Przekładnia śrubowo-kulkowa [układ kierowniczy]

Trzecią konstrukcją dotyczącą przekładni w układach kierowniczych jest rozwiązanie śrubowe (śrubowo-kulkowe). Tak samo jak w przypadku przekładni ślimakowych na wyjściu otrzymuje się ruch obrotowy ramienia.

Obecnie stosuje się wyłącznie przekładnie śrubowo-kulkowe ze względu na mniejsze opory ruchu. Zasada działania przekładni śrubowo-kulkowej jest zbliżona do ślimakowej, jednak na końcu wałka kolumny kierowniczej i współpracującej nakrętce nacięty jest gwint o zarysie kołowym, do wnętrza którego wprowadzone są kulki łożyskowe. Zadanie kulek polega na zamianie tarcia ślizgowego na tarcie toczne podczas wzajemnego obrotu śruby i nakrętki, ponieważ współczynnik tarcia tocznego jest znacznie niższy niż ślizgowego.

Aby uniknąć wypadania kulek, obydwa końce (wyloty) gwintów nakrętki są ze sobą połączone kanałem obiegowym, umożliwiającym swobodne przemieszczanie się kulek z jednej strony nakrętki na drugą. Podczas obracania koła kierownicy obracający się wał inicjuje przetaczanie się kulek, które wywołują ruch postępowy nakrętki współpracującej z wycinkiem zębatym bezpośrednio połączonym z ramieniem przekładni kierowniczej.

Rozwiązanie takie można spotkać w starszych pojazdach osobowych i współczesnych pojazdach użytkowych, takich jak ciągniki czy ciągniki siodłowe, a potentatem w tym segmencie jest firma ZF. Ze względu na dość rozbudowany układ kinematyczny sprzęgniętego mechanizmu zwrotniczego przekładnie te stosuje się głównie przy napędzie kół tylnych.

Tak samo jako w przekładni ślimakowej, tak i tutaj osiąga się wyższy komfort i możliwość większego skrętu kół kierowanych kosztem nieco gorszej precyzji prowadzenia. Częstym problemem są także luzy występujące w przekładniach tego typu i potrzeba ich regulacji za pomocą śruby oporowej. Wysoki koszt i problemy związane z regulacją bardzo mocno ograniczają ich zastosowanie. Ważną zaletą jest za to możliwość przeniesienia bardzo dużych sił.

Powyższy klip wideo bardzo prosto obrazuje zasadę działania przekładni tego typu. Układ zaprezentowany na wideo wyposażony jest jednak w hydrauliczny układ wspomagania – ten temat poruszymy już niebawem.

Zobacz także:

Przekładnia zębatkowa [układ kierowniczy]
Przekładnia ślimakowa i globoidalna [układ kierowniczy]