Научно-практическая конференция «Проблемы и перспективы развития автотранспортного комплекса»




НазваниеНаучно-практическая конференция «Проблемы и перспективы развития автотранспортного комплекса»
страница7/19
Дата17.01.2013
Размер1.97 Mb.
ТипДокументы
1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   19

УСИЛИТЕЛИ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ И ГИДРАВЛИЧЕСКИМ ПРИВОДОМ



Игнатенков В., студент филиала ФГБОУ ВПО «МГИУ» в г. Вязьме



Гидравлический усилитель руля (ГУР) не только обеспечивает комфорт, но и повышает безопасность движения. Он помогает водителю сохранить контроль над автомобилем даже в случае разрыва передней шины. Надежность этого дорогостоящего устройства зависит от своевременного обслуживания.

К появлению усилителей привела необходимость снизить усилие, прилагаемое водителем к рулевому колесу, что особенно важно для грузовых автомобилей. Даже при сложном устройстве и, как следствие, высокой стоимости гидроусилители получили большое распространение благодаря тому, что помимо основной функции (усиления) они:

позволяют уменьшить передаточное отношение рулевого механизма. Это снижает количество оборотов руля между его крайними положениями и, соответственно, увеличивает маневренность;

смягчают удары, передаваемые на руль от неровностей дороги, снижая утомляемость водителя и помогая удержать руль при разрыве передней шины;

сохраняют возможность управления автомобилем при выходе усилителя из строя;

обеспечивают «чувство дороги» и кинематическое следящее действие.

Усилитель руля представляет из себя гидравлическую систему, состоящую из следующих элементов.

Насос – обеспечивает давление и циркуляцию рабочей жидкости в системе. Наибольшее распространение получили пластинчатые насосы благодаря их высокому КПД и низкой чувствительности к износу рабочих поверхностей. Насос крепится на двигателе, а его привод осуществляется ременной передачей от коленчатого вала.

Распределитель – направляет (распределяет) поток жидкости в необходимую полость гидроцилиндра или обратно в бачок. Если его золотник (подвижный элемент) перемещается при этом поступательно - распределитель называют осевым, если вращается - роторным. Он может находиться на элементах рулевого привода или на одном валу с рулевым механизмом. Распределитель – это прецизионный (высокоточный) узел, очень чувствительный к загрязнению масла.

Гидроцилиндр – преобразует давление жидкости в перемещение поршня и штока, который через систему рычагов поворачивает колеса. Может быть встроен в рулевой механизм или располагаться между кузовом и элементами рулевого привода.

Рабочая жидкость (специальное масло) передает усилие от насоса к гидроцилиндру и смазывает все пары трения. Резервуаром для жидкости служит бачок. В нем расположен фильтрующий элемент, а в пробке - щуп для определения уровня.

Соединительные шланги обеспечивают циркуляцию жидкости по системе усилителя. Шланги высокого давления соединяют насос, распределитель и гидроцилиндр, а по шлангам низкого давления жидкость поступает в насос из бачка и возвращается в него из распределителя.

В современных автомобилях электронный блок корректирует работу гидроусилителя в зависимости от скорости движения. Это дополнительно повышает безопасность на высокой скорости, так как водителю сложнее резко (непроизвольно) повернуть руль и, соответственно, отклонить автомобиль от траектории.

При неподвижном рулевом колесе золотник удерживается в среднем (нейтральном) положении центрирующими пружинами. Полости распределителя соединены между собой так, что жидкость свободно перетекает из нагнетательной магистрали в сливную. Насос усилителя работает только на прокачку жидкости по системе, а не на поворот колес.

При повороте руля золотник перемещается и перекрывает сливную магистраль. Масло под давлением поступает в одну из рабочих полостей цилиндра. Под действием жидкости поршень со штоком поворачивает колеса. Они, в свою очередь, перемещают корпус распределителя в сторону движения золотника. Как только рулевое колесо перестает вращаться, золотник останавливается и корпус его «догоняет». Восстанавливается нейтральное положение распределителя, при котором опять открывается сливная магистраль и прекращается поворот колес. Так реализуется кинематическое следящее действие усилителя - обеспечение поворота колес на угол, задаваемый водителем при вращении руля.

«Чувство дороги» - это обратная связь от управляемых колес через усилитель к рулю. Дает информацию об условиях, в которых происходит поворот колес. Для этого, как и на автомобиле без усилителя, на скользкой дороге руль должен поворачиваться легче, чем на сухом асфальте. «Чувство дороги» (силовое следящее действие) помогает водителю правильно работать рулем в любых условиях. Для его осуществления в различных конструкциях распределителей предусмотрены плунжеры, камеры или реактивные шайбы. Чем больше сопротивление повороту колес, тем выше давление в цилиндре и распределителе. При этом одна из реактивных шайб с большим усилием стремится вернуть золотник обратно в нейтральное положение. В результате руль становится «тяжелее».

При наезде на препятствие (например, камень) оно воздействует на управляемые колеса, стремясь их повернуть, что особенно опасно на высоких скоростях. Колеса, начав вынужденный поворот, перемещают корпус распределителя относительно золотника, перекрывая сливную магистраль. Масло под давлением поступает в полость цилиндра. Поршень передает усилие на колеса в обратном направлении, не позволяя им поворачиваться дальше. Так как ход золотника небольшой (около 1 мм.), автомобиль практически не изменит направление движения. Гидроусилитель не только облегчает водителю поворот колес, но и оберегает пальцы его рук от ударов спицами руля при наездах на препятствия. Небольшой толчок на руле все же будет ощущаться из-за реактивных шайб, давление над которыми возрастет.

В случае прекращения работы насоса (например, при обрыве ремня привода) возможность управления автомобилем сохраняется. Усилие от рулевого механизма в этом случае будет передаваться самим золотником на корпус распределителя и далее на колеса. Жидкость, перетекая через перепускной клапан из одной полости гидроцилиндра в другую, практически не будет препятствовать повороту колес.

В состав системы электроусилителя руля (ЭУР) входит электродвигатель, сервопривод, датчики крутящего момента и угла поворота руля, блок управления. Также может устанавливаться датчик скорости вращения руля. Электродвигатель - современный, бесщеточный. Конструкция сервопривода может быть различной, в зависимости от типа автомобиля. Датчик крутящего момента - основной датчик системы. В разрез рулевого вала встраивается торсион. Элементы датчика устанавливаются на разных его концах. Принцип его работы может быть различным (например, магнитный или оптический).

При повороте рулевого колеса происходит закручивание торсиона. Чем больше усилие - тем больше закручивается торсион. По величине изменения взаимного положения частей датчика оценивается величина приложенного усилия. Угол поворота руля также измеряется соответствующим датчиком. Кроме этого, блок управления получает данные о скорости автомобиля от системы ABS и об оборотах двигателя от контроллера. На основании этих параметров электронный блок управления рассчитывает значение необходимого вспомогательного усилия на руле и подает на электродвигатель питание нужной величины и полярности. Электродвигатель через сервопривод либо вращает рулевой вал, либо перемещает рейку.

Вариантов конструктивного исполнения узлов ЭУР существует множество. Для примера рассмотрим электроусилители, производимые одним из лидеров рынка компанией ZF под маркой Servolectric. В зависимости от типа автомобиля различаются и применяемые ЭУР. На компактных легковых автомобилях усилители устанавливаются на рулевую колонку, на автомобилях среднего класса вспомогательное усилие передается на рейку с помощью дополнительной шестерни, а на внедорожниках и легких коммерческих машинах применяется так называемая «параллельно-осевая» (paraxial) конструкция.

На легких автомобилях большое усилие от ЭУР не требуется, поэтому и электродвигатель, и сервопривод получаются настолько компактными, что легко умещаются под рулем в салоне автомобиля. Заодно там же размещаются и датчики. Таким образом, вся конструкция надежно защищена от пыли, грязи и высоких температур подкапотного пространства, что благоприятно сказывается на надежности.

На автомобилях среднего класса устанавливается ЭУР с двумя шестернями. Через одну шестерню на рейку передается усилие от руля, а через другую - вспомогательное усилие от электромотора.

Чтобы создать большое дополнительное усилие применяется ЭУР параллельно-осевой конструкции. Для преобразования вращательного движения электродвигателя в линейное перемещение рулевой рейки используется зубчато-ременной привод и механизм «винт - гайка на циркулирующих шариках». Гайка, вращаемая зубчатым ремнем, через шарики перемещает ось рейки. Шарики циркулируют по резьбе, возвращаясь через специальный канал в гайке.

При любом конструктивном исполнении в случае поломки водитель может продолжать безопасно управлять транспортным средством благодаря наличию механической связи между рулем и управляемыми колесами.

Главными преимуществами электроусилителя по сравнению с гидроусилителем являются экономичность и надежность. ЭУР не отбирает мощность у двигателя, что позволяет экономить от 0,4 л до 0,8 л топлива на 100 км пути в зависимости от режима движения. Это, в свою очередь, снижает выбросы углекислого газа от 10 до 20г/км. ЭУР вступает в работу только при вращении руля, при движении по прямой он не потребляет энергии. Конструктивно электроусилитель компактнее и легче гидроусилителя и не требует обслуживания. Работа электроусилителя отличается более низким уровнем шума. Стоимость ЭУР ниже, однако его ремонт обойдется гораздо дороже, потому что при поломке вышедшие из строя узлы меняются целиком.

Электронная «сущность» ЭУР наделяет его широкими возможностями по настройке значения вспомогательного усилия в зависимости от условий движения и типа транспортного средства. Чем выше скорость - тем меньше усилие и «тяжелее» руль. При желании водитель может отключить ЭУР от датчика скорости кнопкой на панели приборов. В этом случае руль постоянно «легкий», что облегчает вождение в городских условиях. Одна и та же модель электроусилителя может быть легко программно перенастроена для разных моделей автомобилей. ЭУР обладает функциями автовозврата руля в первоначальное положение и автоматического удержания колес в среднем положении (например, при разном давлении в шинах).

Интеграция с другими электронными системами автомобиля позволяет использовать ЭУР для:

  • стабилизации автомобиля, например, при резком объезде неожиданно возникшего препятствия;

  • удержания автомобиля на полосе движения;

  • помощи при парковке.


БИБЛИОГРАФИЯ


  1. Вахламов В.К. Автомобили. Основы конструкции : Учебник. - 5-е изд., стер. - М.: Издательский центр "Академия".- 2010.

  2. К. Н. Леонтьев, В. А. Стуканов. Устройство автомобилей. Издательство: Форум. – 2010.

  3. Соргеев В.Н. Автомобиль. Конструкция и элементы расчета: учебное пособие / В.Н. Сергеев, А.В. Кондратьев. - М.: Изд-во МГОУ. – 2009

  4. autogear.ru

  5. jcwiki.ru

  6. avtonov.svoi.info



1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   ...   19

Похожие:

Научно-практическая конференция «Проблемы и перспективы развития автотранспортного комплекса» iconПрограмма всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Проблемы и перспективы развития туризма в условиях малого города»
Сызрань, при поддержке Департамента развития туризма министерства спорта, туризма и молодежной политики Самарской области, приглашают...
Научно-практическая конференция «Проблемы и перспективы развития автотранспортного комплекса» iconПрограмма всероссийская научно-практическая конференция с международным участием «Проблемы и перспективы развития туризма в условиях малого города»
Сызрань, при поддержке департамента развития туризма министерства спорта, туризма и молодежной политики Самарской области, приглашают...
Научно-практическая конференция «Проблемы и перспективы развития автотранспортного комплекса» iconXiii международная научно-практическая конференция «туризм и сервис: подготовка кадров, проблемы и перспективы развития»
Аманжолова Д. А. Этнокультурные аспекты внутреннего туризма
Научно-практическая конференция «Проблемы и перспективы развития автотранспортного комплекса» iconXii международная научно-практическая конференция «туризм и сервис: подготовка кадров, проблемы и перспективы развития»
Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Научно-практическая конференция «Проблемы и перспективы развития автотранспортного комплекса» iconТувинский институт комплексного освоения природных ресурсов сибирского отделения российской академии наук
Международная научно-практическая конференция "Приграничные территории: проблемы и перспективы развития"
Научно-практическая конференция «Проблемы и перспективы развития автотранспортного комплекса» iconМеждународная (заочная) научно-практическая конференция «Проблемы развития современного общества» кафедра региональной экономики и менеджмента
Международная (заочная) научно-практическая конференция «Проблемы развития современного общества»
Научно-практическая конференция «Проблемы и перспективы развития автотранспортного комплекса» iconМеждународная (заочная) научно-практическая конференция «Проблемы развития современного общества» кафедра региональной экономики и менеджмента
Международная (заочная) научно-практическая конференция «Проблемы развития современного общества»
Научно-практическая конференция «Проблемы и перспективы развития автотранспортного комплекса» iconПрограмма Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные проблемы теоретической и прикладной психологии: традиции и перспективы»
С 19 по 21 мая 2011 года в Ярославле проводится Всероссийская научно-практическая конференция «Актуальные проблемы теоретической...
Научно-практическая конференция «Проблемы и перспективы развития автотранспортного комплекса» iconМеждународная научно-практическая конференция «Современные проблемы безопасности жизнедеятельности: опыт, проблемы, поиски решения»
Кабинет министров Республики Татарстан (г. Казань) 26 февраля 2010 г проводит Международная научно-практическая конференция «Современные...
Научно-практическая конференция «Проблемы и перспективы развития автотранспортного комплекса» iconИнформационный бюллетень №6 июнь 2011 г
Всероссийская научно-практическая конференция «Россия в эпоху модернизации: опыт, проблемы, перспективы»
Разместите кнопку на своём сайте:
Библиотека


База данных защищена авторским правом ©lib.znate.ru 2014
обратиться к администрации
Библиотека
Главная страница