Är du nyfiken på vad som händer när du vrider på ratten på din bil? Normalt finns det många typer av mekanismer för styrning, som till exempel en cirkulerande kula eller elektrisk kraft. Kuggstång är också ett styrsystem som du kanske har hört förut
Ett kuggstångsstyrsystem består av ett kugghjul (cirkulär växel) och en kuggstång (linjär växel). Systemet omvandlar roterande rörelse till linjär rörelse. De flesta bilar, små lastbilar och stadsjeepar har ett kuggstångsstyrsystem, till skillnad från den återcirkulerande kulstyrningen som finns i större lastbilar, stadsjeepar och andra tunga fordon.
Även om kuggstångsstyrning är relativt nytt i bilarnas historia i USA, är det inte ett nytt koncept. De första kuggstångsväxellådorna utvecklades av BMW på 1930-talet, men de såldes inte i USA förrän 1951 års MG, och de användes inte i tillverkningen av amerikanska modeller förrän 1974 Ford Mustang II och Pinto. AMC använde kuggstång i Pacers från 1975 och framåt, men GM och Chrysler använde dem inte förrän i början av 1980-talets X-bodies och K-Cars.
Tillverkare i USA såg kuggstången som logisk. Den hade använts i många år av europeiska och asiatiska bilbyggare, och den var en enklare design än styrväxellådorna med cirkulerande kulor, så den var billigare att tillverka. Kuggstångsstyrning är också mycket lättare än en traditionell växellåda, vilket innebär bättre bensinkörning. Ledarmar, mittlänkar, dragstångshylsor och pitman-armar krävs inte med kuggstångsdesignen. Detta, förutom viktminskningsfördelarna. Kuggstång och kugghjul är mycket lättare att integrera i ett framhjulsdrivet system eftersom de kan monteras nära den tvärgående drivlinan. Växellådans utväxlingar kan också skräddarsys för varje hjulbas samt hantering och tillvalspaket. Kuggstångsväxellådor ger också föraren en fastare känsla i ratten, vilket leder till bättre övergripande hantering.
Kuggstångssystem används inte bara för att styra bilar och små lastbilar utan också för en mängd andra ändamål. Kuggstångssystem används inte bara för att hjälpa tåg att klättra i branta sluttningar, utan de ger också bättre bromskontroll, särskilt i snöiga och isiga förhållanden. De är standardfunktioner i de flesta trapphissar. Kuggstångsmekanismen drivs ofta av hydraulisk eller elektrisk energi.
Arthur Ernest Bishop uppfann det variabla stället på 1970-talet. Hans variabla kuggstång användes för att förbättra fordonshanteringen i kombination med ett standarddrev.
För att gå från lås till lås kräver de flesta bilar tre till fyra hela varv på ratten (från längst till höger till längst till vänster). Styrförhållandet anger hur långt du måste vrida på ratten för att hjulen ska svänga en viss mängd. En högre utväxling indikerar att du måste vrida ratten mer för att vrida hjulen en viss mängd, medan en lägre utväxling indikerar att ratten reagerar snabbare.
Styrning med variabel utväxling används i vissa fordon. Mitten av detta kuggstångsstyrsystem har ett annat antal tänder per cm (tandstigning) än ändarna. Som ett resultat, när ratten vrids mot låset, är den känsligare än när den är nära mittläget, vilket gör bilen mer manövrerbar.
Det finns två huvudtyper av kuggstångsstyrsystem:
SE MER:
Kuggstångsstyrning fungerar genom att omvandla rattens cirkulära rörelse till den linjära rörelse som krävs för att vrida hjulen via ett växelsystem. Växelsatsen är inrymd i ett metallrör. Röret har öppningar i båda ändar som gör att stativet kan fästas på en axiell stång. Kuggdrevet är kopplat till styraxeln så att när ratten vrids snurrar kugghjulet och flyttar kuggstången. De axiella stängerna är kopplade till en dragstångsände, som är fäst vid spindeln.
Kuggstångsuppsättningen har två syften:
Eftersom kuggstången i grunden är växelmekanismer kommer de att slitas ut och misslyckas med tiden. Precis som nästan alla andra komponenter i din bil egentligen. Här är tecknen som underhållstips tycker att du bör vara uppmärksam på:
Din ratt ska kännas "tight" när du använder den. Det vill säga när du vrider på ratten kan du känna att framhjulen snurrar. Om din kuggstång går sönder kommer du att märka att ratten börjar kännas lös eller att det finns ett överdrivet spel på ratten. Det kommer ofta att kännas som att din bil är långsam att reagera när du vrider på ratten. Bilen kommer också att kännas svårare att kontrollera och kan vandra i höga hastigheter.
Vid någon tidpunkt kan du också känna en domningspunkt. Det är när du vrider på ratten, men framhjulen snurrar inte förrän du vrider den till en viss vinkel. Detta beror på att kuggstången och kugghjulet inte greppar varandra, vilket betyder att kuggstången faktiskt inte rör sig när du vrider på hjulet.
Din bil kan också göra ett klirrande ljud när du vrider på ratten. En utsliten kuggstång kanske inte har tillräckligt med smörjning och slår och slipar mot varandra, vilket gör ett ljud under processen.
Tänk på att dessa ljud kan komma från dragstängerna eller andra upphängningskomponenter. Skillnaden är att om ljudet härrör från ett dåligt kuggstång kommer du att höra ljudet nästan varje gång du vrider på ratten. Samtidigt uppstår klunkljud som kommer från upphängningsenheten vanligtvis bara när du går över gupp eller gör en snäv sväng.
Om du har hydraulisk servostyrning i din bil kan du börja se en servostyrningsvätska läcka när kuggstången går sönder. Om du ser en pöl av röd vätska under din bil, kan detta antingen vara en servostyrningsläcka eller en transmissionsolja. Kontrollera varifrån läckan kommer för att verifiera om det är servostyrningsvätskan eller transmissionsvätskan.
Tänk på att en servostyrningsläcka kan uppstå på grund av en dålig servostyrningspump, felaktig reservoar eller otäta ledningar. Din kuggstång kanske inte är orsaken i första hand. Dessutom, om din bil har elektrisk servostyrning, kommer du inte att se det här problemet. Detta beror på att elektrisk servostyrning inte kräver några vätskor för att fungera.
Ett byte av kuggstång kostar allt mellan $1 000 - $1 900 inklusive arbete, beroende på ditt fordons märke och modell. Själva kuggstången är vanligtvis runt $700 - $1 500, medan arbetskostnaderna kommer att sätta dig tillbaka så högt som $400. Till exempel kommer kuggstången för en 2015 Toyota Corolla att kosta dig 717 USD, lägg till en arbetskostnad på 400 USD och du tittar på en reparationsräkning på 1 117 USD.
Naturligtvis är detta bara grova uppskattningar, och vi tar den högre delen av spektrumet. Bytet av kuggstång för din bil kan vara billigare än vår uppskattning. Det behöver inte sägas att lyxbilar och högpresterande bilar kommer att kosta mer. Den goda nyheten är att kuggstången vanligtvis håller ganska länge. De kommer vanligtvis att hålla i cirka 100 000 miles och de kan lätt hålla mer än så. Min Mitsubishi Pajero Sport har till exempel kört 120 000 mil och har inte visat några styrproblem.
Med ett så dyrt ersättningsjobb undrar du förmodligen, är det verkligen värt det? Innan du ger din mekaniker klartecken skulle det vara klokt att kontrollera din bils andrahandsvärde på andrahandsmarknaden. Om din bils värde fortfarande ligger långt över reparationsjobbet, skulle vi säga att kostnaden är värt det.
Till exempel, om bytet av kuggstången kommer att kosta dig 1 200 USD, men din bil fortfarande kan säljas för cirka 10 000 USD, är reparationsjobbet definitivt värt det. Men om din bils andrahandsvärde bara är runt 3 000 $, så är det inte värt det. Det är nästan hälften av din bils värde! I det här fallet är det förmodligen bättre att du bara säljer din bil som den är.
Ett annat alternativ skulle vara att skrota din bil. Du kan antingen ta den till en skrotningsanläggning eller ett skrotningsföretag som kommer att betala för din bils metallvärde. Eller så kan du också plocka isär din bil och sälja enskilda delar och tillbehör. Det senare är ett tidskrävande alternativ, men du kommer sannolikt att få ut mer pengar på din bil. Sammanfattningsvis, fortsätt inte med reparationerna om din bils marknadsvärde inte ligger långt ifrån reparationskostnaden.
Så, för att sammanfatta, kuggstången är hjärtat i din bils styrsystem. Kuggstången är en linjär växel som ansluter till tierods som slutligen är anslutna till framhjulen. Medan pinjongen är en rund växel som sitter ovanpå kuggstången och ansluts till ratten via en rattstång.
Kuggstången kommer att hålla upp till cirka 100 000 miles. Men de kan slitas ut, och när de börjar misslyckas kommer du att se några märkbara symtom. Vissa symtom inkluderar klirrande ljud när du vrider på ratten, läckande servostyrningsvätska och en lös ratt med mycket spel. Detta försvårar uppenbarligen styrning och bilkontroll. Det är därför du inte ska köra en bil med dåligt kuggstång eftersom det kan leda till en allvarlig olycka.
