Гидроусилитель рулевого управления
Гидроусилитель рулевого управления
Гидроусилителем рулевого управления (обиходное название - гидроусилитель руля) называется конструктивный элемент рулевого управления автомобиля, в котором дополнительное усилие при повороте рулевого колеса создается с помощью гидравлического привода. Гидроусилитель руля является самым распространенным видом усилителя рулевого управления.
Простейший гидроусилитель руля имеет привод гидронасоса от коленчатого вала двигателя. У такого усилителя производительность прямо пропорциональна частоте вращения коленчатого вала двигателя, что противоречит реальным потребностям рулевого управления (при максимальной скорости движения требуется минимальный коэффициент усиления, и наоборот).
Наиболее совершенным с точки зрения потребительских свойств и конструкции является электрогидравлический усилитель руля. Преимуществами электрогидравлического усилителя являются компактность, возможность функционирования на неработающем двигателе, экономичность за счет включения в нужный момент. В конструкции данного гидроусилителя предусмотрена возможность электронного регулирования коэффициента усиления. Поэтому, наряду с комфортностью управления усилитель может обеспечить легкость маневрирования на малых скоростях, что недоступно обычному гидроусилителю.
Электрогидравлический усилитель рулевого управления состоит из насосного агрегата, гидравлического узла управления и системы управления.
Насосный агрегат представляет собой объединенный блок, включающий гидравлический насос, электродвигатель насоса и бачок для рабочей жидкости. На насосный агрегат устанавливается электронный блок управления.
Гидравлический насос может быть лопастного или шестеренного типа. Наиболее простым и надежным является шестеренный насос.
Гидравлический узел управления является исполнительным механизмом усилителя руля. Он включает торсион с поворотным золотником и распределительной гильзой и силовой цилиндр с поршнем.
Гидравлический узел управления объединен с рулевым механизмом. Шток поршня силового цилиндра является продолжением рейки рулевого механизма.
Система управления обеспечивает работу гидроусилителя. На современных автомобилях используется электронная система управления, которая обеспечивает регулирование коэффициента усиления в зависимости от скорости поворота рулевого колеса и скорости движения автомобиля. Усилитель с такими характеристиками называется адаптивным усилителем рулевого управления.
На автомобилях концерна Volkswagen и BMW электронная система управления гидравлическим усилителем руля имеет торговое название Servotronic.
Система Servotronic включает входные датчики, электронный блок управления и исполнительное устройство.
Входными датчиками системы являются датчик усилителя руля (датчик угла поворота рулевого колеса - на автомобилях, оборудованных ESP), датчик спидометра. Помимо датчиков, система использует информацию о частоте вращения коленчатого вала двигателя, поступающую от системы управления двигателем.
Электронный блок управления гидроусилителем руля принимает и обрабатывает сигналы датчиков и в соответствии с установленной программой воздействует на исполнительное устройство.
В разных модификациях системы Servotronic используются следующие исполнительные устройства: электродвигатель насоса, электромагнитный клапан в гидросистеме. В первом случае изменение производительности гидроусилителя осуществляется за счет изменения скорости вращения электродвигателя. Во-втором, за счет изменения проходного сечения гидросистемы (открытие-закрытие клапана).
Работа гидроусилителя руля
При прямолинейном движении автомобиля гидравлический узел управления обеспечивает циркуляцию жидкости по кругу (от насоса по каналам напрямую в бачек).
При повороте рулевого колеса происходит закрутка торсиона, которая сопровождается поворотом золотника относительно распределительной гильзы. По открывшимся каналам жидкость поступает в одну из полостей (в зависимости от направления поворота) силового цилиндра. Из другой полости силового цилиндра жидкость по открывшимся каналам сливается в бачек. Поршень силового цилиндра обеспечивает перемещение рейки рулевого механизма. Усилие от рейки передается на рулевые тяги и далее приводит к повороту колес.
При осуществлении поворота на небольшой скорости (при парковке, маневрах в ограниченном пространстве) гидроусилитель руля работает с наибольшей производительностью. На основании сигналов датчиков электронный блок управления увеличивает частоту вращения электродвигателя насоса (обеспечивает открытие электромагнитного клапана). Соответственно увеличивается производительность насоса. В силовой цилиндр интенсивнее поступает специальная жидкость. Усилие на рулевом колесе значительно снижается.
С увеличением скорости движения частота вращения электродвигателя насоса снижается (срабатывает электромагнитный клапан и уменьшает поперечное сечение гидросистемы).
Работа гидравлического усилителя осуществляется в пределах поворота рулевого колеса и ограничивается предохранительным клапаном.
Рассмотрим его на рулевом управлении реечного типа. Жидкость из масляного бачка поступает в насос. Там она сжимается и под давлением поступает на рулевой механизм посредством масляной магистрали высокого давления.
Давление в этой системе примерно 70-180 bar в зависимости от модели. В рулевом механизме находится узел распределения потоков, так называемые золотники, которые работают в двух основных режимах:
- 1. Состояние покоя. В этом режиме к рулевому колесу не приложено усилие. В этот момент в системе совмещены маслопровода подачи и стока в золотниковом устройстве. Из нагнетающего шланга жидкость перетекает в масляный резервуар и не производит никакой работы. 2. Действие. Происходит в момент поворота рулевого колеса. В этот момент в системе масляные магистрали совмещаются, в золотниковом устройстве в зависимости от того в какую сторону поворачивается руль.
Под давлением жидкость поступает в рабочий цилиндр и создает усилие сдвига вала, посредством воздействия на рабочий поршень. В этом и заключается принцип гидравлического пресса. Полость обратной стороны поршня соединяется со шлангом низкого давления, через который жидкость идет в масляный резервуар. Как только поворот заканчивается система переходит в состояние покоя.
Современные системы гидроусилителей руля представлены в двух основных типах: реечные рулевые системы и угловые системы. Все эти системы можно оснастить системой гидроусиления рулевого управления.
В особенности ярко преимущества автомобилей, оснащенных системой рулевого гидроусилителя, проявляются при парковке или движении на малых скоростях.
Все существующие системы гидроусилителей рулевого управления можно разделить на два подкласса: с постоянным во времени коэффициентом усиления и с дифференцированным коэффициентом усиления, значение которого зависит от скорости движения (SERVOTRONIC).
Принцип работы гидроусилителя руля с осевым распределителем изображен на рисунке:
На рисунке 2а центрирующие пружины удерживают в нейтральном положении золотник. Полости распределителя состыкованы таким образом, что жидкость беспрепятственно перетекает из нагнетающей магистрали в отводящую. В данный момент насос работает только лишь на прокачку жидкости по системе, а не на поворот колес.
На рисунке 2б изображена работа ГУРа при повороте руля. Золотник в данном случае перемещается и закрывает отводящую магистраль. Под давлением масло поступает в одну из рабочих полостей цилиндра. Жидкость, воздействуя на поршень со штоком, поворачивает колеса. Они передвигают корпус распределителя в сторону движения золотника. Золотник останавливается, как только прекращается движение рулевого колеса, и корпус его "догоняет". Распределитель переходит обратно в нейтральное положение. Опять открывается отводящая магистраль и поворот колес завершается.
"Чувство дороги" - этот эффект достигается обратной связью от колес к рулю. На рисунке 2б видно, что конструкция распределителей снабжена большим количеством плунжеров, камер и реактивных шайб. С увеличением сопротивления повороту колес увеличивается и давление в распределителе. При этом реактивная шайба производит большое усилие, чтобы вернуть золотник в нейтральную позицию. В результате этого процесса появляется ощущение, что руль становиться тяжелее.
При наезде на препятствие колеса перемещают распределитель относительно золотника и перекрывают отводящую магистраль. Масло начинает поступать в полость цилиндра. Поршень возвращает усилие на колеса обратно. С учетом небольшого хода золотника, автомобиль практически не изменяет направление. Таки образом, гидроусилитель руля не только помогает поворачивать колеса, но и сглаживает рулевые удары при наезде на препятствие.
Если гидроусилитель вышел из строя возможность управления автомобилем сохраниться. Просто усилие от руля будут передаваться непосредственно самими золотниками на распределитель и далее - на колеса. Жидкость, проходя через перепускной клапан, не препятствует повороту, но руль станет "тяжелее".
Принцип работы гидроусилителя руля с вращающимися золотниками такой же, как описанный выше.
Прокачка гидроусилителя руля
Гидроусилитель рулевой управление прокачка
Как прокачать гидроусилитель руля? Таким вопросом задаются водители автомобилей, которые при повороте, при повороте рулевого колеса в крайнее правое или крайнее левое положение, слышат из-под капота неприятный звук.
Именно это может указывать на наличие воздушной пробки в системе. Для того чтобы прокачать гидроусилитель руля из инструментов вам понадобится только гаечный ключ.
Далее приводим подробную инструкцию, в которой по пунктам опишем, как прокачать гидроусилитель руля:
- 1. Как правило, воздух в систему гидроусилителя попадает в тот момент, когда вы проводите манипуляции по техническому обслуживанию автомобиля. Например, когда осуществляется замена жидкости в системе. Именно поэтому рекомендуется заливать жидкость в бачок со скоростью около 5, 5 литров в минуту, что предотвратит от попадания воздуха во всасывающую магистраль. Если все же в ходе замены жидкости вы заметили в бачке пузырьки, дайте ей отстояться в течение минут двадцати, чтобы попавший в систему воздух вышел из нее. 2. Также поможет вам избежать подобных проблем заполнение бачка маслом "под завязку", то есть выше указанного уровня. 3. Залив масло "под завязку", примерно по истечении минут пяти вы заметите, что уровень начал снижаться. Доливайте масло в бачок до рекомендуемой отметки до того момента, пока не увидите, что уровень остается постоянным. 4. Остановите двигатель. Переднюю балку необходимо подвесить на жесткой опоре. При заглушенном двигателе перемещаем рулевое колесо в крайнее левое положение, затем, в крайнее правое.
Повторяем повороты в каждую сторону по три раза. Ни в коем случае не задерживайте рулевое колесо в крайнем положении на время более 5 секунд, так как жидкость в системе закипит. В тот момент, когда вы начинаете крутить руль в крайнее левое положение, на корпусе гидроусилителя отпускается штуцер прокачки, посредством которого и удаляется воздушная пробка.
После того, как из штуцера пойдет масло, руль переводится в крайнее правое положение. Не изменяя его положение, когда воздух вышел и вы видите, что идет масло, закрутите штуцер. "
Похожие статьи
-
Проектируемая система адаптивного управления представляет собой комплексную систему автоматического регулирования, состоящую из двух подсистем,...
-
Рассматриваемая ЭМС и ЭМС-аналог содержат асинхронный и шаговый (ШД) электродвигатели соответственно. Каждый из типов электродвигателей имеет свои...
-
Управление качеством продукции - Системы качества по международным стандартам ИСО серии 9000
В 70-80-х годах ученые и специалисты многих стран пришли к выводу, что качество не может быть гарантировано только путем контроля готовой продукции. Оно...
-
Принцип действия рассматриваемого электропривода состоит в следующем: при отклонении положения панели СБ от оптимального положения относительно светового...
-
Системы автоматического регулирования, контроля и управления
Функциональные схемы систем автоматического регулирования, контроля и управления Под управлением понимают такую организацию процесса, которая...
-
Особенности проектирования систем управления ГПС - Виды автоматизированных производств
Состав и структура ГПС определяются содержанием выполняемого производственного процесса, который формируется на основе: конструктивно-технологических...
-
Системы автоматического управления точностью обработки деталей Обработка заготовок на станках с ПУ обеспечивает высокую степень автоматизации и широкую...
-
Блок управления реверсивным двигателем
Блок управления реверсивным двигателем В настоящее время практически невозможно указать какую-то отрасль науки и производства, в которой бы не...
-
Резонанс шагового двигателя - Разработка стенда управления шаговым двигателем
Шаговым двигателям свойственен нежелательный эффект, называемый резонансом. Эффект проявляется в виде внезапного падения момента на некоторых скоростях....
-
Структура системы управления организацией Структура системы управления организацией - упорядоченная совокупность взаимосвязанных элементов, находящихся...
-
Описание задачи проектирования Данная система предназначена для установки "Cannon Viking Maxfoam", которая в свою очередь предназначена для производства...
-
Данную систему управления можно отнести к: 1. дискретно-непрерывной 2. Динамической 4. Стационарной 5. одномерной 6. Стохастической Приведенная выше...
-
Способы управления шаговым двигателем - Разработка стенда управления шаговым двигателем
Волновая и фазовая коммутация фаз Первый способ обеспечивается попеременной коммутации фаз, при этом они не перекрываются, в один момент времени включена...
-
Функциональные задачи Cистема электроприводов должна обеспечивать повороты правого и левого крыльев солнечных батарей по крену, а также иметь оговоренные...
-
Холодильная автоматизированная установка состоит из трех компрессоров (КМ), оснащенных устройствами автоматической защиты, маслоотделителя (МО), сборника...
-
Особенности управления персоналом Под структурой управления понимается упорядоченная совокупность устойчиво взаимосвязанных элементов, обеспечивающих...
-
Цель системы автоматического регулирования определяется назначением процесса: очистка газа, поступающего в абсорбер или получение готового продукта. В...
-
Описание объекта управления - Синтез АСР уровня моющего вещества в емкости для промывки изделий
Задачи управления технологическим процессом: минимизация (максимизация) некоторого критерия (себестоимость, затраты энергии и т. д.) при выполнении...
-
Системы диагностики и управление точности обработки - Виды автоматизированных производств
Любое спроектированное и изготовленное технологическое оборудование и его система ПУ в процессе эксплуатации должны находиться в работоспособном...
-
Рис. 3.3. Схема замещения фазы асинхронного двигателя Полное сопротивление разветвления: Z R '( S ) = R R '( S ) + j* X R '( S ). Полное сопротивление...
-
Датчик Скорости MD-256 изображенный на рисунке 4.4 предназначен для работы с конвейерами. Рисунок 4.4 - Датчик Скорости MD-256 Он передает сигнал на...
-
Запуск системы производства поролона производится по команде оператора после того, как им были введены параметры протекания процесса. Перед запуском...
-
Определение требований к системе Прежде чем начать проектирование системы производства поролона нужно определить функции, которые будет выполнять...
-
Составление структурной схемы Конвейерная линия на установки "Cannon Viking Maxfoam" представляет собой ограниченное по краям пространство, вследствие...
-
Для реализации системы требуется следующее оборудование: частотный преобразователь, промышленный контроллер, ультразвуковой датчик уровня, датчик...
-
Фазовая частотная характеристика определяет запаздывание выходного сигнала по отношению к входному. Найти зависимость фазы от частоты входного...
-
Весовые и переходные функции отдельных элементов Разомкнем единичную обратную связь и получим структурную схему разомкнутой системы (рисунок 5): Рисунок...
-
При линеаризации коэффициент при текущем напряжении определяется как производная от напряжения управления. Подставляя сюда установившееся значение...
-
Системный анализ многоуровневых иерархических структур Современный этап развития автоматизации производства характеризуется внедрением сложных систем...
-
Функциональная схема системы На основании исходных дифференциальных уравнений функциональную схему системы отработки заданного напряжения можно...
-
Настройка контроллера и управление контроллером осуществляются через персональный или карманный компьютер при помощи программы "AK2-Service Tool"....
-
При подборе оборудования учитывают показатели основных его свойств: потребительских, отражающих полезный эффект от использования...
-
Введение - Разработка стенда управления шаговым двигателем
Одной из основных компетенций базовой подготовки техника по специальности 230113 "Компьютерные системы и комплексы" является разработка цифровых...
-
В качестве аналога рассматриваемой электромеханической системы (ЭМС) целесообразно рассмотреть ЭМС блока Р16К на базе шагового двигателя с постоянным...
-
Для построения в MathCad переходной функции объекта управления с целью определения показателей качества необходимо записать передаточну функцию замкнутой...
-
В последнее время наметился спрос на малые космические аппараты (МКА), которые могут выполнять различные задачи, как военного, так и мирного назначения....
-
Исходные данные Исходными данными для проектирования статического преобразователя электрической энергии являются параметры применяемого асинхронного...
-
Средства контроля АК-2 - Модули. Базовый модуль - предназначен для управления центральной холодильной машиной Модули расширения. В сложных системах могут...
-
Для управления установкой нами запроектирован микропроцессорный контроллер АК2 - РС301А, производства компании "Danfoss" (Дания). Общие сведения Основное...
-
Производительность поролона автоматизированной системы управления составляет 400 м3/час. Количество рабочих часов в году равно 2000 ч. В системе...
Гидроусилитель рулевого управления