Еволюцията на системите за сервоуправление

Хидравличното кормилно управление вероятно е най-доброто нещо, което се случва на превозните средства, откакто е монтиран воланът. Защо? Защото вече не ви трябват оръдия от стомана, за да управлявате колата си; завъртането на волана се допълва от усилвател. Така че в действителност сервоуправлението наистина трябва да се нарича „усилване на усилието“. Въпреки че сервоуправлението е започнало като хидравлична система, днес бавно се е превърнало в електронна система. По-нататъшният напредък ще продължи да стимулира промяната с развитието на автомобилите. Съвременните хидравлични и електронни сервоусилватели на волана значително намаляват усилието за завиване, осигуряват по-добро усещане за път и предлагат подобрен контрол на управлението. Ранните системи за управление са били прости механични механизми. Днешният сервоусилвател е много по-сложен. Без хидравличен волан почти всяко превозно средство – от онези класически гиганти от средата на 20-ти век до днешните по-малки автомобили с предно предаване, кросоувъри и джипове – би било трудно да се управлява. Повече от половин век хидравличното сервоуправление управляваше пътищата. Вече не. Сега хибридните електрохидравлични и изцяло електрически сервоусилватели са нещо обичайно. Такива системи могат дори да променят помощта, приложена към кормилната система, в зависимост от условията на шофиране.

Как се различават трите системи за сервоуправление?

И трите системи на сервоуправлението изпълняват една и съща важна функция, но я изпълняват по различен начин. Хидравличната система използва механично изпомпвана течност с високо налягане, електрохидравличната система използва електрически двигател за налягане на течността, а електрическата система използва електрически двигател и сензори. Крайният резултат е един и същ: Можете лесно да завъртите волана при всякакви условия. Напълно електрическите системи за сервоуправление спестяват около 1л на 100км, изискват по-малко поддръжка и са по-надеждни от хидравличната система.

Хидравлична

Хидравличната система на сервоуправлението използва течност, движена от помпа, управлявана с ролка. Докато шофьорите завъртат волана, клапан изпуска течност в системата, за да завърти колелата. Скоростта на отваряне на клапана съвпада с инерцията на превозното средство, за да се гарантира, че водачът винаги получава точното количество вход от тази система.

При по-стари превозни средства хидравличната система ви позволява да управлявате автомобила, като използвате следните части:

 

• Рейка и пиньон
• Линии
• Помпа
• Резервоар за течности
• Връзка
• Кормилно рамо

За да поддържат хидравличните компоненти в добро състояние, водачите трябва да се научат как да проверяват течността на сервоуправлението. За щастие, при повечето автомобили с този тип кормилна система, процесът на проверка на течността води само до отстраняване на капачката на резервоара. Измервателната пръчка на дъното на капачката ясно показва нивото на течността. Други автомобили могат да имат индикатори за ниво на външната страна на резервоара за бързи проверки от собственика. За да диагностицират течове при забелязване на течност по пътя, шофьорите трябва също да научат какъв цвят е течността на сервоуправлението в тяхното превозно средство.

Хибрид

Електрохидравлично сервоуправление

За съжаление, точно когато шофьорите започнаха да научават какво е сервоусилвател и как работи, производителите се насочиха към надграждане на системата. В края на краищата, когато превозните средства се насочиха към използването на изцяло електронни системи, беше жизненоважно системата за сервоуправление да получи ъпгрейд, който съчетава хидравлични и електрически контроли. За щастие, с изключение на помпата, хибридната система работи до голяма степен по същия начин като хидравличните компоненти.Тези системи използват безчетков електродвигател за задвижване на хидравличната помпа на сервоуправлението. Основната разлика е, че помпата използва електрически двигател за мощност, вместо да използва ролка, свързана към двигателя. Най-голямото предимство беше, че системата на сервоуправлението може да продължи да работи при изключен двигател, за да подпомогне шофьорите при маневриране на спрял автомобил. Разработването на хибридна система също проправи пътя за създаването на напълно електрическа кормилна система.

Електрически (EPS)

Тъй като автомобилите преминаха към пълна зависимост от сензори за управление и наблюдение на различни системи, разработването на напълно електронна система на сервоуправление изглеждаше като естествена стъпка напред. Системата за управление с електрическо усилване непрекъснато следи функцията на предавката и колоната, за да определи дали водачът се нуждае от помощ. Ако водачът изглежда има нужда от помощ, системата прилага въртящ момент, който завърта колелата малко повече, за да коригира траекторията на автомобила. На много превозни средства водачите могат да регулират количеството входяща информация, предоставена от системата, като активират бутон на таблото. Въпреки че напълно електронната система има редица сейфове, вградени в софтуера, тя запазва и механична резервна система. Механичната система може да се активира, ако автомобилът внезапно загуби цялата мощност или ако някой от управляващите компоненти откаже.

Разлика между електрическо и хидравлично сервоуправление

• Когато хидравличното сервоуправление разчита на течност под налягане в кухината на кормилната уредба, за да оказва помощ на кормилното управление, електрическото сервоуправление използва електронен блок за управление, прикрепен към кормилната рейка.
• Електрическото сервоуправление осигурява по-добра горивна ефективност, тъй като минималната им настройка значително намалява теглото им. Освен това използва енергия само когато се използва.
• Електрическото сервоуправление не черпи силата си от двигателя за разлика от хидравличното сервоуправление.
• Електрическото сервоуправление изисква по-малко поддръжка, тъй като не се нуждае от течност за работа.
• Хидравличното сервоуправление осигурява по-добро усещане за път от стандартното електрическо сервоуправление, но електрическото сервоуправление може да бъде модифицирано, за да даде на водача изкуствена обратна връзка.
• С електрическо сервоуправление, ако двигателят спре, все още ще имате помощ за усилване, за разлика от хидравличния сервоуправление.
  

  Предимства на електрическото кормилно управление

  Хидравличните сервоусилватели са сложни, тежки, изискват поддръжка и заемат много място. Електрическото сервоуправление използва значително по-малко части. Използвайки сензори за ъгъл на завиване и въртящ момент на кормилото, както и усъвършенстван софтуер, инженерите могат да регулират размера на асистенцията, но също и как се чувства кормилното управление на водача, като възпроизвеждат различни характеристики на усещане на пътя за различни условия на шофиране. А хидравличното сервоуправление използва 90 процента повече мощност на двигателя от електрическото сервоуправление. Тъй като електрическата система на сервоуправлението черпи значително по-малко енергия от двигателя, тя значително подобрява икономията на гориво и намалява емисиите от изпускателната система. И премахването на задвижващата ролка и ремъка от двигателя намалява износването. Това ще удължи живота на двигателя и ще помогне за намаляване на скъпите ремонти.

  ОБСЛУЖВАНЕ НА ТЕХНОЛОГИИ В EPS

  В зависимост от типа електронна система на сервоуправление, с която имате работа, са необходими различни тестове, за да се определят проблемите на сервоуправлението, както механични, така и електрически. Проблемите с управлението могат да се появят по много начини, независимо от вида на EPS технологията, с която имате работа. Някои примери за симптоми на управление включват тежко управление, небалансирано управление отдясно наляво, усилие на управление, което не намалява по време на шофиране, почукващи звуци при управление и шум или вибрации в волана. Често срещан начин за диагностициране на точките на повреда на EPS е чрез вграден или симулиран диагностичен тест със OBD II скенери. Допълнителните методи за диагностика и обслужване на тези проблеми обаче са по-зависими от различните технологии в EPS. Тестването на сензора за въртящ момент например е начин за диагностициране на проблеми в електрическите кормилни технологии, докато проверката за течове на хидравлична течност е от достатъчно при хидравличните системи.

  Бъдещето на технологията за сервоуправление

  Изглежда, че производителите на превозни средства са доволни от овладяването на въпроса „Как работи сервоуправлението“ на съвременните превозни средства. Вместо това вниманието се насочи към осигуряване на възможност на водачите да променят предавката в кормилната кутия в движение. Водачите ще могат да избират от редица режими, които се свързват със системите за контрол на стабилността, като същевременно променят размера на предавката и времето за реакция. Производителите също искат да се съсредоточат върху промяната на начина, по който системата реагира в зависимост от общия ъгъл на завиване на автомобила. Ъгълът на завиване и скоростта на превозното средство разкриват огромно количество информация за нивото на контрол на водача. При получаване на комбинация от показания, електронното управление на превозното средство може да промени предавката на кормилната кутия или да активира спирачната система, за да помогне на водача да поддържа стабилно превозното средство. Производителите се надяват, че тези системи ще помогнат за намаляване на сблъсъци и други опасни инциденти, за да запазят шофьорите си в безопасност, независимо от пътните условия. Тъй като все повече и повече електроника се добавя към превозните средства, търсете адаптивно и електрическо сервоуправление с променливо съотношение, за да оптимизирате реакцията на водача и маневреността на превозното средство. Fly-by-wire кормилното управление, което замества механичната връзка между волана и кормилната уредба с компютри и сензори, както и самоуправляемите автомобили, които се движат без въвеждане от водача, ще предефинират автомобилната форма и функция.