Основни системи управљања у моторним возилима
Систем управљања је један од најважнијих система у моторном возилу, јер помаже у управљању возилом према жељама возача. Без одговарајућег система управљања, возило није само тешко контролисати, већ представља и значајан безбедносни ризик. Овај чланак разматра основе система управљања у моторним возилима, укључујући његову функцију, главне компоненте, принципе рада, врсте управљања и основне захтеве за одржавање.
1. Дефиниција и функција система управљања
Систем управљања је низ механичких, хидрауличних или електричних компоненти које претварају ротацију волана у промене смера точкова возила. Другим речима, када возач окреће волан лево или десно, систем управљања претвара то ротационо кретање у скретање предњих точкова (или, код неких возила, задњих точкова).
Главне функције система управљања укључују:
1. Прилагодите смер кретања возила према упутствима возача.
2. Обезбеђује стабилност када се возило креће праволинијски или скреће.
3. Смањите напор возача помоћу механизма серво управљача.
4. Пружа „осећај“ или повратну информацију са површине пута, тако да возач може да осети услове на путу и приањање гума.
2. Основни принципи рада система управљања
У суштини, систем управљања претвара ротационо кретање (окретање волана) у линеарно кретање (гурање-вучење) које покреће точкове. Општи процес је:
– Возач окреће волан.
– Ротација волана се преноси преко стуба управљача.
– Механизам управљачког механизма претвара ротацију у снажније и контролисаније кретање.
– Покрет се преноси на клипњачу (полужје) као што је спојна шипка.
– Спојне шипке мењају угао левог и десног точка тако да се возило окреће.
У дизајну управљача, кључни концепт је геометрија управљача. Када се возило окреће, унутрашњи точак мора да се окреће под већим углом од спољашњег точка. То је зато што унутрашњи точак има мањи радијус окретања. Овај принцип, познат као Акерманова геометрија, има за циљ смањење проклизавања гума, побољшање удобности и одржавање стабилности током скретања.
3. Главне компоненте система управљања
Иако свако возило може имати другачији дизајн, основне компоненте система управљања генерално укључују:
a. Волан
Волан је део који возач држи да би му омогућио смер кретања. У модерним возилима, волани су често опремљени дугмадима за контролу аудио система, темпоматом, па чак и ваздушним јастуцима.
б. Стуб управљача и вратило
Стуб управљача преноси ротацију волана на механизам управљања. У модерним возилима, стуб управљача је пројектован тако да се може склопити како би се смањиле повреде у случају судара.
ц. Управљачки механизам (мењач управљача)
Управљачки механизам повећава обртни момент са волана и мења смер и природу кретања како би се померали точкови. Постоји неколико врста, као што су:
– Зупчаник и летва
– Рециркулишућа лопта
– Црв и сектор
д. Управљачки механизам (клипњача)
Овај део повезује управљачки механизам са точковима. Уобичајене компоненте укључују:
– Спојна шипка (унутрашња и спољашња)
– Питман рука (на одређеним системима)
– Затезни ручни механизам (на неким моделима)
– Куглични зглобови и други прикључци
е. Зглоб/вретено и куглични зглоб
Зглоб управљача повезује вешање, систем управљања и точкове. Куглични зглобови омогућавају да се зглоб помера са воланом и горе-доле са вешањем.
f. Серво волан (појачивач волана)
Серво волан помаже у олакшавању волана. Овај систем може бити:
– Хидраулични серво управљач (HPS)
– Електрохидраулични серво управљач (EHPS)
– Електрични серво управљач (EPS)
4. Врсте система управљања
1) Систем зупчаника и летве
Ово је најчешћи тип у путничким аутомобилима. Механизам је:
– Зупчаник (мали зупчаник) је повезан са вратилом управљача.
– Зупчаник окреће летву (назубљену шипку) улево или удесно.
– Лествица гура или вуче спојну шипку тако да точак мења смер.
Предности су једноставна структура, брз одзив и релативно мала тежина. Мана је што већа возила захтевају више ојачања због већег оптерећења управљача.
2) Систем рециркулације лоптице
Овај систем, који се често користи на већим возилима као што су камиони или одређени теренци, користи мале челичне куглице између пужног зупчаника и навртке како би се смањило трење. Његове карактеристике управљања су обично глађе и робусније, али је његова конструкција сложенија и обично мање прецизна од зупчаника са летвом.
3) Хидраулично помоћни систем управљања (HPS)
Хидраулични серво управљач користи хидрауличну пумпу коју покреће мотор. Притисак течности помаже у померању клипова у управљачком механизму, што олакшава управљање. Мана је што троши више енергије јер пумпа наставља да ради док мотор ради, а захтева и одржавање течности серво управљача.
4) Електрични серво управљач (EPS)
EPS користи електромотор и сензоре обртног момента како би помогао ротацији управљача по потреби. Његове предности:
– Ефикаснија у потрошњи горива/енергије.
– Помоћ управљача може се подесити у зависности од брзине (лагана при паркирању, јача при брзој вожњи).
– Подржава модерне функције као што су помоћ при задржавању у траци или помоћ при паркирању.
Мана је што ако постоји проблем са сензором или модулом, поправке могу бити скупље и захтевати дијагностичке алате.
5. Однос између система управљања и вешања и гума
Систем управљања не ради сам. На њега у великој мери утичу:
– Вешање: Ако су чауре виљушке истрошене, амортизери слаби или су куглични зглобови лабави, управљач може бити нестабилан.
– Гуме и притисак ваздуха: Недовољно надуване гуме могу проузроковати тешко управљање и тенденцију да возило „плива“. Неравномерно истрошене гуме могу проузроковати вибрације и вукање на једну страну.
– Поравнање точкова (гребање): Углови нагиба и заокрета значајно утичу на стабилност управљања. Неправилно поравнање може проузроковати погрешно поравнање волана, брзо трошење гума и заношење возила улево или удесно.
6. Уобичајени симптоми оштећења
Неки знаци проблематичног система управљања укључују:
1. Управљање је тешко (посебно на HPS-у, то може бити због ниског нивоа уља или слабе пумпе).
2. Волан је лабав или има велики слободан ход, обично због истрошених крајева спојнице или летве управљача.
3. Приликом окретања се појављује звук „клацк“ или „лупање“, то може бити из кугличног зглоба, краја летве или компоненти вешања.
4. Вибрације волана током вожње могу настати због небалансираних гума, погрешно поравнатих фелни или лабавих компоненти управљача.
5. Возило вуче на једну страну, то може бити због поравнања, неравномерног притиска у гумама или проблема са компонентама управљача/вешања.
7. Основно одржавање система управљања
Да би се осигурало да је систем управљања издржљив и безбедан, могу се обавити неки основни радови одржавања:
– Редовно проверавајте притисак у гумама јер он у великој мери утиче на лакоћу и тежину управљача.
– Редовно вршите поравнање и балансирање точкова, посебно након налета на велику рупу или замене компоненти вешања.
– Проверите стање спојне шипке, кугличног зглоба и чауре током редовног сервисирања.
– За HPS, проверите ниво уља у серво управљачу и уверите се да нема цурења у цревима или заптивкама.
– Избегавајте навику окретања волана до крајњих граница предуго (посебно на хидрауличним системима), јер то може повећати притисак и убрзати хабање компоненти.
Закључак
Систем управљања у моторном возилу је витални систем који претвара унос возача у смер кретања возила. Компоненте као што су волан, стуб управљача, управљачки механизам, полуга и серво управљач раде заједно са геометријом управљача како би се осигурало стабилно и безбедно окретање. Разумевање основа система управљања не само да помаже возачима да разумеју како возило функционише, већ им помаже и да брже открију знаке оштећења и обаве правилно одржавање. Исправан систем управљања повећава удобност вожње и минимизира ризик од незгода.
Ако желите, могу додати једноставан дијаграм тока рада система управљања или направити техничкију верзију чланка (са терминима прстен, нагиб, предњи део и основним Акермановим геометријским прорачунима) према потребама школског/факултетског задатка.
