Princippet for drift af servostyringsstativet

Funktionsprincippet for servostyringsstativet er baseret på den kortsigtede effekt af tryk genereret af pumpen på cylinderen, som flytter stativet i den rigtige retning, hvilket hjælper føreren med at styre bilen. Derfor er biler med servostyring meget mere komfortable, især når de manøvrerer ved lav hastighed eller kører under vanskelige forhold, fordi et sådant stativ tager det meste af den belastning, der kræves for at dreje hjulet, og føreren giver det kun kommandoer uden at miste feedback fra vejen..

Styrestangen i personbilindustrien har længe fortrængt andre typer lignende enheder på grund af dens tekniske egenskaber, som vi talte om her (Sådan fungerer styrestangen). Men på trods af designets enkelhed er princippet om drift af styrestangen med en hydraulisk booster, det vil sige en hydraulisk booster, stadig uforståelig for de fleste bilejere.

Styreudvikling - en kort oversigt

Siden fremkomsten af ​​de første biler er grundlaget for styring blevet en gearreduktion med et stort gearforhold, som drejer køretøjets forhjul på forskellige måder. Til at begynde med var det en søjle med en bipod fastgjort til bunden, så en kompleks struktur (trapez) skulle bruges til at overføre forspændingskraften til styreknoglerne, som forhjulene var boltet til. Derefter blev et stativ opfundet, også en gearkasse, som overførte drejekraften til forhjulsophænget uden yderligere strukturer, og snart erstattede denne type styremekanisme søjlen overalt.

Men den største ulempe, der stammer fra princippet om drift af denne enhed, kunne ikke overvindes. Forøgelse af gearforholdet gjorde det muligt at dreje rattet, også kaldet rattet eller rattet, ubesværet, men tvang flere drejninger for at flytte rattet fra den yderste højre til den yderste venstre position eller omvendt. Reduktion af gearforholdet gjorde styringen skarpere, fordi bilen reagerede stærkere selv på et lille skift af rattet, men at køre sådan en bil krævede stor fysisk styrke og udholdenhed.

Forsøg på at løse dette problem har været gjort siden begyndelsen af ​​det tyvende århundrede, og nogle af dem var relateret til hydraulik. Udtrykket "hydraulik" i sig selv kom fra det latinske ord hydro (hydro), som betød vand eller en slags flydende substans, der i sin flydighed kan sammenlignes med vand. Men indtil begyndelsen af ​​50'erne i det sidste århundrede var alt begrænset til eksperimentelle prøver, der ikke kunne sættes i masseproduktion. Gennembruddet kom i 1951, da Chrysler introducerede den første masseproducerede servostyring (GUR), der fungerede i forbindelse med ratstammen. Siden da er det generelle princip for drift af en hydraulisk styrestang eller -søjle forblevet uændret.

Den første servostyring havde alvorlige mangler, den:

• tungt belastet motoren;
• styrkede kun rattet ved mellem eller høj hastighed;
• ved høje motoromdrejninger skabte det overtryk (tryk), og føreren mistede kontakten med vejen.

Derfor dukkede en normalt fungerende hydraulisk booster kun op ved XXI-drejningen, da riven allerede var blevet den vigtigste styremekanisme.

Sådan fungerer en hydraulisk booster

For at forstå princippet om driften af ​​det hydrauliske styrestativ er det nødvendigt at overveje de elementer, der er inkluderet i det, og de funktioner, de udfører:

• pumpe;
• trykreduktionsventil;
• ekspansionsbeholder og filter;
• cylinder (hydraulisk cylinder);
• distributør.

Hvert element er en del af den hydrauliske booster, derfor er den korrekte betjening af servostyringen kun mulig, når alle komponenter klart udfører deres opgave. Denne video viser det generelle princip for driften af ​​et sådant system.

Hvordan fungerer en bils servostyring?

pumpe

Opgaven med denne mekanisme er den konstante cirkulation af væske (hydraulisk olie, ATP eller ATF) gennem servostyringssystemet med skabelsen af ​​et vist tryk, der er tilstrækkeligt til at dreje hjulene. Servostyringspumpen er forbundet med en rem til krumtapakslens remskive, men hvis bilen er udstyret med en elektrisk hydraulisk booster, er dens drift leveret af en separat elektrisk motor. Pumpens ydeevne er valgt således, at den selv i tomgang sikrer maskinens rotation, og det overtryk, der opstår, når hastigheden stiger, kompenseres af trykreduktionsventilen.

Servostyringspumpen er lavet af to typer:

• lamellær;
• gear.

servopumpe

Uanset typen fungerer servostyringspumpen efter princippet om en gammel damperhjulsfremdriftsenhed. Den lamelformede er sværere at fremstille, men med dens hjælp kan du ændre ydeevnen og trykket skabt af denne enhed på grund af den forskellige forlængelse af propelpladerne, hvilket er vigtigt på maskiner udstyret med et komplekst elektronisk servostyringskontrolsystem. Tandhjulspumpen er derimod en konventionel oliepumpe, hvor tandhjulets tænder flytter hydraulikvæsken mod udløbet, og ydelsen og det genererede tryk afhænger kun af motorhastigheden.

På personbiler med hydraulisk affjedring sørger én pumpe for driften af ​​begge systemer - servostyring og affjedring, men fungerer efter samme princip. Den adskiller sig kun fra den sædvanlige i øget kraft.

trykreduktionsventil

Denne del af den hydrauliske booster fungerer efter princippet om en bypass-ventil, der består af en låsekugle og en fjeder. Under drift skaber servostyringspumpen en væskecirkulation med et vist tryk, fordi dens ydeevne er højere end gennemløbet af slanger og andre elementer. Efterhånden som motorhastigheden stiger, øges trykket i servostyringssystemet, idet det virker gennem kuglen på fjederen. Fjederens stivhed er valgt, så ventilen åbner ved et bestemt tryk, og kanalernes diameter begrænser dens gennemløb, så driften ikke fører til et kraftigt trykfald. Når ventilen åbner, går en del af olien uden om systemet, hvilket stabiliserer trykket på det nødvendige niveau.

Servostyrings trykreduktionsventil

På trods af at trykreduktionsventilen er installeret inde i pumpen, er den et vigtigt element i den hydrauliske booster, derfor er den på linje med andre mekanismer. Dens funktionsfejl eller forkert betjening bringer ikke kun servostyringen i fare, men også trafiksikkerheden på vejen, hvis forsyningsledningen brister på grund af for højt hydraulisk tryk, eller der opstår en lækage, vil bilens reaktion på at dreje rattet ændre sig, og en uerfaren person bag rattet risikerer ikke at beskæftige sig med ledelse. Derfor indebærer enheden af ​​styrestangen med hydraulisk booster maksimal pålidelighed af både hele strukturen som helhed og hvert enkelt element.

Ekspansionsbeholder og filter

Under servostyring cirkuleres hydraulikvæske med magt gennem servostyringssystemet og påvirkes af trykket, der skabes af pumpen, hvilket fører til opvarmning og udvidelse af olien. Ekspansionsbeholderen tager over dette materiale, så dens volumen i systemet altid er den samme, hvilket eliminerer trykstød forårsaget af termisk ekspansion. ATP-opvarmning og slid på gnidningselementer fører til forekomsten af ​​metalstøv og andre forurenende stoffer i olien. Når man kommer ind i spolen, som også er en fordeler, tilstopper dette snavs hullerne, hvilket forstyrrer servostyringens funktion, hvilket negativt påvirker køretøjets håndtering. For at undgå en sådan udvikling af hændelser er der indbygget et filter i servostyringen, som fjerner diverse affald fra den cirkulerende hydraulikvæske.

cylinder

Denne del af den hydrauliske booster er et rør, inden i hvilket der er en del af skinnen med et hydraulisk stempel installeret på det. Olietætninger er installeret langs rørets kanter for at forhindre ATP i at slippe ud, når trykket stiger. Når olie kommer ind i den tilsvarende del af cylinderen gennem rørene, bevæger stemplet sig i den modsatte retning, skubber stativet og gennem det virker på styrestængerne og styreknoglerne.

servostyringscylinder

Takket være dette servostyringsdesign begynder styreknoglerne at bevæge sig, selv før drivhjulet flytter tandstangen.

Distributør

Funktionsprincippet for servostyringsstativet er kortvarigt at tilføre hydraulikvæske i det øjeblik, rattet drejes, således at tandstangen begynder at bevæge sig, selv før føreren gør en seriøs indsats. En sådan kortvarig forsyning, såvel som dræning af overskydende væske fra hydraulikcylinderen, leveres af en distributør, som ofte kaldes en spole.

For at forstå princippet om driften af ​​denne hydrauliske enhed er det nødvendigt ikke kun at overveje det i et afsnit, men også at analysere dets interaktion med resten af ​​servostyringselementerne mere fuldstændigt. Så længe positionen af ​​rattet og styreknoglerne svarer til hinanden, blokerer fordeleren, også kendt som spolen, væskestrømmen ind i cylinderen fra begge sider, så trykket inde i begge hulrum er det samme, og det påvirker ikke fælgenes rotationsretning. Når føreren drejer rattet, tillader det lille forhold mellem ratstativreduktionen ham ikke hurtigt at dreje hjulene uden at lægge en betydelig indsats.

Distributør af servostyring

Servostyringsfordelerens opgave er kun at levere ATP til den hydrauliske cylinder, når rattets position ikke svarer til hjulenes position, det vil sige, når føreren drejer rattet, skyder fordeleren først og tvinger cylinderen til at virke på ophængsknoglerne. En sådan påvirkning bør være kortvarig og afhænge af, hvor meget føreren drejede på rattet. Det vil sige, først skal den hydrauliske cylinder dreje hjulene, og derefter føreren, denne sekvens giver dig mulighed for at anvende minimal indsats for at dreje, men samtidig "føle vejen".

Når bilen rammer en form for bump, ændrer dens forhjul i det mindste en smule omdrejningsretningen, hvilket fører til et sammenstød på skinnen. Hvis et sådant slag er stærkt nok til at overvinde stivheden af ​​torsionsstangen, så opstår der en mismatch, hvilket betyder, at en del af ATF kommer ind i den modsatte side af den hydrauliske cylinder, hvilket stort set kompenserer for et sådant ryk, og rattet ikke flyve ud af førerens hænder. Samtidig mærker han bevægelse gennem rattet og forstår, at bilen har passeret et ujævnt område, som gør, at han hurtigt kan reagere på ændringer i trafiksituationen.

Virkemåde

Behovet for en sådan distributørdrift var et af de problemer, der forhindrede masseproduktionen af ​​hydrauliske boostere, fordi normalt i en bil er rattet og styretøjet forbundet med en stiv aksel, som ikke kun overfører kraft til rattets knoer, men giver også føreren af ​​bilen feedback fra vejen. For at løse problemet var jeg nødt til helt at ændre arrangementet af akslen, der forbinder rattet og styretøjet. En fordeler blev installeret mellem dem, hvis grundlag er torsionsprincippet, det vil sige en elastisk stang, der er i stand til at vride.

Når føreren drejer på rattet, vrider torsionsstangen sig i første omgang en smule, hvilket medfører et misforhold mellem rattets og forhjulenes position. I det øjeblik, hvor en sådan uoverensstemmelse er, åbner fordelerspolen, og hydraulikolie kommer ind i cylinderen, hvilket flytter styrestangen i den rigtige retning og derfor eliminerer uoverensstemmelsen. Men gennemstrømningen af ​​fordelerspolen er lav, så hydraulikken erstatter ikke helt førerens indsats, hvilket betyder, at jo hurtigere du skal dreje, jo mere skal føreren dreje på rattet, hvilket giver feedback og giver dig mulighed for at mærke bilen på vejen

enhed

For at udføre et sådant arbejde, det vil sige doseret ATP ind i den hydrauliske cylinder og stoppe forsyningen, efter at misforholdet er blevet elimineret, var det nødvendigt at skabe en ret kompleks hydraulisk mekanisme, der fungerer efter et nyt princip og består af:

• en torsionsstang forbundet til drivgearet, som giver misforhold, når rattet drejes;
• indersiden af ​​spolen;
• yderste del af spolen.

De indre og ydre dele af spolen støder så tæt op til hinanden, at der ikke siver en væskedråbe mellem dem, desuden bores der huller i dem til tilførsel og retur af ATP. Funktionsprincippet for dette design er den præcise dosering af den hydrauliske væske, der leveres til cylinderen. Når positionen af ​​rattet og stativet er koordineret, forskydes tilførsels- og returåbningerne i forhold til hinanden, og væsken gennem dem kommer ikke ind eller strømmer ud af cylindrene, så sidstnævnte er konstant fyldt, og der er ingen trussel. af luftning. Når piloten af ​​bilen drejer rattet, drejer torsionsstangen først, spolens ydre og indre dele forskydes i forhold til hinanden, på grund af hvilket tilførselshullerne på den ene side og drænhullerne på den anden side kombineres .

Se også: Styrestangsdæmper - formål og installationsregler

Ind i den hydrauliske cylinder presser olien på stemplet, flytter det til kanten, sidstnævnte skifter til skinnen, og det begynder at bevæge sig, selv før drivgearet virker på det. Efterhånden som tandstangen skifter, forsvinder misforholdet mellem spolens ydre og indre del, hvorved olietilførslen gradvist stopper, og når hjulenes position når balance med rattets position, er ATP tilførsel og udgang. fuldstændig blokeret. I denne tilstand udfører cylinderen, hvis begge dele er fyldt med olie og danner to lukkede systemer, en stabiliserende rolle, derfor når en mærkbart mindre impuls, når den rammer en bump, når rattet, og rattet trækker ikke ud af førerens hænder.

Det vil sige, at betjeningen af ​​den hydrauliske styrestang er baseret på principperne for spole og torsionsstang - når føreren drejer rattet, drejer han først torsionsstangen lidt, på grund af hvilken spolen åbner, og derefter torsion stangen retter og lukker spolen. Det vil sige, at hydraulikvæske, takket være distributøren, kun kommer ind i den hydrauliske cylinder, når styrevinklen overstiger den tilsvarende styrestangsforskydning, så føreren ikke udøver overdreven indsats, men samtidig ikke mister kontakten med vejen.

Konklusion

Funktionsprincippet for servostyringsstativet er baseret på den kortsigtede effekt af tryk genereret af pumpen på cylinderen, som flytter stativet i den rigtige retning, hvilket hjælper føreren med at styre bilen. Derfor er biler med servostyring meget mere komfortable, især når de manøvrerer ved lav hastighed eller kører under vanskelige forhold, fordi et sådant stativ tager det meste af den belastning, der kræves for at dreje hjulet, og føreren giver det kun kommandoer uden at miste feedback fra vejen..

Servostyring - enheden og funktionsprincippet for servostyringen på Lego-modellen!