Bơm trợ lực lái - thiết kế, chủng loại, nguyên lý hoạt động

Hệ thống lái trợ lực tiếp tục chiếm vị trí vững chắc trong một số loại phương tiện và từng mẫu xe du lịch. Nút quan trọng của chúng là máy bơm, chuyển đổi công suất động cơ thành áp suất điều hành của chất lỏng làm việc. Thiết kế đã được thiết lập và chứng minh rõ ràng, cho phép chúng tôi xem xét nó một cách chi tiết trong trường hợp chung.

Các công việc đã thực hiện và ứng dụng

Về bản chất, bơm thủy lực cung cấp năng lượng cho cơ cấu chấp hành dưới dạng tuần hoàn của chất lỏng làm việc của hệ thống - dầu đặc biệt, dưới áp suất cao. Công được xác định bởi độ lớn của áp suất này và tốc độ dòng chảy. Do đó, rôto máy bơm phải quay đủ nhanh, đồng thời chuyển động khối lượng đáng kể trên một đơn vị thời gian.

Việc hỏng bơm không nên dẫn đến việc dừng lái, bánh xe vẫn có thể quay được nhưng lực tác động lên vô lăng sẽ tăng lên đột ngột, điều này có thể khiến người lái bất ngờ. Do đó, các yêu cầu cao về độ tin cậy và độ bền được đáp ứng nhờ vào thiết kế đã được kiểm chứng, phương pháp phun đã chọn và đặc tính bôi trơn tốt của chất lỏng làm việc.

Các tùy chọn thực thi

Không có quá nhiều loại máy bơm thủy lực, do kết quả của quá trình tiến hóa, chỉ còn lại các loại đĩa và bánh răng. Cái đầu tiên được sử dụng chủ yếu. Điều chỉnh áp suất hiếm khi được cung cấp, không có nhu cầu đặc biệt cho điều này, sự hiện diện của van giảm áp giới hạn là khá đủ.

Trong hệ thống lái trợ lực cổ điển, một bộ truyền động cơ khí của rôto bơm được sử dụng từ puli trục khuỷu động cơ sử dụng bộ truyền động dây đai. Chỉ những hệ thống điện thủy lực tiên tiến hơn mới sử dụng động cơ điện, mang lại lợi thế về độ chính xác trong điều khiển, nhưng lại tước đi lợi thế chính của thủy lực - khuếch đại công suất cao.

Thiết kế của máy bơm phổ biến nhất

Cơ chế kiểu cánh gạt hoạt động bằng cách di chuyển chất lỏng với thể tích nhỏ với sự giảm của chúng trong quá trình quay rôto và ép dầu vào đường ống ra. Máy bơm bao gồm các bộ phận sau:

• truyền động ròng rọc trên trục rôto;
• rôto với các cánh lam trong các rãnh dọc theo chu vi;
• vòng bi và con dấu hộp nhồi của trục trong vỏ;
• stato với các khoang hình elip trong thể tích vỏ;
• điều chỉnh van hạn chế;
• nhà ở có gắn động cơ.

Thông thường, rôto phục vụ hai khoang làm việc, giúp tăng năng suất trong khi vẫn giữ được thiết kế nhỏ gọn. Cả hai đều hoàn toàn giống hệt nhau và nằm đối diện theo đường kính so với trục quay.

Thứ tự công việc và sự tương tác của các thành phần

Dây đai chữ V hoặc dây đai truyền động nhiều gân làm quay puli trục rôto. Rôto được đặt trên nó được trang bị các khe trong đó các tấm kim loại chuyển động tự do. Do tác dụng của lực ly tâm, chúng liên tục bị ép vào bề mặt hình elip bên trong của khoang stato.

Chất lỏng đi vào các khoang giữa các tấm, sau đó nó di chuyển về phía đầu ra, ở đó nó bị dịch chuyển do thể tích thay đổi của các khoang. Chạy trên các bức tường cong của stato, các cánh được lắp chìm vào rôto, sau đó chúng lại được đưa về phía trước, lấy các phần tiếp theo của chất lỏng.

Do tốc độ quay cao, máy bơm có đủ hiệu suất, đồng thời phát triển áp suất khoảng 100 bar khi làm việc "dừng lại".

Chế độ áp suất cuối sẽ tồn tại ở tốc độ động cơ cao và các bánh xe quay hết cỡ, khi đó piston của xi lanh phụ không còn di chuyển được nữa. Nhưng trong những trường hợp này, van hạn chế có lò xo được kích hoạt, van này sẽ mở và bắt đầu dòng chảy ngược của chất lỏng, ngăn áp suất tăng quá mức.

Các chế độ bơm được thiết kế sao cho nó có thể cung cấp áp suất tối đa ở tốc độ quay tối thiểu. Điều này là cần thiết khi di chuyển với tốc độ gần như không tải, nhưng với tay lái nhẹ nhàng nhất. Bất chấp rất nhiều lực cản trong trường hợp bẻ lái ngay tại chỗ. Mọi người đều biết tay lái không có trợ lực nặng như thế nào trong trường hợp này. Nó chỉ ra rằng máy bơm có thể được tải hoàn toàn ở tốc độ rôto tối thiểu, và sau khi tăng tốc độ, nó chỉ cần đổ một phần chất lỏng theo hướng ngược lại thông qua van điều khiển.

Mặc dù thực tế là các chế độ hoạt động với hiệu suất vượt trội như vậy là thường xuyên và được cung cấp, hoạt động của hệ thống lái trợ lực với các bánh xe hoàn toàn bị bật ra ở cự ly gần là rất không mong muốn. Lý do cho điều này là quá nóng của chất lỏng làm việc, do đó nó mất các đặc tính của nó. Có nguy cơ gia tăng mài mòn và thậm chí hỏng máy bơm.

Độ tin cậy, hỏng hóc và sửa chữa

Bơm trợ lực lái có độ tin cậy cao và không thuộc vật tư tiêu hao. Nhưng chúng cũng không phải là vĩnh cửu. Trục trặc xuất hiện dưới dạng nỗ lực gia tăng trên vô lăng, đặc biệt là trong quá trình quay nhanh, khi máy bơm rõ ràng không cho hiệu suất cần thiết. Có những rung động và tiếng ồn lớn sẽ biến mất sau khi tháo đai truyền động.

Về mặt lý thuyết, việc sửa chữa máy bơm là có thể thực hiện được, nhưng thông thường nó chỉ đơn giản là thay thế bằng máy bơm gốc hoặc phụ tùng thay thế từ một cửa hàng hậu mãi. Ngoài ra còn có một thị trường cho các đơn vị tái sản xuất trong nhà máy, chúng rẻ hơn nhiều, nhưng có độ tin cậy gần như tương tự.