Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng steering rack na may hydraulic booster

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng power steering rack ay batay sa panandaliang epekto ng presyon na nabuo ng pump sa cylinder, na inililipat ang rack sa tamang direksyon, na tumutulong sa driver na patnubapan ang kotse. Samakatuwid, ang mga kotse na may power steering ay mas komportable, lalo na kapag nagmamaniobra sa mababang bilis o nagmamaneho sa mahirap na mga kondisyon, dahil ang naturang riles ay tumatagal ng karamihan sa pag-load na kinakailangan upang iikot ang gulong, at ang driver ay nagbibigay lamang ng mga utos, nang hindi nawawala ang feedback. mula sa kalsada..

Ang steering rack sa industriya ng transportasyon ng pasahero ay matagal nang pinalitan ang iba pang mga uri ng katulad na mga aparato dahil sa mga teknikal na katangian nito, na pinag-usapan natin dito (Paano gumagana ang steering rack). Ngunit, sa kabila ng pagiging simple ng disenyo, ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng steering rack na may hydraulic booster, iyon ay, isang hydraulic booster, ay hindi pa rin naiintindihan ng karamihan sa mga may-ari ng kotse.

Steering evolution - isang maikling pangkalahatang-ideya

Dahil ang pagdating ng mga unang kotse, ang batayan ng pagpipiloto ay naging isang gear reducer na may malaking ratio ng gear, na nagpapaikot sa mga gulong sa harap ng sasakyan sa iba't ibang paraan. Sa una, ito ay isang haligi na may bipod na nakakabit sa ibaba, kaya ang isang kumplikadong istraktura (trapezium) ay kailangang gamitin upang ilipat ang puwersa ng bias sa mga steering knuckle kung saan ang mga gulong sa harap ay naka-bolt. Pagkatapos ay nag-imbento sila ng isang rack, isang gearbox din, na nagpapadala ng puwersa ng pag-on sa suspensyon sa harap nang walang karagdagang mga istraktura, at sa lalong madaling panahon ang ganitong uri ng mekanismo ng pagpipiloto ay pinalitan ang haligi sa lahat ng dako.

Ngunit ang pangunahing kawalan na nagmumula sa prinsipyo ng pagpapatakbo ng aparatong ito ay hindi maaaring pagtagumpayan. Ang pagtaas ng gear ratio ay nagbigay-daan sa manibela, na tinatawag ding manibela o manibela, na maiikot nang walang kahirap-hirap, ngunit pinilit ang higit pang mga pagliko upang ilipat ang manibela mula sa sukdulang kanan patungo sa matinding kaliwang posisyon o vice versa. Ang pagbabawas ng gear ratio ay naging dahilan upang ang pagpipiloto ay mas matalas, dahil ang kotse ay gumanti nang mas malakas kahit na sa isang bahagyang pagbabago ng manibela, ngunit ang pagmamaneho ng naturang kotse ay nangangailangan ng mahusay na pisikal na lakas at tibay.

Ang mga pagtatangka upang malutas ang problemang ito ay ginawa mula pa noong simula ng ikadalawampu siglo, at ang ilan sa mga ito ay nauugnay sa haydrolika. Ang terminong "hydraulics" mismo ay nagmula sa salitang Latin na hydro (hydro), na nangangahulugang tubig o ilang uri ng likidong sangkap na maihahambing sa pagkalikido nito sa tubig. Gayunpaman, hanggang sa simula ng 50s ng huling siglo, ang lahat ay limitado sa mga eksperimentong sample na hindi maaaring ilagay sa mass production. Ang pambihirang tagumpay ay dumating noong 1951 nang ipakilala ng Chrysler ang unang mass-produced power steering (GUR) na gumana kasabay ng steering column. Simula noon, ang pangkalahatang prinsipyo ng pagpapatakbo ng isang hydraulic steering rack o column ay nanatiling hindi nagbabago.

Ang unang power steering ay may malubhang pagkukulang, ito ay:

• mabigat na na-load ang makina;
• pinalakas ang manibela lamang sa daluyan o mataas na bilis;
• sa mataas na bilis ng makina, lumikha ito ng labis na presyon (presyon) at nawalan ng kontak ang driver sa kalsada.

Samakatuwid, ang isang normal na gumaganang hydraulic booster ay lumitaw lamang sa pagliko ng XXI, kapag ang rake ay naging pangunahing mekanismo ng pagpipiloto.

Paano gumagana ang isang hydraulic booster

Upang maunawaan ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng hydraulic steering rack, kinakailangang isaalang-alang ang mga elemento na kasama dito at ang mga pag-andar na kanilang ginagawa:

• magpahitit
• presyon ng pagbabawas ng balbula;
• tangke ng pagpapalawak at filter;
• silindro (hydraulic cylinder);
• tagapamahagi.

Ang bawat elemento ay bahagi ng hydraulic booster, samakatuwid, ang tamang operasyon ng power steering ay posible lamang kapag ang lahat ng mga bahagi ay malinaw na gumaganap ng kanilang gawain. Ipinapakita ng video na ito ang pangkalahatang prinsipyo ng pagpapatakbo ng naturang sistema.

Paano gumagana ang power steering ng kotse?

Насос

Ang gawain ng mekanismong ito ay ang patuloy na sirkulasyon ng likido (hydraulic oil, ATP o ATF) sa pamamagitan ng power steering system na may paglikha ng isang tiyak na presyon na sapat upang i-on ang mga gulong. Ang power steering pump ay konektado sa pamamagitan ng isang sinturon sa crankshaft pulley, ngunit kung ang kotse ay nilagyan ng electric hydraulic booster, kung gayon ang operasyon nito ay ibinibigay ng isang hiwalay na de-koryenteng motor. Ang pagganap ng bomba ay pinili upang kahit na sa idle ay tinitiyak nito ang pag-ikot ng makina, at ang labis na presyon na nangyayari kapag ang pagtaas ng bilis ay binabayaran ng presyon ng pagbabawas ng balbula.

Ang power steering pump ay gawa sa dalawang uri:

• lamellar;
• gamit.

Power steering pump

Anuman ang uri, gumagana ang power steering pump sa prinsipyo ng wheel propulsion unit ng sinaunang steamship. Ang lamellar ay mas mahirap gawin, ngunit sa tulong nito maaari mong baguhin ang pagganap at ang presyon na nilikha ng yunit na ito dahil sa iba't ibang extension ng mga propeller plate, na mahalaga sa mga makina na nilagyan ng kumplikadong electronic power steering control system. Ang gear pump, sa kabilang banda, ay isang conventional oil pump, kung saan ang mga ngipin ng gear ay naglilipat ng hydraulic fluid patungo sa outlet, at ang performance at pressure na nabuo ay nakasalalay lamang sa bilis ng engine.

Sa mga kotse na may hydraulic suspension, tinitiyak ng isang pump ang operasyon ng parehong mga system - power steering at suspension, ngunit gumagana sa parehong prinsipyo. Ito ay naiiba mula sa karaniwan lamang sa pagtaas ng kapangyarihan.

Ang presyon ng pagbabawas ng balbula

Ang bahaging ito ng hydraulic booster ay gumagana sa prinsipyo ng isang bypass valve, na binubuo ng isang locking ball at isang spring. Sa panahon ng operasyon, ang power steering pump ay lumilikha ng isang sirkulasyon ng likido na may isang tiyak na presyon, dahil ang pagganap nito ay mas mataas kaysa sa throughput ng mga hose at iba pang mga elemento. Habang tumataas ang bilis ng engine, tumataas ang pressure sa power steering system, na kumikilos sa pamamagitan ng bola sa spring. Ang spring stiffness ay pinili upang ang balbula ay bubukas sa isang tiyak na presyon, at ang diameter ng mga channel ay nililimitahan ang throughput nito, kaya ang operasyon ay hindi humantong sa isang matalim na pagbaba sa presyon. Kapag bumukas ang balbula, ang bahagi ng langis ay lumalampas sa sistema, na nagpapatatag ng presyon sa kinakailangang antas.

Power steering pressure pagbabawas ng balbula

Sa kabila ng katotohanan na ang presyon ng pagbabawas ng balbula ay naka-install sa loob ng bomba, ito ay isang mahalagang elemento ng hydraulic booster, samakatuwid ito ay nasa isang par sa iba pang mga mekanismo. Ang malfunction o hindi tamang operasyon nito ay nalalagay sa panganib hindi lamang ang power steering, kundi pati na rin ang kaligtasan ng trapiko sa kalsada, kung pumutok ang linya ng supply dahil sa sobrang haydroliko na presyon, o lumilitaw ang pagtagas, magbabago ang reaksyon ng kotse sa pag-ikot ng manibela, at isang walang karanasan. ang taong nasa likod ng gulong ay nanganganib na hindi makitungo sa pamamahala. Samakatuwid, ang aparato ng steering rack na may hydraulic booster ay nagpapahiwatig ng maximum na pagiging maaasahan ng parehong buong istraktura sa kabuuan at bawat indibidwal na elemento.

Tangke ng pagpapalawak at filter

Sa panahon ng pagpapatakbo ng power steering, ang hydraulic fluid ay napipilitang mag-circulate sa pamamagitan ng power steering system at apektado ng pressure na nilikha ng pump, na humahantong sa pag-init at pagpapalawak ng langis. Ang tangke ng pagpapalawak ay tumatagal ng labis sa materyal na ito, upang ang dami nito sa system ay palaging pareho, na nag-aalis ng mga pagtaas ng presyon na dulot ng thermal expansion. Ang pag-init ng ATP at pagsusuot ng mga elemento ng rubbing ay humahantong sa hitsura ng alikabok ng metal at iba pang mga kontaminant sa langis. Pagpasok sa spool, na isa ring distributor, ang mga debris na ito ay bumabara sa mga butas, na nakakagambala sa pagpapatakbo ng power steering, na negatibong nakakaapekto sa paghawak ng sasakyan. Upang maiwasan ang gayong pag-unlad ng mga kaganapan, ang isang filter ay binuo sa power steering, na nag-aalis ng iba't ibang mga labi mula sa nagpapalipat-lipat na hydraulic fluid.

Silindro

Ang bahaging ito ng hydraulic booster ay isang pipe, sa loob nito ay may bahagi ng rail na may hydraulic piston na naka-install dito. Ang mga oil seal ay inilalagay sa mga gilid ng tubo upang maiwasan ang pagtakas ng ATP kapag tumaas ang presyon. Kapag ang langis ay pumasok sa kaukulang bahagi ng silindro sa pamamagitan ng mga tubo, ang piston ay gumagalaw sa kabaligtaran na direksyon, itinutulak ang rack at, sa pamamagitan nito, kumikilos sa mga steering rod at steering knuckle.

silindro ng power steering

Salamat sa disenyong ito ng power steering, ang mga steering knuckle ay nagsisimulang gumalaw bago pa man ilipat ng drive gear ang rack.

Distributor

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng power steering rack ay ang panandaliang pagbibigay ng hydraulic fluid sa sandaling nakabukas ang manibela, dahil kung saan ang rack ay magsisimulang gumalaw kahit na bago gumawa ng seryosong pagsisikap ang driver. Ang ganitong panandaliang supply, pati na rin ang pag-draining ng labis na likido mula sa hydraulic cylinder, ay ibinibigay ng isang distributor, na madalas na tinatawag na spool.

Upang maunawaan ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng hydraulic device na ito, kinakailangan hindi lamang isaalang-alang ito sa isang seksyon, kundi pati na rin upang mas ganap na pag-aralan ang pakikipag-ugnayan nito sa iba pang mga elemento ng power steering. Hangga't ang posisyon ng manibela at ang steering knuckle ay tumutugma sa isa't isa, ang distributor, na kilala rin bilang spool, ay humaharang sa daloy ng likido sa silindro mula sa magkabilang panig, kaya ang presyon sa loob ng parehong mga lukab ay pareho at ito hindi nakakaapekto sa direksyon ng pag-ikot ng mga rims. Kapag pinihit ng driver ang manibela, ang maliit na ratio ng steering rack reducer ay hindi nagpapahintulot sa kanya na mabilis na iikot ang mga gulong nang hindi nag-aaplay ng makabuluhang pagsisikap.

Tagapamahagi ng power steering

Ang gawain ng distributor ng power steering ay ang pagbibigay ng ATP sa hydraulic cylinder lamang kapag ang posisyon ng manibela ay hindi tumutugma sa posisyon ng mga gulong, iyon ay, kapag pinihit ng driver ang manibela, ang distributor ay unang nagpaputok at pumipilit. ang silindro upang kumilos sa mga suspension knuckle. Ang ganitong epekto ay dapat na panandalian at depende sa kung gaano kalaki ang pinihit ng driver ang manibela. Iyon ay, una ang haydroliko na silindro ay dapat na iikot ang mga gulong, at pagkatapos ay ang driver, ang pagkakasunud-sunod na ito ay nagpapahintulot sa iyo na mag-aplay ng kaunting pagsisikap upang lumiko, ngunit sa parehong oras "pakiramdam ang kalsada".

Kapag ang kotse ay tumama sa ilang uri ng paga, ang gulong sa harap nito, kahit kaunti, ngunit nagbabago ang direksyon ng pag-ikot, na humahantong sa isang epekto sa riles. Kung ang gayong epekto ay sapat na malakas upang mapaglabanan ang katigasan ng torsion bar, kung gayon ang isang mismatch ay nangyayari, na nangangahulugan na ang isang bahagi ng ATF ay pumapasok sa kabaligtaran na bahagi ng hydraulic cylinder, na higit sa lahat ay nagbabayad para sa naturang haltak at ang manibela ay hindi lumipad mula sa mga kamay ng driver. Kasabay nito, naramdaman niya ang paggalaw sa manibela at nauunawaan na ang kotse ay dumaan sa isang hindi pantay na lugar, na nagpapahintulot sa kanya na mabilis na tumugon sa mga pagbabago sa sitwasyon ng trapiko.

Prinsipyo ng operasyon

Ang pangangailangan para sa naturang operasyon ng distributor ay isa sa mga problema na pumipigil sa mass production ng hydraulic boosters, dahil kadalasan sa isang kotse ang manibela at steering gear ay konektado sa pamamagitan ng isang matibay na baras, na hindi lamang naglilipat ng puwersa sa steering knuckle, ngunit nagbibigay din ang piloto ng kotse ng feedback mula sa kalsada. Upang malutas ang problema, kailangan kong ganap na baguhin ang pag-aayos ng baras na kumukonekta sa manibela at sa manibela. Ang isang distributor ay na-install sa pagitan nila, ang batayan kung saan ay ang prinsipyo ng pamamaluktot, iyon ay, isang nababanat na baras na may kakayahang mag-twist.

Kapag pinihit ng driver ang manibela, ang torsion bar sa simula ay bahagyang umiikot, na nagiging sanhi ng hindi pagkakatugma sa pagitan ng posisyon ng manibela at ng mga gulong sa harap. Sa sandali ng naturang mismatch, bubukas ang distributor spool at ang hydraulic oil ay pumapasok sa cylinder, na inililipat ang steering rack sa tamang direksyon, at samakatuwid ay inaalis ang mismatch. Ngunit, ang throughput ng distributor spool ay mababa, kaya ang haydrolika ay hindi ganap na pinapalitan ang mga pagsisikap ng driver, na nangangahulugan na ang mas mabilis na kailangan mong lumiko, mas ang driver ay kailangang paikutin ang manibela, na nagbibigay ng feedback at nagbibigay-daan sa iyo upang madama ang kotse sa kalsada

Device

Upang maisagawa ang naturang gawain, iyon ay, dosed ATP sa hydraulic cylinder at itigil ang supply pagkatapos maalis ang mismatch, kinakailangan na lumikha ng isang medyo kumplikadong hydraulic mechanism na gumagana ayon sa isang bagong prinsipyo at binubuo ng:

• isang torsion bar na konektado sa drive gear, na nagbibigay ng mismatch kapag pinipihit ang manibela;
• ang loob ng spool;
• panlabas na bahagi ng spool.

Ang panloob at panlabas na mga bahagi ng spool ay magkadugtong sa bawat isa nang mahigpit na walang isang patak ng likido na tumagos sa pagitan nila, bilang karagdagan, ang mga butas ay na-drill sa kanila para sa supply at pagbabalik ng ATP. Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng disenyo na ito ay ang tumpak na dosing ng hydraulic fluid na ibinibigay sa silindro. Kapag ang posisyon ng timon at rack ay coordinated, ang supply at return openings ay inililipat kamag-anak sa isa't isa at ang likido sa pamamagitan ng mga ito ay hindi pumapasok o dumadaloy palabas ng mga cylinder, kaya ang huli ay patuloy na napupuno at walang banta ng pagsasahimpapawid. . Kapag pinihit ng piloto ng kotse ang manibela, ang torsion bar ay unang umiikot, ang panlabas at panloob na mga bahagi ng spool ay inilipat na may kaugnayan sa bawat isa, dahil kung saan ang mga butas ng supply sa isang gilid at ang mga butas ng kanal sa kabilang panig ay pinagsama. .

Tingnan din ang: Steering rack damper - layunin at mga panuntunan sa pag-install

Pagpasok sa haydroliko na silindro, pinindot ng langis ang piston, inililipat ito sa gilid, ang huli ay lumipat sa riles at nagsisimula itong gumalaw kahit na bago kumilos ang drive gear dito. Habang lumilipat ang rack, nawawala ang hindi pagkakatugma sa pagitan ng panlabas at panloob na mga bahagi ng spool, dahil kung saan unti-unting humihinto ang supply ng langis, at kapag ang posisyon ng mga gulong ay umabot sa balanse sa posisyon ng manibela, ang supply at output ng Ang ATP ay ganap na naharang. Sa ganitong estado, ang silindro, na parehong bahagi nito ay puno ng langis at bumubuo ng dalawang saradong sistema, ay gumaganap ng isang nagpapatatag na papel, samakatuwid, kapag natamaan ang isang bump, isang kapansin-pansing mas maliit na salpok ang umabot sa manibela at ang manibela ay hindi humihila mula sa. kamay ng driver.

Iyon ay, ang pagpapatakbo ng hydraulic steering rack ay batay sa mga prinsipyo ng spool at torsion bar - kapag pinihit ng driver ang manibela, pinaikot muna niya ng kaunti ang torsion bar, dahil kung saan bubukas ang spool, at pagkatapos ay ang torsion itinutuwid at isinasara ng bar ang spool. Iyon ay, ang hydraulic fluid, salamat sa distributor, ay pumapasok lamang sa hydraulic cylinder kapag ang anggulo ng pagpipiloto ay lumampas sa kaukulang steering rack offset, upang ang driver ay hindi magsikap ng labis, ngunit sa parehong oras ay hindi mawalan ng kontak sa kalsada.

Konklusyon

Ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng power steering rack ay batay sa panandaliang epekto ng presyon na nabuo ng pump sa cylinder, na inililipat ang rack sa tamang direksyon, na tumutulong sa driver na patnubapan ang kotse. Samakatuwid, ang mga kotse na may power steering ay mas komportable, lalo na kapag nagmamaniobra sa mababang bilis o nagmamaneho sa mahirap na mga kondisyon, dahil ang naturang riles ay tumatagal ng karamihan sa pag-load na kinakailangan upang iikot ang gulong, at ang driver ay nagbibigay lamang ng mga utos, nang hindi nawawala ang feedback. mula sa kalsada..

Power steering - ang aparato at ang prinsipyo ng pagpapatakbo ng power steering sa modelo ng Lego!