स्टीयरिंग तंत्र के संचालन के प्रकार, डिजाइन और सिद्धांत
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कार की दिशा बदलने का काम स्टीयरिंग व्हील का उपयोग करके स्टीयरिंग पहियों को मोड़ना है। हालाँकि, उसके और पहियों के बीच एक उपकरण है जो ड्राइवर के हाथों के प्रयास और उसकी दिशा को सीधे स्विंग आर्म्स पर बल लगाने में परिवर्तित करता है। इसे स्टीयरिंग मैकेनिज्म कहा जाता है.
स्टीयरिंग गियर किसके लिए है?
सामान्य स्टीयरिंग योजना में, तंत्र निम्नलिखित कार्य करता है:
- इनपुट शाफ्ट के रोटेशन को, जिससे स्टीयरिंग कॉलम जुड़ा हुआ है, स्टीयरिंग ट्रैपेज़ियम रॉड्स के लिए ट्रांसलेशनल रोटेशन में परिवर्तित करता है;
- उस बल का समन्वय करता है जिसे चालक एक निश्चित गियर अनुपात के साथ डिजाइन में उपलब्ध यांत्रिक ट्रांसमिशन का उपयोग करके, अंडरकैरिज के स्टीयरिंग पोर से जुड़े लीवर पर आवश्यक बल के साथ बना सकता है;
- ज्यादातर मामलों में, पावर स्टीयरिंग के साथ संयुक्त कार्य प्रदान करता है;
- सड़क के धक्कों से चालक के हाथों को किकबैक से बचाता है।
सटीकता की एक निश्चित डिग्री के साथ, इस डिवाइस को गियरबॉक्स माना जा सकता है, जैसा कि इसे अक्सर कहा जाता है।
स्टीयरिंग तंत्र की किस्में
तीन सबसे लोकप्रिय गियर योजनाएं हैं:
- कृमि-रोलर;
- रैक और पंख कटना;
- गेंद पेंच प्रकार.
उनमें से प्रत्येक के अपने फायदे और उपयोग के क्षेत्र हैं।
कृमि-रोलर तंत्र
इस प्रकार का उपयोग पहले सभी कारों में व्यापक रूप से किया जाता था, लेकिन अब अन्य योजनाओं की तुलना में कई कमियों के कारण इसका उपयोग सीमित है।
वर्म गियर के संचालन का सिद्धांत स्टीयरिंग कॉलम शाफ्ट पर एक सर्पिल वर्म व्हील के साथ एक सेक्टर दांतेदार रोलर चलाना है। रेड्यूसर का इनपुट शाफ्ट वैरिएबल त्रिज्या के वर्म नर्लिंग के साथ एक एकल टुकड़े के रूप में बनाया गया है, और कॉलम शाफ्ट के साथ कनेक्शन के लिए एक स्लॉटेड या वेज कनेक्टर से सुसज्जित है। रोलर का दांतेदार सेक्टर बिपॉड आउटपुट शाफ्ट पर स्थित होता है, जिसकी मदद से गियरबॉक्स स्टीयरिंग ट्रैपेज़ॉइड रॉड्स से जुड़ा होता है।
पूरी संरचना को एक कठोर आवास में रखा गया है, इसमें स्नेहन की उपस्थिति के कारण इसे क्रैंककेस भी कहा जाता है। यह आमतौर पर एक ट्रांसमिशन प्रकार का तरल तेल है। क्रैंककेस से निकलने वाले शाफ्ट को ग्रंथियों से सील कर दिया जाता है। क्रैंककेस को बॉडी के फ्रेम या इंजन बल्कहेड से बांधा जाता है।
गियरबॉक्स में इनपुट शाफ्ट के रोटेशन को रोटेशनल-ट्रांसलेशनल बिपॉड बॉल टिप में परिवर्तित किया जाता है। इसमें पहियों और अतिरिक्त ट्रेपेज़ॉइड लीवर से छड़ें जुड़ी हुई हैं।
तंत्र महत्वपूर्ण बलों को संचारित करने में सक्षम है और बड़े गियर अनुपात के साथ काफी कॉम्पैक्ट है। लेकिन साथ ही, इसमें न्यूनतम प्रतिक्रिया और कम घर्षण के साथ नियंत्रण को व्यवस्थित करना मुश्किल है। इसलिए दायरा - ट्रक और एसयूवी, ज्यादातर रूढ़िवादी डिजाइन के।
स्टीयरिंग रैक
यात्री कारों के लिए सबसे व्यापक रूप से उपयोग किया जाने वाला तंत्र। रैक और पिनियन अधिक सटीक है, अच्छी प्रतिक्रिया देता है और कार में अच्छी तरह फिट बैठता है।
रैक तंत्र में निम्न शामिल हैं:
- शरीर के बल्कहेड से जुड़े पतवार;
- जर्नल बेयरिंग पर पड़ा दांतेदार रैक;
- इनपुट शाफ्ट से जुड़ा ड्राइव गियर;
- थ्रस्ट तंत्र, गियर और रैक के बीच न्यूनतम निकासी प्रदान करता है।
रैक के आउटपुट मैकेनिकल कनेक्टर स्टीयरिंग रॉड्स के बॉल जोड़ों से जुड़े होते हैं, जो सीधे स्विंग आर्म्स के साथ युक्तियों के माध्यम से काम करते हैं। यह डिज़ाइन वर्म गियर स्टीयरिंग लिंकेज की तुलना में हल्का और अधिक कॉम्पैक्ट है। यहीं से उच्च नियंत्रण सटीकता आती है। इसके अलावा, ड्राइव गियर की निकासी रोलर और वर्म के जटिल आकार की तुलना में बहुत अधिक सटीक और स्थिर है। और स्टीयरिंग व्हील पर बढ़ी हुई वापसी की भरपाई आधुनिक एम्पलीफायरों और डैम्पर्स द्वारा की जाती है।
बॉल नट से पेंच
ऐसा गियरबॉक्स वर्म गियरबॉक्स के समान होता है, लेकिन इसमें महत्वपूर्ण तत्वों को रैक के एक सेगमेंट के रूप में पेश किया जाता है, जिसमें गियर सेक्टर घूमता हुआ धातु गेंदों के माध्यम से इनपुट शाफ्ट स्क्रू के साथ चलता है। रैक सेक्टर बिपॉड शाफ्ट पर लगे दांतों से जुड़ा होता है।
छोटी रेल के उपयोग के कारण, जो वास्तव में धागे के साथ गेंदों के साथ एक नट है, उच्च भार के तहत घर्षण काफी कम हो जाता है। अर्थात्, भारी ट्रकों और अन्य समान वाहनों पर तंत्र का उपयोग करते समय यह निर्धारण कारक था। साथ ही, सटीकता और न्यूनतम निकासी देखी जाती है, जिसके कारण इन समान गियरबॉक्स को बड़ी प्रीमियम यात्री कारों में आवेदन मिला है।
स्टीयरिंग तंत्र में क्लीयरेंस और घर्षण
सभी गियरबॉक्स को अलग-अलग डिग्री पर समय-समय पर समायोजन की आवश्यकता होती है। घिसाव के कारण गियर के जोड़ों में गैप बदल जाता है, स्टीयरिंग व्हील पर एक खेल दिखाई देता है, जिसके भीतर कार अनियंत्रित हो जाती है।
वर्म गियर को गियर सेक्टर को इनपुट शाफ्ट के लंबवत दिशा में ले जाकर नियंत्रित किया जाता है। सभी स्टीयरिंग कोणों पर क्लीयरेंस बनाए रखना सुनिश्चित करना मुश्किल है, क्योंकि यात्रा की अक्सर उपयोग की जाने वाली दिशा में अलग-अलग दरों पर घिसाव होता है और विभिन्न कोणों पर मोड़ों में शायद ही कभी होता है। यह सभी तंत्रों में एक आम समस्या है, पटरियाँ भी असमान रूप से खराब होती हैं। गंभीर घिसाव के साथ, भागों को बदलना होगा, अन्यथा, जब स्टीयरिंग व्हील घुमाया जाता है, तो अंतर बढ़े हुए घर्षण के साथ हस्तक्षेप में बदल जाएगा, जो कम खतरनाक नहीं है।
