पॉवर स्टीयरिंग रॅकच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत
सामग्री
पॉवर स्टीयरिंग रॅकच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत सिलिंडरवरील पंपद्वारे तयार केलेल्या दबावाच्या अल्पकालीन प्रभावावर आधारित आहे, जे रॅकला योग्य दिशेने हलवते, ड्रायव्हरला कार चालविण्यास मदत करते. म्हणून, पॉवर स्टीयरिंग असलेल्या कार अधिक आरामदायक असतात, विशेषत: कमी वेगाने युक्ती चालवताना किंवा कठीण परिस्थितीत वाहन चालवताना, कारण अशा रॅकमध्ये चाक फिरवण्यासाठी आवश्यक असलेला बराचसा भार असतो आणि ड्रायव्हर अभिप्राय न गमावता फक्त आज्ञा देतो. रस्त्यावरून..
प्रवासी वाहतूक उद्योगातील स्टीयरिंग रॅकने त्याच्या तांत्रिक वैशिष्ट्यांमुळे इतर प्रकारच्या समान उपकरणे दीर्घकाळ बदलली आहेत, ज्याबद्दल आम्ही येथे बोललो (स्टीयरिंग रॅक कसे कार्य करते). परंतु, डिझाइनची साधेपणा असूनही, हायड्रॉलिक बूस्टरसह स्टीयरिंग रॅकच्या ऑपरेशनचे तत्त्व, म्हणजेच हायड्रॉलिक बूस्टर, बहुतेक कार मालकांना अद्याप समजण्यासारखे नाही.
सुकाणू उत्क्रांती - एक संक्षिप्त विहंगावलोकन
पहिल्या कारच्या आगमनापासून, स्टीयरिंगचा आधार मोठ्या गियर रेशोसह गीअर रिड्यूसर बनला आहे, जो वाहनाची पुढील चाके विविध मार्गांनी वळवतो. सुरुवातीला, हा एक स्तंभ होता ज्यात एक बायपॉड तळाशी जोडलेला होता, म्हणून एक जटिल रचना (ट्रॅपेझॉइड) स्टीयरिंग नकल्समध्ये हस्तांतरित करण्यासाठी बायसिंग फोर्सचा वापर करावा लागला ज्यावर पुढील चाके बोल्ट केली गेली होती. मग रॅकचा शोध लावला गेला, एक गियरबॉक्स देखील, ज्याने अतिरिक्त संरचनांशिवाय टर्निंग फोर्स समोरच्या निलंबनावर प्रसारित केला आणि लवकरच या प्रकारच्या स्टीयरिंग यंत्रणेने सर्वत्र स्तंभाची जागा घेतली.
परंतु या डिव्हाइसच्या ऑपरेशनच्या तत्त्वामुळे उद्भवलेल्या मुख्य गैरसोयीवर मात करणे शक्य झाले नाही. गियर रेशो वाढवल्याने स्टीयरिंग व्हील, ज्याला स्टीयरिंग व्हील किंवा स्टीयरिंग व्हील देखील म्हणतात, सहजतेने वळवणे शक्य झाले, परंतु स्टीयरिंग नकलला अगदी उजवीकडून अत्यंत डावीकडे किंवा त्याउलट अधिक वळणे भाग पाडले. गीअर रेशो कमी केल्याने स्टीयरिंग अधिक तीक्ष्ण झाले, कारण कारने स्टीयरिंग व्हीलच्या थोड्याशा शिफ्टला देखील अधिक तीव्र प्रतिक्रिया दिली, परंतु अशी कार चालविण्यास मोठी शारीरिक शक्ती आणि सहनशक्ती आवश्यक आहे.
या समस्येचे निराकरण करण्याचे प्रयत्न विसाव्या शतकाच्या सुरुवातीपासून केले गेले आहेत आणि त्यापैकी काही हायड्रॉलिकशी संबंधित आहेत. "हायड्रॉलिक्स" हा शब्द स्वतःच लॅटिन शब्द हायड्रो (हायड्रो) वरून आला आहे, ज्याचा अर्थ पाणी किंवा त्याच्या द्रवपदार्थ पाण्याशी तुलना करता येणारा काही प्रकारचा द्रव पदार्थ असा होतो. तथापि, गेल्या शतकाच्या 50 च्या दशकाच्या सुरुवातीपर्यंत, सर्व काही प्रायोगिक नमुन्यांपुरते मर्यादित होते जे मोठ्या प्रमाणावर उत्पादनात ठेवले जाऊ शकत नव्हते. 1951 मध्ये क्रिस्लरने स्टीयरिंग कॉलमच्या संयोगाने काम करणारे पहिले मोठ्या प्रमाणात-उत्पादित पॉवर स्टीयरिंग (GUR) सादर केले तेव्हा यश आले. तेव्हापासून, हायड्रॉलिक स्टीयरिंग रॅक किंवा स्तंभाच्या ऑपरेशनचे सामान्य तत्त्व अपरिवर्तित राहिले आहे.
पहिल्या पॉवर स्टीयरिंगमध्ये गंभीर कमतरता होत्या, त्या:
- इंजिन मोठ्या प्रमाणात लोड केले;
- स्टीयरिंग व्हील केवळ मध्यम किंवा उच्च वेगाने मजबूत केले;
- उच्च इंजिनच्या वेगाने, यामुळे जास्त दाब (दाब) निर्माण झाला आणि ड्रायव्हरचा रस्त्याशी संपर्क तुटला.
म्हणून, सामान्यपणे कार्यरत हायड्रॉलिक बूस्टर केवळ XXI च्या वळणावर दिसू लागले, जेव्हा रेक आधीच मुख्य स्टीयरिंग यंत्रणा बनली होती.
हायड्रॉलिक बूस्टर कसे कार्य करते
हायड्रॉलिक स्टीयरिंग रॅकच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत समजून घेण्यासाठी, त्यात समाविष्ट असलेल्या घटकांचा आणि त्यांनी केलेल्या कार्यांचा विचार करणे आवश्यक आहे:
- पंप
- दबाव कमी करणारे वाल्व;
- विस्तार टाकी आणि फिल्टर;
- सिलेंडर (हायड्रॉलिक सिलेंडर);
- वितरक
प्रत्येक घटक हा हायड्रॉलिक बूस्टरचा भाग आहे, म्हणूनच, पॉवर स्टीयरिंगचे योग्य ऑपरेशन तेव्हाच शक्य आहे जेव्हा सर्व घटक त्यांचे कार्य स्पष्टपणे करतात. हा व्हिडिओ अशा प्रणालीच्या ऑपरेशनचे सामान्य सिद्धांत दर्शवितो.
पंप
या यंत्रणेचे कार्य म्हणजे पॉवर स्टीयरिंग सिस्टमद्वारे द्रव (हायड्रॉलिक ऑइल, एटीपी किंवा एटीएफ) चे सतत अभिसरण करणे आणि चाके फिरवण्यासाठी पुरेसा विशिष्ट दबाव निर्माण करणे. पॉवर स्टीयरिंग पंप बेल्टद्वारे क्रॅन्कशाफ्ट पुलीशी जोडलेला असतो, परंतु जर कार इलेक्ट्रिक हायड्रॉलिक बूस्टरने सुसज्ज असेल तर त्याचे ऑपरेशन वेगळ्या इलेक्ट्रिक मोटरद्वारे प्रदान केले जाते. पंपाचे कार्यप्रदर्शन अशा प्रकारे निवडले जाते की ते निष्क्रिय असताना देखील ते मशीनचे फिरणे सुनिश्चित करते आणि जेव्हा वेग वाढतो तेव्हा जास्त दबाव निर्माण होतो आणि दबाव कमी करणार्‍या वाल्वद्वारे भरपाई केली जाते.
पॉवर स्टीयरिंग पंप दोन प्रकारचे बनलेले आहे:
- लॅमेलर;
- गिअर
पॉवर स्टीयरिंग पंप
हायड्रॉलिक सस्पेंशन असलेल्या प्रवासी कारवर, एक पंप दोन्ही सिस्टमचे ऑपरेशन सुनिश्चित करतो - पॉवर स्टीयरिंग आणि निलंबन, परंतु त्याच तत्त्वावर कार्य करते. हे फक्त वाढीव शक्तीमध्ये नेहमीच्यापेक्षा वेगळे आहे.
दबाव कमी करणारे वाल्व
हायड्रॉलिक बूस्टरचा हा भाग बायपास व्हॉल्व्हच्या तत्त्वावर कार्य करतो, ज्यामध्ये लॉकिंग बॉल आणि स्प्रिंग असते. ऑपरेशन दरम्यान, पॉवर स्टीयरिंग पंप विशिष्ट दाबाने द्रव परिसंचरण तयार करतो, कारण त्याची कार्यक्षमता होसेस आणि इतर घटकांच्या थ्रूपुटपेक्षा जास्त असते. जसजसे इंजिनचा वेग वाढतो तसतसे पॉवर स्टीयरिंग सिस्टममध्ये दबाव वाढतो, स्प्रिंगवर बॉलद्वारे कार्य करतो. स्प्रिंगची कडकपणा निवडली जाते जेणेकरून वाल्व एका विशिष्ट दाबाने उघडेल आणि चॅनेलचा व्यास त्याचे थ्रुपुट मर्यादित करेल, त्यामुळे ऑपरेशनमुळे दाब कमी होत नाही. जेव्हा वाल्व उघडतो, तेव्हा तेलाचा काही भाग सिस्टमला बायपास करतो, जो आवश्यक स्तरावर दबाव स्थिर करतो.
पॉवर स्टीयरिंग प्रेशर कमी करणारा वाल्व
पंपच्या आत दाब कमी करणारा वाल्व स्थापित केला आहे हे असूनही, हा हायड्रॉलिक बूस्टरचा एक महत्त्वाचा घटक आहे, म्हणून तो इतर यंत्रणेच्या बरोबरीने आहे. त्याची खराबी किंवा चुकीचे ऑपरेशन केवळ पॉवर स्टीयरिंगच नाही तर रस्त्यावरील रहदारीची सुरक्षा देखील धोक्यात आणते, जर जास्त हायड्रॉलिक दाबामुळे पुरवठा लाइन फुटली किंवा गळती दिसली, तर स्टीयरिंग व्हील फिरवण्याची कारची प्रतिक्रिया बदलेल आणि एक अननुभवी व्यक्ती. चाकामागील व्यक्ती व्यवस्थापनाशी सामना करत नाही. म्हणून, हायड्रॉलिक बूस्टरसह स्टीयरिंग रॅकचे डिव्हाइस संपूर्ण संरचना आणि प्रत्येक वैयक्तिक घटक दोन्हीची कमाल विश्वासार्हता सूचित करते.
विस्तार टाकी आणि फिल्टर
पॉवर स्टीयरिंग ऑपरेशन दरम्यान, पॉवर स्टीयरिंग सिस्टमद्वारे हायड्रॉलिक द्रवपदार्थ जबरदस्तीने प्रसारित केला जातो आणि पंपद्वारे तयार केलेल्या दाबाने प्रभावित होतो, ज्यामुळे तेल गरम होते आणि त्याचा विस्तार होतो. विस्तार टाकी या सामग्रीपेक्षा जास्त प्रमाणात घेते, जेणेकरून सिस्टममधील त्याचे प्रमाण नेहमीच समान असते, ज्यामुळे थर्मल विस्तारामुळे होणारा दबाव वाढतो. एटीपी गरम करणे आणि घासणारे घटक परिधान केल्याने तेलात धातूची धूळ आणि इतर दूषित पदार्थ दिसतात. स्पूलमध्ये प्रवेश करणे, जे एक वितरक देखील आहे, हे मोडतोड छिद्रे अडकवते, पॉवर स्टीयरिंगच्या ऑपरेशनमध्ये व्यत्यय आणते, ज्यामुळे वाहनाच्या हाताळणीवर नकारात्मक परिणाम होतो. अशा घटनांचा विकास टाळण्यासाठी, पॉवर स्टीयरिंगमध्ये एक फिल्टर तयार केला जातो, जो परिसंचरण हायड्रॉलिक द्रवपदार्थातून विविध मोडतोड काढून टाकतो.
सिलेंडर
हायड्रॉलिक बूस्टरचा हा भाग एक पाईप आहे, ज्याच्या आत हायड्रोलिक पिस्टनसह रेल्वेचा एक भाग आहे. जेव्हा दाब वाढतो तेव्हा ATP बाहेर पडू नये म्हणून पाईपच्या काठावर ऑइल सील स्थापित केले जातात. जेव्हा तेल नळ्यांद्वारे सिलेंडरच्या संबंधित भागात प्रवेश करते, तेव्हा पिस्टन उलट दिशेने सरकतो, रॅकला ढकलतो आणि त्याद्वारे, स्टीयरिंग रॉड्स आणि स्टीयरिंग नॅकल्सवर कार्य करतो.
पॉवर स्टीयरिंग सिलेंडर
या पॉवर स्टीयरिंग डिझाइनबद्दल धन्यवाद, ड्राईव्ह गियरने रॅक हलवण्यापूर्वीच स्टीयरिंग नकल्स हलू लागतात.
वितरक
पॉवर स्टीयरिंग रॅकच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत म्हणजे स्टीयरिंग व्हील चालू होण्याच्या क्षणी हायड्रॉलिक द्रवपदार्थाचा पुरवठा करणे, जेणेकरून ड्रायव्हरने गंभीर प्रयत्न करण्यापूर्वीच रॅक हलण्यास सुरवात होईल. असा अल्प-मुदतीचा पुरवठा, तसेच हायड्रॉलिक सिलेंडरमधून अतिरिक्त द्रव काढून टाकणे, वितरकाद्वारे प्रदान केले जाते, ज्याला अनेकदा स्पूल म्हणतात.
या हायड्रॉलिक डिव्हाइसच्या ऑपरेशनचे तत्त्व समजून घेण्यासाठी, केवळ एका विभागात त्याचा विचार करणे आवश्यक नाही तर उर्वरित पॉवर स्टीयरिंग घटकांसह त्याच्या परस्परसंवादाचे अधिक पूर्णपणे विश्लेषण करणे देखील आवश्यक आहे. जोपर्यंत स्टीयरिंग व्हील आणि स्टीयरिंग नकल्सची स्थिती एकमेकांशी जुळते तोपर्यंत, वितरक, ज्याला स्पूल देखील म्हणतात, दोन्ही बाजूंनी सिलेंडरमध्ये द्रवपदार्थाचा प्रवाह रोखतो, म्हणून दोन्ही पोकळ्यांमधील दाब सारखाच असतो आणि तो होतो. रिम्सच्या फिरण्याच्या दिशेवर परिणाम होत नाही. जेव्हा ड्रायव्हर स्टीयरिंग व्हील फिरवतो, तेव्हा स्टीयरिंग रॅक रीड्यूसरचे लहान गुणोत्तर त्याला महत्त्वपूर्ण प्रयत्न न करता द्रुतपणे चाके फिरवू देत नाही.
पॉवर स्टीयरिंग वितरक
पॉवर स्टीयरिंग वितरकाचे कार्य हायड्रॉलिक सिलेंडरला एटीपी पुरवणे हे आहे जेव्हा स्टीयरिंग व्हीलची स्थिती चाकांच्या स्थितीशी जुळत नाही, म्हणजेच जेव्हा ड्रायव्हर स्टीयरिंग व्हील फिरवतो तेव्हा वितरक प्रथम कार्य करतो आणि सक्ती करतो. निलंबनाच्या स्टीयरिंग नकल्सवर कार्य करण्यासाठी सिलेंडर. असा प्रभाव अल्पकालीन असावा आणि ड्रायव्हरने स्टीयरिंग व्हील किती फिरवले यावर अवलंबून आहे. म्हणजेच, प्रथम हायड्रॉलिक सिलेंडरने चाके फिरवली पाहिजेत आणि नंतर ड्रायव्हर, हा क्रम आपल्याला वळण्यासाठी कमीतकमी प्रयत्न करण्यास अनुमती देतो, परंतु त्याच वेळी “रस्ता अनुभवा”.
हे कसे कार्य करते
अशा वितरक ऑपरेशनची आवश्यकता ही समस्यांपैकी एक होती ज्यामुळे हायड्रॉलिक बूस्टरचे अनुक्रमिक उत्पादन रोखले जाते, कारण सामान्यत: कारमध्ये स्टीयरिंग व्हील आणि स्टीयरिंग गियर कठोर शाफ्टने जोडलेले असतात, जे केवळ स्टीयरिंग नकल्समध्ये शक्ती हस्तांतरित करत नाहीत, परंतु कारच्या पायलटला रस्त्यावरून फीडबॅक देखील प्रदान करते. समस्येचे निराकरण करण्यासाठी, मला स्टीयरिंग व्हील आणि स्टीयरिंग गियरला जोडणारी शाफ्टची व्यवस्था पूर्णपणे बदलावी लागली. त्यांच्या दरम्यान एक वितरक स्थापित केला गेला होता, ज्याचा आधार टॉर्शनचा सिद्धांत आहे, म्हणजेच एक लवचिक रॉड जो वळण्यास सक्षम आहे.
जेव्हा ड्रायव्हर स्टीयरिंग व्हील फिरवतो, तेव्हा टॉर्शन बार सुरुवातीला किंचित वळते, ज्यामुळे स्टीयरिंग व्हील आणि पुढच्या चाकांच्या स्थितीत जुळत नाही. अशा विसंगतीच्या क्षणी, वितरक स्पूल उघडते आणि हायड्रॉलिक तेल सिलेंडरमध्ये प्रवेश करते, जे स्टीयरिंग रॅकला योग्य दिशेने हलवते आणि त्यामुळे जुळत नाही. परंतु, वितरक स्पूलचा थ्रूपुट कमी आहे, म्हणून हायड्रॉलिक ड्रायव्हरच्या प्रयत्नांना पूर्णपणे बदलत नाही, याचा अर्थ असा आहे की आपल्याला जितक्या वेगाने वळणे आवश्यक आहे तितकेच ड्रायव्हरला स्टीयरिंग व्हील फिरवावे लागेल, जे अभिप्राय प्रदान करते आणि तुम्हाला रस्त्यावर कार जाणवू देते
डिव्हाइस
असे कार्य करण्यासाठी, म्हणजे, हायड्रॉलिक सिलेंडरमध्ये एटीपीचा डोस टाकणे आणि विसंगती काढून टाकल्यानंतर पुरवठा थांबवणे, नवीन तत्त्वानुसार कार्य करणारी एक जटिल हायड्रॉलिक यंत्रणा तयार करणे आवश्यक आहे आणि त्यात हे समाविष्ट आहे:
- ड्राईव्ह गियरशी जोडलेला टॉर्शन बार, जो स्टीयरिंग व्हील फिरवताना जुळत नाही;
- स्पूलच्या आतील भाग;
- स्पूलचा बाह्य भाग.
स्पूलचे आतील आणि बाहेरील भाग एकमेकांना इतके घट्ट जोडतात की त्यांच्यामध्ये द्रवाचा एक थेंब पडत नाही, याव्यतिरिक्त, एटीपीच्या पुरवठा आणि परत येण्यासाठी त्यामध्ये छिद्र पाडले जातात. या डिझाइनच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत म्हणजे सिलेंडरला पुरवलेल्या हायड्रॉलिक द्रवपदार्थाचे अचूक डोसिंग. जेव्हा स्टीयरिंग व्हील आणि रॅकची स्थिती समन्वयित केली जाते, तेव्हा पुरवठा आणि रिटर्न ओपनिंग एकमेकांच्या सापेक्ष हलविले जातात आणि त्यांच्याद्वारे द्रव सिलिंडरमध्ये प्रवेश करत नाही किंवा बाहेर पडत नाही, म्हणून नंतरचे सतत भरलेले असते आणि कोणताही धोका नसतो. प्रसारणाचे. जेव्हा कारचा पायलट स्टीयरिंग व्हील फिरवतो, तेव्हा टॉर्शन बार प्रथम वळतो, स्पूलचे बाह्य आणि आतील भाग एकमेकांच्या सापेक्ष विस्थापित होतात, ज्यामुळे एका बाजूला पुरवठा होल आणि दुसऱ्या बाजूला ड्रेन होल एकत्र होतात. .
हायड्रॉलिक सिलिंडरमध्ये प्रवेश केल्यावर, तेल पिस्टनवर दाबते, ते काठावर हलवते, नंतरचे रेल्वेकडे सरकते आणि ड्राइव्ह गियर त्यावर कार्य करण्यापूर्वीच ते हलण्यास सुरवात होते. जसजसा रॅक बदलतो तसतसे स्पूलच्या बाहेरील आणि आतील भागांमधील विसंगती अदृश्य होते, ज्यामुळे तेलाचा पुरवठा हळूहळू थांबतो आणि जेव्हा चाकांची स्थिती स्टीयरिंग व्हीलच्या स्थितीशी समतोल साधते तेव्हा एटीपी पुरवठा आणि आउटपुट होते. पूर्णपणे अवरोधित. या अवस्थेत, सिलेंडर, ज्याचे दोन्ही भाग तेलाने भरलेले असतात आणि दोन बंद प्रणाली बनवतात, एक स्थिर भूमिका बजावतात, म्हणून, जेव्हा धक्का मारला जातो तेव्हा एक लक्षणीय लहान आवेग स्टीयरिंग व्हीलवर पोहोचतो आणि स्टीयरिंग व्हील बाहेर काढत नाही. ड्रायव्हरचे हात.
निष्कर्ष
पॉवर स्टीयरिंग रॅकच्या ऑपरेशनचे सिद्धांत सिलिंडरवरील पंपद्वारे तयार केलेल्या दबावाच्या अल्पकालीन प्रभावावर आधारित आहे, जे रॅकला योग्य दिशेने हलवते, ड्रायव्हरला कार चालविण्यास मदत करते. म्हणून, पॉवर स्टीयरिंग असलेल्या कार अधिक आरामदायक असतात, विशेषत: कमी वेगाने युक्ती चालवताना किंवा कठीण परिस्थितीत वाहन चालवताना, कारण अशा रॅकमध्ये चाक फिरवण्यासाठी आवश्यक असलेला बराचसा भार असतो आणि ड्रायव्हर अभिप्राय न गमावता फक्त आज्ञा देतो. रस्त्यावरून..
