Het werkingsprincipe van het stuurbekrachtigingsrek:
Inhoud
Het werkingsprincipe van het stuurbekrachtigingsrek is gebaseerd op het kortetermijneffect van de druk die wordt gegenereerd door de pomp op de cilinder, die het rek in de juiste richting verschuift, waardoor de bestuurder de auto kan besturen. Daarom zijn auto's met stuurbekrachtiging veel comfortabeler, vooral bij het manoeuvreren met lage snelheid of rijden in moeilijke omstandigheden, omdat een dergelijke rail het grootste deel van de belasting op zich neemt die nodig is om het stuur te draaien, en de bestuurder het alleen commando's geeft, zonder feedback te verliezen van de weg. .
Het stuurhuis in de passagiersvervoersindustrie heeft andere soorten soortgelijke apparaten lang verdrongen vanwege de technische kenmerken, waarover we het hier hebben gehad (Hoe het stuurhuis werkt). Maar ondanks de eenvoud van het ontwerp, is het principe van de bediening van het stuurhuis met een hydraulische booster, dat wil zeggen een hydraulische booster, nog steeds onbegrijpelijk voor de meeste autobezitters.
Besturingsevolutie - een kort overzicht
Sinds de komst van de eerste auto's is de basis van de besturing een tandwielreductor geworden met een grote overbrengingsverhouding, die de voorwielen van het voertuig op verschillende manieren laat draaien. Aanvankelijk was het een kolom met een bipod aan de onderkant, dus een complexe structuur (trapezium) moest worden gebruikt om de voorspankracht over te brengen op de fusees waaraan de voorwielen waren vastgeschroefd. Toen vonden ze een tandheugel uit, ook een versnellingsbak, die de draaikracht zonder extra constructies op de voorwielophanging overbracht, en al snel verving dit type stuurmechanisme de kolom overal.
Maar het belangrijkste nadeel dat voortvloeit uit het werkingsprincipe van dit apparaat kon niet worden overwonnen. Door de toename van de overbrengingsverhouding kon het stuur, ook wel stuurwiel of stuurwiel genoemd, moeiteloos worden gedraaid, maar dwong meer bochten om de fusee van uiterst rechts naar uiterst links te verplaatsen of omgekeerd. Het verminderen van de overbrengingsverhouding maakte het sturen scherper, omdat de auto zelfs sterker reageerde op een lichte verschuiving van het stuur, maar het besturen van zo'n auto vereiste grote fysieke kracht en uithoudingsvermogen.
Pogingen om dit probleem op te lossen zijn gedaan sinds het begin van de twintigste eeuw, en sommige hadden betrekking op hydrauliek. De term "hydraulica" zelf kwam van het Latijnse woord hydro (hydro), wat water of een soort vloeibare substantie betekende die qua vloeibaarheid vergelijkbaar is met water. Tot het begin van de jaren 50 van de vorige eeuw was alles echter beperkt tot experimentele monsters die niet in massaproductie konden worden gebracht. De doorbraak kwam in 1951 toen Chrysler de eerste in massa geproduceerde stuurbekrachtiging (GUR) introduceerde die samenwerkte met de stuurkolom. Sindsdien is het algemene werkingsprincipe van een hydraulisch stuurhuis of kolom ongewijzigd gebleven.
De eerste stuurbekrachtiging had ernstige tekortkomingen, hij:
- zwaar belaste motor;
- versterkt het stuur alleen bij gemiddelde of hoge snelheden;
- bij hoge motortoerentallen ontstond er overdruk (druk) en verloor de bestuurder het contact met de weg.
Daarom verscheen een normaal werkende hydraulische booster pas aan het begin van de XXI, toen de hark al het belangrijkste stuurmechanisme was geworden.
Hoe een hydraulische booster werkt
Om het werkingsprincipe van het hydraulische stuurhuis te begrijpen, is het noodzakelijk om rekening te houden met de elementen die erin zijn opgenomen en de functies die ze uitvoeren:
- pomp;
- reduceerventiel;
- expansievat en filter;
- cilinder (hydraulische cilinder);
- distributeur.
Elk element maakt deel uit van de hydraulische booster, daarom is de juiste werking van de stuurbekrachtiging alleen mogelijk als alle componenten duidelijk hun taak uitvoeren. Deze video toont het algemene werkingsprincipe van een dergelijk systeem.
Насос
De taak van dit mechanisme is de constante circulatie van vloeistof (hydraulische olie, ATP of ATF) door het stuurbekrachtigingssysteem met het creëren van een bepaalde druk die voldoende is om de wielen te laten draaien. De stuurbekrachtigingspomp is via een riem verbonden met de krukaspoelie, maar als de auto is uitgerust met een elektrische hydraulische booster, wordt de werking ervan verzorgd door een afzonderlijke elektromotor. De prestatie van de pomp is zo gekozen dat deze zelfs bij stationair draaien de machine verzekert, en de overdruk die ontstaat wanneer het toerental toeneemt, wordt gecompenseerd door het drukreduceerventiel.
De stuurbekrachtigingspomp is gemaakt van twee typen:
- lamellair;
- uitrusting.
stuurbekrachtigingspomp
Bij auto's met hydraulische vering zorgt één pomp voor de werking van beide systemen - stuurbekrachtiging en vering, maar werkt volgens hetzelfde principe. Het verschilt alleen van de gebruikelijke in meer kracht.
Reduceerventiel
Dit onderdeel van de hydraulische booster werkt volgens het principe van een bypassklep, bestaande uit een borgkogel en een veer. Tijdens bedrijf creëert de stuurbekrachtigingspomp een circulatie van vloeistof met een bepaalde druk, omdat zijn prestatie hoger is dan de doorvoer van slangen en andere elementen. Naarmate het motortoerental toeneemt, neemt de druk in het stuurbekrachtigingssysteem toe, via de bal op de veer. De veerstijfheid is zo gekozen dat de klep opent bij een bepaalde druk en de diameter van de kanalen de doorvoer beperkt, zodat de werking niet leidt tot een scherpe drukval. Wanneer de klep opengaat, omzeilt een deel van de olie het systeem, waardoor de druk op het vereiste niveau wordt gestabiliseerd.
Stuurbekrachtiging reduceerventiel
Ondanks het feit dat het drukreduceerventiel in de pomp is geïnstalleerd, is het een belangrijk onderdeel van de hydraulische booster, daarom is het vergelijkbaar met andere mechanismen. De storing of onjuiste werking ervan brengt niet alleen de stuurbekrachtiging in gevaar, maar ook de verkeersveiligheid op de weg, als de toevoerleiding barst als gevolg van overmatige hydraulische druk, of als er een lek optreedt, verandert de reactie van de auto op het draaien van het stuur en een onervaren persoon achter het stuur risico's niet omgaan met management. Daarom impliceert het apparaat van het stuurhuis met hydraulische booster maximale betrouwbaarheid van zowel de gehele constructie als geheel als elk afzonderlijk element.
Expansievat en filter
Tijdens de werking van de stuurbekrachtiging wordt hydraulische vloeistof met kracht door het stuurbekrachtigingssysteem gecirculeerd en wordt beïnvloed door de druk die door de pomp wordt gecreëerd, wat leidt tot verwarming en uitzetting van de olie. Het expansievat neemt meer van dit materiaal op, zodat het volume in het systeem altijd hetzelfde is, waardoor drukstoten veroorzaakt door thermische uitzetting worden geëlimineerd. ATP-verwarming en slijtage van wrijfelementen leiden tot het verschijnen van metaalstof en andere verontreinigingen in de olie. Door in de spoel te komen, die ook een verdeler is, verstopt dit vuil de gaten en verstoort het de werking van de stuurbekrachtiging, wat de wegligging van het voertuig negatief beïnvloedt. Om een dergelijke ontwikkeling van gebeurtenissen te voorkomen, is een filter ingebouwd in de stuurbekrachtiging, die verschillende soorten vuil uit de circulerende hydraulische vloeistof verwijdert.
cilinder
Dit deel van de hydraulische booster is een pijp, waarin zich een deel van de rail bevindt met daarop een hydraulische zuiger. Langs de randen van de leiding zijn oliekeerringen aangebracht om te voorkomen dat ATP ontsnapt wanneer de druk stijgt. Wanneer olie via de pijpen het overeenkomstige deel van de cilinder binnenkomt, beweegt de zuiger in de tegenovergestelde richting, duwt tegen de tandheugel en werkt daardoor op de stuurstangen en fusees.
stuurbekrachtigingscilinder
Dankzij dit stuurbekrachtigingsontwerp beginnen de fusees te bewegen nog voordat het aandrijftandwiel de tandheugel beweegt.
Distributeur
Het werkingsprincipe van het stuurbekrachtigingsrek is om kort hydraulische vloeistof toe te voeren op het moment dat het stuur wordt gedraaid, waardoor het rek begint te bewegen nog voordat de bestuurder een serieuze inspanning levert. Een dergelijke toevoer op korte termijn, evenals het afvoeren van overtollige vloeistof uit de hydraulische cilinder, wordt verzorgd door een verdeler, die vaak een spoel wordt genoemd.
Om het werkingsprincipe van dit hydraulische apparaat te begrijpen, is het niet alleen noodzakelijk om het in een sectie te beschouwen, maar ook om de interactie met de rest van de stuurbekrachtigingselementen vollediger te analyseren. Zolang de positie van het stuur en de fusees met elkaar overeenkomen, blokkeert de verdeler, ook wel de spoel genoemd, de vloeistofstroom in de cilinder van beide kanten, zodat de druk in beide holtes hetzelfde is en het heeft geen invloed op de draairichting van de velgen. Wanneer de bestuurder aan het stuur draait, staat de kleine verhouding van het stuurhuisverkleiner hem niet toe om de wielen snel te draaien zonder aanzienlijke inspanning.
Stuurbekrachtiging distributeur
De taak van de stuurbekrachtigingsverdeler is om alleen ATP aan de hydraulische cilinder te leveren wanneer de positie van het stuur niet overeenkomt met de positie van de wielen, dat wil zeggen wanneer de bestuurder aan het stuur draait, de verdeler eerst vuurt en dwingt de cilinder om in te werken op de wielophanging. Een dergelijke impact moet van korte duur zijn en afhangen van hoeveel de bestuurder aan het stuur heeft gedraaid. Dat wil zeggen, eerst moet de hydraulische cilinder de wielen draaien, en dan de bestuurder, met deze volgorde kunt u minimale inspanning leveren om te draaien, maar tegelijkertijd "de weg voelen".
Werking
De noodzaak van een dergelijke verdelerwerking was een van de problemen die de massaproductie van hydraulische boosters verhinderde, omdat in een auto meestal het stuur en de stuurinrichting zijn verbonden door een starre as, die niet alleen kracht overbrengt op de fusees, maar geeft de piloot van de auto ook feedback van de weg. Om het probleem op te lossen, moest ik de opstelling van de as die het stuur en de stuurinrichting verbindt volledig veranderen. Daartussen werd een verdeler geïnstalleerd, waarvan de basis het torsieprincipe is, dat wil zeggen een elastische staaf die kan draaien.
Wanneer de bestuurder aan het stuur draait, draait de torsiestang in eerste instantie lichtjes, waardoor de positie van het stuur en de voorwielen niet overeenkomen. Op het moment van zo'n mismatch gaat de verdelerspoel open en komt er hydraulische olie in de cilinder, die het stuurhuis in de goede richting verschuift en dus de mismatch elimineert. Maar de doorvoer van de verdelerspoel is laag, dus de hydrauliek vervangt de inspanningen van de bestuurder niet volledig, wat betekent dat hoe sneller u moet draaien, hoe meer de bestuurder aan het stuur zal moeten draaien, wat feedback geeft en stelt u in staat de auto op de weg te voelen
Устройство
Om dergelijk werk uit te voeren, dat wil zeggen ATP in de hydraulische cilinder te doseren en de toevoer te stoppen nadat de mismatch is geëlimineerd, was het noodzakelijk om een vrij complex hydraulisch mechanisme te creëren dat werkt volgens een nieuw principe en bestaat uit:
- een torsiestang die is verbonden met het aandrijftandwiel, wat zorgt voor een mismatch bij het draaien van het stuur;
- de binnenkant van de spoel;
- buitenste deel van de spoel.
Het binnenste en buitenste deel van de spoel sluiten zo strak op elkaar aan dat er geen druppel vloeistof tussen sijpelt, bovendien worden er gaten in geboord voor de aan- en afvoer van ATP. Het werkingsprincipe van dit ontwerp is de nauwkeurige dosering van de hydraulische vloeistof die aan de cilinder wordt geleverd. Wanneer de positie van het roer en de tandheugel op elkaar zijn afgestemd, worden de toevoer- en retouropeningen ten opzichte van elkaar verschoven en stroomt de vloeistof er niet doorheen of stroomt niet uit de cilinders, zodat deze constant gevuld zijn en er geen gevaar voor luchten is . Wanneer de piloot van de auto aan het stuur draait, draait de torsiestang eerst, de buitenste en binnenste delen van de spoel worden ten opzichte van elkaar verplaatst, waardoor de toevoergaten aan de ene kant en de afvoergaten aan de andere kant worden gecombineerd .
Bij het binnenkomen van de hydraulische cilinder drukt de olie op de zuiger, verschuift deze naar de rand, de laatste verschuift naar de rail en begint te bewegen nog voordat het aandrijftandwiel erop inwerkt. Naarmate de tandheugel verschuift, verdwijnt de mismatch tussen de buitenste en binnenste delen van de spoel, waardoor de olietoevoer geleidelijk stopt, en wanneer de positie van de wielen een evenwicht bereikt met de positie van het stuur, de aan- en afvoer van ATP wordt volledig geblokkeerd. In deze toestand vervult de cilinder, waarvan beide delen gevuld zijn met olie en twee gesloten systemen vormen, een stabiliserende rol, daarom bereikt bij het raken van een hobbel een merkbaar kleinere impuls het stuur en trekt het stuur niet uit de handen van de chauffeur.
Conclusie
Het werkingsprincipe van het stuurbekrachtigingsrek is gebaseerd op het kortetermijneffect van de druk die wordt gegenereerd door de pomp op de cilinder, die het rek in de juiste richting verschuift, waardoor de bestuurder de auto kan besturen. Daarom zijn auto's met stuurbekrachtiging veel comfortabeler, vooral bij het manoeuvreren met lage snelheid of rijden in moeilijke omstandigheden, omdat een dergelijke rail het grootste deel van de belasting op zich neemt die nodig is om het stuur te draaien, en de bestuurder het alleen commando's geeft, zonder feedback te verliezen van de weg. .
