Хидравличният сервоусилвател е невъзможният герой в ежедневието ни.
Навремето придвижването на тежки предмети е било бреме.
Автомобилите като цяло са много тежки и има смисъл в това, управлението на нашата кола да е лесно .
Ако сте карали едновремешна Lada или Moskvich, за да получите шофьорска книжка в България е било сериозно предизвикателства. Маневреността на съвременните автомобили е далеч над способностите на предшествениците си!
Воланът се чувства твърд и наистина е трудно да го завъртите с една ръка , особено когато сте неподвижни.
Това е, защото нямате серво управление.
Сервоусилвателят на волана е съкратен за силово управление. От 2018 г. имаме три вида сервоусилватели на волана: (i) хидравличен сервоусилвател на волана, (ii) електрохидравличен сервоусилвател на волана и (iii) електрически сервоуправление.
В тази кратка статия ще разгледаме една от разновидностите на сервоусилвателя на волана – хидравличното сервоуправление .
- Какво е хидравлично усилване на волана?
- Повишаването на хидравличното сервоуправление
- Как работи?
- Кормилна помпа
- Ротационен клапан
- Хидравлична камера
- Ограничение на хидравличното сервоуправление
- Бъдещето на хидравличното сервоуправление
Какво е хидравлично управление?
Ти знаеш…
Инженерите са много буквални и практични, когато става въпрос за именуване на неща и това ми харесва изключително много.
Хидравличната течност за хидроусилвателят на волана ( хидравлична ) осигурява мощност, което улеснява управлението на автомобила. Това е ергономичната помощ за подобряване на контрола и безопасната маневреност.
Думата „хидравлична“ е просто фантастична дума за използване на течност (вода, масло и т.н.).
Притискаме течността, като я принуждаваме да мине през тясна дупка.
Когато налягането е по-голямо, ние генерираме по-голяма сила (при условие, че площта остава същата).
Всички инженери които четат, вие знаете за какво говоря!
Налягане = Сила * Зона
Това може да ни помогне да направим някои тежки повдигания, които обикновено не можем. Това е същият принцип, който стои зад простия автомобилен крик.
Възходът на хидравличното кормилно управление – Откъде идва цялата тази мощност?
Сервоуправлението е достигнало до нас преди доста време.
Първият хидравличен сервоусилвател е получил патент през 1876 година.
Тогава той е подобрен от Фредерик У. Ланчестър през 1902 година.
През 1926 г. Франсис Дейвис става първият, който поставя хидравличен сервомеханизъм в автомобил . Инсталира го в Пиърс-Ароу от 1921 г. и пътува от Ню Йорк до Лос Анджелис само за 12 дни.
За съжаление никой не вижда потенциала.
Поне до 1939 година.
През 1939 г. избухва втората световна война.
Хората започват да търсят начини да контролират силно бронираната военна машина по-добре, по-бързо и по-лесно.
И отговорът?
Хидравлично серво управление.
В търсене на конкурентно предимство в битката, технологията зад хидравличния сервоусилвател на волана бързо бива приета.
До края на войната през 1945 г. 10 000 военни превозни средства са оборудвани със сервоусилвател.
През 1951 г. Chrysler е първият производител на автомобили, който прави сервоусилвателя на пазара в търговската мрежа.
Тя е била достъпна за обществеността чрез автомобила си – Chrysler Imperial.
Скоро след това много други производители на автомобили като General Motors, Toyota и Honda бързо измислили собствените си вариации на сервоусилвателя и го приложили.
И това ни води до сега, където сме.
В 21-ви век, почти всички автомобили са оборудвани със сервоусилвател.
Как работи хидравличният сервоусилвател?
Ако сте напълно нови за системата за управление на автомобила, аз силно препоръчвам да започнете с Как работи системата за управление на автомобила – първо на английски език .
Това се дължи на факта, че редовната кормилна рейка, която не се захранва с мощност, е (почти) същата като хидравличната система за серво управление .
Единствената разлика е, че хидравличното сервоуправление има няколко допълнителни части, за да доставят допълнителна мощност .
Говоря за…
- Кормилна помпа
- Ротационен клапан
- Хидравлична камера
Кормилна помпа
Пътуването с хидравлично сервоуправление започва с помпата за управление.
Можете да намерите помпата за управление, свързана с автомобилния двигател, най-вероятно до алтернатора на колата и компресора на климатика.
Ремъкът на двигателя свързва помпата за управление чрез механизми с ремъчна шайба.
Когато завъртите двигателя, коланът на двигателя започва да се върти и това също завърта помпата за управление.
Помпата на кормилното управление изтегля течността за управление от резервоара и ги притиска.
След това течността на кормилното управление под налягане преминава от помпата за управление, през тръбата за налягане и в въртящия се вентил.
Ротационен клапан
Въртящият клапан се свързва директно към волана.
Това е метален корпус със стратегически разположени отвори, които пренасочват течността на кормилното управление обратно към помпата за управление или към кормилната рейка.
-
- Ако воланът е в първоначалното си положение, въртящият се клапан насочва течността за кормилното управление обратно към помпата за управление и цикълът се повтаря.
- Когато шофьорът завърти кормилните колела, въртящият се клапан се отваря и течността за управление се движи през флуидните линии и в хидравличната камера на кормилната рейка.
Хидравлична камера
В хидравличната камера има хидравлично бутало за разделяне на камерата на две части (ляво и дясно).
Когато има повече течност за кормилно управление от едната страна на хидравличната камера, тя създава диференциално налягане по цялата камера.
След това рулевият флуид избутва хидравличното бутало към страната, която има по-малка течност.
Защо го правят?
Заради динамиката на течността, или по-конкретно уравнението на Бернули . За да ви дадем метафора, с която да работите, представете си две стаи: едната е толкова пренаселена с хора, че едва дишате, а другата е празна. Моят инстинкт? Да се премести в празната стая, преди да се задуша!
Тази разлика в натиска ни дава допълнителна сила.
Тъй като двата края на кормилната рейка са свързани с колелата на колата, когато кормилната рейка се движи надясно, колата ще се движи.
И… Воала !
Автомобилът променя посоката и течността на кормилната уредба се връща обратно към помпата за управление, за да повтори отново всичко.
И че моите приятели, как работи хидравличен сервоусилвател.
Не е достатъчно добър? Свойствено ограничение на хидравличното сервоуправление
Хидравличното сервоуправление е невероятно.
Тя осигурява така необходимата помощ за нашето ежедневие.
Но както с технологията и всичко останало в този свят, тя не е съвършена.
Хидравличното сервоуправление също има някои присъщи недостатъци .
Например, имаме проблеми с контролирането на количеството усилващо усилване от хидравличната система. Има несъответствие между силата и това, което наистина се нуждаем от различни сценарии.
- Когато сте неподвижни
На празен ход се нуждаем от по-голяма помощ, защото е по-трудно да се движим.
Знаем, че автомобилният двигател задвижва нашата помпа за управление през колана на двигателя. Въпреки това, автомобилният двигател произвежда по-малък въртящ момент при неподвижно движение, което забавя помпата на кормилното управление. Когато помпата е по-бавна, тя изпомпва по-малък воден поток и получаваме по-малка помощ.
- Когато шофирате с висока скорост
По-лесно е да се управлява с висока скорост, така че не се нуждаем от толкова много помощ.Но двигателят на колата претоварва помпата за управление и получаваме прекалено много помощ.
- Когато шофирате направо
Ние не се нуждаем от помощ за захранване, защото не въртим колата. Но двигателят все още задвижва помпата за управление, което води до загуба на енергия и намаляване на икономията на гориво.
Има още един проблем.
Поради естеството на хидравликата се нуждаем от течност за управление, за да работи системата.
Течността е много подъл, където и да отидат, те се опитват да намерят малко отваряне, за да избягат.
Това означава, че често може да се стигне до течове при помпата за управление или кормилната рейка.
Когато това се случи, ще забележите, че воланът се чувства по-труден за завъртане.
Или ще трябва непрекъснато да допълвате рулевата течност на всеки 2 седмици.
Това е само един от някои от проблемите, които може да срещнем специално за хидравличната система за управление.
Прочетете го, ще струва всяка минута.
Бъдещето на хидравличната система за управление
Да, има недостатъци. Но хидравличният сервоусилвател е изминал дълъг път и е направил шофирането много по-удобно от преди.
Никой не обича да кара повече без сервоуправление!
Технологията е страхотна и затова непрекъснато я подобряваме малко по малко.
Сега започваме да виждаме промяна в електронната система за сервоуправление, защото можем да въведем по-голям контрол над цялата система на сервоусилвателя.
Също като това, което ABS прави за спирачната система, можем да направим същото и за системата на сервоуправление.
Производителите на автомобили се стремят да въведат по-голяма безопасност и икономия на гориво, като отидат електронно!
Но това би било друга история за друг ден.
Ако се интересувате, любезно се абонирайте по-долу и ние ще сме сигурни, че ще ви държим в течение.
Дотогава шофирайте безопасно и шофирайте умно!