A maioria dos automóveis de passageiros modernos evoluiu. Eles usam um sistema de cremalheira e pinhão. Você conhece o tipo. Isso é fácil. funciona. Oferece a resposta rápida esperada de um sedã esportivo.
Mas olhe sob o capô de um caminhão grande ou de um SUV grande. O sistema Recirculating Ball Steering ainda pode ser instalado. Este é um modelo antigo. Parece diferente. Ele pode suportar enormes forças de direção que às vezes são difíceis com pinhão e cremalheira.
A ligação é distinta. Girar essas rodas gigantescas requer truques mecânicos especiais sem exigir força sobre-humana do motorista.
Mecanismo de minhoca e porca
O coração do sistema é a engrenagem helicoidal. Não se assuste ao ouvir o nome. É física simples. Imagine dois componentes principais interagindo dentro de uma caixa de direção.
A primeira parte é um bloco de metal. Há um orifício para parafuso no meio. Pense nisso como uma noz. No entanto, os dentes estão gravados na circunferência externa da porca. Esses dentes engatam na engrenagem do setor. Esta engrenagem do setor está conectada ao braço pitman. O braço pitman é um elo crítico que transfere o movimento da caixa de direção para o resto da suspensão e tirantes.
A segunda parte é a entrada. Esta é uma haste roscada. Anexa diretamente à coluna de direção. Gire a roda e a barra gira.
Os parafusos típicos são apertados girando-os em uma porca de fixação. Vai ainda mais fundo. Isso iria parar.
Este não é um parafuso padrão. A haste roscada é mantida axialmente no lugar. Você não pode avançar ou retroceder. Só pode girar.
Converter rotação em movimento
Então, quando você gira a vara, algo tem que ceder. Como a haste não pode se mover verticalmente, a peça metálica (porca) é forçada a se mover.
A rotação da haste empurra o bloco para cima e para baixo dentro da caixa.
É aqui que a mágica acontece. O bloco não desliza apenas. Contém rolamentos de esferas. A bola gira entre as roscas da haste e as roscas do bloco. Eles circulam pelos canais, reduzindo o atrito a quase zero.
Quando o bloco se move em linha reta, seus dentes externos empurram a engrenagem do setor.
A engrenagem do setor gira.
Este pivô move o braço pitman.
O braço pitman puxa ou empurra o link de arrasto.
O link de arrasto move os tirantes.
Os tirantes inclinam as rodas.
Por que usar?
Por que continuar a manter este sistema complexo e grande?
Ele lida melhor com o torque. Os sistemas de cremalheira e pinhão podem sofrer emperramento sob cargas extremas. Eles são rígidos. Eles não perdoam.
O design da bola recirculante é mais tolerante. Absorve melhor os choques da estrada. Se você bater em um buraco na rodovia com um caminhão de duas toneladas, o sistema provavelmente não tirará o volante de suas mãos. É mais suave. É robusto.
Também facilita a integração com sistemas de direção hidráulica. A força linear necessária para mover a porca é pequena. Pode ser facilmente assistido por uma bomba hidráulica ou um motor elétrico.
As compensações
Não é perfeito. Existem muito mais peças móveis no sistema. Mais pontos de fricção. Mais desgaste. Requer lubrificação regular. rack-e-p
O importante aqui não é como o parafuso se fixa ao bloco, mas o que preenche a lacuna. Os tópicos tradicionais desapareceram. Em vez disso, os anéis do rolamento de esferas circulam dentro da engrenagem enquanto ela gira.
Isto não é apenas engenharia chamativa. A bola permite o levantamento de peso, reduzindo o atrito e o desgaste. Mas qual é o seu verdadeiro trabalho? Mate o sujo.
Sem isso, a direção parece vaga. Quando você muda de direção, os dentes perdem contato. As rodas parecem soltas. Não conectado. As bolas preenchem essa lacuna. Eles mantêm tudo sólido. Feedback imediato.
A direção hidráulica nesta configuração reflete o sistema de cremalheira e pinhão. Bombear fluido de alta pressão para o outro lado do módulo pode ajudar. Um mecanismo simples. resultados eficazes.
Mas nem tudo se trata do equipamento.
Além do equipamento
O sistema completo de direção hidráulica é baseado em mais do que apenas uma unidade de esfera recirculante. Bombas, tubulações, tanques e válvulas de controle devem funcionar em conjunto. Cada componente lida com uma carga específica.
- Bomba: Cria a pressão necessária para girar as rodas sem esforço.
- Tubulações: Transporta fluidos sob pressão. Se fosse um cano normal ele quebraria, então é reforçado.
- Recipiente: Contém líquido. Deve estar frio e sem bolhas.
- Válvula de controle: Controla o fluxo com base na entrada. É o cérebro do circuito hidráulico.
Negligenciar qualquer uma dessas partes fará com que todo o sistema falhe. Pior, parece inconsistente. Uma direção vaga não é apenas irritante. Isto é perigoso. A precisão é importante.
A folga mecânica é resolvida pela recirculação da engrenagem esférica. O resto do sistema lida com a força. Juntos, vocês podem girar uma máquina de duas toneladas com uma mão.
Para onde vai o líquido a seguir? A diferença de pressão empurra o pistão. Agora vem o verdadeiro trabalho. O resto é apenas um cano.
