مبدأ تشغيل رف التوجيه مع الداعم الهيدروليكي
محتوى
يعتمد مبدأ تشغيل حامل التوجيه المعزز على التأثير قصير المدى للضغط الناتج عن المضخة على الأسطوانة ، والذي يغير الحامل في الاتجاه الصحيح ، مما يساعد السائق على توجيه السيارة. لذلك ، فإن السيارات ذات التوجيه المعزز تكون أكثر راحة ، خاصة عند المناورة بسرعة منخفضة أو القيادة في ظروف صعبة ، لأن مثل هذا الرف يتحمل معظم الحمل المطلوب لقلب العجلة ، ولا يعطيها السائق سوى الأوامر ، دون فقدان التغذية الراجعة. من الطريق.
لقد حل رف التوجيه في صناعة نقل الركاب منذ فترة طويلة محل أنواع أخرى من الأجهزة المماثلة نظرًا لخصائصه التقنية ، والتي تحدثنا عنها هنا (كيف يعمل حامل التوجيه). ولكن ، على الرغم من بساطة التصميم ، فإن مبدأ تشغيل رف التوجيه مع الداعم الهيدروليكي ، أي الداعم الهيدروليكي ، لا يزال غير مفهوم لمعظم مالكي السيارات.
تطوير التوجيه - لمحة موجزة
منذ ظهور السيارات الأولى ، أصبح أساس التوجيه هو مخفض التروس بنسبة تروس كبيرة ، والتي تدير العجلات الأمامية للسيارة بطرق مختلفة. في البداية ، كان عمودًا به bipod متصل بالجزء السفلي ، لذلك كان لابد من استخدام هيكل معقد (شبه منحرف) لنقل قوة الانحياز إلى مفاصل التوجيه التي تم تثبيت العجلات الأمامية عليها. ثم تم اختراع الحامل ، وهو أيضًا علبة التروس ، والتي تنقل قوة الدوران إلى التعليق الأمامي دون هياكل إضافية ، وسرعان ما حل هذا النوع من آلية التوجيه محل العمود في كل مكان.
لكن العيب الرئيسي الناشئ عن مبدأ تشغيل هذا الجهاز لا يمكن التغلب عليه. جعلت زيادة نسبة التروس من الممكن قلب عجلة القيادة ، وتسمى أيضًا عجلة القيادة أو عجلة القيادة ، دون عناء ، ولكنها أجبرت المزيد من المنعطفات لتحريك مفصل التوجيه من أقصى اليمين إلى أقصى الموضع الأيسر أو العكس. أدى تقليل نسبة التروس إلى جعل التوجيه أكثر حدة ، لأن السيارة كانت تتفاعل بقوة أكبر حتى مع تغيير طفيف في عجلة القيادة ، لكن قيادة مثل هذه السيارة تتطلب قوة بدنية وتحمل كبيرين.
بذلت محاولات لحل هذه المشكلة منذ بداية القرن العشرين ، وكان بعضها مرتبطًا بالهيدروليكا. مصطلح "هيدروليكي" نفسه جاء من الكلمة اللاتينية هيدرو (هيدرو) ، والتي تعني الماء أو نوع من المواد السائلة التي يمكن مقارنتها في سيولتها مع الماء. ومع ذلك ، حتى بداية الخمسينيات من القرن الماضي ، كان كل شيء يقتصر على العينات التجريبية التي لا يمكن وضعها في الإنتاج الضخم. حدث الاختراق في عام 50 عندما قدمت شركة كرايسلر أول نظام توجيه معزز بكميات كبيرة (GUR) يعمل جنبًا إلى جنب مع عمود التوجيه. منذ ذلك الحين ، ظل المبدأ العام لتشغيل حامل أو عمود التوجيه الهيدروليكي دون تغيير.
أول مقود مرن كان له عيوب خطيرة ، هو:
- تحميل المحرك بكثافة
- تقوية عجلة القيادة فقط بسرعات متوسطة أو عالية ؛
- عند السرعات العالية للمحرك ، تسبب في ضغط زائد (ضغط) وفقد السائق الاتصال بالطريق.
لذلك ، ظهر الداعم الهيدروليكي الذي يعمل بشكل طبيعي فقط في مطلع القرن الحادي والعشرين ، عندما أصبحت أشعل النار بالفعل آلية التوجيه الرئيسية.
كيف يعمل الداعم الهيدروليكي
لفهم مبدأ تشغيل رف التوجيه الهيدروليكي ، من الضروري مراعاة العناصر المضمنة فيه والوظائف التي يؤدونها:
- مضخة.
- صمام تخفيض الضغط؛
- خزان التمدد والمرشح
- اسطوانة (اسطوانة هيدروليكية) ؛
- موزع.
كل عنصر هو جزء من الداعم الهيدروليكي ، وبالتالي ، فإن التشغيل الصحيح للتوجيه المعزز ممكن فقط عندما تؤدي جميع المكونات مهمتها بوضوح. يوضح هذا الفيديو المبدأ العام لتشغيل مثل هذا النظام.
مضخة
تتمثل مهمة هذه الآلية في الدوران المستمر للسائل (الزيت الهيدروليكي ، ATP أو ATF) من خلال نظام التوجيه المعزز مع إنشاء ضغط معين كافٍ لتدوير العجلات. يتم توصيل مضخة التوجيه المعزز بواسطة حزام ببكرة العمود المرفقي ، ولكن إذا كانت السيارة مزودة بمكبر هيدروليكي كهربائي ، فإن تشغيلها يتم بواسطة محرك كهربائي منفصل. يتم اختيار أداء المضخة بحيث يضمن دوران الماكينة حتى في حالة الخمول ، ويتم تعويض الضغط الزائد الذي يحدث عند زيادة السرعة بواسطة صمام تقليل الضغط.
تتكون مضخة التوجيه المعزز من نوعين:
- رقائقي.
- هيأ.
مضخة التوجيه المعزز
في سيارات الركاب المزودة بنظام تعليق هيدروليكي ، تضمن مضخة واحدة تشغيل كلا النظامين - التوجيه المعزز والتعليق ، ولكنها تعمل على نفس المبدأ. إنه يختلف عن المعتاد فقط في القوة المتزايدة.
صمام تخفيض الضغط
يعمل هذا الجزء من المعزز الهيدروليكي على مبدأ الصمام الجانبي ، والذي يتكون من كرة قفل وزنبرك. أثناء التشغيل ، تخلق مضخة التوجيه المعزز دورانًا للسائل بضغط معين ، لأن أدائها أعلى من إنتاجية الخراطيم والعناصر الأخرى. مع زيادة سرعة المحرك ، يزداد الضغط في نظام التوجيه المعزز ، حيث يعمل من خلال الكرة في الزنبرك. يتم اختيار صلابة الزنبرك بحيث يفتح الصمام عند ضغط معين ، ويحد قطر القنوات من إنتاجيته ، لذلك لا تؤدي العملية إلى انخفاض حاد في الضغط. عندما يفتح الصمام ، يتجاوز جزء من الزيت النظام ، مما يؤدي إلى استقرار الضغط عند المستوى المطلوب.
صمام تخفيض ضغط التوجيه المعزز
على الرغم من حقيقة أن صمام تخفيض الضغط مركب داخل المضخة ، إلا أنه عنصر مهم في الداعم الهيدروليكي ، وبالتالي فهو على قدم المساواة مع الآليات الأخرى. لا يهدد عطلها الوظيفي أو التشغيل غير الصحيح التوجيه المعزز فحسب ، بل أيضًا السلامة المرورية على الطريق ، إذا انفجر خط الإمداد بسبب الضغط الهيدروليكي المفرط ، أو ظهر تسرب ، فإن رد فعل السيارة على قلب عجلة القيادة سيتغير ، وسيتغير عديم الخبرة شخص خلف عجلة القيادة يخاطر بعدم التعامل مع الإدارة. لذلك ، فإن جهاز حامل التوجيه مع الداعم الهيدروليكي يعني أقصى قدر من الموثوقية لكل من الهيكل بأكمله ككل ولكل عنصر فردي.
خزان التمدد والفلتر
أثناء عملية التوجيه المعزز ، يتم تدوير السائل الهيدروليكي بالقوة من خلال نظام التوجيه المعزز ويتأثر بالضغط الناتج عن المضخة ، مما يؤدي إلى تسخين الزيت وتمدده. يستوعب خزان التمدد ما يزيد عن هذه المادة ، بحيث يكون حجمها في النظام هو نفسه دائمًا ، مما يلغي ارتفاعات الضغط الناتجة عن التمدد الحراري. يؤدي تسخين ATP وتآكل عناصر الاحتكاك إلى ظهور الغبار المعدني والملوثات الأخرى في الزيت. عند الدخول إلى التخزين المؤقت ، وهو أيضًا موزع ، يسد هذا الحطام الثقوب ، مما يؤدي إلى تعطيل عمل التوجيه المعزز ، مما يؤثر سلبًا على مناولة السيارة. لتجنب مثل هذا التطور للأحداث ، تم تضمين مرشح في التوجيه المعزز ، والذي يزيل الحطام المختلف من السائل الهيدروليكي المتداول.
أسطوانة
هذا الجزء من المعزز الهيدروليكي عبارة عن أنبوب يوجد بداخله جزء من السكة مع مكبس هيدروليكي مثبت عليه. يتم تثبيت أختام الزيت على طول حواف الأنبوب لمنع ATP من الهروب عندما يرتفع الضغط. عندما يدخل الزيت الجزء المقابل من الأسطوانة عبر الأنابيب ، يتحرك المكبس في الاتجاه المعاكس ، ويدفع الحامل ، ومن خلاله ، يعمل على قضبان التوجيه ومفاصل التوجيه.
اسطوانة التوجيه المعزز
بفضل تصميم التوجيه المعزز هذا ، تبدأ مفاصل التوجيه في التحرك حتى قبل أن يحرك ترس القيادة الرف.
موزع
يتمثل مبدأ تشغيل حامل التوجيه المعزز في توفير السائل الهيدروليكي لفترة وجيزة في اللحظة التي يتم فيها تدوير عجلة القيادة ، بحيث يبدأ الحامل في التحرك حتى قبل أن يبذل السائق جهدًا جادًا. يتم توفير مثل هذا الإمداد قصير الأجل ، بالإضافة إلى تصريف السوائل الزائدة من الأسطوانة الهيدروليكية ، بواسطة الموزع ، والذي يُسمى غالبًا بكرة.
لفهم مبدأ تشغيل هذا الجهاز الهيدروليكي ، من الضروري ليس فقط اعتباره في قسم ، ولكن أيضًا لتحليل تفاعله بشكل كامل مع بقية عناصر التوجيه المعزز. طالما أن موضع عجلة القيادة ومفاصل التوجيه يتوافقان مع بعضهما البعض ، فإن الموزع ، المعروف أيضًا باسم التخزين المؤقت ، يمنع تدفق السائل إلى الأسطوانة من أي جانب ، وبالتالي فإن الضغط داخل كلا التجويفين هو نفسه وهو كذلك لا يؤثر على اتجاه دوران الحافات. عندما يدير السائق عجلة القيادة ، فإن النسبة الصغيرة لمخفض رف التوجيه لا تسمح له بتحريك العجلات بسرعة دون بذل جهد كبير.
موزع مقود
تتمثل مهمة موزع التوجيه المعزز في توفير ATP للأسطوانة الهيدروليكية فقط عندما لا يتوافق موضع عجلة القيادة مع موضع العجلات ، أي عندما يدير السائق عجلة القيادة ، يعمل الموزع أولاً ويفرض قوة الاسطوانة للعمل على مفاصل توجيه التعليق. يجب أن يكون هذا التأثير قصير المدى ويعتمد على مقدار دوران السائق لعجلة القيادة. أي أن الأسطوانة الهيدروليكية أولاً يجب أن تدير العجلات ، ثم السائق ، يتيح لك هذا التسلسل بذل أقل جهد للانعطاف ، ولكن في نفس الوقت "تشعر بالطريق".
كيف يعمل
كانت الحاجة إلى مثل هذا الموزع إحدى المشكلات التي حالت دون الإنتاج التسلسلي للمعززات الهيدروليكية ، لأنه عادةً ما يتم توصيل عجلة القيادة وجهاز التوجيه في السيارة بواسطة عمود صلب ، والذي لا ينقل القوة إلى مفاصل التوجيه فحسب ، بل كما يزود قائد السيارة بملاحظات من الطريق. لحل المشكلة ، اضطررت إلى تغيير ترتيب العمود الذي يربط بين عجلة القيادة وجهاز التوجيه تمامًا. تم تثبيت موزع بينهما ، أساسه هو مبدأ الالتواء ، أي قضيب مرن قادر على الالتواء.
عندما يدير السائق عجلة القيادة ، ينحرف قضيب الالتواء قليلاً في البداية ، مما يتسبب في عدم تطابق بين موضع عجلة القيادة والعجلات الأمامية. في لحظة عدم التطابق ، يتم فتح بكرة الموزع ويدخل الزيت الهيدروليكي إلى الأسطوانة ، مما يؤدي إلى تغيير رف التوجيه في الاتجاه الصحيح ، وبالتالي يزيل عدم التطابق. ولكن ، إنتاجية بكرة الموزع منخفضة ، وبالتالي فإن المكونات الهيدروليكية لا تحل محل جهود السائق تمامًا ، مما يعني أنه كلما احتجت إلى الدوران بشكل أسرع ، كلما اضطر السائق إلى إدارة عجلة القيادة ، مما يوفر ردود فعل و يتيح لك الشعور بالسيارة على الطريق
الجهاز
لأداء مثل هذا العمل ، أي حقن ATP في الأسطوانة الهيدروليكية وإيقاف الإمداد بعد إزالة عدم التطابق ، كان من الضروري إنشاء آلية هيدروليكية معقدة نوعًا ما تعمل وفقًا لمبدأ جديد وتتكون من:
- شريط الالتواء متصل بمعدات القيادة ، مما يؤدي إلى عدم التطابق عند تدوير عجلة القيادة ؛
- داخل التخزين المؤقت
- الجزء الخارجي من التخزين المؤقت.
الأجزاء الداخلية والخارجية من البكرة متجاورة بإحكام بحيث لا تتسرب قطرة من السائل بينهما ، بالإضافة إلى ذلك ، يتم حفر ثقوب فيها لتزويد وعودة ATP. مبدأ تشغيل هذا التصميم هو الجرعات الدقيقة للسائل الهيدروليكي المزود للأسطوانة. عندما يتم تنسيق موضع عجلة القيادة والحامل ، يتم تغيير فتحات الإمداد والعودة بالنسبة لبعضهما البعض ولا يدخل السائل من خلالها أو يتدفق خارج الأسطوانات ، لذلك يتم ملء الأخير باستمرار ولا يوجد أي تهديد من البث. عندما يدير قائد السيارة عجلة القيادة ، يلتف شريط الالتواء أولاً ، ويتم إزاحة الأجزاء الخارجية والداخلية من البكرة بالنسبة لبعضهما البعض ، ونتيجة لذلك يتم الجمع بين فتحات الإمداد على جانب واحد وفتحات التصريف الموجودة على الجانب الآخر .
عند دخول الأسطوانة الهيدروليكية ، يضغط الزيت على المكبس ، ويحوله إلى الحافة ، ويتحول الأخير إلى السكة ويبدأ في التحرك حتى قبل أن يعمل ترس القيادة عليه. عندما ينتقل الحامل ، يختفي عدم التطابق بين الأجزاء الخارجية والداخلية من التخزين المؤقت ، بسبب توقف إمداد الزيت تدريجيًا ، وعندما يصل موضع العجلات إلى التوازن مع موضع عجلة القيادة ، يكون إمداد ATP وإخراجها منعت تماما. في هذه الحالة ، تؤدي الأسطوانة ، المملوءان بالزيت ويشكلان نظامين مغلقين ، دورًا في الاستقرار ، وبالتالي ، عند الاصطدام بمطبات ، يصل دافع أصغر بشكل ملحوظ إلى عجلة القيادة ولا تنسحب عجلة القيادة من يد السائق.
اختتام
يعتمد مبدأ تشغيل حامل التوجيه المعزز على التأثير قصير المدى للضغط الناتج عن المضخة على الأسطوانة ، والذي يغير الحامل في الاتجاه الصحيح ، مما يساعد السائق على توجيه السيارة. لذلك ، فإن السيارات ذات التوجيه المعزز تكون أكثر راحة ، خاصة عند المناورة بسرعة منخفضة أو القيادة في ظروف صعبة ، لأن مثل هذا الرف يتحمل معظم الحمل المطلوب لقلب العجلة ، ولا يعطيها السائق سوى الأوامر ، دون فقدان التغذية الراجعة. من الطريق.
