Η αρχή λειτουργίας της σχάρας υδραυλικού τιμονιού
περιεχόμενο
Η αρχή λειτουργίας της σχάρας υδραυλικού τιμονιού βασίζεται στη βραχυπρόθεσμη επίδραση της πίεσης που δημιουργείται από την αντλία στον κύλινδρο, η οποία μετατοπίζει το ράφι στη σωστή κατεύθυνση, βοηθώντας τον οδηγό να κατευθύνει το αυτοκίνητο. Επομένως, τα αυτοκίνητα με υδραυλικό τιμόνι είναι πολύ πιο άνετα, ειδικά όταν κάνετε ελιγμούς με χαμηλή ταχύτητα ή οδηγείτε σε δύσκολες συνθήκες, επειδή μια τέτοια σχάρα αναλαμβάνει το μεγαλύτερο μέρος του φορτίου που απαιτείται για να στρίψει τον τροχό και ο οδηγός του δίνει μόνο εντολές, χωρίς να χάνει ανατροφοδότηση από το δρόμο..
Το ράφι τιμονιού στη βιομηχανία μεταφοράς επιβατών έχει αντικαταστήσει από καιρό άλλους τύπους παρόμοιων συσκευών λόγω των τεχνικών χαρακτηριστικών του, για τα οποία μιλήσαμε εδώ (Πώς λειτουργεί το ράφι τιμονιού). Όμως, παρά την απλότητα του σχεδιασμού, η αρχή της λειτουργίας της σχάρας τιμονιού με υδραυλικό ενισχυτή, δηλαδή υδραυλικό ενισχυτή, εξακολουθεί να είναι ακατανόητη για τους περισσότερους ιδιοκτήτες αυτοκινήτων.
Εξέλιξη του τιμονιού - μια σύντομη επισκόπηση
Από την εμφάνιση των πρώτων αυτοκινήτων, η βάση του συστήματος διεύθυνσης έγινε ένας μειωτήρας ταχυτήτων με μεγάλη σχέση μετάδοσης, ο οποίος περιστρέφει τους μπροστινούς τροχούς του οχήματος με διάφορους τρόπους. Αρχικά, ήταν μια κολόνα με ένα δίποδο προσαρτημένο στον πυθμένα, οπότε έπρεπε να χρησιμοποιηθεί μια σύνθετη δομή (τραπεζοειδής) για να μεταφερθεί η δύναμη πόλωσης στις αρθρώσεις του τιμονιού στις οποίες βιδώνονταν οι μπροστινοί τροχοί. Στη συνέχεια εφευρέθηκε ένα ράφι, επίσης ένα κιβώτιο ταχυτήτων, το οποίο μετέδωσε τη δύναμη στροφής στην μπροστινή ανάρτηση χωρίς πρόσθετες δομές και σύντομα αυτός ο τύπος μηχανισμού διεύθυνσης αντικατέστησε την κολόνα παντού.
Αλλά το κύριο μειονέκτημα που προκύπτει από την αρχή λειτουργίας αυτής της συσκευής δεν μπορούσε να ξεπεραστεί. Η αύξηση της σχέσης μετάδοσης επέτρεψε να στρίψετε το τιμόνι, που ονομάζεται επίσης τιμόνι ή τιμόνι, χωρίς κόπο, αλλά ανάγκασε περισσότερες στροφές για να μετακινήσετε την άρθρωση του τιμονιού από την άκρα δεξιά στην άκρα αριστερή θέση ή αντίστροφα. Η μείωση της σχέσης μετάδοσης έκανε το τιμόνι πιο κοφτερό, επειδή το αυτοκίνητο αντιδρούσε πιο έντονα ακόμη και σε μια ελαφριά μετατόπιση του τιμονιού, αλλά η οδήγηση ενός τέτοιου αυτοκινήτου απαιτούσε μεγάλη φυσική δύναμη και αντοχή.
Προσπάθειες για την επίλυση αυτού του προβλήματος έγιναν από τις αρχές του εικοστού αιώνα και μερικές από αυτές σχετίζονταν με υδραυλικά. Ο ίδιος ο όρος «υδραυλικά» προήλθε από τη λατινική λέξη hydro (hydro), που σήμαινε νερό ή κάποιο είδος υγρής ουσίας συγκρίσιμο στη ρευστότητά του με το νερό. Ωστόσο, μέχρι τις αρχές της δεκαετίας του '50 του περασμένου αιώνα, τα πάντα περιορίζονταν σε πειραματικά δείγματα που δεν μπορούσαν να τεθούν σε μαζική παραγωγή. Η σημαντική ανακάλυψη ήρθε το 1951, όταν η Chrysler παρουσίασε το πρώτο υδραυλικό τιμόνι μαζικής παραγωγής (GUR) που λειτουργούσε σε συνδυασμό με την κολόνα του τιμονιού. Έκτοτε, η γενική αρχή λειτουργίας μιας υδραυλικής σχάρας ή στήλης τιμονιού παρέμεινε αμετάβλητη.
Το πρώτο υδραυλικό τιμόνι είχε σοβαρές ελλείψεις, αυτό:
- φόρτωσε πολύ τον κινητήρα.
- ενίσχυσε το τιμόνι μόνο σε μεσαίες ή υψηλές ταχύτητες.
- στις υψηλές στροφές του κινητήρα, δημιουργούσε υπερβολική πίεση (πίεση) και ο οδηγός έχασε την επαφή με το δρόμο.
Επομένως, ένας κανονικά λειτουργικός υδραυλικός ενισχυτής εμφανίστηκε μόνο στη στροφή του XXI, όταν η τσουγκράνα είχε ήδη γίνει ο κύριος μηχανισμός διεύθυνσης.
Πώς λειτουργεί ένας υδραυλικός ενισχυτής
Για να κατανοήσετε την αρχή της λειτουργίας του υδραυλικού συστήματος διεύθυνσης, είναι απαραίτητο να λάβετε υπόψη τα στοιχεία που περιλαμβάνονται σε αυτό και τις λειτουργίες που εκτελούν:
- αντλία;
- βαλβίδα μείωσης πίεσης;
- δοχείο διαστολής και φίλτρο.
- κύλινδρος (υδραυλικός κύλινδρος);
- διανομέας.
Κάθε στοιχείο αποτελεί μέρος του υδραυλικού ενισχυτή, επομένως, η σωστή λειτουργία του υδραυλικού τιμονιού είναι δυνατή μόνο όταν όλα τα εξαρτήματα εκτελούν σαφώς την εργασία τους. Αυτό το βίντεο δείχνει τη γενική αρχή λειτουργίας ενός τέτοιου συστήματος.
Αντλία
Το καθήκον αυτού του μηχανισμού είναι η συνεχής κυκλοφορία υγρού (υδραυλικό λάδι, ATP ή ATF) μέσω του συστήματος υδραυλικού τιμονιού με τη δημιουργία μιας ορισμένης πίεσης επαρκής για την περιστροφή των τροχών. Η αντλία υδραυλικού τιμονιού συνδέεται με έναν ιμάντα με την τροχαλία του στροφαλοφόρου άξονα, αλλά εάν το αυτοκίνητο είναι εξοπλισμένο με ηλεκτρικό υδραυλικό ενισχυτή, τότε η λειτουργία του παρέχεται από ξεχωριστό ηλεκτροκινητήρα. Η απόδοση της αντλίας επιλέγεται έτσι ώστε ακόμη και στο ρελαντί να εξασφαλίζει την περιστροφή της μηχανής και η υπερβολική πίεση που εμφανίζεται όταν αυξάνεται η ταχύτητα αντισταθμίζεται από τη βαλβίδα μείωσης πίεσης.
Η αντλία υδραυλικού τιμονιού είναι κατασκευασμένη από δύο τύπους:
- ελασματοειδές?
- μηχανισμός.
αντλία του υδραυλικού τιμονιού
Σε επιβατικά αυτοκίνητα με υδραυλική ανάρτηση, μια αντλία εξασφαλίζει τη λειτουργία και των δύο συστημάτων - υδραυλικό τιμόνι και ανάρτηση, αλλά λειτουργεί με την ίδια αρχή. Διαφέρει από το συνηθισμένο μόνο σε αυξημένη ισχύ.
βαλβίδα μείωσης πίεσης
Αυτό το τμήμα του υδραυλικού ενισχυτή λειτουργεί με βάση την αρχή μιας βαλβίδας παράκαμψης, που αποτελείται από μια σφαίρα ασφάλισης και ένα ελατήριο. Κατά τη λειτουργία, η αντλία υδραυλικού τιμονιού δημιουργεί μια κυκλοφορία υγρού με μια ορισμένη πίεση, επειδή η απόδοσή της είναι υψηλότερη από την απόδοση των εύκαμπτων σωλήνων και άλλων στοιχείων. Καθώς οι στροφές του κινητήρα αυξάνονται, η πίεση στο υδραυλικό σύστημα διεύθυνσης αυξάνεται, ενεργώντας μέσω της σφαίρας στο ελατήριο. Η ακαμψία του ελατηρίου επιλέγεται έτσι ώστε η βαλβίδα να ανοίγει σε μια ορισμένη πίεση και η διάμετρος των καναλιών να περιορίζει την απόδοσή του, επομένως η λειτουργία δεν οδηγεί σε απότομη πτώση της πίεσης. Όταν ανοίγει η βαλβίδα, μέρος του λαδιού παρακάμπτει το σύστημα, το οποίο σταθεροποιεί την πίεση στο απαιτούμενο επίπεδο.
Βαλβίδα μείωσης πίεσης υδραυλικού τιμονιού
Παρά το γεγονός ότι η βαλβίδα μείωσης πίεσης είναι εγκατεστημένη στο εσωτερικό της αντλίας, είναι ένα σημαντικό στοιχείο του υδραυλικού ενισχυτή, επομένως είναι στο ίδιο επίπεδο με άλλους μηχανισμούς. Η δυσλειτουργία ή η λανθασμένη λειτουργία του θέτει σε κίνδυνο όχι μόνο το υδραυλικό τιμόνι, αλλά και την ασφάλεια της κυκλοφορίας στο δρόμο, εάν η γραμμή τροφοδοσίας σπάσει λόγω υπερβολικής υδραυλικής πίεσης ή εμφανιστεί διαρροή, η αντίδραση του αυτοκινήτου στο στρίψιμο του τιμονιού θα αλλάξει και ένας άπειρος άτομο πίσω από το τιμόνι κινδυνεύει να μην ασχοληθεί με τη διαχείριση. Επομένως, η συσκευή της σχάρας τιμονιού με υδραυλικό ενισχυτή συνεπάγεται μέγιστη αξιοπιστία τόσο ολόκληρης της δομής στο σύνολό της όσο και κάθε μεμονωμένου στοιχείου.
Δοχείο διαστολής και φίλτρο
Κατά τη λειτουργία του υδραυλικού τιμονιού, το υδραυλικό υγρό κυκλοφορεί με δύναμη μέσω του συστήματος υδραυλικού τιμονιού και επηρεάζεται από την πίεση που δημιουργείται από την αντλία, η οποία οδηγεί σε θέρμανση και διαστολή του λαδιού. Η δεξαμενή διαστολής παίρνει πλεόνασμα αυτού του υλικού, έτσι ώστε ο όγκος του στο σύστημα να είναι πάντα ο ίδιος, πράγμα που εξαλείφει τις υπερτάσεις πίεσης που προκαλούνται από τη θερμική διαστολή. Η θέρμανση με ATP και η φθορά των στοιχείων τριβής οδηγεί στην εμφάνιση μεταλλικής σκόνης και άλλων ρύπων στο λάδι. Μπαίνοντας στο καρούλι, το οποίο είναι επίσης διανομέας, αυτά τα σκουπίδια φράζουν τις τρύπες, διαταράσσοντας τη λειτουργία του υδραυλικού τιμονιού, γεγονός που επηρεάζει αρνητικά τον χειρισμό του οχήματος. Για να αποφευχθεί μια τέτοια εξέλιξη γεγονότων, ένα φίλτρο είναι ενσωματωμένο στο υδραυλικό τιμόνι, το οποίο αφαιρεί διάφορα υπολείμματα από το κυκλοφορούν υδραυλικό υγρό.
Κύλινδρος
Αυτό το τμήμα του υδραυλικού ενισχυτή είναι ένας σωλήνας, στο εσωτερικό του οποίου υπάρχει ένα τμήμα της ράγας με ένα υδραυλικό έμβολο εγκατεστημένο πάνω του. Τσιμούχες λαδιού τοποθετούνται κατά μήκος των άκρων του σωλήνα για να αποτρέψουν τη διαφυγή του ATP όταν αυξάνεται η πίεση. Όταν το λάδι εισέρχεται στο αντίστοιχο τμήμα του κυλίνδρου μέσω των σωλήνων, το έμβολο κινείται προς την αντίθετη κατεύθυνση, σπρώχνοντας το ράφι και, μέσω αυτού, ενεργώντας στις ράβδους του τιμονιού και στις αρθρώσεις του τιμονιού.
κύλινδρος υδραυλικού τιμονιού
Χάρη σε αυτόν τον σχεδιασμό υδραυλικού τιμονιού, οι αρθρώσεις του τιμονιού αρχίζουν να κινούνται ακόμη και πριν ο μηχανισμός μετάδοσης κίνησης μετακινήσει τη σχάρα.
Διανομέας
Η αρχή λειτουργίας της σχάρας υδραυλικού τιμονιού είναι η σύντομη παροχή υδραυλικού υγρού τη στιγμή που περιστρέφεται το τιμόνι, έτσι ώστε η σχάρα να αρχίσει να κινείται ακόμη και πριν ο οδηγός κάνει σοβαρή προσπάθεια. Μια τέτοια βραχυπρόθεσμη παροχή, καθώς και η αποστράγγιση της περίσσειας υγρού από τον υδραυλικό κύλινδρο, παρέχεται από έναν διανομέα, ο οποίος συχνά ονομάζεται καρούλι.
Για να κατανοήσουμε την αρχή της λειτουργίας αυτής της υδραυλικής συσκευής, είναι απαραίτητο όχι μόνο να την εξετάσουμε σε μια ενότητα, αλλά και να αναλύσουμε πληρέστερα την αλληλεπίδρασή της με τα υπόλοιπα στοιχεία υδραυλικού τιμονιού. Εφόσον η θέση του τιμονιού και οι αρθρώσεις του τιμονιού αντιστοιχούν μεταξύ τους, ο διανομέας, γνωστός και ως καρούλι, εμποδίζει τη ροή του υγρού στον κύλινδρο και από τις δύο πλευρές, οπότε η πίεση μέσα στις δύο κοιλότητες είναι ίδια και δεν επηρεάζει την φορά περιστροφής των ζαντών. Όταν ο οδηγός γυρίζει το τιμόνι, η μικρή αναλογία του μειωτήρα της σχάρας τιμονιού δεν του επιτρέπει να γυρίσει γρήγορα τους τροχούς χωρίς να καταβάλει σημαντική προσπάθεια.
Διανομέας υδραυλικού τιμονιού
Το καθήκον του διανομέα υδραυλικού τιμονιού είναι να παρέχει ATP στον υδραυλικό κύλινδρο μόνο όταν η θέση του τιμονιού δεν αντιστοιχεί στη θέση των τροχών, δηλαδή όταν ο οδηγός γυρίζει το τιμόνι, ο διανομέας πρώτα δουλεύει και ωθεί ο κύλινδρος για να δράσει στις αρθρώσεις του τιμονιού της ανάρτησης. Μια τέτοια πρόσκρουση θα πρέπει να είναι βραχυπρόθεσμη και να εξαρτάται από το πόσο ο οδηγός γύρισε το τιμόνι. Δηλαδή, πρώτα ο υδραυλικός κύλινδρος πρέπει να γυρίσει τους τροχούς και μετά ο οδηγός, αυτή η ακολουθία σας επιτρέπει να κάνετε ελάχιστη προσπάθεια για να στρίψετε, αλλά ταυτόχρονα να "νιώσετε το δρόμο".
Αρχή της λειτουργίας
Η ανάγκη για μια τέτοια λειτουργία διανομέα ήταν ένα από τα προβλήματα που εμπόδισαν τη μαζική παραγωγή υδραυλικών ενισχυτών, επειδή συνήθως σε ένα αυτοκίνητο το τιμόνι και το τιμόνι συνδέονται με έναν άκαμπτο άξονα, ο οποίος όχι μόνο μεταφέρει δύναμη στις αρθρώσεις του τιμονιού, αλλά παρέχει επίσης στον πιλότο του αυτοκινήτου ανατροφοδότηση από το δρόμο. Για να λύσω το πρόβλημα, έπρεπε να αλλάξω τελείως τη διάταξη του άξονα που συνδέει το τιμόνι και το τιμόνι. Μεταξύ τους εγκαταστάθηκε ένας διανομέας, η βάση του οποίου είναι η αρχή της στρέψης, δηλαδή μια ελαστική ράβδος ικανή να στρίβει.
Όταν ο οδηγός γυρίζει το τιμόνι, η ράβδος στρέψης αρχικά στρίβει ελαφρά, γεγονός που προκαλεί αναντιστοιχία μεταξύ της θέσης του τιμονιού και των μπροστινών τροχών. Τη στιγμή μιας τέτοιας αναντιστοιχίας, το καρούλι του διανομέα ανοίγει και το υδραυλικό λάδι εισέρχεται στον κύλινδρο, το οποίο μετατοπίζει το ράφι τιμονιού στη σωστή κατεύθυνση και επομένως εξαλείφει την ασυμφωνία. Όμως, η απόδοση της μπομπίνας του διανομέα είναι χαμηλή, επομένως τα υδραυλικά δεν αντικαθιστούν πλήρως τις προσπάθειες του οδηγού, πράγμα που σημαίνει ότι όσο πιο γρήγορα πρέπει να στρίψετε, τόσο περισσότερο ο οδηγός θα πρέπει να στρίψει το τιμόνι, το οποίο παρέχει ανατροφοδότηση και σας επιτρέπει να νιώσετε το αυτοκίνητο στο δρόμο
Συσκευή
Για να εκτελεστεί μια τέτοια εργασία, δηλαδή να δοσομετρηθεί ATP στον υδραυλικό κύλινδρο και να σταματήσει η τροφοδοσία μετά την εξάλειψη της αναντιστοιχίας, ήταν απαραίτητο να δημιουργηθεί ένας αρκετά περίπλοκος υδραυλικός μηχανισμός που λειτουργεί σύμφωνα με μια νέα αρχή και αποτελείται από:
- μια ράβδο στρέψης συνδεδεμένη με το γρανάζι κίνησης, η οποία παρέχει αναντιστοιχία κατά την περιστροφή του τιμονιού.
- το εσωτερικό του καρουλιού?
- εξωτερικό μέρος του καρουλιού.
Τα εσωτερικά και εξωτερικά μέρη της μπομπίνας εφάπτονται μεταξύ τους τόσο σφιχτά που δεν διαρρέει ούτε μια σταγόνα υγρού μεταξύ τους, επιπλέον, ανοίγονται τρύπες σε αυτά για την τροφοδοσία και την επιστροφή του ATP. Η αρχή λειτουργίας αυτού του σχεδιασμού είναι η ακριβής δοσολογία του υδραυλικού υγρού που παρέχεται στον κύλινδρο. Όταν η θέση του τιμονιού και της σχάρα είναι συντονισμένη, τα ανοίγματα τροφοδοσίας και επιστροφής μετατοπίζονται μεταξύ τους και το υγρό μέσω αυτών δεν εισέρχεται ούτε ρέει έξω από τους κυλίνδρους, έτσι οι τελευταίοι γεμίζουν συνεχώς και δεν υπάρχει κίνδυνος του αερισμού. Όταν ο πιλότος του αυτοκινήτου γυρίζει το τιμόνι, η ράβδος στρέψης στρίβει πρώτα, τα εξωτερικά και εσωτερικά μέρη της μπομπίνας μετατοπίζονται μεταξύ τους, λόγω των οποίων οι οπές τροφοδοσίας στη μία πλευρά και οι οπές αποστράγγισης από την άλλη συνδυάζονται .
Μπαίνοντας στον υδραυλικό κύλινδρο, το λάδι πιέζει το έμβολο, μετατοπίζοντάς το στην άκρη, το τελευταίο μετατοπίζεται στη ράγα και αρχίζει να κινείται ακόμη και πριν το γρανάζι μετάδοσης κίνησης ενεργήσει πάνω του. Καθώς η σχάρα μετατοπίζεται, η αναντιστοιχία μεταξύ του εξωτερικού και του εσωτερικού τμήματος της μπομπίνας εξαφανίζεται, λόγω της οποίας σταδιακά σταματά η παροχή λαδιού και όταν η θέση των τροχών φτάσει σε ισορροπία με τη θέση του τιμονιού, η παροχή και η έξοδος ATP είναι τελείως μπλοκαρισμένο. Σε αυτή την κατάσταση, ο κύλινδρος, και τα δύο μέρη του οποίου είναι γεμάτα λάδι και σχηματίζουν δύο κλειστά συστήματα, παίζει σταθεροποιητικό ρόλο, επομένως, όταν χτυπήσει ένα χτύπημα, μια αισθητά μικρότερη ώθηση φτάνει στο τιμόνι και το τιμόνι δεν βγαίνει από τα χέρια του οδηγού.
Συμπέρασμα
Η αρχή λειτουργίας της σχάρας υδραυλικού τιμονιού βασίζεται στη βραχυπρόθεσμη επίδραση της πίεσης που δημιουργείται από την αντλία στον κύλινδρο, η οποία μετατοπίζει το ράφι στη σωστή κατεύθυνση, βοηθώντας τον οδηγό να κατευθύνει το αυτοκίνητο. Επομένως, τα αυτοκίνητα με υδραυλικό τιμόνι είναι πολύ πιο άνετα, ειδικά όταν κάνετε ελιγμούς με χαμηλή ταχύτητα ή οδηγείτε σε δύσκολες συνθήκες, επειδή μια τέτοια σχάρα αναλαμβάνει το μεγαλύτερο μέρος του φορτίου που απαιτείται για να στρίψει τον τροχό και ο οδηγός του δίνει μόνο εντολές, χωρίς να χάνει ανατροφοδότηση από το δρόμο..
