Прынцып працы рулявой рэйкі з гідраўзмацняльнікам
Змест
Прынцып працы рулявой рэйкі з гідраўзмацняльнікам заснаваны на кароткачасовым уздзеянні стваранага помпай ціску на цыліндр, які зрушвае рэйку ў патрэбны бок, дапамагаючы кіроўцу кіраваць аўтамабілем. Таму аўтамабілі з ГУР значна больш камфортныя, асабліва пры манеўрах на нізкай хуткасці ці яздзе ў складаных умовах, бо такая рэйка бярэ на сябе вялікую частку нагрузкі, неабходнай для павароту кола, а кіроўца толькі аддае ёй каманды, пры гэтым не губляючы зваротнай сувязі з дарогай. .
Рулявая рэйка ў індустрыі легкавога транспарта даўно выцесніла іншыя тыпы падобных прылад дзякуючы сваім тэхнічным характарыстыкам, пра якія мы распавядалі тут (Як уладкованая рулявая рэйка). Але, нягледзячы на прастату канструкцыі, прынцып працы рулявой рэйкі з гідраўзмацняльнікам, гэта значыць гідраўлічным узмацняльнікам, дагэтуль застаецца незразумелым для большасці аўтаўладальнікаў.
Развіццё рулявога кіравання кароткі агляд
З з'яўлення першых аўтамабіляў асновай рулявога кіравання стаў шестеренчатый рэдуктар з вялікім перадаткавым лікам, розным спосабам паварочвае перадпакоі колы транспартнага сродку. Першапачаткова гэта была калонка з прымацаванай знізу сошкай, таму даводзілася выкарыстоўваць складаную канструкцыю (трапецыю), каб перадаць ссоўвае высілак на паваротныя кулакі, да якіх прыкручаны перадпакоі колы. Затым вынайшлі рэйку, таксама ўяўлялую сабой рэдуктар, які перадаваў паваротны высілак на перадпакой падвеску без дадатковых канструкцый і, неўзабаве гэты тып рулявога механізму паўсюдна выцесніў калонку.
Але асноўны недахоп, які вынікае з прынцыпу працы гэтай прылады, пераадолець не ўдалося. Павелічэнне перадаткавага ліку дазваляла круціць руль, які таксама завуць рулявым колам або абаранкам, без высілкаў, але змушала рабіць больш паваротаў для перасоўвання паваротнага кулака з крайняга правага ў крайняе левае становішча ці наадварот. Зніжэнне перадаткавага ліку рабіла рулявое кіраванне больш вострым, бо машына мацней рэагавала нават на малаважны зрух абаранка, але для кіравання такім аўта патрабаваліся вялікія фізічная сіла і цягавітасць.
Спробы вырашыць гэтую праблему рабіліся з пачатку ХХ стагоддзя, прычым частка з іх была звязана з гідраўлікай. Сам тэрмін "гідраўліка" з'явіўся з лацінскага слова hydro (гідра), які азначаў ваду або нейкае вадкае рэчыва, па сваёй цякучасці супастаўнае з вадой. Аднак, да пачатку 50-х гадоў мінулага стагоддзі ўсё абмяжоўвалася эксперыментальнымі ўзорамі, якія немагчыма было ўвасобіць у серыйную вытворчасць. Прарыў адбыўся ў 1951 годзе, калі кампанія Chrysler прадставіла першы серыйны гідраўзмацняльнік руля (ГУР), які працуе сумесна з рулявой калонкай. З тых часоў агульны прынцып працы гідраўлічнай рулявой рэйкі ці калонкі заставаўся нязменным.
Першы ГУР валодаў сур'ёзнымі недахопамі, ён:
- моцна нагружаў рухавік;
- узмацняў паварот руля толькі на сярэдніх ці высокіх абарачэннях;
- на вялікіх абарачэннях рухавіка ствараў залішні ціск (напор) і, кіроўца губляў сувязь з дарогай.
Таму нармальна працуючы гідраўзмацняльнік з'явіўся толькі на мяжы XXI, калі асноўным рулявым механізмам ужо стала рэйка.
Як працуе гідраўзмацняльнік
Каб зразумець прынцып працы гідраўлічнай рулявой рэйкі, неабходна разгледзець якія ўваходзяць у яе элементы і выкананыя імі функцыі:
- насос;
- рэдукцыйны клапан;
- пашыральны бачок і фільтр;
- цыліндр (гідрацыліндр);
- размеркавальнік.
Кожны элемент з'яўляецца часткай гідраўзмацняльніка, таму правільная праца ГУР магчымая толькі калі ўсе складнікі выразна выконваюць сваю задачу. На гэтым відэа паказаны агульны прынцып працы такой сістэмы.
насос
Задачай гэтага механізму з'яўляецца сталая цыркуляцыя вадкасці (гідраўлічнага алею, АТФ ці ATF) па сістэме гідраўзмацняльніка са стварэннем вызначанага ціску, дастатковага для павароту колаў. Помпа ГУР рамянём падлучаны да шківа каленчатага вала, калі ж аўтамабіль абсталяваны электрагідраўзмацняльнікам, тое яго працу забяспечвае асобны электраматор. Прадукцыйнасць помпы выбіраюць такі, каб нават на халастых абарачэннях ён забяспечваў паварот машыны, а залішні напор, які ўзнікае пры павелічэнні абарачэнняў, кампенсуе рэдукцыйны клапан.
Помпа ГУР робяць двух тыпаў:
- пласціністы;
- шасцярні.
Помпа ГУР
На легкавушках з гідраўлічнай падвескай адна помпа забяспечвае працу абедзвюх сістэм ГУР і падвескі, але працуе па тым жа прынцыпу. Ад звычайнага ён адрозніваецца толькі павялічанай магутнасцю.
Рэдукцыйны клапан
Гэтая дэталь гідраўлічнага ўзмацняльніка працуе па прынцыпе перепускного клапана, які складаецца з замыкальнага шарыка і спружыны. Падчас працы помпа гідраўзмацняльніка стварае цыркуляцыю вадкасці з вызначаным ціскам, бо яго прадукцыйнасць вышэй прапускной здольнасці шлангаў і іншых элементаў. Па меры росту абарачэнняў матора ўзрастае напор у сістэме Гур, якое ўздзейнічае праз шарык на спружыну. Калянасць спружыны падабрана так, каб адкрыццё клапана адбывалася пры вызначаным ціску, а дыяметр каналаў абмяжоўвае яго прапускную здольнасць, таму спрацоўванне не прыводзіць да рэзкага падзення напору. Калі клапан адчыняецца, частка алею ідзе ў абыход сістэмы, што і стабілізуе ціск на патрабаваным узроўні.
Рэдукцыйны клапан Гур
Нягледзячы на тое, што рэдукцыйны клапан усталяваны ўсярэдзіне помпы, ён з'яўляецца важным элементам гідраўзмацняльніка, таму варта ў адным шэрагу з астатнімі механізмамі. Яго няспраўнасць ці няправільная праца ставіць пад пагрозу не толькі ГУР, але і бяспека руху на дарозе, калі з-за празмернага гідраўлічнага напору лопне якая падае магістраль, ці з'явіцца ўцечка, рэакцыя аўтамабіля на паварот руля зменіцца, а не мелы досведу чалавек за рулём рызыкуе не справіцца з кіраваннем. Таму прылада рулявой рэйкі з гідраўзмацняльнікам мае на ўвазе максімальную надзейнасць як усёй канструкцыі ў цэлым, так і кожнага асобнага элемента.
Пашыральны бачок і фільтр
Падчас працы ГУР гідраўлічная вадкасць прымусова цыркулюе па сістэме гідраўзмацняльніка і, на яе ўздзейнічае ціск, стваранае помпай, што прыводзіць да нагрэву і пашырэнню алею. Пашыральны бачок прымае ў сябе лішак гэтага матэрыялу, дзякуючы чаму яго аб'ём у сістэме заўсёды аднолькавы, што выключае скокі ціску, выкліканыя тэмпературным пашырэннем. Нагрэў АТФ і знос якія труцца элементаў прыводзіць да з'яўлення ў алеі металічнага пылу і іншых забруджванняў. Пападаючы ў залатнік, ён жа размеркавальнік, гэтае смецце забівае адтуліны, парушаючы працу гідраўзмацняльніка руля, што негатыўна ўплывае на кіравальнасць аўтамабіля. Каб пазбегнуць такога развіцця падзей, у Гур убудаваны фільтр, які выдаляе з цыркулявалай гідраўлічнай вадкасці рознае смецце.
цыліндр
Гэта дэталь гідраўзмацняльніка ўяўляе сабой трубу, усярэдзіне якой знаходзіцца частка рэйкі з усталяваным на ёй гідраўлічным поршнем. Па баках трубы ўсталяваныя сальнікі, якія перашкаджаюць выцяканню АТФ пры ўзняцці ціску. Калі алей па трубках паступае ў адпаведную частку цыліндру, поршань ссоўваецца ў процілеглы бок, пхаючы рэйку і, праз яе ўздзейнічаючы на рулявыя цягі і паваротныя кулакі.
Цыліндр ГУР
Дзякуючы такой канструкцыі ГУР паваротныя кулакі пачынаюць перамяшчацца яшчэ да таго, як вядучая шасцярня перамесціць рэйку.
Размеркавальнік
Прынцып працы рулявой рэйкі з гідраўзмацняльнікам складаецца ў кароткачасовай падачы гідраўлічнай вадкасці ў момант павароту руля, дзякуючы чаму рэйка пачне рухацца яшчэ да таго, як шафёр прыкладзе да гэтага сур'ёзны высілак. Такую кароткачасовую падачу, а таксама сліў лішку вадкасці з гідрацыліндра і забяспечвае размеркавальнік, які нярэдка завуць залатнікам.
Каб зразумець прынцып працы гэтай гідраўлічнай прылады, неабходна не толькі разгледзець яго ў разрэзе, але і больш поўна прааналізаваць яго ўзаемадзеянне з астатнімі элементамі ГУР. Пакуль становішча руля і паваротных кулакоў адпавядаюць адзін аднаму, размеркавальнік, ён жа залатнік, блакуе паступленне вадкасці ў цыліндр з любога боку, таму ціск усярэдзіне абедзвюх паражнін аднолькава і, ён ніяк не ўплывае на кірунак кручэння колавых кружэлак. Калі кіроўца паварочвае руль, невялікі перадаткавы лік рэдуктара рулявой рэйкі не дазваляе яму хутка павярнуць колы без прыкладання значных намаганняў.
размеркавальнік ГУР
Задачай размеркавальніка Гур з'яўляецца падача АТФ у гідрацыліндр толькі тады, калі становішча руля не адпавядае становішчу колаў, гэта значыць калі кіроўца паварочвае абаранак, спачатку спрацоўвае размеркавальнік і прымушае цыліндр уздзейнічаць на паваротныя кулакі падвескі. Такое ўздзеянне павінна быць кароткачасовым і залежаць ад таго, наколькі моцна шафёр павярнуў руль. Гэта значыць, спачатку колы павінен паварочваць гідрацыліндр, а затым ужо кіроўца, такая паслядоўнасць дазваляе прыкладваць мінімальныя намаганні для павароту, але пры гэтым адчуваць дарогу .
Прынцып працы
Неабходнасць такой працы размеркавальніка была адной з праблем, якія перашкаджалі серыйнай вытворчасці гідраўзмацняльнікаў, бо звычайна ў машыне руль і рулявы рэдуктар злучаныя цвёрдым валам, што не толькі перадае высілак на паваротныя кулакі, але і забяспечвае пілоту машыны зваротную сувязь з дарогай. Каб вырашыць праблему, прыйшлося цалкам змяніць прыладу вала, які злучае руль і вядучую шасцярню рулявога механізму. Паміж імі ўсталявалі размеркавальнік, асновай працы якога з'яўляецца прынцып тарсіёна, гэта значыць пругкага, здольнага да скручвання стрыжня.
Калі кіроўца паварочвае руль, спачатку малаважна скручваецца тарсіён, з-за чаго ўзнікае разузгадненне паміж становішчам рулявога і перадпакояў колаў. У момант такога разузгаднення залатнік размеркавальніка адчыняецца і гідраўлічнае масла паступае ў цыліндр, які ссоўвае рулявую рэйку ў патрэбны бок, а значыць, ухіляе разузгадненне. Але, прапускная здольнасць залатніка размеркавальніка невысокая, таму гідраўліка не цалкам замяняе высілкі кіроўцы, а значыць, чым хутчэй трэба павярнуць, тым мацней давядзецца шафёру круціць руль, што забяспечвае зваротную сувязь і дазваляе адчуваць машыну на дарозе.
прылада
Каб выканаць такую працу, гэта значыць дазавана падаваць АТФ у гідрацыліндр і спыняць падачу пасля ўхілення разузгаднення, прыйшлося ствараць даволі складаны гідраўлічны механізм, які працуе па новым прынцыпе і які складаецца з:
- злучанага з вядучай шасцярняй тарсіёна, які забяспечвае разузгадненне пры павароце руля;
- ўнутранай часткі залатніка;
- знешняй часткі залатніка.
Унутраная і вонкавая часткі залатніка прылягаюць сябар да сябра настолькі шчыльна, што паміж імі не прасочваецца ні кроплі вадкасці, акрамя таго, у іх прасвідраваны адтуліны для падачы і звароту АТФ. Прынцып працы такой канструкцыі складаецца ў выразным дазаванні якая падаецца ў цыліндр гідраўлічнай вадкасці. Калі становішча руля і рэйкі ўзгоднена, якія падаюць і зваротныя адтуліны зрушаныя сябар адносна сябра і вадкасць праз іх у цыліндры не паступае і не выцякае адтуль, таму апошні стала запоўнены і няма пагрозы завоздушивания. Калі пілот машыны паварочвае руль, спачатку скручваецца тарсіён, вонкавая і ўнутраная часткі залатніка ссоўваюцца адносна адзін аднаго, з-за чаго сумяшчаюцца якія падаюць адтуліны аднаго боку і зліўныя іншы.
Паступаючы ў гідрацыліндр, алей душыць на поршань, ссоўваючы яго да боку, апошні ссоўвае на рэйку і, яна пачынае перасоўвацца яшчэ да таго, як вядучая шасцярня ўздзейнічае на яе. Па меры зрушэння рэйкі сыходзіць разузгадненне паміж вонкавай і ўнутранай часткай залатніка, дзякуючы чаму паступова спыняецца падача алею, а калі становішча колаў дасягае балансу з становішчам руля, падача і вынахад АТФ цалкам блакуюцца. У такім стане цыліндр, абедзве часткі якога запоўненыя алеем і ўтвораць дзве замкнёныя сістэмы, выконвае якая стабілізуе ролю, таму пры наездзе на няроўнасць да руля даходзіць імпульс прыкметна меншай сілы і, абаранак не вырывае з рук кіроўцы.
Заключэнне
Прынцып працы рулявой рэйкі з гідраўзмацняльнікам заснаваны на кароткачасовым уздзеянні стваранага помпай ціску на цыліндр, які зрушвае рэйку ў патрэбны бок, дапамагаючы кіроўцу кіраваць аўтамабілем. Таму аўтамабілі з ГУР значна больш камфортныя, асабліва пры манеўрах на нізкай хуткасці ці яздзе ў складаных умовах, бо такая рэйка бярэ на сябе вялікую частку нагрузкі, неабходнай для павароту кола, а кіроўца толькі аддае ёй каманды, пры гэтым не губляючы зваротнай сувязі з дарогай. .
