עקרון הפעולה של מתלה הגה הכוח

עקרון הפעולה של מתלה הגה הכוח מבוסס על ההשפעה קצרת הטווח של הלחץ שנוצר על ידי המשאבה על הצילינדר, אשר מסיט את המתלה בכיוון הנכון, ועוזר לנהג לנווט את המכונית. לכן, מכוניות עם הגה כוח נוחות הרבה יותר, במיוחד כאשר מתמרנים במהירות נמוכה או נוהגים בתנאים קשים, כי מסילה כזו לוקחת על עצמה את רוב העומס הנדרש כדי לסובב את ההגה, והנהג נותן לה רק פקודות, מבלי לאבד פידבק מהכביש. .

מתלה ההיגוי בענף הובלת נוסעים דחק מזמן סוגים אחרים של מכשירים דומים בשל המאפיינים הטכניים שלו, עליהם דיברנו כאן (איך עובד מתלה ההיגוי). אבל, למרות פשטות העיצוב, עקרון הפעולה של מתלה ההיגוי עם מגבר הידראולי, כלומר מגבר הידראולי, עדיין לא מובן לרוב בעלי המכוניות.

פיתוח הגה - סקירה קצרה

מאז הופעת המכוניות הראשונות הפך בסיס ההיגוי למפחית הילוכים בעל יחס העברה גדול, המסובב את הגלגלים הקדמיים של הרכב בדרכים שונות. בתחילה, זה היה עמוד עם דו-פוד המחובר לתחתית, ולכן היה צורך להשתמש במבנה מורכב (טרפז) כדי להעביר את כוח ההטיה אל פרקי ההיגוי אליהם הוברגו הגלגלים הקדמיים. אחר כך המציאו מתלה, גם תיבת הילוכים, שהעבירה את כוח הסיבוב למתלה הקדמי ללא מבנים נוספים, ועד מהרה החליף מנגנון היגוי זה את העמוד בכל מקום.

אבל לא ניתן היה להתגבר על החיסרון העיקרי הנובע מעיקרון הפעולה של מכשיר זה. העלייה ביחס ההילוכים אפשרה את ההגה, הנקרא גם ההגה או ההגה, להסתובב ללא מאמץ, אך אילצה יותר פניות כדי להזיז את מפרק ההיגוי מימין קיצוני למצב השמאלי הקיצוני או להיפך. הפחתת יחס ההילוכים הפכה את ההיגוי לחדד יותר, מכיוון שהמכונית הגיבה בצורה חזקה יותר אפילו להסטה קלה של ההגה, אך נהיגה במכונית כזו דרשה כוח פיזי וסיבולת רבה.

ניסיונות לפתור בעיה זו נעשו מאז תחילת המאה העשרים, וחלקם היו קשורים להידראוליקה. המונח "הידראוליקה" עצמו הגיע מהמילה הלטינית הידרו (הידרו), שפירושה מים או סוג של חומר נוזלי הדומה בנזילותו למים. עם זאת, עד תחילת שנות ה-50 של המאה הקודמת, הכל היה מוגבל לדגימות ניסיוניות שלא ניתן היה להכניס לייצור המוני. פריצת הדרך הגיעה בשנת 1951 כאשר קרייזלר הציגה את הגה הכוח הראשון בייצור המוני (GUR) שעבד בשילוב עם עמוד ההגה. מאז, העיקרון הכללי של הפעולה של מתלה היגוי הידראולי או עמוד נשאר ללא שינוי.

להגה הכוח הראשון היו חסרונות רציניים, הוא:

• עומס בכבדות על המנוע;
• חיזק את גלגל ההגה רק במהירויות בינוניות או גבוהות;
• במהירויות מנוע גבוהות, זה יצר עודף לחץ (לחץ) והנהג איבד קשר עם הכביש.

לכן, מאיץ הידראולי שעובד בדרך כלל הופיע רק בסיבוב ה-XXI, כאשר המגרפה כבר הפכה למנגנון ההיגוי העיקרי.

כיצד פועל מאיץ הידראולי

כדי להבין את עקרון הפעולה של מתלה ההיגוי ההידראולי, יש צורך לשקול את האלמנטים הכלולים בו ואת הפונקציות שהם מבצעים:

• משאבה
• שסתום הפחתת לחץ;
• מיכל הרחבה ומסנן;
• צילינדר (גליל הידראולי);
• מֵפִיץ.

כל אלמנט הוא חלק מהמאיץ ההידראולי, לכן הפעולה הנכונה של הגה הכוח אפשרית רק כאשר כל הרכיבים מבצעים בבירור את משימתם. סרטון זה מציג את עיקרון הפעולה הכללי של מערכת כזו.

איך עובד הגה כוח של רכב?

Насос

המשימה של מנגנון זה היא סירקולציה מתמדת של נוזל (שמן הידראולי, ATP או ATF) דרך מערכת הגה הכוח עם יצירת לחץ מסוים המספיק לסובב את הגלגלים. משאבת הגה הכוח מחוברת באמצעות חגורה לגלגלת גל הארכובה, אך אם המכונית מצוידת במגבר הידראולי חשמלי, פעולתה מסופקת על ידי מנוע חשמלי נפרד. ביצועי המשאבה נבחרים כך שגם במצב סרק היא מבטיחה את סיבוב המכונה, והלחץ העודף המתרחש כאשר המהירות עולה, מפצה על ידי שסתום הפחתת הלחץ.

משאבת הגה כוח עשויה משני סוגים:

• lamellar;
• גלגל שיניים.

משאבת הגה כוח

ללא קשר לסוג, משאבת הגה הכוח פועלת על עיקרון של יחידת הנעה עתיקה של גלגל קיטור. קשה יותר לייצר את ה-lamellar, אבל בעזרתו ניתן לשנות את הביצועים ואת הלחץ שנוצר על ידי יחידה זו בשל הרחבה שונה של לוחות המדחף, שחשובה במכונות המצוידות במערכת בקרת הגה כוח אלקטרונית מורכבת. משאבת ההילוכים, לעומת זאת, היא משאבת שמן קונבנציונלית, שבה שיני ההילוכים מניעות את הנוזל ההידראולי לכיוון היציאה, והביצועים והלחץ שנוצרים תלויים רק במהירות המנוע.

במכוניות נוסעים עם מתלים הידראוליים, משאבה אחת מבטיחה את פעולת שתי המערכות - הגה כוח ומתלים, אך פועלת על אותו עיקרון. זה שונה מהרגיל רק בכוח מוגבר.

שסתום להפחתת לחץ

חלק זה של המאיץ ההידראולי פועל על עיקרון של שסתום מעקף, המורכב מכדור נעילה וקפיץ. במהלך הפעולה, משאבת הגה הכוח יוצרת סירקולציה של נוזל בלחץ מסוים, מכיוון שהביצועים שלה גבוהים מהתפוקה של צינורות ואלמנטים אחרים. ככל שמהירות המנוע עולה, הלחץ במערכת הגה הכוח גדל, ופועל דרך הכדור על הקפיץ. קשיחות הקפיץ נבחרת כך שהשסתום נפתח בלחץ מסוים, וקוטר התעלות מגביל את תפוקתו, כך שהפעולה אינה מובילה לירידה חדה בלחץ. כאשר השסתום נפתח, חלק מהשמן עוקף את המערכת, מה שמייצב את הלחץ ברמה הנדרשת.

שסתום הפחתת לחץ הגה כוח

למרות העובדה ששסתום הפחתת הלחץ מותקן בתוך המשאבה, הוא מרכיב חשוב במגבר ההידראולי, ולכן הוא שווה ערך למנגנונים אחרים. תקלה או פעולתו השגויה מסכנים לא רק את הגה הכוח, אלא גם את בטיחות התנועה בכביש, אם קו האספקה ​​יתפוצץ עקב לחץ הידראולי מופרז, או שתופיע דליפה, תגובת המכונית לסיבוב ההגה תשתנה, וחוסר ניסיון אדם מאחורי ההגה סיכונים לא להתמודד עם ההנהלה. לכן, המכשיר של מתלה ההיגוי עם מגבר הידראולי מרמז על אמינות מקסימלית הן של המבנה כולו והן של כל אלמנט בודד.

מיכל הרחבה ומסנן

במהלך פעולת הגה כוח, נוזל הידראולי נאלץ להסתובב דרך מערכת הגה הכוח ומושפע מהלחץ שנוצר על ידי המשאבה, מה שמוביל לחימום והתרחבות השמן. מיכל ההרחבה לוקח עודף מחומר זה, כך שנפחו במערכת תמיד זהה, מה שמבטל עליות לחץ הנגרמות מהתפשטות תרמית. חימום ATP ובלאי של אלמנטים משפשפים מובילים להופעת אבק מתכת ומזהמים אחרים בשמן. כשנכנסים לסליל, שהוא גם מפיץ, פסולת זו סותמת את החורים, משבשת את פעולת הגה הכוח, מה שמשפיע לרעה על התנהלות הרכב. כדי למנוע התפתחות כזו של אירועים, מובנה מסנן בהגה הכוח, שמסיר פסולת שונות מהנוזל ההידראולי המסתובב.

צילינדר

חלק זה של המאיץ ההידראולי הוא צינור שבתוכו יש חלק מהמסילה שעליו מותקנת בוכנה הידראולית. אטמי שמן מותקנים לאורך קצוות הצינור כדי למנוע בריחת ATP כאשר הלחץ עולה. כאשר שמן נכנס לחלק המתאים של הצילינדר דרך הצינורות, הבוכנה נעה בכיוון ההפוך, דוחפת את המתלה ודרכו פועלת על מוטות ההיגוי ומפרקי ההיגוי.

צילינדר הגה כוח

הודות לעיצוב הגה כוח זה, פרקי ההיגוי מתחילים לזוז עוד לפני שגלגל ההינע מזיז את המתלה.

מֵפִיץ

עקרון הפעולה של מתלה הגה הכוח הוא אספקת נוזל הידראולי לזמן קצר ברגע שההגה מסובב, ובגלל זה המתלה יתחיל לנוע עוד לפני שהנהג יעשה מאמץ רציני. אספקה ​​כזו לטווח קצר, כמו גם ניקוז נוזל עודף מהגליל ההידראולי, מסופק על ידי מפיץ, אשר נקרא לעתים קרובות סליל.

כדי להבין את עקרון הפעולה של מכשיר הידראולי זה, יש צורך לא רק לשקול אותו בקטע, אלא גם לנתח באופן מלא יותר את האינטראקציה שלו עם שאר רכיבי הגה הכוח. כל עוד מיקום ההגה ומפרקי ההיגוי תואמים זה לזה, המפיץ, המכונה גם הסליל, חוסם את זרימת הנוזל לתוך הצילינדר משני הצדדים, כך שהלחץ בתוך שני החללים זהה והוא אינו משפיע על כיוון הסיבוב של החישוקים. כאשר הנהג מסובב את ההגה, היחס הקטן של מפחית מתלה ההגה אינו מאפשר לו לסובב במהירות את הגלגלים ללא מאמץ משמעותי.

מפיץ הגה כוח

המשימה של מחלק הגה הכוח היא לספק ATP לצילינדר ההידראולי רק כאשר מיקום ההגה אינו תואם את מיקום הגלגלים, כלומר כאשר הנהג מסובב את ההגה, המפיץ יורה וכוחות הצילינדר יפעל על פרקי ההשעיה. השפעה כזו צריכה להיות קצרת טווח ותלויה בכמה הנהג סובב את ההגה. כלומר, תחילה הגליל ההידראולי חייב לסובב את הגלגלים, ולאחר מכן את הנהג, רצף זה מאפשר לך להפעיל מאמץ מינימלי כדי לפנות, אבל באותו זמן "להרגיש את הכביש".

כאשר המכונית פוגעת בסוג כלשהו של בליטה, הגלגל הקדמי שלה, לפחות במעט, אבל משנה את כיוון הסיבוב, מה שמוביל לפגיעה במסילה. אם פגיעה כזו חזקה מספיק כדי להתגבר על קשיחות מוט הפיתול, אז מתרחשת חוסר התאמה, מה שאומר שחלק מה-ATF נכנס לצד הנגדי של הצילינדר ההידראולי, מה שמפצה במידה רבה על טלטלה כזו וההגה לא לעוף מידיו של הנהג. במקביל, הוא מרגיש תנועה דרך ההגה ומבין שהמכונית עברה אזור לא אחיד, מה שמאפשר לו להגיב במהירות לשינויים במצב התנועה.

עיקרון הפעולה

הצורך בפעולת מפיץ כזו הייתה אחת הבעיות שמנעו ייצור המוני של מאיצים הידראוליים, מכיוון שבדרך כלל במכונית ההגה וההגה מחוברים בציר קשיח, שלא רק מעביר כוח לפרקי ההיגוי, אלא מספק גם לטייס המכונית משוב מהכביש. כדי לפתור את הבעיה, נאלצתי לשנות לחלוטין את סידור הציר המחבר בין ההגה לגלגל ההגה. ביניהם הותקן מפיץ שבסיסו הוא עקרון הפיתול, כלומר מוט אלסטי המסוגל להתפתל.

כאשר הנהג מסובב את ההגה, מוט הפיתול בהתחלה מתפתל מעט, מה שגורם לחוסר התאמה בין מיקום ההגה לגלגלים הקדמיים. ברגע של חוסר התאמה שכזה, סליל המפלג נפתח ולצילינדר נכנס שמן הידראולי, שמעביר את מתלה ההיגוי לכיוון הנכון, ולכן מבטל את חוסר ההתאמה. אבל, התפוקה של סליל המפיץ נמוכה, כך שהידראוליקה לא מחליפה לחלוטין את מאמצי הנהג, מה שאומר שככל שאתה צריך להסתובב מהר יותר, כך הנהג יצטרך לסובב יותר את גלגל ההגה, מה שמספק משוב ו מאפשר לך להרגיש את המכונית על הכביש

התקן

כדי לבצע עבודה כזו, כלומר להכניס ATP לתוך הצילינדר ההידראולי ולהפסיק את האספקה ​​לאחר ביטול חוסר ההתאמה, היה צורך ליצור מנגנון הידראולי מורכב למדי שפועל על פי עיקרון חדש ומורכב מ:

• מוט פיתול המחובר לגלגל ההינע, המספק חוסר התאמה בעת סיבוב ההגה;
• החלק הפנימי של הסליל;
• החלק החיצוני של הסליל.

החלקים הפנימיים והחיצוניים של הסליל צמודים זה לזה בצורה כה הדוקה שאף טיפת נוזל לא מחלחלת ביניהם, בנוסף קודחים בהם חורים לאספקה ​​והחזרה של ATP. עקרון הפעולה של עיצוב זה הוא המינון המדויק של הנוזל ההידראולי המסופק לצילינדר. כאשר מיקום ההגה והמתלה מתואם, פתחי האספקה ​​והחזרה מוזזים זה לזה והנוזל דרכם אינו נכנס או זורם מהגלילים, כך שהאחרונים מתמלאים כל הזמן ואין איום של אוורור. . כאשר טייס המכונית מסובב את ההגה, מוט הפיתול מתפתל תחילה, החלקים החיצוניים והפנימיים של הסליל נעזים זה לזה, ובגלל זה משולבים חורי האספקה ​​מצד אחד וחורי הניקוז מצד שני. .

ראה גם: בולם מתלה הגה - ייעוד וכללי התקנה

נכנסים לגליל ההידראולי, השמן לוחץ על הבוכנה, מעביר אותה לקצה, האחרון עובר למסילה והיא מתחילה לנוע עוד לפני שגלגל ההינע פועל עליה. עם הסטת המתלה נעלמת חוסר ההתאמה בין החלק החיצוני והפנימי של הסליל, עקב כך אספקת השמן נפסקת בהדרגה, וכאשר מיקום הגלגלים מגיע לאיזון עם מיקום ההגה, האספקה ​​והתפוקה של ATP חסומים לחלוטין. במצב זה, הצילינדר, ששני חלקיו מלאים בשמן ויוצרים שתי מערכות סגורות, מבצע תפקיד מייצב, ולכן, כאשר פוגעים בבליטה, דחף קטן יותר מגיע להגה וההגה אינו נשלף החוצה. ידיו של הנהג.

כלומר, פעולת מתלה ההיגוי ההידראולי מבוססת על עקרונות הסליל ומוט הפיתול - כאשר הנהג מסובב את ההגה הוא קודם מסובב מעט את מוט הפיתול, ובגלל זה נפתח הסליל, ולאחר מכן הפיתול. בר מיישר וסוגר את הסליל. כלומר, נוזל הידראולי, הודות למפיץ, נכנס לצילינדר ההידראולי רק כאשר זווית ההיגוי עולה על קיזוז מתלה ההיגוי המתאים, כך שהנהג לא יתאמץ יתר על המידה, אך בו זמנית לא יאבד מגע עם הכביש.

מסקנה

עקרון הפעולה של מתלה הגה הכוח מבוסס על ההשפעה קצרת הטווח של הלחץ שנוצר על ידי המשאבה על הצילינדר, אשר מסיט את המתלה בכיוון הנכון, ועוזר לנהג לנווט את המכונית. לכן, מכוניות עם הגה כוח נוחות הרבה יותר, במיוחד כאשר מתמרנים במהירות נמוכה או נוהגים בתנאים קשים, כי מסילה כזו לוקחת על עצמה את רוב העומס הנדרש כדי לסובב את ההגה, והנהג נותן לה רק פקודות, מבלי לאבד פידבק מהכביש. .

הגה כוח - המכשיר ועיקרון הפעולה של הגה הכוח על דגם הלגו!