Princip rada letve servoupravljača

Princip rada letve servoupravljača temelji se na kratkoročnom učinku pritiska koji stvara pumpa na cilindar, koji pomiče letvu u pravom smjeru, pomažući vozaču da upravlja automobilom. Stoga su automobili s servo upravljačem puno udobniji, posebno pri manevriranju pri maloj brzini ili vožnji u teškim uvjetima, jer takva tračnica preuzima većinu opterećenja potrebnog za okretanje kotača, a vozač joj samo daje naredbe, ne gubeći povratnu informaciju s ceste..

Letva upravljača u industriji prijevoza putnika odavno je zbog svojih tehničkih karakteristika istisnula druge vrste sličnih uređaja o kojima smo ovdje govorili (Kako radi letva volana). No, unatoč jednostavnosti dizajna, princip rada letve upravljača s hidrauličkim pojačivačem, odnosno hidrauličnim pojačivačem, još uvijek je nerazumljiv većini vlasnika automobila.

Evolucija upravljanja - kratak pregled

Od pojave prvih automobila, osnova upravljanja postao je reduktor prijenosa s velikim prijenosnim omjerom, koji na razne načine okreće prednje kotače vozila. U početku se radilo o stupu s dvonošcem pričvršćenim na dnu, pa je za prijenos sile nagiba na zglobove upravljača na koje su bili pričvršćeni prednji kotači morala biti korištena složena konstrukcija (trapez). Zatim su izumili letvu, također mjenjač, ​​koji je prenosio silu okretanja na prednji ovjes bez dodatnih konstrukcija, a ubrzo je ova vrsta upravljačkog mehanizma svugdje zamijenila stup.

Ali glavni nedostatak koji proizlazi iz principa rada ovog uređaja nije se mogao prevladati. Povećanje omjera prijenosa omogućilo je da se upravljač, koji se naziva i upravljač ili upravljač, bez napora okreće, ali je prisilio više okretaja kako bi se zglob upravljača pomaknuo iz krajnje desnog u krajnji lijevi položaj ili obrnuto. Smanjenje omjera prijenosa učinilo je upravljanje oštrijim, jer je automobil jače reagirao i na lagani pomak upravljača, no vožnja takvog automobila zahtijevala je veliku fizičku snagu i izdržljivost.

Od početka dvadesetog stoljeća pokušavaju se riješiti ovaj problem, a neki od njih bili su vezani uz hidrauliku. Sam izraz "hidraulika" došao je od latinske riječi hydro (hydro), što je značilo vodu ili neku vrstu tekuće tvari koja se po svojoj fluidnosti može usporediti s vodom. No, do početka 50-ih godina prošlog stoljeća sve je bilo ograničeno na eksperimentalne uzorke koji se nisu mogli staviti u masovnu proizvodnju. Proboj se dogodio 1951. godine kada je Chrysler predstavio prvi masovno proizveden servo upravljač (GUR) koji je radio u sprezi sa stupom upravljača. Od tada je opći princip rada hidrauličke letve ili stupa upravljača ostao nepromijenjen.

Prvi servo upravljač imao je ozbiljne nedostatke, to je:

• jako opterećen motor;
• ojačao volan samo pri srednjim ili velikim brzinama;
• pri velikim brzinama motora stvarao je višak tlaka (tlak) i vozač je izgubio kontakt s cestom.

Stoga se normalno radni hidraulični pojačivač pojavio tek na prijelazu XXI, kada je grabulja već postala glavni mehanizam upravljanja.

Kako radi hidraulični pojačivač

Da biste razumjeli princip rada hidrauličke letve upravljača, potrebno je razmotriti elemente koji su uključeni u njega i funkcije koje obavljaju:

• pumpa;
• ventil za smanjenje tlaka;
• ekspanzijski spremnik i filter;
• cilindar (hidraulični cilindar);
• distributer.

Svaki element je dio hidrauličkog pojačivača, stoga je ispravan rad servo upravljača moguć samo kada sve komponente jasno izvršavaju svoj zadatak. Ovaj video prikazuje opći princip rada takvog sustava.

Kako radi servo upravljač automobila?

pumpa

Zadaća ovog mehanizma je stalna cirkulacija tekućine (hidrauličkog ulja, ATP-a ili ATF-a) kroz sustav servoupravljača uz stvaranje određenog pritiska dovoljnog za okretanje kotača. Crpka servo upravljača spojena je remenom na remenicu radilice, ali ako je automobil opremljen električnim hidrauličkim pojačivačem, tada njegov rad osigurava zasebni električni motor. Učinak crpke je odabran tako da i u praznom hodu osigurava rotaciju stroja, a višak tlaka koji nastaje povećanjem brzine kompenzira ventil za smanjenje tlaka.

Pumpa servo upravljača izrađena je od dvije vrste:

• lamelarni;
• zupčanik.

Pumpa servo upravljača

Bez obzira na vrstu, pumpa servoupravljača radi na principu prastarog pogona s kotačima parobroda. Lamelarni je teže proizvesti, ali uz njegovu pomoć možete promijeniti performanse i pritisak koji stvara ova jedinica zbog različitog proširenja ploča propelera, što je važno na strojevima opremljenim složenim sustavom upravljanja elektroničkim servo upravljačem. Zupčasta pumpa je, s druge strane, konvencionalna pumpa za ulje, u kojoj zupci zupčanika pomiču hidrauličku tekućinu prema izlazu, a učinak i generirani tlak ovise samo o brzini motora.

Na osobnim automobilima s hidrauličnim ovjesom jedna pumpa osigurava rad oba sustava - servo upravljača i ovjesa, ali radi na istom principu. Razlikuje se od uobičajenog samo povećanom snagom.

Ventil za smanjenje pritiska

Ovaj dio hidrauličkog pojačivača radi na principu premosnog ventila koji se sastoji od kuglice za zaključavanje i opruge. Tijekom rada, crpka servo upravljača stvara cirkulaciju tekućine s određenim tlakom, jer je njezin učinak veći od propusnosti crijeva i drugih elemenata. Kako se broj okretaja motora povećava, povećava se tlak u sustavu servo upravljača, djelujući kroz kuglicu na oprugu. Krutost opruge odabrana je tako da se ventil otvara pri određenom tlaku, a promjer kanala ograničava njegovu propusnost, tako da rad ne dovodi do oštrog pada tlaka. Kada se ventil otvori, dio ulja zaobilazi sustav, čime se stabilizira tlak na potrebnoj razini.

Ventil za redukciju tlaka servo upravljača

Unatoč činjenici da je ventil za smanjenje tlaka ugrađen unutar pumpe, on je važan element hidrauličkog pojačivača, stoga je u rangu s drugim mehanizmima. Njegov kvar ili neispravan rad ugrožava ne samo servo upravljač, već i sigurnost prometa na cesti, ako dovodni vod pukne zbog prevelikog hidrauličkog tlaka ili se pojavi curenje, reakcija automobila na okretanje volana će se promijeniti, a neiskusan osoba za volanom riskira da se ne bavi menadžmentom. Stoga uređaj letve upravljača s hidrauličkim pojačivačem podrazumijeva maksimalnu pouzdanost kako cijele konstrukcije u cjelini tako i svakog pojedinog elementa.

Ekspanzijska posuda i filter

Tijekom rada servoupravljača, hidraulična tekućina prisilno cirkulira kroz sustav servoupravljača i na nju utječe tlak koji stvara pumpa, što dovodi do zagrijavanja i širenja ulja. Ekspanzijski spremnik uzima višak ovog materijala, tako da je njegov volumen u sustavu uvijek isti, čime se eliminiraju udari tlaka uzrokovani toplinskim širenjem. Zagrijavanje ATP-a i trošenje elemenata za trljanje dovodi do pojave metalne prašine i drugih onečišćenja u ulju. Ulazeći u kalem, koji je ujedno i razvodnik, ovaj krhotine začepljuju rupe, ometajući rad servo upravljača, što negativno utječe na upravljanje vozilom. Kako bi se izbjegao takav razvoj događaja, u servo upravljač je ugrađen filter koji uklanja razne ostatke iz cirkulirajuće hidrauličke tekućine.

cilindar

Ovaj dio hidrauličkog pojačivača je cijev, unutar koje se nalazi dio tračnice na kojoj je ugrađen hidraulični klip. Uljne brtve se postavljaju duž rubova cijevi kako bi se spriječilo izlazak ATP-a kada poraste tlak. Kada ulje kroz cijevi uđe u odgovarajući dio cilindra, klip se pomiče u suprotnom smjeru, gurajući letvu i, kroz nju, djelujući na šipke upravljača i zglobove upravljača.

cilindar servo upravljača

Zahvaljujući ovom dizajnu servo upravljača, zglobovi upravljača počinju se pomicati čak i prije nego što pogonski zupčanik pomakne letvu.

Distributer

Princip rada letve servo upravljača je kratkotrajno opskrba hidrauličkom tekućinom u trenutku okretanja volana, zbog čega će se letva početi pomicati i prije nego što vozač učini ozbiljan napor. Takvu kratkotrajnu opskrbu, kao i ispuštanje viška tekućine iz hidrauličkog cilindra, osigurava razdjelnik, koji se često naziva špulom.

Da biste razumjeli princip rada ovog hidrauličkog uređaja, potrebno ga je ne samo razmotriti u odjeljku, već i potpunije analizirati njegovu interakciju s ostalim elementima servoupravljača. Sve dok položaj volana i zglobova upravljača odgovaraju jedan drugom, razdjelnik, također poznat kao kalem, blokira protok tekućine u cilindar s obje strane, tako da je tlak unutar obje šupljine isti i ne utječe na smjer vrtnje naplataka. Kada vozač okreće upravljač, mali omjer reduktora letve upravljača ne dopušta mu brzo okretanje kotača bez primjene značajnog napora.

Distributer servo upravljača

Zadatak razdjelnika servoupravljača je da dovede ATP u hidraulični cilindar samo kada položaj volana ne odgovara položaju kotača, odnosno kada vozač okrene volan, razdjelnik prvi opali i prisili cilindar da djeluje na zglobove ovjesa. Takav bi utjecaj trebao biti kratkotrajan i ovisiti o tome koliko je vozač okretao volan. Odnosno, prvo hidraulički cilindar mora okretati kotače, a zatim vozač, ovaj slijed vam omogućuje da primijenite minimalan napor za okretanje, ali istovremeno "osjetite cestu".

Kada automobil udari u neku neravninu, njegov prednji kotač, barem malo, mijenja smjer vrtnje, što dovodi do udarca o tračnicu. Ako je takav udar dovoljno jak da prevlada krutost torzijske šipke, tada dolazi do neusklađenosti, što znači da dio ATF-a ulazi na suprotnu stranu hidrauličkog cilindra, što u velikoj mjeri kompenzira takav trzaj, a volan ne radi. izletjeti vozaču iz ruku. Istodobno, osjeća kretanje kroz volan i shvaća da je automobil prošao neravno područje, što mu omogućuje brzo reagiranje na promjene u prometnoj situaciji.

Princip rada

Potreba za takvim radom distributera bila je jedan od problema koji je spriječio masovnu proizvodnju hidrauličnih pojačivača, jer su obično u automobilu volan i upravljački mehanizam povezani krutom osovinom, koja ne samo da prenosi silu na zglobove upravljača, već također daje pilotu automobila povratnu informaciju s ceste. Kako bih riješio problem, morao sam potpuno promijeniti raspored osovine koja povezuje volan i upravljački prijenosnik. Između njih je ugrađen razdjelnik, čija je osnova princip torzije, odnosno elastična šipka koja se može uvijati.

Kada vozač okrene volan, torzijska šipka se u početku lagano izvrće, što uzrokuje neusklađenost položaja upravljača i prednjih kotača. U trenutku takvog neusklađenosti, kalem razdjelnika se otvara i hidraulično ulje ulazi u cilindar, što pomiče letvu upravljača u pravom smjeru i stoga eliminira neusklađenost. No, propusnost kalem razdjelnika je mala, tako da hidraulika ne zamjenjuje u potpunosti napore vozača, što znači da što brže trebate okretati, vozač će više morati okretati volan, što daje povratnu informaciju i omogućuje vam da osjetite automobil na cesti

uređaj

Za obavljanje takvog posla, odnosno doziranog ATP-a u hidraulički cilindar i zaustavljanja dovoda nakon što je neusklađenost otklonjena, bilo je potrebno stvoriti prilično složen hidraulički mehanizam koji radi po novom principu i sastoji se od:

• torzijska šipka spojena na pogonski zupčanik, koja osigurava neusklađenost pri okretanju upravljača;
• unutarnja strana kalema;
• vanjski dio kalema.

Unutarnji i vanjski dijelovi kalema tako čvrsto prianjaju jedan uz drugoga da između njih ne prodire ni kap tekućine, osim toga, u njima su izbušene rupe za dovod i povratak ATP-a. Princip rada ovog dizajna je precizno doziranje hidrauličke tekućine koja se dovodi u cilindar. Kada je položaj kormila i letve usklađen, dovodni i povratni otvori su pomaknuti jedan u odnosu na drugi i tekućina kroz njih ne ulazi niti istječe iz cilindara, tako da se potonji stalno pune i nema opasnosti od prozračivanja. . Kada pilot automobila okreće upravljač, torzijska šipka se prvo okreće, vanjski i unutarnji dijelovi kalema se pomiču jedan u odnosu na drugi, zbog čega se spajaju dovodne rupe s jedne strane i rupe za odvod s druge strane. .

Vidi također: Amortizer letve upravljača - namjena i pravila ugradnje

Ulaskom u hidraulički cilindar ulje pritiska klip, pomičući ga na rub, potonji se pomiče na tračnicu i počinje se kretati i prije nego što pogonski zupčanik djeluje na njega. Kako se letva pomiče, nesklad između vanjskog i unutarnjeg dijela kalema nestaje, zbog čega dovod ulja postupno prestaje, a kada položaj kotača dosegne ravnotežu s položajem upravljača, dovod i izlaz ATP je potpuno blokiran. U tom stanju cilindar, čija su oba dijela napunjena uljem i tvore dva zatvorena sustava, ima stabilizirajuću ulogu, stoga pri udaru u neravninu do upravljača stiže osjetno manji impuls i volan se ne izvlači iz vozačeve ruke.

Odnosno, rad hidrauličke letve upravljača temelji se na principima kalema i torzijske šipke - kada vozač okrene volan, prvo malo zakrene torzijsku letvu, zbog čega se kalem otvara, a zatim torzija šipka ispravlja i zatvara kalem. Odnosno, hidraulička tekućina, zahvaljujući razdjelniku, ulazi u hidraulički cilindar tek kada kut upravljanja premašuje odgovarajući pomak letve upravljača, tako da vozač ne čini pretjerani napor, ali istovremeno ne gubi kontakt s cestom.

Zaključak

Princip rada letve servoupravljača temelji se na kratkoročnom učinku pritiska koji stvara pumpa na cilindar, koji pomiče letvu u pravom smjeru, pomažući vozaču da upravlja automobilom. Stoga su automobili s servo upravljačem puno udobniji, posebno pri manevriranju pri maloj brzini ili vožnji u teškim uvjetima, jer takva tračnica preuzima većinu opterećenja potrebnog za okretanje kotača, a vozač joj samo daje naredbe, ne gubeći povratnu informaciju s ceste..

Servo upravljač - uređaj i princip rada servo upravljača na Lego modelu!