Řízení. Školení H-STEP 3 Školení H-STEP 2 Školení H-STEP 1

Transkript

1 Řízení Školení H-STEP 3 Školení H-STEP 2 Školení H-STEP 1

2 Řízení H-STEP 1 Rejstřík Předmět Strana Řízení, obecně 3 Hydraulický posilovač řízení 5 Olejové čerpadlo, řídicí ventil tlaku a průtoku 7 Hydraulický řídicí ventil 9 Servis a údržba 11 Rev: STST-1ET8H

3 Řízení, obecně Vně vně Uvnitř uvnitř Vně vně Uvnitř uvnitř Rovně Rovně Natočení doleva Hřídel hřídel volantu Kulový kulový čep Pastorek pastorek Páka páka řízení Převodka řízení Obíhající ložiskové kuličky Hřeben hřeben Ozubená ozubená výseč Šnekové šnekové kolo Hřeben a pastorek Řízení s oběhem kuliček V automobilech se volant, převody, spojovací tyče a ostatní součásti používají k řízením směru jízdy vozidla. Z důvodu tření mezi předními pneumatikami a vozovkou, zejména při parkování, je potřebné určité úsilí pro otočení volantu. Za účelem snížení tohoto úsilí je volant propojen přes systém převodů se součástmi, které natáčejí přední kola. Převody poskytují řidiči mechanickou výhodu, tj. násobí použitou sílu, ale také zvětšují úhel natočení pro dosažení určitého natočení kol. Aby vozidlo zatáčelo plynule, musí každé kolo sledovat jiný oblouk. Protože vnitřní kolo se pohybuje po kružnici s menším poloměrem, opisuje ve skutečnosti ostřejší oblouk než vnější kolo. Pokud nakreslíte kolmici ke každému kolu, čáry se protnou ve středu kružnice otáčení. Díky geometrii tyčí řízení zatáčí vnitřní kolo více než vnější kolo. Používají se různé typy převodů. Hřebenové řízení je nejběžnější. Soukolí hřeben-pastorek je uzavřeno v ocelové rouře, ze které na každé straně vystupuje hřeben. Tyč, která se nazývá řídicí tyč, je připojena k oběma koncům hřebene. Pastorek je spojen s hřídelem řízení. Když otočíte volantem, pastorek se otáčí a pohybuje hřebenem. Řídicí tyč je na obou koncích hřebene spojena s řídicí pákou na otočném čepu. Hřebenové řízení převádí rotační pohyb volantu na posuvný pohyb potřebný k natáčení kol a zajišťuje převod, který usnadňuje natáčení kol. Rev: STST-1ET8H

4 Vně vně Uvnitř uvnitř Vně vně Uvnitř uvnitř Rovně Natočení doleva Hřídel hřídel volantu univerzální Kulový čep čep Pastorek pastorek Páka páka řízení Převodka řízení Obíhající ložiskové kuličky Hřeben hřeben Ozubená ozubená výseč Šnekové šnekové kolo Hřeben a pastorek Řízení s oběhem kuliček Převodka řízení s oběhem kuliček obsahuje šnekové kolo. Převodku si můžeme rozdělit na dvě části. První část je kovový blok s otvorem s vnitřním závitem. Tento blok má na vnější straně vyřezané ozubení zapadající do ozubeného kola, které pohybuje hlavní pákou řízení. Volant je spojený se závitovou tyčí podobnou šroubu, která je vložená do otvoru v bloku. Když se volant otáčí, otáčí se i šroub. Namísto zašroubování se do bloku, jako by tomu bylo u normálního šroubu, je tento šroub zafixován na místě, takže při otáčení pohybuje blokem, který otáčí ozubené kolo, které následně otáčí koly. Namísto toho, aby se šroub přímo dotýkal závitů v bloku, jsou všechny závity vyplněny ložiskovými kuličkami, které zde během otáčení převodky obíhají. Kuličky mají ve skutečnosti dvě úlohy: Za prvé snížit tření a opotřebení převodky; za druhé omezit vůli v převodce. Vůle by byla citelná při změně směru otáčení volantu bez kuliček v převodce řízení by se na okamžik zuby navzájem nedotýkaly, takže volant by byl volný. U většiny vozidel je potřeba otočit volantem třikrát dokola, aby se kola natočila z jedné krajní polohy do druhé (z levé koncové polohy do pravé koncové polohy). Stručně řečeno, u těžších vozidel může být síla potřebná k otočení pneumatik velmi velká. Mnoho těchto vozidel používá systém řízení s hydraulickým nebo elektrickým posilovačem. Jde o bezpečnostní prvek instalovaný v mnoha moderních vozidlech. Sloupek, na kterém je instalován volant, se zasune, pokud je řidič při srážce vržen na volant. Rev: STST-1ET8H

5 Hydraulický posilovač řízení olejová nádrž tlaková hadice průtokový přepínací ventil od olejového čerpadla olejové čerpadlo sací hadice převodovka válec posilovače vratná hadice Hřebenové řízení s posilovačem se skládá z řídicího ventilu a válce posilovače. Spolu s čerpadlem posilovače řízení, nádržkou kapaliny posilovače řízení, tlakovými a vratnými hadicemi jde o hlavní součásti systému. Posilovač řízení využívá hydraulický tlak pro snížení úsilí potřebného pro otočení volantu, takže řidič může snáze ovládat volant. Síla nutná pro řízení je obecně 20 N až 39 N. Navíc posilovače řízení nabízejí vyšší stabilitu při jízdě a nižší přenos nárazů vznikajících kvůli nerovnostem na vozovce, které se mohou jinak přenášet na volant. Kapalina posilovače řízení je přiváděna od čerpadla posilovače řízení k průtokovému přepínacímu ventilu, odkud je dále přiváděna v závislosti na směru otáčení volantu do pravého nebo levého válce posilovače. Tento průtokový přepínací ventil se označuje jako hydraulický ovládací ventil. Kapalina posilovače řízení ve válci působí na píst hřebene (2.), čímž posiluje řídicí soukolí hřeben-pastorek. Mechanické součásti převodky řízení jsou mazány mazivem s vysokou viskozitou a jsou odděleny od hydraulického okruhu a ostatních součástí systému těsněním a gumovými manžetami. Některé systémy berou v úvahu speciální požadavky na menší úsilí při řízení při nízké rychlosti a vyšší úsilí při jízdě vysokou rychlostí. Tyto systémy se většinou označují jako elektronické posilovače řízení (EPS). Rev: STST-1ET8H

6 olejová nádrž tlaková hadice průtokový přepínací ventil od olejového čerpadla olejové čerpadlo sací hadice převodovka válec posilovače vratná hadice Pouzdro hydraulického řídicího ventilu, které je upevněno ke skříni převodky, má čtyři přípojky pro potrubí s kapalinou posilovače řízení: Přívod z čerpadla posilovače řízení (A), vývod do nádržky kapaliny posilovače řízení (B), přívod do válce posilovače při zatáčení doprava nebo odvod z válce posilovače při zatáčení doleva (C) a přívod do válce posilovače při zatáčení doleva nebo odvod z válce posilovače při zatáčení doprava (D). Válec je součástí skříně převodky řízení. Hřeben (1.) je vybaven pístem (2.) s těsněním. Kapalina posilovače řízení přitéká a odtéká z/do řídicího ventilu prostřednictvím dvou přípojek na válci posilovače, na každé straně pístu jedna. Při zatáčení doprava je kapalina posilovače řízení čerpána do pravé části válce posilovače. Píst a hřeben jsou tlačeny doleva a kapalina posilovače řízení je odčerpávána z levé části válce posilovače. Gumová manžeta na levé straně se roztahuje, přičemž druhá, na druhé straně se stlačuje. Pohyb hřebene je přenášen prostřednictvím vnitřních kulových čepů (3.), tyče řízení a venkovních tyčí řízení na řídicí páky čepu řízení. Oba vnitřní kulové čepy a kulové čepy řízení jsou samostavěcí a namazány pro celou životnost, takže žádné další mazání nebo nastavování není nutné ani možné. Rev: STST-1ET8H

7 Olejové čerpadlo, řídicí ventil tlaku a průtoku řízení při nízkých otáčkách motoru řízení při vysokých otáčkách motoru volant otočený do koncové polohy Olejové čerpadlo Hydraulický výkon posilovače řízení zajišťuje čerpadlo s rotačními lopatkami. Toto čerpadlo je poháněno motorem vozidla prostřednictvím řemene a řemenice. Součásti čerpadla tvoří rotor s množstvím drážek, lopatky pro každou drážku, dutina čerpadla a dvě čela se vstupními a výstupními kanály pro kapalinu posilovače řízení. Díky oválnému tvaru vnitřní dutiny čerpadla se objem mezi lopatkami zvětší a zmenší dvakrát během jedné otáčky rotoru. Vstupní kanály vedou do oblastí, kde se objem zvětšuje, a výstupní kanály vedou z oblastí, kde se objem zmenšuje, čímž je docíleno čerpacího efektu. Kromě vytlačování odstředivou silou jsou lopatky také vytlačovány směrem ven k povrchu dutiny čerpadla tlakem kapaliny. Kapalina je vedena do drážek na vnitřní straně lopatek. Řídicí ventil tlaku a průtoku Úlohou řídicího ventilu je regulovat průtok z čerpadla tak, aby byl konstantní bez ohledu na otáčky motoru/čerpadla. Řídicí ventil je na jedné straně přímo spojen s kanály čerpadla (A). Na výstupním kanálu (B) čerpadla je umístěn omezovač, ze kterého vede propojovací kanál (1) k druhé straně ventilu, kde je umístěna pružina (2). V neaktivovaném stavu ventil tlačí proti výstupní straně. Pokud je tlak vysoký, přepouštěcí ventil (3) umístěný v řídicím ventilu se aktivuje tlakem kapaliny posilovače řízení na pružinový řídicí ventil. Aby řídicí ventil fungoval, určité množství kapaliny posilovače řízení jím musí stále cirkulovat v (A) a (C). Rev: STST-1ET8H

8 řízení při nízkých otáčkách motoru řízení při vysokých otáčkách motoru volant otočený do koncové polohy Řízení a parkování při nízkých otáčkách motoru: Tlak vytvářený čerpadlem je poněkud snížen omezovačem na výstupu z čerpadla. Omezený tlak je přiváděn na stranu řídicího ventilu s pružinou, takže mezi tlaky na obou stranách ventilu je malý rozdíl. Nicméně v důsledku nízkých otáček čerpadla není tento rozdíl tlaků dostatečně velký pro aktivaci ventilu. Řízení při vysokých otáčkách motoru (čerpadlo v režimu řízení průtoku): Průtok kapaliny posilovače řízení v čerpadle se zvyšuje s otáčkami motoru a zásluhou omezovače na výstupu čerpadla se také zvyšuje rychlost proudění. Tím se snižuje tlak v propojovacím kanálu, takže tlak na straně řídicího ventilu s pružinou bude nižší než tlak působící na výstupní straně ventilu. Ventil proto překoná sílu pružiny, otevře kanál na sací straně čerpadla a umožní určitou vnitřní recirkulaci kapaliny, takže výstupní průtok z čerpadla je udržován na konstantní hodnotě bez ohledu na otáčky motoru/čerpadla. Volant otočený do koncové polohy: Otáčky čerpadla jsou v tomto případě často nízké. Když je volant otočený do koncové polohy, řídicí ventil převodky řízení se uzavře. Průtok kapaliny z čerpadla potom bude nulový. Výsledný vysoký tlak je přesměrován prostřednictvím propojovacího kanálu ke straně řídicího ventilu s pružinou. Tlak otevře přepouštěcí ventil a umožní průtok kapaliny na vstupní stranu čerpadla. Rozdíl tlaků mezi oběma stranami řídicího ventilu vytvoří protitlak proti pružině a otevření kanálu pro recirkulaci celého průtoku čerpadlem. Přednastavený maximální tlak je udržován po celou dobu uzavření ventilu. Rev: STST-1ET8H

9 Hydraulický řídicí ventil Hřídel řízení torzní tyč rotační ventil bezpečnostní spojení Hydraulický řídicí ventil Hydraulický řídicí ventil se skládá z dříku ventilu (1.) a pouzdra (2.), torzní tyče (3.) a pastorku (4.). Prostřední hřídel sloupku řízení je spojen s ventilem pomocí křížového kloubu. Torzní tyč je spojena s horní částí ventilu pomocí čepu (5.). Druhý konec torzní tyče je zatlačen do pastorku. Pouzdro je spojeno s pastorkem čepem (6.) a otáčí se naprosto stejně jako pastorek. Také je zde bezpečnostní spojení mezi dříkem ventilu a pastorkem, aby byla zachována možnost řízení v případě zlomení torzní tyče. V pouzdru jsou tři radiální drážky (7.), přičemž do prostřední je čerpána kapalina posilovače řízení. Pokud je volant v poloze pro jízdu rovně, řídicí ventil je otevřený a kapalina prochází ventilem a zpět do nádržky s kapalinou posilovače řízení přes komoru nad pouzdrem. Horní konec pastorku je uložen v jehlovém ložisku, zatímco dolní konec je uložen v kuličkovém ložisku. Pružinový plunžr tlačí hřeben na pastorek. Při otočení volantu se pohyb přenese prostřednictvím torzní tyče na pastorek. Protože torzní tyč je pružná, vznikne rozdíl mezi úhlem natočením dříku ventilu (který sleduje otáčení středového hřídele) a pouzdra, které je pevně spojeno s pastorkem. Výsledkem je to, že kapalina již nemůže proudit přes řídicí ventil a zpět do nádržky s kapalinou posilovače řízení přímo. Namísto toho se otevřou podávací a odváděcí kanály válce posilovače. Rev: STST-1ET8H

10 pozice pro jízdu rovně torzní tyč Hřídel řízení rotační ventil zatočení doleva kanál b do pravé komory kanál a od olejového čerpadla kanál d (do nádržky) kanál c do levé komory Při jízdě rovně je stlačený olej přiváděn přes kanál a k pravé (kanál b ) a levé (kanál c ) straně válce posilovače. Tlaky jsou na obou stranách válce posilovače stejné a olej je odváděn přes otevřený kanál d zpět do nádržky. Při zatočení doleva je kapalina posilovače řízení čerpána do levé části válce posilovače přes horní radiální drážku (kanál b ) v pouzdru. Zároveň je levá část válce posilovače vyprazdňována přes dolní radiální drážku (kanál c ) v pouzdru. Kapalina posilovače řízení je vedena přes ventil do komory nad dříkem a zpět do nádržky s kapalinou posilovače řízení. Při zatočení doprava je postup opačný. Dokud je torzní tyč zkroucena, kapalina posilovače řízení tlačí na hřeben, takže je dosaženo posilovacího účinku. Rozdíl mezi dříkem ventilu a pouzdrem se zmenší, když kapalina posilovače řízení působí na hřeben ve stejném směru jako pastorek. Jakmile rozdíl zmizí, ventil otevře kanál vracející kapalinu posilovače řízení zpět do nádržky. Určité množství kapaliny posilovače řízení stále cirkuluje kolem ventilu s výjimkou stavu, kdy je volant otočený v koncové poloze. To umožňuje funkčnost řídicího ventilu v čerpadle posilovače řízení, zatímco cirkulace chladí kapalinu posilovače řízení. Rev: STST-1ET8H

11 Servis a údržba kontrola vůle kontrola navracení volantu výměna kapaliny v posilovači řízení odvzdušnění Kontrola vůle volantu: Nastartujte motor, když je volant otočený pro jízdu rovně. Změřte vůli, když otáčíte volantem doleva a doprava. Specifikace je uvedena v dílenské příručce. Pokud je vůle větší než standardní hodnota, mělo by být zkontrolováno spojení mezi hřídelem řízení a hlavami řídicích tyčí. Kontrola vracení volantu: Síly potřebné pro natočení volantu a jeho vrácení do původní polohy by měly být stejné při běžném i prudkém zatáčení. Když je volant natočen o 90 a přidržen několik sekund při rychlosti vozidla km/h (12 19 mph), volant by se měl vrátit minimálně do úhlu 20 od své středové polohy, když je uvolněn. Pokud je volantem prudce otočeno, řízení může být dočasně obtížné. Toto není závada, protože výstup olejového čerpadla bude poněkud snížen. Rev: STST-1ET8H

12 Kontrola hladiny kapaliny v posilovači řízení: Postavte vozidlo na rovnou plochu a nastartujte motor. Ve stojícím vozidle otočte několikrát plynule volantem, aby se zvýšila teplota kapaliny na C ( F). Když motor běží na volnoběh; otočte volant několikrát do koncové polohy vpravo a vlevo. Ujistěte se, že v nádržce s kapalinou není pěna nebo dým. Vypněte motor a zkontrolujte rozdíl hladin, když motor běží a neběží. Pokud se hladina pohybuje o 5 mm (0,2") nebo více, systém odvzdušněte. Pokud hladina kapaliny náhle vzroste po vypnutí motoru, je potřeba další odvzdušnění. Nedokonalé odvzdušnění bude mít za následek bublání v čerpadle a hluk v regulačním průtokovém ventilu a povede ke zkrácení životnosti čerpadla. Výměna kapaliny v posilovači řízení: Zvedněte přední kola a podepřete je montážními podstavci. Odpojte zpětnou hadici od nádržky s olejem a zazátkujte nádržku. Připojte vinylovou hadici k odpojené zpětné hadici a vypusťte olej do nádoby. Vyjměte pojistku palivového čerpadla, nastartujte motor a počkejte, dokud motor nezhasne. Následně během přerušovaného startování motoru otočte několikrát volant úplně doleva a doprava, aby se kapalina vypustila. Připojte zpětnou hadici a potom naplňte olejovou nádržku předepsanou kapalinou. Odvzdušnění: Vyjměte pojistku palivového čerpadla, nastartujte motor a počkejte, dokud motor nezhasne. Následně během přerušovaného startování motoru (po dobu 15~20 sekund) otočte pětkrát nebo šestkrát volant úplně doleva a doprava. Během odvzdušňování doplňujte kapalinu, aby hladina nikdy nepoklesla pod rysku minimální hladiny v nádobce. Pokud odvzdušňujete během volnoběžných otáček motoru, může dojít ke zpěnění kapaliny. Odvzdušňujte pouze při startování. Instalujte pojistku palivového čerpadla a nastartujte motor (volnoběh). Otáčejte volantem doprava a doleva, dokud nejsou v nádržce s olejem žádné vzduchové bubliny. Nepřidržujte volant v koncové poloze po dobu delší než deset sekund. Ujistěte se, že kapalina není mléčná a hladina odpovídá horní poloze na měrce. Ujistěte se, že se hladina mírně mění při otáčení volantu doleva a doprava. Pokud se hladina kapaliny mění výrazně, odvzdušnění by se mělo opakovat. Pokud hladina vzroste náhle při vypnutí motoru, znamená to, že v systému je stále vzduch. Pokud je v systému vzduch, z čerpadla se může ozývat řinčení a řídicí ventil může také vydávat neobvyklé zvuky. Vzduch v systému zkrátí životnost čerpadla a ostatních dílů. Rev: STST-1ET8H