Princip rada letve servo upravljača

Princip rada letve servo upravljača zasniva se na kratkotrajnom dejstvu pritiska koji pumpa stvara na cilindar, koji pomera letvu u pravom smeru, pomažući vozaču da upravlja automobilom. Stoga su automobili sa servo upravljačem mnogo 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 komande, ne gubeći povratnu informaciju. sa puta..

Letva upravljača u industriji prijevoza putnika odavno je istisnula druge vrste sličnih uređaja zbog svojih tehničkih karakteristika, o čemu smo govorili ovdje (Kako radi letva volana). Ali, unatoč jednostavnosti dizajna, princip rada letve upravljača s hidrauličnim pojačivačem, odnosno hidrauličnim pojačivačem, još uvijek je nerazumljiv većini vlasnika automobila.

Evolucija upravljanja - kratak pregled

Od pojave prvih automobila, osnova upravljanja postao je reduktor sa velikim omjerom prijenosa, koji na razne načine okreće prednje kotače vozila. U početku je to bio stup sa dvonošcem pričvršćenim na dnu, tako da je složena konstrukcija (trapez) morala biti korištena za prijenos sile nagiba na zglobove upravljača na koje su bili pričvršćeni prednji točkovi. Zatim su izmislili letvu, također i mjenjač, ​​koji je prenosio silu okretanja na prednji ovjes bez dodatnih konstrukcija, a ubrzo je ova vrsta upravljačkog mehanizma svuda zamijenila stup.

Ali glavni nedostatak koji proizlazi iz principa rada ovog uređaja nije se mogao prevladati. Povećanje omjera prijenosa omogućilo je da se volan, koji se naziva i volan ili volan, okreće bez napora, ali je prisilio više okreta da bi se zglob upravljača pomjerio iz krajnje desne u krajnje lijevo ili obrnuto. Smanjenje stepena prenosa učinilo je upravljanje oštrijim, jer je automobil jače reagovao i na blago pomeranje volana, ali je vožnja takvog automobila zahtevala veliku fizičku snagu i izdržljivost.

Pokušaji da se ovaj problem reši od početka 50. veka, a neki od njih bili su vezani za hidrauliku. Sam izraz "hidraulika" dolazi od latinske riječi hydro (hidro), što je značilo vodu ili neku vrstu tečne tvari koja se po svojoj fluidnosti može usporediti s vodom. Međutim, do početka 1951-ih godina prošlog stoljeća sve je bilo ograničeno na eksperimentalne uzorke koji se nisu mogli staviti u masovnu proizvodnju. Proboj je došao XNUMX. godine kada je Chrysler predstavio prvi masovno proizveden servo upravljač (GUR) koji je radio zajedno sa stubom upravljača. Od tada je opći princip rada hidraulične letve ili stupa upravljača ostao nepromijenjen.

Prvi servo upravljač imao je ozbiljne nedostatke, to je:

• jako opterećen motor;
• ojačan volan samo pri srednjim ili velikim brzinama;
• pri velikim brzinama motora stvarao je višak pritiska (pritisak) i vozač je izgubio kontakt sa cestom.

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

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 pritiska;
• ekspanziona posuda i filter;
• cilindar (hidraulični cilindar);
• distributer.

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

Kako radi servo upravljač automobila?

Pumpa

Zadatak ovog mehanizma je stalna cirkulacija tekućine (hidrauličnog ulja, ATP-a ili ATF-a) kroz sistem servo upravljača uz stvaranje određenog pritiska dovoljnog za okretanje kotača. Pumpa servo upravljača spojena je remenom na remenicu radilice, ali ako je automobil opremljen električnim hidrauličnim pojačivačem, tada njegov rad osigurava zasebni električni motor. Performanse pumpe su odabrane tako da i u praznom hodu osigurava rotaciju stroja, a višak tlaka koji nastaje pri porastu brzine se kompenzira redukcijskim ventilom.

Pumpa servo upravljača je napravljena od dva tipa:

• lamelarni;
• brzina.

Pumpa servo upravljača

Bez obzira na vrstu, pumpa servo upravljača radi na principu drevne pogonske jedinice na kotaču parobroda. Lamelarni je teži za proizvodnju, 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 elektronskim sistemom upravljanja servo upravljačem. Zupčasta pumpa je, s druge strane, konvencionalna pumpa za ulje, u kojoj zupci zupčanika pomiču hidrauličnu tekućinu prema izlazu, a učinak i generirani pritisak zavise samo od brzine motora.

Na automobilima sa hidrauličnim ovjesom, jedna pumpa osigurava rad oba sistema - servo upravljača i ovjesa, ali radi na istom principu. Od uobičajenog se razlikuje samo po povećanju snage.

Ventil za smanjenje pritiska

Ovaj dio hidrauličkog pojačivača radi na principu premosnog ventila koji se sastoji od kuglice za zaključavanje i opruge. Tokom rada, pumpa servo upravljača stvara cirkulaciju tekućine sa određenim pritiskom, jer je njena učinkovitost veća od propusnosti crijeva i drugih elemenata. Kako se broj obrtaja motora povećava, pritisak u sistemu servo upravljača se povećava, djelujući kroz kuglicu na oprugu. Krutost opruge je odabrana tako da se ventil otvara pri određenom pritisku, a promjer kanala ograničava njegovu propusnost, tako da rad ne dovodi do oštrog pada tlaka. Kada se ventil otvori, dio ulja zaobilazi sistem, čime se tlak stabilizira na potrebnom nivou.

Ventil za redukciju pritiska servo upravljača

Unatoč činjenici da je reduktor 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 saobraćaja na cesti, ako dovodni vod pukne zbog prevelikog hidrauličkog pritiska, ili se pojavi curenje, reakcija automobila na okretanje volana će se promijeniti, a neiskusan osoba za volanom rizikuje da se ne bavi menadžmentom. Dakle, uređaj letve upravljača s hidrauličnim pojačivačem podrazumijeva maksimalnu pouzdanost kako cijele konstrukcije u cjelini tako i svakog pojedinačnog elementa.

Ekspanziona posuda i filter

Tokom rada servo upravljača, hidraulična tečnost je prisiljena da cirkuliše kroz sistem servo upravljača i na nju utiče pritisak koji stvara pumpa, što dovodi do zagrijavanja i širenja ulja. Ekspanzijska posuda uzima višak ovog materijala, tako da je njegova zapremina u sistemu uvijek ista, čime se eliminišu udari tlaka uzrokovani toplinskim širenjem. Zagrijavanje ATP-a i trošenje elemenata za trljanje dovodi do pojave metalne prašine i drugih zagađivača u ulju. Ulaskom u kalem, koji je ujedno i razvodnik, ova krhotina začepljuje rupe, ometajući rad servo upravljača, što negativno utiče na upravljivost vozila. Da 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 šine na kojoj je ugrađen hidraulični klip. Uljne brtve se postavljaju duž rubova cijevi kako bi se spriječilo izlazak ATP-a kada pritisak poraste. Kada ulje kroz cijevi uđe u odgovarajući dio cilindra, klip se kreće u suprotnom smjeru, gurajući letvu i kroz nju djelujući na šipke upravljača i zglobove upravljača.

cilindar servo volana

Zahvaljujući ovom dizajnu servo upravljača, zglobovi upravljača počinju da se pomeraju čak i pre nego što pogonski zupčanik pomeri letvu.

Distributer

Princip rada letve servo upravljača je da nakratko dovodi hidrauličnu tekućinu u trenutku okretanja volana, zbog čega će letva početi da se kreće i prije nego što vozač učini ozbiljan napor. Ovakvu kratkoročnu opskrbu, kao i ispuštanje viška tekućine iz hidrauličnog cilindra, osigurava distributer, koji se često naziva kalem.

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 servo upravljača. Sve dok položaj volana i zglobova volana odgovaraju jedan drugom, razvodnik, poznat i kao kalem, blokira protok tečnosti u cilindar sa obe strane, tako da je pritisak unutar obe šupljine isti i ne utječe na smjer rotacije naplataka. Kada vozač okreće volan, mali odnos reduktora letve upravljača ne dozvoljava mu da brzo okreće točkove bez značajnog napora.

Distributer servo upravljača

Zadatak razdjelnika servo upravljača 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 uticaj bi trebao biti kratkotrajan i zavisiti od toga koliko je vozač okretao volan. Odnosno, prvo hidraulični cilindar mora okretati kotače, a zatim vozač, ovaj redoslijed vam omogućava da uložite minimalan napor za okretanje, ali istovremeno "osjetite cestu".

Kada automobil udari u neku neravninu, njegov prednji točak, barem malo, mijenja smjer rotacije, što dovodi do udarca o šinu. Ako je takav udar dovoljno jak da savlada 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 izletjeti iz ruku vozača. Istovremeno, osjeća kretanje kroz volan i razumije da je automobil prošao neravno područje, što mu omogućava da brzo reaguje na promjene u prometnoj situaciji.

Kako to radi

Potreba za ovakvim 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 takođe daje pilotu automobila povratnu informaciju sa puta. Da bih riješio problem, morao sam potpuno promijeniti raspored osovine koja povezuje volan i upravljački prijenosnik. Između njih je ugrađen razvodnik, čija je osnova princip torzije, odnosno elastična šipka koja se može uvijati.

Kada vozač okrene volan, torziona šipka se u početku lagano izvrće, što uzrokuje neusklađenost između položaja volana i prednjih točkova. 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. Ali, propusnost kalem razdjelnika je mala, tako da hidraulika ne zamjenjuje u potpunosti napore vozača, što znači da što brže treba da skrenete, vozač će više morati da okreće volan, što daje povratnu informaciju i omogućava vam da osetite automobil na putu

Uređaj

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

• torziona šipka spojena na pogonski zupčanik, koja osigurava neusklađenost pri okretanju volana;
• unutrašnjost kalema;
• spoljni deo kalema.

Unutarnji i vanjski dijelovi kalema toliko su čvrsto povezani jedan s drugim 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 zupčanika usklađen, dovodni i povratni otvori su pomaknuti jedan u odnosu na drugi i tekućina kroz njih ne ulazi niti izlazi iz cilindara, tako da se cilindar stalno puni i nema opasnosti od prozračivanja. . Kada pilot automobila okrene volan, torziona šipka se prvo okreće, vanjski i unutrašnji dijelovi kalema se pomiču jedan u odnosu na drugi, zbog čega se spajaju rupe za dovod na jednoj strani i rupe za odvod s druge strane. .

Pročitajte takođe: Amortizer letve volana - namjena i pravila ugradnje

Ulaskom u hidraulični cilindar ulje pritiska klip, pomičući ga do ruba, ovaj se pomiče na šinu i počinje se kretati čak i prije nego što pogonski zupčanik djeluje na njega. Kako se zupčanik pomjera, nesklad između vanjskog i unutrašnjeg dijela kalema nestaje, zbog čega dotok ulja postepeno prestaje, a kada položaj kotača dostigne ravnotežu sa položajem volana, dovod i izlaz ATP je potpuno blokiran. U tom stanju cilindar, čija su oba dijela napunjena uljem i čine dva zatvorena sistema, ima stabilizirajuću ulogu, tako da pri udaru u neravninu do upravljača stiže primjetno manji impuls i volan se ne izvlači iz vozačeve ruke.

Odnosno, rad hidrauličke letve upravljača zasniva se na principima kotura i torzijske šipke - kada vozač okrene volan, prvo malo zakrene torzionu letvu, zbog čega se kalem otvara, a zatim torzija šipka ispravlja i zatvara kalem. Odnosno, hidraulična tekućina, zahvaljujući razdjelniku, ulazi u hidraulički cilindar samo kada ugao upravljanja premaši odgovarajući pomak letve upravljača, tako da vozač ne ulaže pretjerani napor, ali istovremeno ne gubi kontakt s cestom.

zaključak

Princip rada letve servo upravljača zasniva se na kratkotrajnom dejstvu pritiska koji pumpa stvara na cilindar, koji pomera letvu u pravom smeru, pomažući vozaču da upravlja automobilom. Stoga su automobili sa servo upravljačem mnogo 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 komande, ne gubeći povratnu informaciju. sa puta..

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