10 důvodů, proč jsou elektromobily budoucností automobilů
10 známek, že auto potřebuje výměnu oleje
Nyní oblíbené
Co je to Ring Foundation ve stavebnictví?
Července 26, 2023
13 Základní součásti systému řízení
Posilovač řízení a manuální řízení Co je lepší?
Června 10, 2023
Domů Strojírenství 7 typů řídicích systémů
29. prosince 2022
Tmavé světlo
Systémy řízení jsou rozhodující pro ovládání a ovladatelnost vozidla. Mají na starosti umožnit řidiči změnit směr jízdy vozidla a zajistit tak bezpečnou a efektivní navigaci po silnici. Systémy řízení se v průběhu času měnily a k dispozici je mnoho verzí, které vyhovují různým konstrukcím vozidel a preferencím řidiče. V tomto tématu se podíváme na definici, výhody, nevýhody a typy systémů řízení.
Obsah
Co je systém řízení?
Systém řízení je mechanický nebo elektronický systém, který umožňuje řidiči ovládat směr vozidla. Propojuje vstup řidiče z volantu s koly, což umožňuje přesné ovládání řízení. Primární funkcí systému řízení je převádět řídicí vstupy řidiče na odpovídající pohyby kol, což vede ke změně směru vozidla.
Význam systémů řízení spočívá v jejich příspěvku k bezpečnosti a ovladatelnosti vozidla. Dobře fungující systém řízení zajišťuje, že řidič může snadno a přesně projíždět zatáčky, zatáčky a překážky na silnici. Umožňuje rychlou odezvu a kontrolu, zvyšuje schopnost řidiče vyhýbat se nehodám a udržovat stabilitu. Spolehlivý systém řízení je zásadní pro udržení správného seřízení vozu, opotřebení pneumatik a celkové jízdní vlastnosti.
Typy Systémů řízení
Existují 2 hlavní typy řídicích systémů:
- manuální systém řízení
- Systém posilovače řízení
Manuální systém řízení
Manuální systém řízení, jak již název napovídá, vyžaduje od řidiče přímou fyzickou námahu k otáčení kol. Využívá mechanické propojení a převodovku řízení k přenosu podnětů řidiče na kola.
Komponenty manuálního systému řízení obvykle zahrnují volant, sloupek řízení, převodovku řízení, rameno pitman, středový článek a spojovací tyče. Když řidič otočí volantem, sloupek řízení přenese rotační pohyb na převodovku řízení. Převodovka pak převádí rotační pohyb na lineární pohyb, který je přenášen na kola přes rameno pitman, středový článek a spojovací tyče.
4 typy manuálních systémů řízení
- Hřebenový a pastorkový systém řízení
- Systém řízení s recirkulací kuličky
- Šnekový a sektorový řídicí systém
- Systém řízení s vačkou a válečkem
Hřebenový a pastorkový systém řízení
Hřebenové řízení je oblíbeným a široce používaným typem systému řízení v moderních vozidlech. Nabízí přímý a účinný mechanismus pro přeměnu rotačního pohybu volantu na lineární pohyb potřebný pro řízení kol.
V systému řízení s hřebenem a pastorkem patří mezi hlavní součásti hřeben, pastorek a spojovací tyče. Hřeben je dlouhá, ozubená kovová tyč, která je spojena s volantem přes sloupek řízení. Pastorek, což je malé kulaté ozubené kolo, zabírá se zuby na hřebenu.
Když řidič otočí volantem, rotační pohyb se přenese na pastorek. Jak se pastorek otáčí, posouvá hřeben doleva nebo doprava. Tento lineární pohyb hřebenu se pak přenáší na spojovací tyče, které jsou spojeny s čepy řízení a ovládají pohyb kol. Spojovací tyče tlačí nebo táhnou kola, což způsobuje jejich otáčení v požadovaném směru.
Systém řízení s recirkulací kuličky
Tento mechanismus řízení, někdy označovaný jako šnek a sektor nebo recirkulační koule a matice, je typicky vidět u starých automobilů a velkých nákladních automobilů. Způsob, jakým funguje, se liší od hřebenu a pastorku. Než budeme diskutovat o úkolu, podívejme se, jak je postaven systém řízení s recirkulační koulí.
Šnekové soukolí a sektorové ozubené kolo jsou dvě ozubená kola, která tvoří systém řízení s recirkulační koulí. K bloku a volantu je připevněna závitová hřídel. Blok je opatřen závitem takovým způsobem, že šnekové kolo může projít skrz, protože šnekové kolo je relativně velké. Sektorové ozubené kolo je připevněno k zubům ozubeného kola na vnější straně tohoto bloku. Pažmanova paže je pak spojena s tímto sektorovým ozubeným kolem a nakonec je pitmanova paže spojena se spojovací tyčí. Závit šnekového kola je uvnitř bloku vyplněn kuličkovými ložisky. Mechanismus funguje podobně jako hřeben s pastorkem.
Hřídel řízení se při otáčení otáčí společně s volantem. Převodovka je upevněna, aby se zabránilo pohybu nahoru a dolů. To způsobí, že se šnekové kolo a blok otáčí. Blok se pohybuje v důsledku rotace, protože jej nic nedrží na místě. Poté se pohybujícím blokem posune výstroj sektoru i paží pitmana. Kuličková ložiska jsou vložena do závitu šnekového kola, aby se snížilo tření a zabránilo se prokluzování ozubeného kola.
Šnekový a sektorový řídicí systém
Šnekový a sektorový systém řízení je starší typ manuálního systému řízení, který se u některých vozidel používá dodnes. Skládá se ze šnekového převodu a sektorového převodu. Když řidič otáčí volantem, šnekové kolo se otáčí a způsobuje pohyb sektorového převodu. Tento pohyb je pak přenášen na rameno pitmanu a spojovací tyče, což má za následek otáčení kol.
Jednou z výhod šnekového a sektorového systému řízení je jeho jednoduchost, díky čemuž je méně nákladná na výrobu a údržbu. Není však tak přesný nebo účinný jako jiné systémy řízení a může mít větší vůli v mechanismu řízení. Šnekové a sektorové systémy řízení se běžně vyskytují v klasických autech a některých starších modelech.
Systém řízení s vačkou a válečkem
Systém řízení s vačkou a válečkem je méně běžný typ systému ručního řízení. Skládá se z vačkového hřídele a kladek kladek. Když řidič otáčí volantem, vačkový hřídel se otáčí, což způsobuje pohyb kladek. Tento pohyb se pak přenáší na spojovací tyče, které roztáčí kola.
Jednou z výhod vačkového a válečkového systému řízení je jeho hladký chod, poskytující pohodlný zážitek z jízdy. Vyžaduje také méně fyzické námahy od řidiče ve srovnání s jinými systémy manuálního řízení. Je však složitější a může být náchylnější k opotřebení. Vačkové a válečkové systémy řízení nejsou tak široce používány jako dříve uvedené typy.
Systémy posilovače řízení
Posilovač řízení je nezbytnou součástí moderních vozidel, výrazně zvyšuje snadnost řízení a celkový zážitek z jízdy. Využívá různé systémy, které řidiči pomáhají při manévrování s vozidlem s minimální námahou.
Posilovač řízení je mechanismus, který pomáhá řidiči při otáčení kol vozidla. Snižuje námahu potřebnou k řízení a usnadňuje ovládání vozidla, zejména při nízkých rychlostech a při parkování. K dispozici jsou různé typy systémů posilovače řízení, z nichž každý má svůj vlastní pracovní princip a výhody.
Typy posilovačů řízení:
- Hydraulický posilovač řízení
- Systém elektrického posilovače řízení
- Elektrohydraulický posilovač řízení
Hydraulický posilovač řízení
Hydraulický posilovač řízení je typ systému posilovače řízení, který využívá hydraulický tlak k tomu, aby pomohl řidiči při otáčení kol.
Systémy hydraulického posilovače řízení (HPS) jsou široce používány v automobilech, aby pomohly řidičům při snadném manévrování s vozidly. Tyto systémy využívají hydraulický tlak ke snížení úsilí potřebného pro řízení, zejména při manévrech při nízké rychlosti a parkování.
Jádrem systému hydraulického posilovače řízení je kapalina posilovače řízení. Tato specializovaná tekutina hraje klíčovou roli při přenosu síly v systému. Působí jako médium pro přenos hydraulického tlaku z čerpadla řízení na převodovku řízení, čímž napomáhá protáčení kol.
Typický hydraulický systém řízení se skládá z několika klíčových součástí. Čerpadlo řízení, poháněné motorem, vytváří hydraulický tlak. Kapalina posilovače řízení je uložena v nádrži, která zajišťuje dostatečné zásobování systému. Z čerpadla proudí kapalina pod tlakem do převodovky řízení. Zde se hydraulická síla kapaliny přeměňuje na mechanickou sílu, která umožňuje otáčení kol. Táhla řízení a spojovací tyče spojují převodovku řízení s koly a převádějí vstup řízení do fyzického pohybu.
Systém elektrického posilovače řízení
Elektrický posilovač řízení (EPS) způsobil revoluci v automobilovém průmyslu tím, že nahradil tradiční hydraulický posilovač řízení účinným a pokročilým systémem.
Systém elektrického posilovače řízení je technologie, která pomáhá řidiči bez námahy otáčet koly vozidla a poskytuje plynulejší a citlivější zážitek z jízdy. Na rozdíl od hydraulického posilovače řízení, které se spoléhá na hydraulický tlak generovaný motorem, elektrický posilovač řízení využívá elektromotor, který pomáhá při manévrech řízení.
V systému elektrického posilovače řízení ECU nepřetržitě monitoruje vstupy, jako je úhel natočení volantu, rychlost vozidla a použitý točivý moment. Na základě těchto informací ECU vypočítá vhodnou úroveň pomocného točivého momentu a odešle příkaz elektromotoru. Motor poté vyvíjí potřebnou sílu na sloupek řízení a pomáhá řidiči při řízení.
Elektrohydraulický posilovač řízení
Elektrohydraulický posilovač řízení (EHPS) kombinuje prvky systémů hydraulického i elektrického posilovače řízení. K podpoře řízení využívá hydraulický tlak z čerpadla poháněného elektromotorem.
Princip činnosti elektrohydraulického posilovače řízení je kombinací hydraulického a elektrického systému. Elektromotor pohání čerpadlo posilovače řízení a vytváří hydraulický tlak. Řídicí ventil řídí tlakovou hydraulickou kapalinu, aby napomáhal pohybu řízení. Míra asistence je určena zásahem řidiče a provozními podmínkami vozidla, podobně jako u hydraulického posilovače řízení.
Proč investovat do čističky vzduchu?
Systémy řízení jsou životně důležitou součástí každého vozidla a zajišťují přesné ovládání a manévrovatelnost. V tomto článku jsme prozkoumali typy systémů řízení: hřebenová a pastorková, recirkulační koule, teplá a sektorová, vačka a válec, hydraulický posilovač řízení, elektrický posilovač řízení a elektrohydraulický posilovač řízení. Každý systém má svou vlastní sadu výhod a nevýhod, které vyhovují různým typům vozidel a jízdním preferencím. Když porozumíme vnitřnímu fungování těchto systémů, můžeme ocenit inženýrství za plynulým a citlivým řízením.
Nejčastější dotazy
Který systém řízení je lepší pro malé auto?
Pro malé auto by bylo hřebenové řízení vhodnou volbou pro svou kompaktnost a odezvu.
Jsou systémy elektrického posilovače řízení úspornější?
Ano, systémy elektrického posilovače řízení jsou obecně úspornější než hydraulické systémy, protože eliminují potřebu hydraulického čerpadla.
Mohu upgradovat systém řízení svého vozidla z recirkulační koule na hřeben a pastorek?
Je možné upgradovat systém řízení vozidla, ale může to být složitý a nákladný proces. Poraďte se s profesionálním mechanikem, abyste určili proveditelnost a cenu.
Vyžadují systémy elektrického posilovače řízení pravidelnou údržbu?
Systémy elektrického posilovače řízení vyžadují minimální údržbu ve srovnání s manuálními systémy řízení. Doporučuje se však dodržovat pokyny výrobce pro pravidelné kontroly.
Jaké jsou potenciální nevýhody elektrického posilovače řízení?
Jednou z potenciálních nevýhod elektrického posilovače řízení je ztráta posilovače v případě poruchy elektrického systému, což může ztížit řízení.
V systému posilovače řízení vašeho vozidla je několik součástí, které usnadňují zatáčení a přesné řízení vozidla. Stará auta měla obrovské volanty a vyžadovala hodně svalů k ovládání manuálního systému řízení. Díky technologii se moderní vozidla mnohem snadněji zatáčí a řídí.
Mezi hlavní součásti systému posilovače řízení mezi volantem a převodkou řízení patří samotný volant, sloupek řízení, spojka řízení, převodka řízení, hadice posilovače řízení a čerpadlo posilovače řízení. Typicky byl systém posilovače řízení hydraulický, ale systémy elektrického posilovače řízení jsou stále běžnější. Systémy elektrického posilovače řízení se skládají z dalších součástí včetně různých senzorů, vodičů, ovladačů, motorů a elektronické řídicí jednotky.
Ve vozidlech existují tři základní typy systémů posilovače řízení: hydraulický posilovač řízení (HPS), elektrický posilovač řízení (EPHS) a plně elektrický posilovač řízení (EPS). Elektrický a elektronický posilovač řízení odkazují na stejný systém.
Hydraulický posilovač řízení (HPS) využívá hydraulický tlak dodávaný motorem poháněným čerpadlem, známým jako čerpadlo posilovače řízení, k podpoře pohybu otáčení volantem. Čerpadlo posilovače řízení se otáčí pohonem příslušenství nebo hadovitým řemenem a dodává kapalinu posilovače řízení pod tlakem do hadice posilovače řízení na vysokotlaké straně, která ji dodává na vstupní stranu ovládacího ventilu posilovače řízení na převodce řízení. Kapalina posilovače řízení je nasávána z nádržky kapaliny posilovače řízení, která je udržována na příslušné úrovni hadicí posilovače řízení na nízké straně, která vrací kapalinu z převodovky pod mnohem nižším tlakem.
HPS má mnoho nevýhod. Vzhledem k tomu, že čerpadlo posilovače řízení, kterým je vybavena většina vozidel, běží neustále a neustále čerpá kapalinu, plýtvá koňskou silou. Tato plýtvaná energie se promítá do plýtvání palivem a vyššími emisemi. Kromě toho je tento systém náchylný na netěsnosti a zvuky a obvykle vede k selhání v důsledku přetrženého řemene.
Hydraulické řízení s elektrickým posilovačem (EPHS) je hybridem hydraulického a elektrického. V tomto systému získává hydraulické čerpadlo energii z elektromotoru namísto řemenu poháněného motorem. V EPHS jsou obvyklé hnací řemeny a řemenice, které pohánějí čerpadlo posilovače řízení, nahrazeny bezkomutátorovým motorem. Posilovač řízení je poháněn tímto elektromotorem, což snižuje množství výkonu, který je potřeba z motoru odebírat.
V systému elektrického posilovače řízení (EPS) elektromotor nahrazuje hydraulické čerpadlo a je zaveden plně elektrický posilovač řízení. Elektromotor je buď připevněn k hřebenu řízení nebo ke sloupku řízení. Elektronická řídicí jednotka řídí dynamiku řízení. EPS je často preferovaným systémem, protože má za následek lepší spotřebu paliva a nižší emise.
EPS poskytuje mnoho dalších výhod. Množství asistence poskytované EPS lze snadno přizpůsobit typu vozidla, rychlosti vozovky a dokonce i preferencím řidiče. Další výhodou je eliminace ekologických rizik způsobených únikem a likvidací kapaliny hydraulického posilovače řízení. Elektrická podpora se navíc neztratí, když motor selže nebo zhasne, zatímco hydraulická podpora přestane fungovat, když se motor zastaví.
Rovněž se navrhují a implementují systémy řízení «Steer-by-wire» nebo «drive-by-wire». Tyto systémy odstraňují mechanické spojení mezi volantem a systémem řízení a nahrazují jej čistě elektronickým řídicím systémem. Tento systém uvolňuje v palubní desce spoustu místa, které lze využít na jiné věci.
U většiny moderních vozidel se používají dva hlavní typy převodů řízení: hřebenové řízení a převodka řízení s recirkulační koulí. Styl hřeben a pastorek je zdaleka nejběžnější, ale recirkulační koule se stále používá u některých nákladních automobilů a těžších vozidel a vždy využívá rameno Pitman k přenosu pohybu na páku řízení.
Hřebenový převod řízení převádí zásah řidiče do pohybu předních kol pro zatáčení. V tomto systému je pastorek připojen k hřídeli řízení, což znamená, že když se volant otáčí, otáčí pastorkem kruhovým pohybem a poté pohybuje hřebenem lineárním pohybem. V zásadě se používá rotační pohyb volantu a poté se tento rotační pohyb převádí na lineární pohyb, který je nutný k otáčení kol. Na obou koncích hřebenu řízení jsou pogumované plastové měchy, které se připevňují k tělu hřebene a pohyblivé části hřebenu, aby se do jednotky hřebenu a pastorku nedostal prach a nečistoty.
Převodovka řízení s recirkulační koulí také převádí zásah řidiče do pohybu kol pro otáčení. V tomto systému je skříň upevněna přes šnekový pohon, který obsahuje mnoho kuličkových ložisek. Tato kuličková ložiska se obtáčí kolem šnekového pohonu a pohybují se do recirkulačního kanálu a poté zpět do šnekového pohonu. Když se volant otáčí, šnekový pohon se otáčí a nutí kuličky tlačit na kanál uvnitř matice. Tlak z kuliček nutí matici k pohybu podél šnekového pohonu, který otáčí Pitmanovým ramenem, posouvá páku řízení a nakonec otáčí kola.
Sloupek řízení je pouzdro, které bezpečně drží volant a hřídel. Spojka řízení je umístěna ve spodní části hřídele řízení. Jedná se o kloub, který umožňuje otáčení volantu bez uváznutí ve sloupku, protože vstupní hřídel a sloupek řízení nejsou v dokonalém vyrovnání a nejsou vůči sobě v mírném úhlu. Spojka řízení spojuje volant a hřídel s převodkou řízení.
Pokud je vaše vozidlo vybaveno hydraulickým posilovačem řízení, existují dvě hlavní hadice posilovače řízení: vysokotlaká (vysokotlaká) hadice a nízkotlaká (nízkotlaká) hadice. Oba jsou připevněny k hřebenu a pastorku pomocí závitových mosazných armatur. Hadice na vysokotlaké straně je připevněna k čerpadlu posilovače řízení pomocí mosazného šroubení se závitem, zatímco hadice na nízké straně klouže přes malou trubku a je zajištěna hadicovou svorkou. Hadice na vysoké straně přivádí kapalinu posilovače řízení pod tlakem do převodky řízení, aby poskytovala posilovač vstupům do řízení. Nízkotlaká hadice přivádí nízkotlakou kapalinu zpět do čerpadla a zásobníku.
Vzhledem k mnoha součástem systémů posilovače řízení a převodky řízení a vzhledem k jejich soudržné povaze by měla být kontrola těchto systémů důkladná. Hydraulické součásti, včetně čerpadla posilovače řízení a hadic, by měly být zkontrolovány z hlediska těsnosti. Řemen posilovače řízení by měl být zkontrolován, zda není poškozený, prasklý, opotřebovaný a napnutý. Převodka řízení by měla být zkontrolována, zda není uvolněná a netěsná. Měchové manžety na ozubeném převodu řízení by měly být zkontrolovány, zda nejsou natržené a poškozené. Volant a sloupek by měly být zajištěny a spojka řízení by měla být napnutá, ale měla by se pohybovat volně a bez hluku. Součásti elektronického posilovače řízení by měly být vizuálně zkontrolovány, zda nejsou poškozené.
Posilovač řízení by měl být za jízdy ovládán doleva i doprava, abyste zkontrolovali váznutí, zvuky a snadnost ovládání. Posilovač řízení a převodka řízení výrazně přispívají k bezpečnému provozu vašeho vozidla. Nechte technika s certifikací ASE alespoň jednou ročně zkontrolovat všechny součásti posilovače řízení a převodky řízení vašeho vozidla, jak je uvedeno výše.
Podobné články
Systém odpružení vašeho vozidla
Když většina lidí myslí na výkon automobilu, myslí na výkon, potřebu rychlosti, dunivý zvuk motoru a rychlost, kterou vozidlo pojede z nuly na 60 mil za hodinu.
