O principio de funcionamento da cremallera da dirección asistida

O principio de funcionamento da cremalleira da dirección asistida baséase no efecto a curto prazo da presión xerada pola bomba sobre o cilindro, que move a cremalleira na dirección correcta, axudando ao condutor a dirixir o coche. Polo tanto, os coches con dirección asistida son moito máis cómodos, sobre todo cando se manexan a baixa velocidade ou se conducen en condicións difíciles, porque un carril deste tipo asume a maior parte da carga necesaria para xirar o volante, e o condutor só lle dá ordes, sen perder o feedback. dende a estrada..

A cremalleira de dirección na industria do transporte de pasaxeiros suplantou durante moito tempo a outros tipos de dispositivos similares debido ás súas características técnicas, das que falamos aquí (Como funciona a cremallera de dirección). Pero, a pesar da sinxeleza do deseño, o principio de funcionamento da cremalleira de dirección cun reforzo hidráulico, é dicir, un reforzo hidráulico, aínda é incomprensible para a maioría dos propietarios de coches.

Evolución da dirección: unha breve visión xeral

Desde a aparición dos primeiros coches, a base da dirección converteuse nun reductor de velocidades cunha gran relación de velocidades, que xira as rodas dianteiras do vehículo de varias maneiras. Inicialmente, era unha columna cun bípode unido ao fondo, polo que houbo que utilizar unha estrutura complexa (trapecio) para transferir a forza de polarización aos puños de dirección aos que se atornillaban as rodas dianteiras. Logo inventaron unha cremallera, tamén unha caixa de cambios, que transmitía a forza de xiro á suspensión dianteira sen estruturas adicionais, e pronto este tipo de mecanismo de dirección substituíu a columna por todas partes.

Pero a principal desvantaxe derivada do principio de funcionamento deste dispositivo non se puido superar. O aumento da relación de transmisión permitiu que o volante, tamén chamado volante ou volante, se xirase sen esforzo, pero obrigou a facer máis voltas para mover o articulado de dirección desde a posición extrema dereita á extrema esquerda ou viceversa. A redución da relación de transmisión fixo que a dirección fose máis nítida, porque o coche reaccionaba con máis forza mesmo a un lixeiro cambio do volante, pero conducir un coche así requiría unha gran forza física e resistencia.

Os intentos de solucionar este problema lévanse facendo dende principios do século XX, e algúns deles estaban relacionados coa hidráulica. O propio termo "hidráulica" provén da palabra latina hydro (hidro), que significaba auga ou algún tipo de substancia líquida comparable na súa fluidez á auga. Porén, ata principios dos anos 50 do século pasado, todo limitouse a mostras experimentais que non se podían poñer en produción en masa. O gran avance produciuse en 1951 cando Chrysler presentou a primeira dirección asistida (GUR) producida en serie que funcionaba en conxunto coa columna de dirección. Desde entón, o principio xeral de funcionamento dunha cremallera ou columna de dirección hidráulica permaneceu inalterado.

A primeira dirección asistida tiña graves deficiencias:

• cargado moito o motor;
• fortaleceu o volante só a velocidades medias ou altas;
• a altas velocidades do motor, creaba un exceso de presión (presión) e o condutor perdía contacto coa estrada.

Polo tanto, un impulsor hidráulico que funciona normalmente só apareceu no xiro do XXI, cando o rastrillo xa se converteu no mecanismo de dirección principal.

Como funciona un impulsor hidráulico

Para comprender o principio de funcionamento da cremallera de dirección hidráulica, é necesario ter en conta os elementos incluídos nel e as funcións que realizan:

• bomba;
• válvula redutora de presión;
• depósito de expansión e filtro;
• cilindro (cilindro hidráulico);
• distribuidor.

Cada elemento forma parte do impulsor hidráulico, polo tanto, o correcto funcionamento da dirección asistida só é posible cando todos os compoñentes realizan claramente a súa tarefa. Este vídeo mostra o principio xeral de funcionamento deste sistema.

Como funciona a dirección asistida dun coche?

Bomba

A tarefa deste mecanismo é a circulación constante de fluído (aceite hidráulico, ATP ou ATF) a través do sistema de dirección asistida coa creación dunha certa presión suficiente para facer xirar as rodas. A bomba de dirección asistida está conectada por unha correa á polea do cigüeñal, pero se o coche está equipado cun impulsor hidráulico eléctrico, entón o seu funcionamento é proporcionado por un motor eléctrico separado. O rendemento da bomba elíxese de tal xeito que mesmo en ralentí garante a rotación da máquina, e o exceso de presión que se produce cando aumenta a velocidade é compensado pola válvula reductora de presión.

A bomba de dirección asistida está feita de dous tipos:

• laminar;
• engrenaxe.

Bomba de dirección asistida

Independentemente do tipo, a bomba de dirección asistida funciona co principio dunha antiga unidade de propulsión de rodas de vapor. A laminar é máis difícil de fabricar, pero coa súa axuda pódese modificar o rendemento e a presión creada por esta unidade debido á diferente extensión das placas da hélice, o que é importante nas máquinas equipadas cun complexo sistema electrónico de control da dirección asistida. A bomba de engrenaxes, pola súa banda, é unha bomba de aceite convencional, na que os dentes das engrenaxes moven o fluído hidráulico cara á saída, e o rendemento e a presión xerada dependen só da velocidade do motor.

Nos turismos con suspensión hidráulica, unha bomba garante o funcionamento de ambos os sistemas: dirección asistida e suspensión, pero funciona co mesmo principio. Diferénciase do habitual só no aumento da potencia.

Válvula reductora de presión

Esta parte do impulsor hidráulico funciona co principio dunha válvula de derivación, que consiste nunha bola de bloqueo e un resorte. Durante o funcionamento, a bomba de dirección asistida crea unha circulación de fluído cunha certa presión, porque o seu rendemento é superior ao caudal de mangueiras e outros elementos. A medida que aumenta a velocidade do motor, a presión no sistema de dirección asistida aumenta, actuando a través da bola sobre o resorte. A rixidez do resorte elíxese para que a válvula se abra a unha determinada presión e o diámetro das canles limite o seu rendemento, polo que a operación non leva a unha forte caída de presión. Cando a chave se abre, parte do aceite pasa por alto o sistema, o que estabiliza a presión ao nivel necesario.

Válvula reductora de presión de dirección asistida

A pesar de que a válvula reductora de presión está instalada dentro da bomba, é un elemento importante do impulsor hidráulico, polo que está á par con outros mecanismos. O seu mal funcionamento ou funcionamento incorrecto pon en perigo non só a dirección asistida, senón tamén a seguridade do tráfico na estrada, se a liña de abastecemento rebenta debido a unha presión hidráulica excesiva, ou aparece unha fuga, a reacción do coche ao xirar o volante cambiará e un inexperto persoa ao volante corre o risco de non xestionar a xestión. Polo tanto, o dispositivo da cremallera de dirección con impulsor hidráulico implica a máxima fiabilidade tanto de toda a estrutura no seu conxunto como de cada elemento individual.

Depósito de expansión e filtro

Durante a operación da dirección asistida, o fluído hidráulico é forzado a circular polo sistema de dirección asistida e é afectado pola presión creada pola bomba, o que leva ao quecemento e expansión do aceite. O depósito de expansión toma un exceso deste material, polo que o seu volume no sistema é sempre o mesmo, o que elimina os sobrecostes provocados pola expansión térmica. O quecemento do ATP e o desgaste dos elementos de rozamento conducen á aparición de po metálico e outros contaminantes no aceite. Ao entrar no carrete, que tamén é distribuidor, estes restos obstruyen os orificios, interrompendo o funcionamento da dirección asistida, o que afecta negativamente ao manexo do vehículo. Para evitar tal desenvolvemento de eventos, incorpórase un filtro na dirección asistida, que elimina varios residuos do fluído hidráulico que circula.

Cilindro

Esta parte do impulsor hidráulico é un tubo, dentro do cal hai unha parte do carril cun pistón hidráulico instalado. Os reténs de aceite están instalados ao longo dos bordos do tubo para evitar que o ATP escape cando a presión aumenta. Cando o aceite entra a través dos tubos na parte correspondente do cilindro, o pistón móvese en sentido contrario, empurrando a cremallera e, a través dela, actuando sobre as varillas de dirección e os mandos de dirección.

cilindro de dirección asistida

Grazas a este deseño de dirección asistida, os nudillos da dirección comezan a moverse incluso antes de que a transmisión mova a cremalleira.

Distribuidor

O principio de funcionamento do bastidor da dirección asistida é proporcionar brevemente líquido hidráulico no momento en que se xira o volante, polo que o bastidor comezará a moverse antes de que o condutor faga un esforzo serio. Este abastecemento a curto prazo, ademais de drenar o exceso de fluído do cilindro hidráulico, é proporcionado por un distribuidor, que adoita chamarse carrete.

Para comprender o principio de funcionamento deste dispositivo hidráulico, é necesario non só consideralo nunha sección, senón tamén analizar máis a fondo a súa interacción co resto dos elementos da dirección asistida. Mentres a posición do volante e dos muñóns de dirección se correspondan, o distribuidor, tamén coñecido como carrete, bloquea o fluxo de fluído no cilindro desde cada lado, polo que a presión dentro de ambas cavidades é a mesma e non afecta o sentido de xiro das llantas. Cando o condutor xira o volante, a pequena proporción do reductor da cremalleira non lle permite xirar rapidamente as rodas sen facer un esforzo significativo.

Distribuidor de dirección asistida

A tarefa do distribuidor de dirección asistida é subministrar ATP ao cilindro hidráulico só cando a posición do volante non se corresponde coa posición das rodas, é dicir, cando o condutor xira o volante, o distribuidor primeiro dispara e forza. o cilindro para actuar sobre os puños de suspensión. Tal impacto debe ser a curto prazo e depender de canto xire o condutor o volante. É dicir, primeiro o cilindro hidráulico debe xirar as rodas, e despois o condutor, esta secuencia permítelle aplicar un esforzo mínimo para virar, pero ao mesmo tempo "sentir a estrada".

Cando o coche bate algún tipo de golpe, a súa roda dianteira, polo menos un pouco, pero cambia a dirección de rotación, o que provoca un impacto no carril. Se tal impacto é o suficientemente forte como para superar a rixidez da barra de torsión, prodúcese un desajuste, o que significa que unha parte do ATF entra no lado oposto do cilindro hidráulico, o que compensa en gran medida ese tirón e o volante non o fai. voar das mans do condutor. Ao mesmo tempo, sente movemento a través do volante e comprende que o coche pasou por unha zona irregular, o que lle permite responder rapidamente aos cambios na situación do tráfico.

Principio de funcionamento

A necesidade de tal operación de distribuidor foi un dos problemas que impediu a produción en masa de impulsores hidráulicos, porque normalmente nun coche o volante e o mecanismo de dirección están conectados por un eixe ríxido, que non só transfire forza aos nudillos de dirección, senón que tamén proporciona ao piloto do coche comentarios da estrada. Para resolver o problema, tiven que cambiar completamente a disposición do eixe que conecta o volante e o mecanismo de dirección. Entre eles instalouse un distribuidor, cuxa base é o principio de torsión, é dicir, unha varilla elástica capaz de torcerse.

Cando o condutor xira o volante, a barra de torsión torce lixeiramente inicialmente, o que provoca un desajuste entre a posición do volante e as rodas dianteiras. No momento de tal desaxuste, a bobina do distribuidor ábrese e o aceite hidráulico entra no cilindro, o que move a cremalleira de dirección na dirección correcta e, polo tanto, elimina o desaxuste. Pero o rendemento da bobina do distribuidor é baixo, polo que o sistema hidráulico non substitúe completamente os esforzos do condutor, o que significa que canto máis rápido necesites virar, máis o condutor terá que xirar o volante, o que proporciona feedback e permíteche sentir o coche na estrada

Dispositivo

Para realizar tal traballo, é dicir, dosificar ATP no cilindro hidráulico e deter a subministración despois de que se eliminase o desajuste, foi necesario crear un mecanismo hidráulico bastante complexo que funcione segundo un novo principio e consista en:

• unha barra de torsión conectada á transmisión, que proporciona desaxustes ao xirar o volante;
• o interior da bobina;
• parte exterior do carrete.

As partes internas e externas do carrete están tan estreitamente unidas entre elas que non se filtra nin unha gota de líquido entre elas, ademais, fanse buratos neles para a subministración e retorno de ATP. O principio de funcionamento deste deseño é a dosificación precisa do fluído hidráulico subministrado ao cilindro. Cando a posición do temón e a cremalleira están coordinadas, as aberturas de subministración e de retorno desprázanse unhas con respecto ás outras e o líquido a través delas non entra nin sae dos cilindros, polo que este último está constantemente cheo e non hai ameaza de aireación. . Cando o piloto do coche xira o volante, a barra de torsión torce primeiro, as partes exterior e interior da bobina desprázanse unha respecto á outra, polo que se combinan os orificios de subministración dun lado e os orificios de drenaxe do outro. .

Vexa tamén: Amortiguador da cremalleira de dirección - propósito e regras de instalación

Ao entrar no cilindro hidráulico, o aceite presiona o pistón, desprazándoo ata o bordo, este desprázase cara ao carril e comeza a moverse antes incluso de que a engrenaxe de accionamento actúe sobre el. A medida que o bastidor cambia, desaparece o desaxuste entre as partes exterior e interior do carrete, polo que a subministración de aceite deténse gradualmente e, cando a posición das rodas alcanza un equilibrio coa posición do volante, a subministración e saída de O ATP está completamente bloqueado. Neste estado, o cilindro, cuxos dúas partes están cheas de aceite e forman dous sistemas pechados, desempeña un papel estabilizador, polo tanto, ao golpear un golpe, un impulso sensiblemente menor chega ao volante e o volante non se saca. mans do condutor.

É dicir, o funcionamento da cremallera de dirección hidráulica baséase nos principios do carrete e da barra de torsión: cando o condutor xira o volante, primeiro torce un pouco a barra de torsión, polo que se abre o carrete e despois a torsión. barra endereitase e pecha o carrete. É dicir, o fluído hidráulico, grazas ao distribuidor, só entra no cilindro hidráulico cando o ángulo de dirección supera a compensación da cremalleira de dirección correspondente, para que o condutor non faga un esforzo excesivo, pero ao mesmo tempo non perda o contacto coa estrada.

Conclusión

O principio de funcionamento da cremalleira da dirección asistida baséase no efecto a curto prazo da presión xerada pola bomba sobre o cilindro, que move a cremalleira na dirección correcta, axudando ao condutor a dirixir o coche. Polo tanto, os coches con dirección asistida son moito máis cómodos, sobre todo cando se manexan a baixa velocidade ou se conducen en condicións difíciles, porque un carril deste tipo asume a maior parte da carga necesaria para xirar o volante, e o condutor só lle dá ordes, sen perder o feedback. dende a estrada..

Dirección asistida: o dispositivo e o principio de funcionamento da dirección asistida no modelo Lego.