A szervokormány fogaslécének működési elve

A szervokormány fogaslécének működési elve a szivattyú által a hengerre gyakorolt ​​nyomás rövid távú hatásán alapul, ami a fogaslécet a megfelelő irányba tolja el, segítve a vezetőt az autó kormányzásában. Ezért a szervokormánnyal szerelt autók sokkal kényelmesebbek, különösen alacsony sebességgel manőverezéskor vagy nehéz körülmények között történő vezetéskor, mivel egy ilyen sín veszi fel a kerék elfordításához szükséges terhelés nagy részét, és a vezető csak parancsokat ad neki, anélkül, hogy elveszítené a visszajelzést. az útról..

A személyszállító iparban a kormányrúd műszaki jellemzői miatt már régóta kiszorította a többi típusú hasonló berendezést, amiről itt beszéltünk (Hogyan működik a kormányléc). De a tervezés egyszerűsége ellenére a hidraulikus nyomásfokozóval, azaz hidraulikus erősítővel ellátott kormányrúd működési elve a legtöbb autótulajdonos számára még mindig érthetetlen.

Irányításfejlesztés – rövid áttekintés

Az első autók megjelenése óta a kormányzás alapja egy nagy áttételi arányú sebességváltó lett, amely különféle módokon forgatja a jármű első kerekeit. Kezdetben egy oszlopról volt szó, amelynek aljára kétlábú volt rögzítve, ezért egy összetett szerkezettel (trapézzel) kellett az előfeszítő erőt átvinni a kormánycsuklókra, amelyekre az első kerekeket csavarozták. Aztán feltaláltak egy fogaslécet, egyben váltót is, ami további szerkezetek nélkül továbbította a fordulási erőt az első felfüggesztésre, és hamarosan mindenhol ez a típusú kormányszerkezet váltotta fel az oszlopot.

De az eszköz működési elvéből adódó fő hátrányt nem lehetett leküzdeni. Az áttételi arány növelése lehetővé tette a kormánykeréknek vagy kormánykeréknek is nevezett kormányt, hogy könnyedén forgathassák, de több fordulat kényszerítette a kormánycsuklót a jobb szélső helyzetből a bal szélső helyzetbe, vagy fordítva. Az áttétel csökkentése élesebbé tette a kormányzást, mert az autó még a kormány enyhe eltolására is erősebben reagált, de egy ilyen autó vezetése nagy fizikai erőt és kitartást igényelt.

A probléma megoldására a 50. század eleje óta történtek kísérletek, és ezek egy része a hidraulikához kapcsolódott. Maga a "hidraulika" kifejezés a latin hydro (hydro) szóból származik, amely vizet vagy valamilyen folyékony anyagot jelentett, amely a vízhez hasonlítható. A múlt század 1951-es éveinek elejéig azonban minden olyan kísérleti mintákra korlátozódott, amelyeket nem lehetett tömeggyártásba helyezni. Az áttörést XNUMX-ben érte el, amikor a Chrysler bemutatta az első sorozatgyártású szervokormányt (GUR), amely a kormányoszloppal együtt működött. Azóta a hidraulikus kormányléc vagy -oszlop általános működési elve változatlan maradt.

Az első szervokormánynak komoly hiányosságai voltak, ez:

• erősen megterhelte a motort;
• csak közepes vagy nagy sebességnél erősítette meg a kormánykereket;
• nagy motorfordulatszámon túlnyomást (nyomást) hozott létre, és a vezető elvesztette a kapcsolatot az úttal.

Ezért egy normálisan működő hidraulikus erősítő csak a XXI fordulóján jelent meg, amikor már a gereblye lett a fő kormányszerkezet.

Hogyan működik a hidraulikus nyomásfokozó

A hidraulikus kormánymű működési elvének megértéséhez figyelembe kell venni a benne szereplő elemeket és az általuk végzett funkciókat:

• szivattyú;
• nyomás csökkentő szelep;
• tágulási tartály és szűrő;
• henger (hidraulikus henger);
• elosztó.

Minden elem a hidraulikus nyomásfokozó része, ezért a szervokormány helyes működése csak akkor lehetséges, ha minden alkatrész egyértelműen ellátja feladatát. Ez a videó egy ilyen rendszer működésének általános elvét mutatja be.

Hogyan működik egy autó szervokormánya?

Насос

Ennek a mechanizmusnak a feladata a folyadék (hidraulikaolaj, ATP vagy ATF) folyamatos keringtetése a szervokormány rendszeren keresztül, a kerekek elfordításához elegendő nyomás létrehozásával. A szervokormány szivattyúja szíjjal kapcsolódik a főtengely szíjtárcsájához, de ha az autó elektromos hidraulikus nyomásfokozóval van felszerelve, akkor annak működését külön villanymotor biztosítja. A szivattyú teljesítményét úgy választják meg, hogy alapjáraton is biztosítsa a gép forgását, és a fordulatszám növelésekor fellépő túlnyomást a nyomáscsökkentő szelep kompenzálja.

A szervokormány-szivattyú két típusból készül:

• lamellás;
• felszerelés.

Szervoszivattyút

Típustól függetlenül a szervokormány-szivattyú egy ősi gőzös kerékhajtás elvén működik. A lamellás nehezebben gyártható, de segítségével változtatható a teljesítmény és a légcsavarlemezek eltérő kiterjesztése miatt az egység által keltett nyomás, ami a komplex elektronikus szervokormány vezérlőrendszerrel felszerelt gépeknél fontos. A fogaskerék-szivattyú viszont egy hagyományos olajszivattyú, amelyben a fogaskerekek fogai mozgatják a hidraulikafolyadékot a kimenet felé, a teljesítmény és a keletkező nyomás pedig csak a motor fordulatszámától függ.

A hidraulikus felfüggesztésű autókon egy szivattyú biztosítja mindkét rendszer - a szervokormány és a felfüggesztés - működését, de ugyanazon az elven működik. Csak megnövelt teljesítményben tér el a szokásostól.

Nyomás csökkentő szelep

A hidraulikus nyomásfokozónak ez a része a bypass szelep elvén működik, amely egy reteszelő golyóból és egy rugóból áll. Működés közben a szervokormány-szivattyú bizonyos nyomású folyadékkeringést hoz létre, mivel teljesítménye nagyobb, mint a tömlők és egyéb elemek áteresztőképessége. A motor fordulatszámának növekedésével a szervokormány-rendszerben növekszik a nyomás, ami a rugóra ható golyón keresztül hat. A rugó merevségét úgy választják meg, hogy a szelep bizonyos nyomáson kinyíljon, és a csatornák átmérője korlátozza az áteresztőképességet, így a működés nem vezet éles nyomáseséshez. Amikor a szelep kinyílik, az olaj egy része megkerüli a rendszert, ami stabilizálja a nyomást a kívánt szinten.

Szervokormány nyomáscsökkentő szelep

Annak ellenére, hogy a nyomáscsökkentő szelep a szivattyú belsejében van felszerelve, fontos eleme a hidraulikus nyomásfokozónak, ezért egyenrangú más mechanizmusokkal. Meghibásodása vagy hibás működése nemcsak a szervokormányt, hanem a közúti közlekedés biztonságát is veszélyezteti, ha a túlzott hidraulikus nyomás miatt a tápvezeték megreped, vagy szivárgás jelentkezik, megváltozik az autó reakciója a kormánykerék elfordítására, és egy tapasztalatlan a volán mögött ülő személy azt kockáztatja, hogy nem foglalkozik a vezetéssel. Ezért a hidraulikus nyomásfokozóval ellátott kormányrúd készülék a teljes szerkezet egészének és minden egyes elemének maximális megbízhatóságát jelenti.

Tágulási tartály és szűrő

A szervokormány működése közben a hidraulikafolyadék kénytelen keringeni a szervokormány rendszeren keresztül, és a szivattyú által létrehozott nyomás befolyásolja, ami az olaj felmelegedéséhez és tágulásához vezet. A tágulási tartály ezt az anyagot felveszi, így a térfogata a rendszerben mindig azonos, ami kiküszöböli a hőtágulás okozta nyomáslökéseket. Az ATP melegítése és a dörzsölő elemek kopása fémpor és egyéb szennyeződések megjelenéséhez vezet az olajban. Az egyben elosztó orsóba kerülve ez a törmelék eltömíti a lyukakat, megzavarja a szervokormány működését, ami negatívan befolyásolja a jármű kezelhetőségét. Az események ilyen fejlődésének elkerülése érdekében a szervokormányba egy szűrőt építenek be, amely eltávolítja a keringő hidraulikafolyadékból a különféle szennyeződéseket.

henger

A hidraulikus nyomásfokozó ezen része egy cső, melynek belsejében van a sín egy része, amelyre hidraulikus dugattyú van felszerelve. Olajtömítések vannak felszerelve a cső szélei mentén, hogy megakadályozzák az ATP kiszökését a nyomás emelkedésekor. Amikor az olaj a csöveken keresztül belép a henger megfelelő részébe, a dugattyú az ellenkező irányba mozog, tolja a fogaslécet, és azon keresztül hat a kormányrudakra és a kormánycsuklókra.

szervokormány henger

Ennek a szervokormány-konstrukciónak köszönhetően a kormánycsuklók még azelőtt mozogni kezdenek, hogy a hajtómű elmozdítaná a fogaslécet.

Elosztó

A szervokormány fogaslécének működési elve az, hogy a kormánykerék elfordításának pillanatában rövid ideig táplálja a hidraulikafolyadékot, aminek következtében a fogasléc még azelőtt mozogni kezd, hogy a vezető komoly erőfeszítéseket tenne. Az ilyen rövid távú ellátást, valamint a felesleges folyadék kiürítését a hidraulikus hengerből egy elosztó biztosítja, amelyet gyakran orsónak neveznek.

Ennek a hidraulikus eszköznek a működési elvének megértéséhez nem csak egy szakaszban kell megvizsgálni, hanem részletesebben elemezni kell a szervokormány többi elemével való kölcsönhatását is. Amíg a kormánykerék és a kormánycsuklók helyzete megegyezik egymással, addig az elosztó, más néven orsó blokkolja a folyadék áramlását a hengerbe mindkét oldalról, így a nyomás mindkét üregben azonos és nem befolyásolja a felnik forgásirányát. Amikor a vezető elfordítja a kormánykereket, a kormányléc szűkítőjének kis aránya nem teszi lehetővé, hogy jelentős erőfeszítés nélkül gyorsan elfordítsa a kerekeket.

Szervokormány elosztó

A szervokormány-elosztó feladata, hogy ATP-vel csak akkor lássa el a hidraulikus hengert, ha a kormánykerék helyzete nem egyezik meg a kerekek helyzetével, vagyis amikor a vezető elfordítja a kormányt, az elosztó először tüzel és erőlködik. a henger a felfüggesztés csuklóira hat. Az ilyen hatásnak rövid távúnak kell lennie, és attól függ, hogy a vezető mennyit forgatta el a kormánykereket. Vagyis először a hidraulikus hengernek kell elforgatnia a kerekeket, majd a vezetőnek, ez a sorrend lehetővé teszi, hogy minimális erőfeszítést tegyen a forduláshoz, ugyanakkor „érezze az utat”.

Amikor az autó nekiütközik valamilyen ütésnek, az első kereke legalább egy kicsit megváltoztatja a forgásirányt, ami a sínnek ütközik. Ha egy ilyen ütközés elég erős ahhoz, hogy leküzdje a torziós rúd merevségét, akkor eltérés lép fel, ami azt jelenti, hogy az ATF egy része a hidraulikus henger ellenkező oldalára kerül, ami nagyrészt kompenzálja az ilyen rándulást, és a kormánykerék nem. kirepül a sofőr kezéből. Ugyanakkor mozgást érez a kormányon keresztül, és megérti, hogy az autó egyenetlen területen haladt el, ami lehetővé teszi számára, hogy gyorsan reagáljon a forgalmi helyzet változásaira.

Működési elv

Az ilyen elosztói működés szükségessége volt az egyik probléma, amely megakadályozta a hidraulikus nyomásfokozók tömeggyártását, mivel általában egy autóban a kormányt és a kormányművet egy merev tengely köti össze, amely nemcsak erőt ad át a kormánycsuklóknak, hanem az autó pilótáját is visszajelzéssel látja el az útról. A probléma megoldásához teljesen megváltoztatnom kellett a kormányt és a kormányművet összekötő tengely elrendezését. Közöttük egy elosztót szereltek fel, melynek alapja a torziós elv, vagyis egy elcsavarni képes rugalmas rúd.

Amikor a vezető elfordítja a kormánykereket, a torziós rúd kezdetben kissé elcsavarodik, ami eltérést okoz a kormánykerék és az első kerekek helyzete között. Egy ilyen eltérés pillanatában kinyílik az elosztó orsója, és a hidraulika olaj belép a hengerbe, ami a kormányrúd megfelelő irányba tolja el, és ezáltal kiküszöböli az eltérést. Az elosztó orsó áteresztőképessége azonban alacsony, így a hidraulika nem helyettesíti teljesen a vezető erőfeszítéseit, ami azt jelenti, hogy minél gyorsabban kell fordulnia, annál többet kell a vezetőnek elforgatnia a kormányt, ami visszajelzést és visszajelzést ad. lehetővé teszi, hogy érezze az autót az úton

eszköz

Az ilyen munka elvégzéséhez, vagyis az ATP-nek a hidraulikus hengerbe adagolásához és a betáplálás leállításához az eltérés megszüntetése után egy meglehetősen összetett hidraulikus mechanizmust kellett létrehozni, amely új elv szerint működik, és a következőkből áll:

• a hajtóműhöz csatlakoztatott torziós rúd, amely a kormánykerék elfordításakor nem illeszkedik;
• az orsó belseje;
• az orsó külső része.

Az orsó belső és külső része olyan szorosan kapcsolódik egymáshoz, hogy egy csepp folyadék sem szivárog közéjük, ráadásul lyukakat fúrnak beléjük az ATP betáplálásához és visszavezetéséhez. Ennek a kialakításnak a működési elve a hengerbe szállított hidraulikafolyadék pontos adagolása. A kormány és a fogasléc helyzetének összehangolása esetén az adagoló és a visszatérő nyílások egymáshoz képest eltolódnak, és a rajtuk lévő folyadék nem jut be és nem folyik ki a hengerekből, így az utóbbiak folyamatosan feltöltődnek, és nem fenyeget a szellőzés . Amikor az autó pilótája elfordítja a kormányt, a torziós rúd először elcsavarodik, az orsó külső és belső részei egymáshoz képest elmozdulnak, aminek következtében az egyik oldalon lévő tápnyílások és a másik oldalon a leeresztő lyukak egyesülnek. .

Lásd még: Kormányléc lengéscsillapító - rendeltetési és telepítési szabályok

A hidraulikus hengerbe belépve az olaj rányomja a dugattyút a szélére tolja, ez utóbbi a sínre tolódik, és már azelőtt mozogni kezd, hogy a hajtómű ráhatna. A fogasléc eltolásával megszűnik az orsó külső és belső részei közötti eltérés, aminek következtében az olajellátás fokozatosan leáll, és amikor a kerekek helyzete egyensúlyba kerül a kormánykerék helyzetével, akkor az orsó külső és belső része között megszűnik az illesztés. Az ATP teljesen blokkolva van. Ebben az állapotban a henger, amelynek mindkét része olajjal van megtöltve és két zárt rendszert alkot, stabilizáló szerepet tölt be, ezért egy ütésnél érezhetően kisebb impulzus éri a kormányt, és a kormány nem húzódik ki a sofőr kezét.

Vagyis a hidraulikus kormányrúd működése az orsó és a torziós rúd elvein alapul - amikor a vezető elfordítja a kormánykereket, először kicsit megcsavarja a torziós rudat, aminek következtében az orsó kinyílik, majd a torzió rúd kiegyenesíti és lezárja az orsót. Vagyis a hidraulikafolyadék az elosztónak köszönhetően csak akkor lép be a hidraulikus hengerbe, ha a kormányzási szög meghaladja a megfelelő kormányrúd-eltolást, így a vezető nem gyakorol túlzott erőfeszítést, ugyanakkor nem veszíti el a kapcsolatot az úttal.

Következtetés

A szervokormány fogaslécének működési elve a szivattyú által a hengerre gyakorolt ​​nyomás rövid távú hatásán alapul, ami a fogaslécet a megfelelő irányba tolja el, segítve a vezetőt az autó kormányzásában. Ezért a szervokormánnyal szerelt autók sokkal kényelmesebbek, különösen alacsony sebességgel manőverezéskor vagy nehéz körülmények között történő vezetéskor, mivel egy ilyen sín veszi fel a kerék elfordításához szükséges terhelés nagy részét, és a vezető csak parancsokat ad neki, anélkül, hogy elveszítené a visszajelzést. az útról..

Szervokormány - a szervó és a szervokormány működési elve a Lego modellen!