styring

Den enhet for å påvirke retningen av reise av kjøretøy av noe slag kalles styring . Denne artikkelen er først og fremst opptatt av styring teknologi på to kjørefelt landkjøretøyer , særlig med akseltappen styring.

Som regel

Når det gjelder jernbanebiler , indikerer skinnene kjøreretningen.

Ikke-jernbanebundne landkjøretøy hadde opprinnelig svingakselstyring (eller dreieskivestyring). I de fleste tilfeller svinger den fremre stive akselhuset med hjul montert i begge ender horisontalt rundt en bolt plassert i midten. Denne type styring er fortsatt ofte brukes i dag på multi-akslede trailer biler.

Rattknute med skrue- eller snekkestyrutstyr
1 ratt
2 rattstamme
3 rattutstyr
4 bøylestenger
5 svingbare rattstangknokler
6 styrearm
7 mellomstang
8 rattstammearm
9 mellomspak

I de fleste motorkjøretøyer med to forhjul var det nesten helt fra begynnelsen - også vanligvis på forakselen som - akselstyring brukt. De to akselakslene eller hjulbærerne som hjulene er montert på, er hver montert svingbart rundt sin egen, omtrent vertikale akse direkte på hjulet. For koordinert svinging styres knokene til hverandre via styrekoblingen.

Etter at ønsket ny kjøreretning er nådd, avbrytes svingingen ( styringsvinkelen ). Styre vinkel er vinkelen mellom hjulplanet og rett-fram-drivende stilling. Styring avbøyninger er tidvis også nødvendige som styringskorrigeringer som et resultat av retningsendrende forstyrrelser som ujevn bakke, akselerasjon eller retardasjon, forskjeller i bakkekontakt på høyre og venstre og kryssvind.

Begrepet som brukes for styringsteknologi for enkeltsporede kjøretøyer (sykler og motorsykler) er styring av hodestyring . Forhjulet svinges til siden med forhjulsgaffelen som kan dreies i styrehodet.

Komponenter av stubbakselen styring i biler

Komponenter av styringshodestyring i enkeltsporet kjøretøy

Dreieaksel / dreieskivestyring

Drei bolter av hestevogn, bolter laget av akselbjelke og støttebue bak

Med svingakselstyring svinges den stive akselhuset med hjulene montert i endene som en helhet rundt en sentralbolt, "king pin". Når akselen svinges, reduseres imidlertid kontaktflaten til kjøretøyet mer og mer fra en firkant til en trekant i en 90 ° stilling, noe som reduserer vippestabiliteten.

Konstruksjonen med "king pin" ble utvidet for å overføre vippemomentet mellom akselen og kjøretøyet når det svingte ut for å danne en krakk-lignende struktur, dreieskiven eller "svingringen", som i komplekse tilfeller kan utstyres med en kuleledd .

Bare veldig enkle selvgående kjøretøy som såpekasser eller tidlige dampdrevne valser var utstyrt med svingakselstyring. Imidlertid er det brukt i vogner og andre hestevogner og generelt i multi-akslede tilhengere , ettersom trekkstangen for å trekke kjøretøyet kan også brukes her på en enkel måte å styre styrt aksel.

Trehjulede last sykler meste har dreieskive styring for å begrense teknisk innsats og vekt.

Flere platespillere (platespillere) brukes på tett sammenkoblede trailertog. Aksen beveges rundt forskjellige vertikale dreiepunkter for å forhindre at kjøretøyets hjørner treffer traktoren.

Enhjulsstyring

Hvis hvert styrte hjul har sin egen rotasjonsakse, er det en enkelt hjulstyring . I tofeltsbiler brukes styrehåndtaket med styrehåndtaket som ligger utenfor hjulplanet. I enfeltsbiler brukes styrehodestyring med rotasjonsaksen i hjulets midtplan.

Stubbakselstyring

En akselstyring med kontinuerlig stang på stive aksler. (M = midtpunkt eller øyeblikkelig pol )
styrbar venstre styringsknoke: gaffelformet tilkoblingsstykke av styreknokken omgitt av hjulnavet som er roterbart koblet til den stive akselen ("knyttneveaksel") ved hjelp av en vertikal "styreknokbolt "

Den styring knoke, hvor hvert forhjul har sin egen dreieakse, ble oppfunnet av Erasmus Darwin i 1761 . Det ble først patentert i 1816 av Hofwagner Georg Lankensperger fra München. Dette overlot det i England til forlaget og gründeren Rudolph Ackermann , og det ble derfor kjent der under begrepet "A-Steering". Ackermann minner også om betegnelsen på styrevinkelen som Ackermann-vinkel og Ackermann-funksjonen, som beskriver styringsvinkelforskjellen, som avhenger av akselavstand, sporvidde og styringsvinkel. Amédée Bollée mottok ytterligere patenter i Frankrike i 1876 og Carl Benz i 1891. Denne typen konstruksjon blir nesten utelukkende brukt i dagens flerbanebiler, også i bakakselstyrte biler som gaffeltrucker eller høstmaskiner. Den hjulnav styring av enkelte motorsykler kan forstås som en akseltapp styring. Yamaha brukte denne ene svingstyringen på Yamaha GTS 1000 motorsykkelen på begynnelsen av 1990-tallet.

Styring trapes

I sving skal begge hjulene rulle på en sirkulær bane med samme midtpunkt, det øyeblikkelige bevegelsessenteret. Dette er automatisk tilfelle med dreieskivestyring. Når det gjelder uavhengig hjulstyring, må det indre hjulet, som er nærmere sentrum og går foran det ytre, snu sterkere enn det ytre. Med stubbakselstyring må hjulene svinges annerledes, den på utsiden mindre enn den på innsiden. Dette oppnås ved å danne den såkalte styring trapes fra akselbjelken trekkstang som er kortere enn akselbjelken. Dette resulterer i spakearmer av ulik lengde når du svirrer hjulene, slik at forlengelsene av alle hjulaksler krysser omtrent midt i kurven ( Ackermann-prinsippet ). En indikasjon på en riktig dimensjonert styretrapes er det faktum at de utvidede styrespakene på styreknokene møtes i rett frem-posisjon midt på bakakselen (se ovenfor i figuren ovenfor).

Styringsgeometri

Tå (tåvinkel) og camber bestemmes av posisjonen til hjulakselen ( stubakselen ), spredt og hjulet av posisjonen til styreakselen.

Toe-in

Toe-in betyr at hjulene ikke er akkurat parallelle når de kjører rett frem , men snarere danner en spiss vinkel i kjøreretningen. Dette forbedrer rettlinjestabilitet. Styremekanismen holdes under spenning ved lett "kryssøyet" justering av hjulene. Dette forhindrer at styringen flagrer på grunn av lagerspill . Ideelt sett kompenserer den lette innleggingen bare for lagerspillet slik at hjulene er parallelle igjen under normal kjøring.

Toe-in kan bare justeres når hjulene er rette. Når styringen er snudd, kommer hjulene ut: Hjulene danner en vinkel som åpner seg foran slik at hjulet på innsiden av kurven kan følge en mindre kurveradius enn hjulet på utsiden av kurven.

Falle

Hjulakslene eller akselakslene er ikke akkurat vannrette, men peker litt nedover eller oppover i ytterenden. Den første saken kalles en positiv camber relatert til kjøretøyet . Her skyves hjulene innover og spillene i lagrene elimineres. En negativ camber kompenserer derimot for tendensen til å rulle i kurver og forbedrer grepet på dekkene i kurven.

Spredning

Hjulens svingakser skråner litt innover slik at forlengelsen av svingaksen nærmer seg kontaktområdet til hjulet. Dette reduserer skrubberadien . Styringskraften og reaksjonen på hjulene (for eksempel ved å bremse på høyre og venstre underlag som ikke har samme grep) på styringen reduseres. Hvis skrubbradiusen er positiv, fører spredningen til at den fremre delen av bilen løftes litt når kjøretøyet dreies, som automatisk går tilbake til rett linje, selv når du står ( returmoment ).

Sjokkradius og forstyrrende kraftarm

I bakfra av hjulet som har ekspansjonsakse i midten av hjulet, er avstandene sjokk radius r σ og forstyrrende kraft hevarmen r St . Avstanden parallell med veibanen er støtradiusen, den minste avstanden er forstyrrelseskraftarmen. Begge verdiene er positive hvis midten av hjulet er lenger unna sentrum av kjøretøyet enn spredeaksen. De skal være så små som mulig slik at det ikke genereres noen forstyrrende krefter i styringen.

Bakdistanse

Den trinse - her indikert av styringsvinkelen θ - har en spor-stabiliserende virkning ved å generere et tilbake dreiemoment når hjulet dreies.

Gjenopprettingsmomentet som virker på rattet når du svinger, kommer hovedsakelig fra dekkgjenopprettingsmomentet og dreiemomentet fra sidekraften og hjulens bakre avstand. Dette er forårsaket av en svak helling ( svingvinkel ) av svingaksene (spredte akser) på hjulene bak og hjulforskyvningen . Hjulavstanden er definert som avstanden mellom skjæringspunktet for spredeaksen på kjørebanen og hjulkontaktpunktet i en visning fra siden av hjulet.

Styrehode på enkeltsporet kjøretøy

Et annet begrep er gaffelstyring . En av egenskapene er høyre-venstre symmetri , styreoppførselen er den samme i begge retninger.

Bortsett fra enfelts kjøretøy ( sykler , scootere ), brukes den også til trefelts kjøretøy. Det enkelte forhjulet eller bakhjulet er svingbart, slik tilfellet er med klassiske trehjulinger og også med rullestoler og bakstyrte gaffeltrucker .

Riedel Imme lette motorsykkel har ingen høyre-venstre symmetri; designeren Norbert Riedel indikerer i en patentspesifikasjon to muligheter som er ment å redusere ulempene ved asymmetri.

Andre design for tofelts kjøretøy

Leddstyring

Leddet hjullaster

Med leddstyring består kjøretøyet av to deler, hver med en for det meste ufjæret stiv aksel . Begge delene er forbundet med hverandre ved hjelp av et ledd som roterer rundt en vertikal akse . Styring skjer ved å svinge de to bildelene mot hverandre. Sammenlignet med svingakselstyringen, som også er enkeltledd, er kontaktområdet i svingbar tilstand og dermed stabiliteten større.

Leddstyring er primært egnet for korte og ganske sakte kjøretøy. Masser foran eller bak bakakselen (som spader og annet verktøy) har en stabiliserende effekt på kjøretøy med leddstyring. Den leddelte styringen skiller kjøretøyet inn i en fremre og en bakre del, som støtter hverandre. Jo jevnere den respektive aksellasten er delt mellom området foran og området bak den aktuelle akselen, jo lavere er risikoen for velte når kjøretøyet styres.

Kombinasjonen av leddstyring og akselstyring er kjent som stereostyring .

Minilaster med pansret styring

Pansret styring

Retningsendringen gjøres vanligvis av to spaker, på høyre og venstre side av sjåføren, som bremser stasjonen på den respektive siden. De forskjellige hastigheter på de to drevne kjeder av stridsvogner og andre beltegående kjøretøy (for eksempel beltevogner) og også hjulgående kjøretøy (for eksempel kompakte og verftet laster ) føre styre til den langsommere dreie side.

I sin enkleste form gjøres dette ved hjelp av en styrebrems med bremsebånd , som imidlertid slites raskt. Av denne grunn brukes vanligvis et overlagret styringsutstyr , som også minimerer kjøretap.

Styrebrems, i tillegg til styreknoke

Med bakhjulsdrift kan hjulakselen styres ved midlertidig å bremse ett av drivhjulene. På grunn av differensialutstyret som vanligvis finnes på bakakselen, er det ikke tap av drivkraft. I kjøretøy med lav forakselbelastning ( rullestoler og noen traktorer ) kan styrebremsen endre retning på egenhånd.

Styretyper i forhold til kjøretøyets aksler

Når det gjelder kjøretøyet og dets aksler, skilles det mellom:

  • De to hjulstyring er den mest vanlige form for styring i de fleste kjøretøyer, hvor de to hjul er styrt i samme akse.
    • Bakhjulsstyring brukes vanligvis bare i saktegående kjøretøy, siden kjøretøy med bakhjulsstyring har en tendens til å overstyres, og denne effekten kan økes farlig hvis økt lagerspill oppstår når slitasjen skrider frem. Bakhjulsstyrte gaffeltrucker drar nytte av økt manøvrerbarhet. På gaffeltrucker og skurtreskere forenkler bakhjulsstyringen konstruksjonen av den tungt belastede foraksen.

    • Bakhjulsstyring

    • Bakstyring gaffeltruck

      • Forhjulsstyring er den vanlige styringen på de fleste motorvogner . I 3-akslede kjøretøy med ikke-styrte bakaksler ( dobbeltaksel eller tandemaksel ) skyves bakhjulene i en vinkel mot rulleretningen når de svinger og gni mot bakken. På grunn av friksjonsmotstanden tvinger de kjøretøyet til understyring. Jo nærmere de to bakakslene er sammen, jo mindre hindres styringen. Den styrte foraksen må ikke være for langt frem på kjøretøy med stor nyttelast . Hvis for lite av totalvekten virker på forhjulet på grunn av stor belastning på kjøretøyets bakre lasteområde, vil forhjulene ellers miste grepet når de styres.

      • Styring foran

      • T5 med forhjulsstyring

      • Dobbel forhjulsstyring er navnet på styringen av to foraksler som ligger tett etter hverandre. Bakaksen har en mindre styrevinkel enn foraksen, noe som forhindrer at den andre akselen slettes når du svinger. Denne styringen brukes til å fordele høy forakselbelastning på to aksler. Alternativet ville være å forstørre dekkene foran, som imidlertid begrenser motorrommet med motoren foran.
      To leddede aksler finnes på spesialkjøretøyer som store lastebilkraner . Anleggskjøretøyer som bulkgodstransportører ( dumper ) og selvgående betongblandere blir også i økende grad utstyrt med dem. Antagelsen om høyere belastning av de to forakslene reduserer dekkens slitasje ved å slette dekkene på de ikke-styrte bakakslene under sving. Noen ganger blir en annen bakaksel dispensert.

      • Dobbel forhjulsstyring

        • Den fremre-bakre firehjulsstyring er installert i tre-akslede nyttekjøretøy med doble bakaksel. I tillegg til forakselen styrer også en av de to bakakslene. Hvis den første bakaksen er styreakselen, styrer den i samme retning som forakselen. Den andre bakaksen som styreaksel styrer i motsatt retning av forakselen. Siden bakakslene ikke slettes, er kjøretøyet lettere å håndtere. Svingesirkelen reduseres, spesielt når den bakeste akselen er koblet sammen. Brukes hovedsakelig i tunge lastebiler som ofte må flyttes over trangt terreng (f.eks. Søppelbiler).

        • Styring foran bak

        • Av de åtte akslene til MZKT-79221 er de tre fremre og de bakre tre akslene styrbare.

        • En firehjulsstyring gjør det mulig å finne en liten svingradius på en hjulstyring, blant annet i landbruksbiler eller tunge lastebiler. Det skilles mellom følgende typer:
          • Proporsjonal styring der bakhjulene dreies i et visst forhold til forhjulene, for eksempel beveger forhjulet seg 2 °, bakhjulet tilsvarende 0,4 °.

          • Proporsjonal styring

          • GMC Sierra Denali med proporsjonal styring

            • Synkron styring der forhjulene og bakhjulene roteres jevnt, noe som betyr at bakhjulene går nøyaktig i sporet på forhjulene når du svinger konstant.

            • Konstant hastighetsstyring

            • Teleskopisk fører med synkronisert styring

              • Forsink styring der bakhjulene bare er ledd når forhjulene har nådd en viss styrevinkel.
              • Krabbestyring er en type styring som primært brukes i landbruket . Forhjulene og bakhjulene avbøyes i samme retning. Dette gjør det mulig å la bakhjulene løpe forskjøvet til forhjulene selv når du kjører rett fram. Dette reduserer dannelsen av hjulspor og reduserer risikoen for velter i bratt terreng. Med denne styringen kan tandemvalser rulle et større område med rullet asfalt .

              • Krabbestyring

              • Teleskoplastere i krabbestyring

                • I biler er det ønsket å styre atferd som ikke kan oppnås med proporsjonalt dreide hjul: liten svingesirkel med hjul som dreier i motsatt retning ved lav hastighet, økt kjørestabilitet ved høye hastigheter med hjul som dreier i samme retning. Honda implementerte et slikt system fra 1987 i Prelude-modellen. Med et planetstyringsutstyr på bakakselen ble hjulene vridd i samme retning når styrevinkelen var liten og i motsatt retning når styringsvinkelen var stor. Moderne systemer fungerer med datastyrte elektriske servomotorer. På denne måten kan styringsvinkelen på bakhjulene justeres som en funksjon av variabel kjørehastighet og kjøredynamikk uavhengig av forhjulene for å forbedre kjørestabiliteten. Slike systemer kan være en del av et styresystem som ikke krever en mekanisk forbindelse mellom rattet og hjulene ( styre-for-ledning ).

              Styring av vannscooter og missiler

              Ailerons av et fly i en kurve

              Styring av vannscooter og missiler kalles vanligvis kontroll. Det virker på driv (for eksempel i helikoptre eller robåter ), for bevegelige styreflater til det medium som strømmer rundt (vann eller luft - over høyde , side , balanseror i fly og kontroll rad for skip ), eller styringen har sin egen kraftkilde (for eksempel som styremotorer i raketter og baugpropellere i skip).

              Selvstyring og fjernstyring

              SPMT styres eksternt av kablet fjernkontroll

              Bakken kjøretøy er vanligvis selvstyring, de er selvstyring. Det motsatte, fjernkontrollen eller fjernkontrollen, overfører styringskommandoer fra utsiden til kjøretøyet, som en fjernstyrt modellbil eller en satellitt .

              litteratur

              Se også

              weblenker

              Commons : Crab  - album med bilder, videoer og lydfiler

              Individuelle bevis

              1. ↑ Dreieplatestyring, stubbakselstyring. I: hako-lehrmittel.de. Hako læremidler, arkivert fra originalen 27. november 2018 ; åpnet 6. april 2020 (visuell sammenligning av de to typene).
              2. ↑ Erik Eckermann gir et tidligere forsøk på enhjulsstyring i Kultur & Technik, 04/2003, s. 54 [online: http://www.deutsches-museum.de/fileadmin/Content/data/020_Dokumente/040_KuT_Artikel/2003/ 27-4-54.pdf , åpnet 13-09-2016]
              3. ^ Bird, Montagu of Beaulieu: Steam Cars, 1770-1970 (1971), s.52 .
              4. ↑ Et århundre med bilteknologi - kommersielle kjøretøy. VDI-Verlag, 1987, ISBN 3-18-400656-6 , s. 164, 174, 175.
              5. ↑ Et århundre med bilteknologi - personbiler. VDI Verlag, 1986, ISBN 3-18-400620-4 , s. 368.
              6. ^ Notater og poster fra Royal Society of London © 2002 The Royal Society
              7. ^ Konrad Reif, Karl-Heinz Dietschke: Kraftfahrtechnisches Taschenbuch . 27. utgave. Vieweg & Sohn, 2011, ISBN 978-3-8348-1440-1 , pp. 318 . : ( begrenset forhåndsvisning i Google Book-søk).
              8. ↑ Motorlexikon.de: Toe-in holder styringen under spenning [begge hjulene styrer litt, noe som avbryter hverandre gjennom sideglidning ] og dermed reduserer styringsforstyrrelser, også kjent som flagring. [1]
              9. ↑ Styring i universalleksikonet
              10. ↑ Selvstyring i Universal Lexicon