Серво управление
Хидравличното кормилно управление(PS) е автомобилна хидравлична система, част от кормилния механизъм, предназначена да улесни управлението на посоката на движение на автомобила, като същевременно поддържа необходимата „обратна връзка“ и осигурява стабилност и уникалност на зададената траектория [1] .
Сервоусилвателят на волана е проектиран така, че ако сервоусилвателят на волана се повреди, кормилното управление продължава да работи (въпреки че кормилното управление става по-„тежко“).
В Съветския съюз (СССР) е използван за първи път през 1950 г. на минен самосвал МАЗ-525. Първият съветски лек автомобил, оборудван с кормилно управление, е автомобил от най-висок клас ЗИЛ-111 (1958 г.).
Съдържание
За да се намали силата, прилагана при завъртане на волана, да се смекчат ударите, предавани на волана, когато управляваните колела се ударят в неравностите на пътя, и за да се повиши безопасността при счупване на гумите на предните колела, в кормилната конструкция на някои автомобили се въвеждат специални хидравлични усилватели.
Хидравличният усилвател е затворена хидравлична система, състояща се от помпа, регулатор на налягането, резервоар с резервна хидравлична течност, управляваща макара и силов хидравличен цилиндър.
Помпа (задвижвана от автомобилен двигател или електрически мотор), регулатор на налягането (обикновено под формата на байпасен клапан, който източва излишния поток на помпата покрай макарата) и резервоар с хидравлична течност са предназначени да създадат спад на работното налягане в хидравличната система на бустера.
Силовият цилиндър с двойно действие (т.е. способен да създава сила в две посоки) в съвременните леки автомобили обикновено е интегриран с кормилната рейка и предава сила към нея. Макарата е монтирана на кормилната колона и реагира на въртящия моментколонен вал.
Измислени са много начини за преобразуване на въртящия момент на волана в работата на макарата. Повечето се основават на мобилността на една секция от вала на кормилната колона. В съвременните автомобили ролята на движещ се елемент на колоната обикновено се играе от торсионна греда - радиално пружинираща секция на вала на кормилната колона. Макарата реагира на ъгловото изместване между краищата на торсионната греда при наличие на сила върху волана. Има конструкции с аксиална подвижност на секцията на вала на кормилната колона: аксиалното движение се задава от винтова предавка, която преобразува силата на въртене на волана в транслационното движение на пръта на макарата. В някои конструкции силата на завъртане на колелата се записва не върху кормилната колона, а върху други възли за предаване на сила от волана към колелото.
Пример за хидравличен усилвател, комбиниран с кормилен механизъм, е хидравличен усилвател, използван на автомобили ZIL-130 и ZIL-131
Когато колата се движи по права линия, макарата се държи в неутрално положение от пружини, докато всички канали на макарата са отворени.
При въртене - при въртене на волана винтът се върти и се завинтва в сферичната гайка. В същото време той се измества заедно с макарата и лагерите и измества буталата, компресирайки пружините. Веднага след като лагерите опрат в корпуса, винтът с макарата ще спре да се движи и сферичната гайка с буталото и стойката ще започнат да се движат, докато се завинтват върху винта. Когато макарата се премести, централният канал от помпата ще остане свързан с един от страничните канали, а другият страничен канал ще остане свързан с дренажния канал. Когато буталото се измести, силата ще се предаде от релсата към сектора и от нея през вала към двуногата. Тъй като централният канал от маслената помпа е свързан с един от страничните канали, маслото ще премине от него в една от кухините на хидравличния цилиндър и ще окаже натиск върхубутало, помагайки за изместването му и облекчавайки силата, приложена към волана.
Когато въртенето на волана спре, винтът спира да се завинтва в гайката и минималното движение на буталото се предава на винта и макарата. Макарата се връща в неутрално положение. Всички канали се отварят, маслото от помпата започва да се оттича и усилвателят спира да работи. В допълнение, връщането на макарата в неутрално положение се улеснява от пружини, които притискат буталата и лагерите.
С увеличаване на съпротивлението на въртене, налягането в тръбопровода от помпата през макарата в една от кухините на хидравличния цилиндър ще започне да се увеличава. Тази линия е свързана с кухината между буталата, където са разположени пружините. Повишеното налягане ще окаже натиск върху буталата, а те - върху лагерите. Буталата ще се опитат да върнат макарата в неутрално положение. Част от маслото ще започне да се оттича и водачът ще почувства допълнително съпротивление при въртенето на волана - последващо действие за усилие.
При неработещ двигател помпата не изпомпва масло и усилвателя не работи. Превозното средство може да се управлява. Когато воланът се върти, буталото се движи и измества маслото от една кухина в друга през възвратния клапан и маслото не пречи на движението на буталото.
Пример за хидравличен усилвател, комбиниран с надлъжна връзка, е хидравличен усилвател, използван на автомобили MAZ и KrAZ-255
При праволинейно движение макарата е в неутрално положение, всички канали са отворени и маслото от помпата отива в дренажа.
При завиване силата от волана се предава през кормилния механизъм към двуногата. Двуногата дърпа сферичния щифт и той измества стъклото и макарата с около 1 мм. Веднага щом стъклото опре в тялото, силата ще се предаде на тялото, а от него през другия сферичен щифт към надлъжната тяга и отвъд. защотомакарата се измести, каналът от помпата остана свързан само с едната кухина на цилиндъра, а другата кухина остана свързана с дренажния канал. Маслото, влизащо в цилиндъра, измества тялото поради натиск в посоката, в която биподът го дърпа, което улеснява водача да завърти волана. Маслото, влизащо в цилиндъра, притиска тялото поради натиск, а опората за него е буталото и прътът, свързани с гредата на предния мост.
Когато кормилното управление спре да се върти, макарата се връща в първоначалното си положение поради остатъчното налягане на маслото, което притиска края на макарата. Крайната кухина на макарата е свързана с основния канал чрез отвор в яката.
С увеличаване на съпротивлението на въртене се увеличава налягането в усилвателя, което също действа върху крайната повърхност на макарата и се опитва да я върне в първоначалното си положение, създавайки допълнително съпротивление на волана. Следващото действие се извършва съгласно принципа на спиране на въртенето на волана.
За да се предотврати възникването на аварийни ситуации, свързани с повреда на кормилната система на автомобила, е необходимо периодично да се следи наличието на масло в резервоара на кормилното управление. При забележимо намаляване на нивото му, което не е свързано с температурата, ъгъла на колелата, наклона на автомобила и т.н., е необходимо да се провери херметичността на компонентите на хидравличната верига: маркучи, техните входни точки и др.
За да се увеличи експлоатационният живот на елементите на кормилното управление и системата като цяло, се препоръчва смяната на работната течност веднъж на всеки 1-2 години.
Инструкциите за експлоатация на повечето автомобили подчертават, че не можете да държите колелата в крайно положение за повече от 5 секунди, тъй като това може да доведе до прегряване на маслото, до неговото кипене и повреда на системата.
Като работна хидравлична течност (и същосмазочно масло за части на хидравличния усилвател) се използва:
В съветските камиони се използва шпинделно (индустриално) масло. Модерните превозни средства използват или течност за сервоуправление (Течност за сервоуправление), или течност за автоматична трансмисия (Течност за автоматична трансмисияилиATFилиDexron III).
Сервото е вид хидравлично кормилно управление. Серво механизмите се използват при верижни превозни средства за намаляване на силата, приложена към лоста за управление при завиване.
Устройството на сервомеханизма на трактора Т-130:
- Кадър
- Тласкачи
- Бутала
- пружини
- Ролкови лостове
- бутало
При праволинейно движение отворите на буталата са отворени и маслото напуска помпата през тях към дренажа. При завъртане - силата от лоста се предава на тласкача. Тласкачът се притиска към буталото, затваря отвора в буталото и го притиска. Пред буталото налягането започва да се увеличава, поради което буталото се измества и затваря канала към второто бутало. Тъй като сега маслото тече само към затвореното бутало, налягането се увеличава толкова много, че започва да измества буталото, от буталото силата се прехвърля към лост-ролка-лост-вилка. Когато лостът се освободи, дупката в буталото се отваря, маслото отива в дренажа, налягането пада и всички части се връщат в първоначалното си положение.