Усилитель рулевого управления: Прочее Jaguar XF I

Рулевой механизм

Рулевой механизм расположен в задней части двигателя и прикреплен к переднему подрамнику. Механизм прикреплен к подрамнику с помощью 3 болтов и шайб, которые ввинчиваются в резьбовые трубки во втулках, которые составляют единое целое с подрамником.

Рулевой механизм содержит алюминиевый литой корпус клапана, который содержит гидравлический клапанный блок и сервотронный клапан. Механическая рулевая рейка и гидравлический привод расположены в стальном цилиндре, который прикреплен к литому корпусу клапана.

В рулевом механизме используется рейка со встроенным поршнем, который направляется на подшипниках скольжения внутри цилиндра и корпуса клапана. Шестерня, которая крепится к блоку клапанов, вращается в подшипниках и зацепляется с зубьями рейки. Рейка прижимается к шестерне подпружиненной обоймой, которая обеспечивает зацепление зубьев с минимумом люфта. Шестерня соединена с клапанным блоком через торсион. Вращательное движение рулевого колеса преобразуется в линейное движение рейки реечно-шестеренчатым механизмом и инициируется блоком клапанов. Это движение передается в движение опорных катков регулируемыми тягами.

Углы зубьев реек изменяются от 20 градусов в центральном положении до 40 градусов на концевых участках рейки. Именно это изменение углов зубьев обеспечивает переменное соотношение.

Поршень гидропривода расположен на зубчатой рейке. Каждая сторона поршня соединена с давлением жидкости или возвратом жидкости через внешние металлические трубы, которые соединены с клапанным блоком.

Каждый конец зубчатой рейки имеет резьбовое отверстие, которое обеспечивает установку стяжки. Наружные концы шестерни уплотнены ботинками, которые предотвращают попадание грязи и влаги. Стяжка имеет длинную резьбовую область, которая позволяет устанавливать конец стяжки. Резьба позволяет производить регулировку рулевого носка. При достижении правильной установки носка к концу стяжки затягивается контргайка, предотвращающая непреднамеренное перемещение.

Шестерня имеет центральное отверстие, обработанное по большей части ее длины. Отверстие позволяет сбалансировать воздух в сапогах при повороте руля. Ботинки являются исправными предметами и удерживаются на корпусе шестерни и тяге клипсами.

Клапанный блок

Клапанный блок является неотъемлемой частью рулевого механизма. Основная функция клапанного блока заключается в обеспечении силовой помощи (то есть при парковке) для оптимизации усилия, необходимого для поворота рулевого колеса.

Корпус шестерни клапана является неотъемлемой частью отливки главного рулевого механизма. Корпус шестерни имеет четыре механически обработанных отверстия, которые обеспечивают соединения для подачи давления от насоса усилителя рулевого управления, возврата жидкости в резервуар и подачи давления к каждой стороне поршня цилиндра.

Клапанный узел содержит наружную втулку, входной вал, торсион и вал-шестерню. Клапанное устройство соосно с валом шестерни, который соединен с рулевой колонкой через входной вал. Компоненты клапанного блока расположены в корпусе шестерни рулевого механизма, который уплотнен крышкой.

Наружная втулка расположена в основной расточке корпуса шестерни, на ее наружном диаметре выполнены три кольцевые канавки, между которыми расположены кольца из политетрафторэтилена (ptfe), уплотненные относительно расточки корпуса шестерни, в каждой кольцевой канавке просверлены радиальные отверстия через стенку втулки, расточка наружной втулки выполнена для приема входного вала, в расточке втулки выполнены шесть равноудаленных пазов, торцы пазов закрыты и не продолжаются до торца наружной втулки.

Входной вал имеет на наружном конце две обработанные лыски, которые позволяют крепить вилку промежуточного вала рулевой колонки. Лыски обеспечивают правильную установку промежуточного вала. Внутренний конец входного вала образует зубец, который сопрягается с пазом в валу шестерни. Посадка зубца в пазу допускает небольшое относительное вращение между входным валом и валом шестерни до того, как зубец войдет в контакт со стенкой паза. Это гарантирует, что в случае отказа усилителя рулевым управлением можно управлять вручную, не перенапрягая торсион. Центральная часть входного вала имеет равноудаленные продольные пазы, выполненные на ее окружности. Пазы расположены попеременно вокруг входного вала.

Торсион установлен внутри входного вала и является посадкой с натягом в валу шестерни. Торсион соединен с входным валом приводным пальцем. Торсион обработан до меньшего диаметра в его центральном сечении. Меньший диаметр позволяет торсиону закручиваться в ответ на крутящий момент, прилагаемый от рулевого колеса по отношению к сцеплению шин с дорожным покрытием.

Вал-шестерня имеет на своем центральном диаметре механически обработанные зубья, которые сопрягаются с зубьями на рейке рулевого механизма. Паз, выполненный на верхнем конце вала шестерни, сопряжен с зубом на входном валу. Вал шестерни расположен в корпусе шестерни и вращается на шариковом и роликовом подшипниках.

Сервотронный клапан

Клапан сервотронного преобразователя расположен в отверстии в боковой части корпуса клапана рулевого механизма. Клапан уплотнен в корпусе уплотнительным кольцом и закреплен двумя длинными винтами в резьбовых отверстиях корпуса. Клапан сервотронного преобразователя представляет собой управляемый клапан преобразователя, который реагирует на управляющие сигналы, поступающие от программного обеспечения сервотронного преобразователя в комбинации приборов.

Сервотронный клапан определяет гидравлическую реакцию на поворотном клапане рулевого механизма и управляет входным крутящим моментом, необходимым для поворота рулевого колеса. Сервотронная система позволяет поворачивать рулевое управление с оптимальным усилием, когда автомобиль неподвижен или маневрирует на низкой скорости. Гидравлическая реакция изменяется пропорционально скорости автомобиля, при этом требуемое рулевое усилие увеличивается по мере того, как автомобиль движется быстрее. На высоких скоростях сервотронная система обеспечивает водителю хорошую обратную связь через рулевое управление, обеспечивая точное рулевое управление и улучшенную устойчивость.

Приборная панель принимает сигналы скорости движения от модуля антиблокировочной тормозной системы (abs) и вычисляет правильный управляющий сигнал для сервотронного клапана. Программное обеспечение сервотроника в приборной панели имеет диагностическую возможность, которая позволяет утвержденной диагностической системе Jaguar проверять настройку рулевого управления и извлекать коды неисправностей, относящиеся к сервотронному клапану. Два кода неисправностей хранятся в отношении клапана для положительного соединения короткого замыкания с землей или батареей и отрицательного соединения с землей или батареей.

Сервотронное программное обеспечение в приборной панели также содержит ряд карт рулевого управления, которые выбираются через файл конфигурации автомобиля в зависимости от модели автомобиля и комплектации шины.

Если происходит отказ сервотронного клапана или программного обеспечения, система приостанавливает помощь сервотроника, и будет доступен только уровень помощи по умолчанию. Коды неисправностей, связанные с неисправностью, хранятся в комбинации приборов. Предупреждающие лампы не горят, и водитель может знать, что рулевое управление " тяжелее ", чем обычно.

Насосы усилителя рулевого управления, используемые в различных вариантах бензинового двигателя, в основном, представляют собой один и тот же насос с различными механизмами клапанов управления потоком. Насос представляет собой лопастной насос объемного типа, который подает постоянный поток жидкости в клапанный блок рулевого механизма. Насос приводится в действие поливиниловым ремнем от шкива коленчатого вала. Саморегулирующееся натяжное устройство установлено для поддержания правильного натяжения ремня.

Насос имеет внутренний предохранительный клапан и клапан управления потоком. Предохранительный клапан ограничивает максимальное давление, подаваемое в рулевой механизм, до 110 бар (1595 фунт / дюйм2) ± 4 бар (58 фунт / дюйм2). Клапан управления потоком ограничивает максимальный поток до 7,5 л / мин (1,64 галлон / мин) ± 0,75 л / мин (0,16 галлон / мин) независимо от частоты вращения двигателя. Насос имеет рабочий объем 10,5 см3 / об. (0,64 дюйм / об.).

Через насос продольно проходит вал. Один конец вала снабжен нажимным приводным шкивом, противоположный конец вала закрыт крышкой. Вал вращается в подшипниках, расположенных в корпусе, и масляные уплотнения на каждом конце вала предотвращают утечку гидравлической жидкости. Насос содержит десять лопастей, которые вращаются внутри кулачкового кольца и приводятся во вращение валом. Когда лопасти вращаются, кулачковое кольцо увеличивает пространство между лопастями. Это Вызывает разрежение между лопастями и жидкость всасывается в пространство между резервуаром.

Когда вал вращается, впускное отверстие закрывается для лопастей, которые всасывают жидкость, захватывая жидкость между лопастями. Кулачковое кольцо заставляет пространство между лопатками уменьшаться и, следовательно, сжимает и сжимает гидравлическую жидкость, захваченную между ними.

Дальнейшее вращение вала перемещает лопасти к выходному отверстию. Когда лопасти проходят пластину с окнами, текучая среда под давлением проходит из выпускного отверстия насоса в напорный шланг к рулевому механизму.

Жидкость под давлением регулируется регулятором потока и предохранительным клапаном. Клапан управления потоком поддерживает постоянный поток жидкости, подаваемой в рулевой механизм, независимо от изменений скорости двигателя. Предохранительный клапан ограничивает максимальное давление на выходе насоса. В выпускном отверстии насоса имеется дозирующее отверстие. Если давление в отверстии достигает заданного уровня, подпружиненный шарик в центре клапана управления потоком поднимается со своего седла и позволяет жидкости под давлением рециркулировать внутри насоса.

Клапан сброса давления будет работать, если подача из насоса ограничена, то есть рулевое управление удерживается на полной блокировке. Если выходная мощность насоса заблокирована, вся выходная мощность рециркулирует через насос. В этом состоянии, поскольку свежая жидкость не всасывается в насос из резервуара, температура жидкости внутри насоса будет быстро повышаться. Следовательно, периоды работы рулевого механизма на полной блокировке должны быть сведены к минимуму, чтобы предотвратить перегрев насоса и жидкости внутри него.

Насос ГУР с регулируемым рабочим объемом используется на вариантах дизельных двигателей. Регулируемый насос лопастного типа подает необходимое гидравлическое давление в клапанный блок рулевого механизма. Насос расположен в передней части двигателя и приводится в действие передним приводным ремнем вспомогательного оборудования (fead), который напрямую приводится в действие от коленчатого вала. Производительность насоса увеличивается пропорционально нагрузке, приложенной к клапанному блоку рулевого управления.

Насос состоит из вала, содержащего ряд пазов, в которые вставлены лопатки, и эти лопатки проходят в пределах кулачкового кольца в корпусе насоса. Осевая линия вала не концентрична с осевой линией расточки корпуса, и это создает расширяющиеся и сжимающиеся полости, которые образуют насосное действие.

Лопасти вращаются внутри кулачкового кольца и приводятся в движение валом. Когда лопасти вращаются, кулачковое кольцо вызывает увеличение пространства между лопастями. Это вызывает разрежение между лопастями, и жидкость всасывается из резервуара через всасывающий шланг в пространство между лопастями. Когда вал вращается, входное отверстие закрывается для лопастей, которые всасывают жидкость, захватывая жидкость между лопастями. Кулачковое кольцо заставляет пространство между лопастями уменьшаться и, следовательно, сжимает и сжимает гидравлическую жидкость в выпускном отверстии между ними.

Кулачковое кольцо в корпусе насоса может перемещаться внутри корпуса клапана. Перемещая кулачковое кольцо, можно изменять эксцентриситет вала и лопастей по отношению к кулачковому кольцу. Поскольку эксцентриситет уменьшается, объем гидравлической жидкости, захваченной между лопастями, уменьшается, поддерживая поток в ответ на скорость насоса. Это снижает нагрузку, необходимую для поворота насоса, и, следовательно, улучшает производительность и экономичность двигателя. Это позволяет согласовывать расход с требованиями системы, и увеличенный расход требуется только при повороте рулевого колеса.

Насос имеет внутренний регулирующий клапан, который управляет эксцентриситетом кулачкового кольца и, следовательно, изменяет расход в соответствии с потребностью. Регулирующий предохранительный клапан ограничивает максимальное давление, подаваемое в рулевой механизм, до 110 бар (1595 фунт-сила / дюйм2) ± 4 бар (58 фунт-сила / дюйм2), а также ограничивает максимальный поток до 8,5 л / мин (1,86 галлон / мин) ± 0,5 л / мин (0,1 галлон / мин) независимо от частоты вращения двигателя.