Roolimehhanismi tüübid, konstruktsioon ja tööpõhimõte

Auto suuna muutmine toimub juhitavate rataste pööramisega rooli abil. Tema ja rataste vahel on aga seade, mis muundab juhi käte pingutuse ja tema suuna, et avaldada jõudu otse õõtshoobadele. Seda nimetatakse roolimehhanismiks.

Milleks on roolimehhanism?

Üldises juhtimisskeemis täidab mehhanism järgmisi ülesandeid:

• teisendab sisendvõlli, millega roolisammas on ühendatud, pöörlemise rooli trapetsvarraste translatsioonipöörlemiseks;
• koordineerib jõudu, mida juht saab tekitada vajaliku jõuga veermiku roolinuppudega ühendatud hoobadele, kasutades konstruktsioonis saadaolevat mehaanilist jõuülekannet kindla ülekandearvuga;
• enamikul juhtudel tagab ühistöö roolivõimendiga;
• kaitseb juhi käsi teemuhkudest tekkivate tagasilöökide eest.

Teatud täpsusega võib seda seadet pidada käigukastiks, nagu seda sageli nimetatakse.

Roolimehhanismide sordid

Seal on kolm kõige populaarsemat käigukasti:

• ussirull;
• hammas ja hammasratas;
• kuulkruvi tüüp.

Igal neist on oma eelised ja kasutusvaldkonnad.

Worm-roller mehhanism

Seda tüüpi kasutati varem laialdaselt kõikidel autodel, kuid nüüd on selle kasutamine piiratud paljude puuduste tõttu võrreldes teiste skeemidega.

Tiguülekande tööpõhimõte seisneb selles, et roolisamba võllil on spiraalse tigurattaga sektorhammasrullik. Reduktori sisendvõll on valmistatud ühes tükis muutuva raadiusega ussnukiga ja varustatud pilu- või kiilühendusega kolonni võlliga ühendamiseks. Rulli hammassektor asub bipodi väljundvõllil, mille abil ühendatakse käigukast roolihoovastiku varrastega.

Kogu konstruktsioon asetatakse jäigasse korpusesse, mida nimetatakse ka karteriks, kuna selles on määrdeainet. See on tavaliselt käigukasti tüüpi vedel õli. Võlli väljapääsud karterist on tihendatud tihenditega. Karter on poltidega kinnitatud kere raami või mootori vaheseina külge.

Sisendvõlli pöörlemine käigukastis muudetakse pöörlemis-translatsiooniliseks bipodi kuulotsaks. Selle külge on kinnitatud vardad rataste ja täiendavate trapetsikujuliste hoobade külge.

Mehhanism on võimeline edastama olulisi jõude ja on üsna kompaktne suurte ülekandearvudega. Kuid samal ajal on minimaalse tagasilöögi ja väikese hõõrdumisega juhtimist keeruline korraldada. Sellest ka ulatus – veoautod ja maasturid, enamasti konservatiivse disainiga.

Rooliraamid

Sõiduautode kõige laialdasemalt kasutatav mehhanism. Hammaslatt on palju täpsem, annab head tagasisidet ja mahub hästi autosse.

Riiuli mehhanism koosneb:

• kered, millel on kinnitus kere vaheseinale;
• hammaslatt lebab ajakirja laagritel;
• sisendvõlliga ühendatud ajam;
• tõukejõu mehhanism, mis tagab käigukasti ja hammaslati vahel minimaalse vaba ruumi.

Racki väljundmehaanilised pistikud on ühendatud roolivarraste kuulliigenditega, mis töötavad otse õõtshoobadega läbi otste. See disain on kergem ja kompaktsem kui tiguülekandega roolihoovastik. Siit tuleneb kõrge juhtimistäpsus. Lisaks on veoülekande kliirens palju täpsem ja stabiilsem kui rulli ja tigu keeruka kujuga. Ja suurenenud tagasipöördumine roolile kompenseeritakse kaasaegsete võimendite ja amortisaatoritega.

Kruvi kuulmutriga

Selline käigukast sarnaneb tigukäigukastiga, kuid selles on olulised elemendid sisse viidud hammaslati segmendi kujul, mille käigukast liigub mööda sisendvõlli kruvi läbi ringlevate metallkuulikeste. Rack sektor on ühendatud bipodi võlli hammastega.

Tänu lühikese siini kasutamisele, mis on tegelikult keermes olevate kuulidega mutter, väheneb hõõrdumine suure koormuse korral oluliselt. Nimelt sai see määravaks mehhanismi kasutamisel raskeveokitel ja muudel sarnastel sõidukitel. Samas jälgitakse täpsust ja minimaalseid kliirensit, tänu millele on need samad käigukastid leidnud rakendust ka suurtes premium sõiduautodes.

Vahed ja hõõrdumine roolimehhanismides

Kõik käigukastid vajavad perioodilist reguleerimist erineval määral. Kulumise tõttu muutuvad käiguliigendite vahed, roolile tekib lõtk, mille sees auto on juhitamatu.

Tiguülekannet juhitakse hammasrattasektori liigutamisega sisendvõlliga risti olevas suunas. Kliirensi säilitamist kõigi pöördenurkade juures on raske tagada, kuna kulumine toimub erineva kiirusega sageli kasutatavas sõidusuunas otse ja harvemini erinevate nurkade all pööretel. See on levinud probleem kõikides mehhanismides, ka siinid kuluvad ebaühtlaselt. Tugeva kulumise korral tuleb osad välja vahetada, vastasel juhul muutub rooli pööramisel vahe suurenenud hõõrdumise häireks, mis pole vähem ohtlik.