Črpalka servo volana - zasnova, vrste, princip delovanja

Servo volan še naprej trdno zaseda svoje mesto v številnih kategorijah vozil in posameznih modelih osebnih avtomobilov. Njihovo ključno vozlišče je črpalka, ki pretvarja moč motorja v izvršilni tlak delovne tekočine. Zasnova je dobro uveljavljena in preizkušena, kar nam omogoča, da jo podrobno obravnavamo v splošnem primeru.

Opravljene naloge in prijava

Po svoji naravi hidravlična črpalka zagotavlja energijo aktuatorju v obliki kroženja delovne tekočine sistema - posebnega olja, pod visokim pritiskom. Opravljeno delo je določeno z velikostjo tega tlaka in hitrostjo pretoka. Zato se mora rotor črpalke vrteti dovolj hitro, medtem ko premika znatne količine na enoto časa.

Okvara črpalke ne bi smela povzročiti prenehanja krmiljenja, kolesa je še vedno mogoče vrteti, vendar se bo sila na volanu dramatično povečala, kar lahko voznika preseneti. Od tod visoke zahteve po zanesljivosti in trajnosti, ki jih izpolnjujejo zahvaljujoč preverjeni zasnovi, izbrani metodi vbrizgavanja in dobrim mazalnim lastnostim delovne tekočine.

Možnosti izvršitve

Različic hidravličnih črpalk ni toliko, zaradi evolucije so ostali le ploščasti in zobniški tipi. Prvi se uporablja predvsem. Prilagoditev tlaka je redko zagotovljena, za to ni posebne potrebe, zadostuje prisotnost omejevalnega ventila za zmanjšanje tlaka.

Klasično servo krmiljenje uporablja mehanski pogon rotorja črpalke iz jermenice ročične gredi motorja s pomočjo jermenskega pogona. Samo naprednejši elektrohidravlični sistemi uporabljajo elektromotorni pogon, kar daje prednosti pri natančnosti krmiljenja, vendar odvzema glavno prednost hidravlike - visoko moč ojačanja.

Zasnova najpogostejše črpalke

Mehanizem tipa lopatic deluje tako, da premika tekočino v majhnih količinah z njihovim zmanjšanjem v procesu vrtenja rotorja in stiskanja olja na izhodno cev. Črpalka je sestavljena iz naslednjih delov:

• pogonsko jermenico na gredi rotorja;
• rotor z lamelnimi rezili v utorih vzdolž oboda;
• ležaji in tesnila polnilne gredi v ohišju;
• stator z eliptičnimi votlinami v prostornini ohišja;
• regulacijski restriktivni ventil;
• ohišje z nosilci motorja.

Običajno rotor služi dvema delovnima votlinama, kar poveča produktivnost ob ohranjanju kompaktne zasnove. Oba sta popolnoma enaka in se nahajata diametralno nasprotno glede na os vrtenja.

Vrstni red dela in interakcija komponent

Klinasti jermen ali večrebrasti pogonski jermen vrti jermenico gredi rotorja. Rotor, ki je nameščen na njem, je opremljen z režami, v katerih se kovinske plošče prosto gibljejo. Z delovanjem centrifugalnih sil se nenehno pritiskajo na eliptično notranjo površino statorske votline.

Tekočina vstopi v votline med ploščami, po katerih se premakne v smeri iztoka, kjer se zaradi spremenljive prostornine votlin premakne. Lopatice, ki tečejo po ukrivljenih stenah statorja, so vdolbene v rotor, nato pa se znova potisnejo naprej in sprejmejo naslednje dele tekočine.

Zaradi visoke hitrosti vrtenja ima črpalka zadostno zmogljivost, medtem ko pri delu "do mirovanja" razvije tlak približno 100 barov.

Slepi tlačni način bi obstajal pri visokih vrtljajih motorja in bi se kolesa zavrtela do konca, ko se bat pomožnega valja ne bi mogel več premikati naprej. Toda v teh primerih se aktivira vzmetni restriktivni ventil, ki se odpre in sproži povratni tok tekočine ter prepreči, da bi tlak čezmerno narasel.

Načini delovanja črpalke so zasnovani tako, da lahko doseže največji tlak pri minimalni hitrosti vrtenja. To je potrebno pri manevriranju s skoraj prostim tekom, vendar z najbolj lahkim krmiljenjem. Kljub velikemu odporu v primeru vrtenja krmiljenih koles na mestu. Vsi vedo, kako težak je v tem primeru volan brez moči. Izkazalo se je, da je črpalko mogoče polno obremeniti pri najmanjši hitrosti rotorja, po povečanju hitrosti pa preprosto odloži del tekočine v nasprotni smeri skozi regulacijski ventil.

Kljub dejstvu, da so takšni načini delovanja s presežno zmogljivostjo standardni in zagotovljeni, je delovanje servo volana s popolnoma obrnjenimi kolesi na blizu zelo nezaželeno. Razlog za to je pregrevanje delovne tekočine, zaradi česar izgubi svoje lastnosti. Obstaja nevarnost povečane obrabe in celo okvare črpalke.

Zanesljivost, okvare in popravila

Servo črpalke so zelo zanesljive in ne sodijo med potrošni material. A tudi večni niso. Motnje se pojavijo v obliki povečane sile na volanu, zlasti med hitrim vrtenjem, ko črpalka očitno ne daje zahtevane zmogljivosti. Prisotne so vibracije in glasno brnenje, ki izgine po odstranitvi pogonskega jermena.

Popravilo črpalke je teoretično možno, običajno pa jo preprosto zamenjamo z originalno ali rezervnim delom iz poprodajnega trga. Obstaja tudi trg za predelane enote v tovarni, so veliko cenejše, a imajo skoraj enako zanesljivost.