului este msurat de ctre un senzor de torsiune. Semnalul produs de acest senzor mpreun cu semnalul produs de

Fig. 12.7. Sistemul de direcie cu asistare electric

senzorul de vitez sunt transmise ctre ECU (Electronic Control Unit - calculatorul de bord) iar acesta decide privitor la sensul i mrimea momentului de torsiune generat de motorul electric.

12.5.4. Asistarea activ Acest sistem realizeaz variaia raportului de transmitere de la volan la roi. La viteze mici raportul de transmitere se modific astfel nct sunt necesare mai puin de dou rotaii complete ale volanului pentru a mica roile de la un capt al cursei la altul. Astfel se mbuntete confortul oferului la efectuarea manevrei de parcare sau n trafic urban. La viteze mari raportul de transmitere se modific astfel nct la unghiuri mai mari de rotaie a volanului rspunsul roii este mai mic crescnd stabilitatea. Pentru a ridica stabilitatea vehiculului calculatorul este legat i de sistemul de control al stabilitii (ESP Electronis Stability Program). Ca urmare dac derapeaz sistemul de direcie activ reacioneaz i modific poziia unghiular a roilor pentru a stabiliza autovehiculul. Dac unghiul dat de direcia activ nu este suficient pentru stabilizare atunci intervine i ESP care reduce, prin frnare uoar, turaia roii care patineaz i de asemenea reduce i turaia motorului. Sistemul intervine numai atunci cnd autovehiculul este n limit de stabilitate.

Dac se petrece o defeciune la oricare din sistemele de asistare a direciei prezentate mai sus volanul devine greu de manevrat dar nu se pierde controlul direciei chiar dac efortul la volan crete considerabil. ntotdeauna rmne legtura mecanic de la volan la caseta de direcie.

2.4.5 Servo-direcia ZF 8065Este utilizat la automobilele ROMAN se compune, n principal, din caseta de direcie propriu-zis 10 (n care se gsete i servomecanismul hidraulic), pompa de nalt presiune 3, rezervorul de ulei 13, volanul 1 cu axul 2 i conductele de legtur 4,5 i 12.

Fig.15.Asamblul servo-direciei automobilelor ROMAN :1- volan; 2- ax volan; 3- pomp de nalt presiune;4- conduct de legtur 2-dintre pomp i rezervor ;5 conduct de legtur dintre pomp i caseta de direcie; 6- carcas angrenaj n unghi; 7- supap de retur; 8- tromp; 9- mecanism supape servo-direcie; 10- caset de direcie propriu-zis; 11- levier de direcie; 12 conduct de retur pentru ulei; 13- rezervor de ulei.

Caseta de direcie propriu-zis (fig.16) este compus din carcasa, prevzut n interior cu un cilindru n care se deplaseaz pistonul 2,ce transform micarea de rotaie a axului volanului ntr-o micare de translaie i o transmite sectorului dinat 29, pe al crui act este montat levierul de direcie.

Fig.16.Caseta de direcie propriu-zis i mecanismul supapelor de la servo-direcia automobilelor ROMAN1.carcas caset;2-piston; 3- piuli de direcie; 4-canal de recirculare bile; 5-garnitur de etanare; 6-garnitur pentru ndeprtarea uleiului; 7-urib conductor; 8- capac interiro; 9- cilindru supape sertra; 10- supap; 11- rulment cu ace; 12- inel inetrior al rulmentului 17; 13- inel exterior al rulmentului 17; 14-manet de obturare ; 15- ax de antrenare ; 16- carcas mecanism supape;17-rulment cu bile; 18- garnitur de etanare inelar; 19-bar de torsiune; 20- supap tip piston; 21- bloc portsupape; 22- garnitur de etanare; 23- aib de protecie ; 24- rulemnt axial cu ace; 25- garnitur inelar; 26- piuli inelar; 27- bile; 28- bol de antrenare; 29- sector dinat;

Pentru aceasta, pistonul este prevzut la partea exterioar cu o dantur prin care angreneaz cu sectorul dinat 29, iar la partea interioar cu un loca cilindric n care intr urubul conductor 7. n interiorul pistonului se gsete i piulia de direcie 3, montat cu ajutorul piuliei inelare 26. Transformarea micrii de rotaie a urubului n micare axial a pistonului se face cu ajutorul bilelor 27 i al piuliei 3. n carcasa 16,montat pe caseta de direcie se gsete mecanismul supapelor servo-direciei, etanat prin capacul interior 8 i garniturile de etanare 22 i 25. Acest mecanism este compus din blocul portsupape 21, supapele 20, axul de antrenare 15 i bara de torsiune 19. Blocul portsupape 21 face corp comun cu urubul conductor 7 i conine n plan transversal ,doi cilindri 9 ( superior i inferior), corespunztor celor dou supape. Supapele 20 sunt de tip piston sertra, cea de sus permind trimiterea uleiului n spaiul dintre caseta de direcie i partea din dreapta pistonului, iar cea de jos trimiterea uleiului n spaiul dintre caseta de direcie i partea din stnga a pistonului 2. Axul de antrenare 15 este prevzut cu dou cepuri ce intr n orificiile radiale de la mijlocul supapelor sertra,n scopul acionrii lor. Bara de torsiune 19 este montat rigid att pe urubul conductor 7,ct i pe axul de antrenare 15. Ea are rolul de a transmite momentul de rsucire de la axul

volanului la urubul conductor, precum i de a reduce n poziia neutr supapele sertra 20, atunci cnd conductorul auto nu mai acioneaz asupra volanului. Angrenajul n unghi, montat ntr-o caset fixat pe caseta de direcie prin intermediul unei trompe, este format din dou pinioane conice. La deplasarea automobilului n linie dreapt, supapele sertra 11 i 12 se gsesc n poziie neutr,iar centrele gurilor lor radiale de antrenare 7 sunt n linie cu centrul gurii centrale 8 a blocului portsupape. n aceast situaie, sunt deschise att orificiile de debitare 10 i 13 din dreapta supapelor,ct i orificiile de refulare 9 i 6 din stnga supapelor sertra. Pompa de nalt presiune 16 trimite uleiul n spaiul din jurul blocului supapelor prin conducta 14. De aici,o parte trece prin orificiul de debitare 10,deschis de supapa superioar 11 i prin canalul 23 intr n caseta de direcie,n spaiul din dreapta pistonului 2. O alt parte din ulei trece prin orificiul 13,deschis de supapa inferioar 12 i, prin canalul 22,intr n caseta de direcie, n spaiul din stnga pistonului 2. Datorit faptului c presiunea uleiului din ambele pri ale pistonului este aceeai,acesta rmne fix,iar angrenarea cu sectorul dinat 21 se face n poziia mijlocie (neutr). Dup umplerea spaiilor menionate, uleiul debitat de pompa 15 se ntoarce n rezervorul de ulei direct din canalele de debitare, prin orificiile 6 i 9, canalul central 8 al blocului supapelor i conducta de refulare 19.

Fig.17.a.

Fig. 17.b. a -Funcionarea servo-direciei automobilelor ROMAN; Poziia elementelor servo-direciei la mersul n linie dreapt; b - poziia elementelor servo-direciei la virarea la dreapta: 1- carcas caset; 1- piston ; 3- canal de recirculare a apelor a bilelor ; 4-bile; 5- urub conductor; 6- orificiu de refulare; 7- orificiu radial de intrare a supapei

La acionarea volanului pentru virarea la dreapta (fig.17.b.),cepurile arborelui de antrenare 20 deplaseaz supapa superioar 11 spre dreapta, mrind seciunea de trecere a orificiilor 10, de debitare i 9 de refulare; n acelai timp deplaseaz spre stnga supapa inferioar 12, nchiznd att orificiul de debitare 13,ct i orificiul de refulare 6. n acest caz, uleiul sub presiune este trimis n caseta de direcie numai n dreapta pistonului 2,prin orificiul 10, i conducta 23, realiznd deplasarea pistonului spre stnga i rotirea sectorului dinat i ,n consecin,virarea automobilului la dreapta. n timpul deplasrii pistonului, uleiul aflat n partea stng a acestuia este refulat ctre rezervorul de ulei 16 prin conducta 22,orificiul de refulare 9 ,canalul central 8 al blocului supapelor i conducta 19.

2.5 ntreinerea sistemelor de direcie

ntreinerea sistemului de direcie const n : msurarea jocului volanului,verificarea jocului din articulaii,reglarea mecanismului de acionare,verificarea i reglarea unghiurilor de poziie ale roilor de direcie i pivoilor (geometria direciei),strngerea uruburilor de fixare a casetei de direcie,strngerea articulaiilor sferice i ungerea conform schemei de ungere. Verificarea jocului la volan se face n modul urmtor: se aduce automobilul pentru poziia de mers n linie dreapt; se rotete volanul spre dreapta i apoi spre stnga pn la poziiile maxime n care acestea se manevreaz uor fr s roteasc roile. Jocul la volan nu trebuie s depeasc 15 grade, deoarece n aceast situaie manevrarea direciei devine nesigur. Cauzele jocului mare la volan pot fi uzura articulaiilor mecanismului de direcie sau a pieselor mecanismului de comand. Reglarea mecanismului de acionare a direciei. Modul de reglare al mecanismului de acionare a direciei difer n funcie de tipul constructiv al acestuia. n toate cazurile ns operaia de reglare se va executa numai dup nlturarea jocurilor din articulaiile mecanismului. Reglarea mecanismelor de acionare cu melc globoidal i rol comport reglarea jocului axial al volanului (melcului) i a jocului din angrenaj. nainte de reglare se decupleaz levierul de direcie de bara de direcie. Reglarea jocului axial al melcului se face prin demontarea capacului 10

(v.fig.7) din faa garniturilor 2 i scoaterea a una sau dou garnituri , dup care capacul se monteaz la loc. Reglarea jocului angrenajului rolei cu urub melc se efectueaz cu ajutorul urubului 18, prin deplasarea axial a rolei 6 cu axul 7, reducnd jocul dintre melc i rol care sunt montate excentric. Dup reglare, se verific jocul la volan. Controlul geometriei roilor de direcie . Aparatele de msurat i control al geometriei roilor de direcie pot fi mecanice sau optice . Aparatele mecanice sunt relativ simple i mai ieftine dect cele optice, avnd ns o precizie mai redus. Fiecare aparat are ntocmite instruciuni de folosire de ctre ntreprinderea productoare . Unghiurile de aezare ale roilor i pivoilor trebuie s se ncadreze n limitele prevzute n cartea tehnic a automobilului respectiv. Ungerea sistemului de direcie. Piesele mecanismului de direcie, care necesit ungere sunt: caseta de direcie , articulaiile sferice i pivoii . Ungerea casetei de direcie se face, de regul, cu ulei de transmisie , respectnd periodicitatea prescris de fabric. Periodic, se controleaz nivelul i, la nevoie, se completeaz pierderile cu acelai tip de ulei. Dac pierderile de ulei devin prea mari trebuie depistat i nlturat cauza care le genereaz, pentru a evita avariile. n cazul servo-direciei hidraulice , o dat cu nlocuirea uleiului se schimb i filtrul de ulei. Articulaiile sferice i pivoii se ung cu unsoare consistent tip U, introdus sub presiune prin gresoarele cu care sunt prevzute. Periodicitatea de ungere variaz ntre 1000 - 2000 km parcuri.