Көліктің басқару механизмдеріндегі тіреу осі

Кіріспе

Көліктің рульдік механизмінің негізгі тірегі немесе жартылай тіркемелі көліктің бесінші дөңгелекті жалғауының бөлігі. Кингпин (сондай-ақ король тірегі, король тірегі және к тірегі) – автомобильдің немесе басқа көліктің рульдік механизмінің негізгі тірегі. Бұл термин жартылай тіркемелі көлік пен оның тіркемесіне немесе басқа жүкті жалғауға арналған бесінші дөңгелектің құралының бір бөлігін де білдіреді.

Тарих

Бастапқыда, атпен тартылатын арбалардың "бұрылатын" рульдерімен, бұл қозғалмалы осьтің арба аясының астында бұрылуын қамтамасыз ететін бір ілгек болды. Бұл осьтің жақтан-жаққа орналасуын анықтады, бірақ арбаның салмағы оны қоршаған дөңгелек ағаш сақиналы айналма платформаға тиесілі болды. Осыған ұқсас орталық піволды рульді бумен жүретін қозғалтқыштарда да қолданды, мұнда "кингпин" қазандықтың астындағы "арқалық тіреуге" орнатылған. Кейбір ертедегі автомобильдер де орталық піволды рульді пайдаланды, бірақ олардың жылдамдығы артқан сайын бұл жарамсыз екені анық болды. Акерманн рульді басқару қозғалысын екі півотка бөледі, біреуі әрбір алдыңғы дөңгелектің ортасына жақын орналасқан. Олардың арасындағы сәулелік ось шассиге қатысты бекітілген күйде қалады және аспамен байланысады. Акерманн рульді басқарудың екі артықшылығы бар: ол дөңгелектердің сырғып қалуын азайтады, рульді бұратын кезде дөңгелектерді жүріс жолы бойынша бүйірінен сүйреу қажеттілігін жояды, сондай-ақ аспа мен жолдың ойыстарынан туындайтын рульдің бұрылуын азайтады. Енді кингпин осьтің соңына бекітілді және хаб тасымалдағыш олардың үстінде бұрылатын болды. Көбінесе кингпиннің ортасы оське бекітіліп, хаб тасымалдағышы оған сәйкес бұрылатын, бірақ кейбір көліктер, соның ішінде Ford Model T, бұрылатын осьті және бір бөліктен жасалған тасымалдағышқа бекітілген кингпинды қолданды. Кингпиндер әрқашан ортасынан және айналмалы подшипниктердің ұштарынан қысылып бекітілді, бұл рычагтың әсерін күшейтіп, подшипникке түсетін жүкені азайту үшін жасалды. 1930 жылдары жоғары өнімділігі бар автомобильдер үшін тәуелсіз алдыңғы аспа дамыды, көбінесе қос тірек сүйектері аспасын пайдаланды. Бұл өнімділік сонымен қатар серпімді емес салмақты азайтуға да ықпал етті. Аспаның жоғары және төмен қозғалысы мен рульді бұру үшін бөлек півотка қолданудың орнына, екі дәрежелі еркіндікте қозғала алатын шарлы буынды пайдалану бір буынның екі функцияны орындауына мүмкіндік берді. Хаб тасымалдағышы екі тірек сүйегінің ұштарын қамтитын етіп тік созылды, әрқайсысының ұшында шарлы буындар орналасқан. 1950-1960 жылдары мұндай тәуелсіз аспа барлық баға диапазонындағы жеңіл автомобильдерде кең таралды. Кингпин енді жеке физикалық компонент болмаса да, аспа геометриясы шарлы буын орталықтары арасындағы сызық бойынша виртуалды кингпин тұрғысынан әзірленді. Олардың көпшілігі ескіргенімен, кингпин аспалары әлдеқайда ауыр салмақты көтере алады, сондықтан олар әлі де кейбір ауыр жүк көліктерінде қолданылады. Dana 1991 жылға дейін D60 осьінің кингпин нұсқасын өндірді. (Бірақ, экскаватордың шасси мен багы арасындағы функционалдық жағынан ұқсас, берік және сенімді буынды "корольдік тіреу" деп атайды.) Трактордың бесінші дөңгелекке жалғанатын жартылай тіркемелі арбаның алдыңғы жағындағы сосальник та кингпин деп аталады, оның қолданылуы түпнұсқадағы атпен тартылатын арбалар мен трактор қозғалтқыштарының басқару жүйесіне ұқсас.

Originally, with the 'turntable' steering of horse drawn wagons, this was a single pin on which the moveable axle was pivoted beneath the wagon's frame. This located the axle from side to side, but the weight of the wagon was carried on a circular wooden ring turntable surrounding this. Similar centre pivot steering was used by steam traction engines, the kingpin being mounted on the 'perch bracket' beneath the boiler. Some early cars also used centre pivot steering, although it became apparent that it was unsuitable for their increasing speeds. Ackermann steering separates the steering movement into two pivots, one near the hub of each front wheel. The beam axle between them remains fixed relative to the chassis, linked by the suspension. Ackermann steering has the two advantages that it reduces tyre scrub, the need to drag tyres sideways across their tread when turning the steering, and also it reduced bump steer, suspension and road bumps tending to upset the steering direction. The kingpins were now fixed to the axle ends and the hub carriers pivoted upon them. Most commonly the centre of the kingpin was fixed in the axle and the hub carrier was forked to fit over this, but some vehicles, including the Ford Model T illustrated, used a forked axle and a kingpin fixed into a single piece carrier. Kingpins were always clamped in the centre and the swivel bearings at the ends, to increase the lever arm and so reduce the bearing load. Independent front suspension developed through the 1930s, for high performance cars at least, often using double wishbone suspension. This performance also encouraged the reduction of unsprung weight. Rather than using separate pivots for both the up and down motion of the suspension and the steering swivel, the use of a spherical ball joint that could move in two degrees of freedom allowed the same joint to carry out both functions. The hub carrier extended vertically to span the ends of both wishbones, with a ball joint at each end. In the 1950s and 1960s, such independent suspension became commonplace through light cars in all price ranges. Although the kingpin was no longer an identifiable physical component, suspension geometry was still designed in terms of a virtual kingpin along a line between the ball joint centres. Although they are largely obsolete, kingpin suspensions have the advantage of being able to carry much heavier weights, which is why they are still featured on some heavy trucks. Dana produced the kingpin version of the D60 axle until 1991. (The functionally analogous, similar looking and very robust joint between the chassis and boom on a backhoe is however referred to as a king post.) The nipple at the front of a semi trailer to connect to a fifth wheel coupling on a tractor unit is also known as a kingpin, which usage is analogous to the original horse drawn wagon and traction engine steering use.