Руководство по ремонту ГАЗель
        - ГАЗ-2705, 3213, 33021 -


  Эксплуатация   |   Двигатель   |   Трансмиссия   |   Ходовая   |   Рулевое   |   Тормоза   |   Кузов   |   Электрика  
 

Система ZF-Servotronic 2


(Примечание: данная статья является общепознавательной и не привязана к какой либо марке автомобиля)

(Устройство рулевого управления ГАЗели)

Конструктивные особенности и принцип действия

В основе системы Servotronic 2 - проверенное временем рулевое управление с реечным механизмом и гидравлическим усилителем, или, при необходимости, расположенный ниже компактный сервопривод. При этом используется модифицированный управляющий клапан рулевого управление с реечным механизмом и гидравлическим усилителем. За счет применения современной электроники, электрогидравлического преобразователя и изменений в конструкции управляющего клапана Servotronic 2, в отличие от обычных типов сервоприводов, может работать в зависимости от скорости движения автомобиля.

Для применения Servotronic 2 необходим либо электронный тахометр, либо соответствующий блок управления ABS. Сигналы о текущих параметрах скорости от этих измерительных приборов поступают на электронный блок управления, который может представлять собой либо отдельный узел, либо может быть встроен в систему электронного управления автомобиля. Микропроцессор блока управления Servotronic обрабатывает сигналы о скорости движения и преобразует их в управляемые электрические импульсы для работы электрогидравлического преобразователя. Он устанавливается непосредственно на корпусе клапана и определяет степень гидравлического сопротивления управляющего клапана и, таким образом, момент привода рулевого колеса.

За счет применения для вращения руля системы с изменением усилия при вращении рулевого колеса, зависящего от скорости движения автомобиля, при стоящем автомобиле, а также при движении на малой скорости (парковка) требуется минимальное усилие. Поскольку гидравлическое противодействие изменяется в зависимости от скорости движения, усилие на рулевом колесе увеличивается с ростом скорости (см. рис.1). Поэтому на высокой скорости сохраняется особенно хороший контакт с дорожным покрытием, а отклик колес на вращение рулевого колеса становится четким и понятным для водителя.

Еще одно преимущество системы Servotronic 2 заключается в том, что давление и поток гидравлической жидко- сти остаются постоянными в любой момент времени, поэтому в особых ситуациях, например, при корректировке направления движения, система работает безотказно.

Указанные свойства обеспечивают крайне высокую степень точности управления и безопасности вождения автомобиля при сохранении оптимального комфорта управления.

УСТРОЙСТВО МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ

Пример рулевого управления - схематическое изображение ZF-Servotronic® 2: 1) электронный тахометр в автомобиле; 2) электронный блок управления (микропроцессор); 3) электрогидрав-лический преобразователь; 4) рулевое управление с реечным механизмом и гидравлическим усилителем; 5) насос ГУР; 6) резервуар гидравлической жидкости с тонким фильтром; 7) шланг; 8) рулевая колонка с ручной регулировкой.

В основе конструкции - система рулевого управление с реечным механизмом и гидравлическим усилителем, описание которой приведено выше.



1) электронный тахометр; 2) электронный блок управления; 3) электрогидравлический преобразователь; 4) радиальная канавка подающей линии; 5) радиальная канавка; 6) радиальная канавка; 7) камера обратной магистрали; 8) камера обратного действия; 9) поршень обратного действия; 10) подпорная пружина; 11) отсечной клапан; 12) диафрагма; 13) шарик; 14) центрирующий фиксатор; 15) торсионный стержень; 16) упругая муфта; 17) золотниковая втулка; 18) поршень; 19) корпус; 20) шестерня; 21) зубчатая рейка; 22) поперечная рулевая тяга; 23) управляющая канавка подающей магистрали; 24) управляющая кромка подающей магистрали; 25) осевая канавка; 26) регулирующая канавка обратной линии; 27) управляющая канавка обратной магистрали; 28) редукционный клапан; 29) насос ГУР; 30) резервуар гидравлической жидкости ZL рабочий цилиндр - слева, ZR рабочий цилиндр - справа.

Для распределения необходимой для гидравлического усиления жидкости применяется специальный управляющий клапан, модифицированный для Servotronic 2. Важные элементы указанного клапана: упругая муфта (16), у которой не менее 6 дросселирующих канавок на корпусе, и золотниковая втулка (17), которая соединена с шестерней (20). В желонке золотниковой втулки имеются осевые канавки. Центрирование (нейтральное положение) упругой муфты осуществляется за сет торсионного стержня (15), который связывает золотник, шестерню и золотниковую втулку.

Для усиления центрирующего эффекта используются заключенные в призму шарики (13) между соединенным с золотниковой втулкой центрирующим фиксатором (14) и перемещаемым под действием пружины (10) поршнем обратного действия (9) (по аналогии с торсионным стержнем с фиксацией по центру). Вы в значительной степени определяете усилие гидравлического противодействия. Соосно перемещаемый поршень обратного действия направлен внутрь и поддерживается двумя осевыми шариковыми направляющими в сочетании с упругой муфтой, которые служат для предотвращения осевого смещения поршня.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

На низкой скорости, например, при выполнении парковочного маневра, лишь некоторые сигналы от электронного тахометра (1) или от блока управления ABS поступают на микропроцессор, интегрированный в блок управления (2). После обработки сигналов определяется объемный поток в электрогидравлическом преобразователе (3). За счет возникающего в определенной ситуации максимального объемного потока закрывается клапан распределителя и прекращается поступление гидравлической жидкости из радиальной канавки (4) в камеру обратного действия (8). Наличие диафрагмы (12) гарантирует, что в камере обратного действия поддерживается также уровень давления обратной гидравлической линии. Поэтому клапан Servotronic® 2 в данной ситуации действует так же, как и обычный золотниковый

клапан. Благодаря отсутствию противодействия, управление становится легким, и для вращения рулевого колеса не требуется прикладывать больших усилий.

Функционирование при низкой скорости движения

Функционирование при низкой скорости движения: 1) электронный тахометр; 2) электронный блок управления; 3) электрогидравлический преобразователь; 4) радиальная канавка подающей линии; 5) радиальная канавка; 6) радиальная канавка; 7) камера обратной магистрали; 8) камера обратного действия; 9) поршень обратного действия; 10) подпорная пружина; 11) отсечной клапан; 12) диафрагма; 13) шарик; 14) центрирующий фиксатор; 15) торсионный стержень; 16) упругая муфта; 17) золотниковая втулка; 18) поршень; 19) корпус; 20) шестерня; 21) зубчатая рейка; 22) поперечная рулевая тяга; 23) управляющая канавка подающей магистрали; 24) управляющая кромка подающей магистрали; 25) осевая канавка; 26) регулирующая канавка обратной линии; 27) управляющая канавка обратной магистрали; 28) редукционный клапан; 29) насос ГУР; 30) резервуар гидравлической жидкости ZL рабочий цилиндр - слева, ZR рабочий цилиндр - справа.

С возрастанием скорости движения увеличивается число поступающих сигналов, после их обработки микропроцессором электрогидравлический преобразователь уменьшает поступление потока гидравлической жидкости. За счет этого открытие клапана преобразователя согласуется с моментальной скоростью движения, в подающей линии гидравлической жидкости ограничивается поток от радиальной канавки (4) в камеру обратного действия (8). Диафрагма (12) препятствует отеканию большого количества гидравлической жидкости в камеру обратного действия (7), поэтому в ней устанавливается повышенное давление. За счет этого возникает повышенное давление гидравлической жидкости на поршень обратного действия (9), а прижимное усилие шариков в призматических направляющих возрастает (13). Если автомобиль движется прямолинейно, то это способствует правильной центровке клапана. При работе клапана управления рост нагрузки на шарики дополнительно препятствует вращению упругой муфты. Поэтому в условиях указанного гидравлического противодействия требуется зависимый, увеличенный момент привода рулевого колеса, чтобы определенное гидравлическое усиление установилось в правой (ZR) или левой камере цилиндра (ZL).

При движении автомобиля на высокой скорости, например, на скоростной магистрали, когда поток жидкости мал для работы преобразователя или вообще отсутствует, управляющий клапан в нем открыт полностью. За счет этого максимальное давление устанавливается в системе противодействия, жидкость поступает через радиальную канавку приточной линии (4).

Функционирование при высокой скорости движения: 1) электронный тахометр; 2) электронный блок управления; 3) электрогидравлический преобразователь; 4) радиальная канавка подающей линии; 5) радиальная канавка; 6) радиальная канавка; 7) камера обратной магистрали; 8) камера обратного действия; 9) поршень обратного действия; 10) подпорная пружина; 11) отсечной клапан; 12) диафрагма; 13) шарик; 14) центрирующий фиксатор; 15) торсионный стержень; 16) упругая муфта; 17) золотниковая втулка; 18) поршень; 19) корпус; 20) шестерня; 21) зубчатая рейка; 22) поперечная рулевая тяга; 23) управляющая канавка подающей магистрали; 24) управляющая кромка подающей магистрали; 25) осевая канавка; 26) регулирующая канавка обратной линии; 27) управляющая канавка обратной магистрали; 28) редукционный клапан; 29) насос ГУР; 30) резервуар гидравлической жидкости ZL рабочий цилиндр - слева, ZR рабочий цилиндр - справа.

При вращении рулевого колеса вправо повышается рабочее давление в системе, а также давление противодействия, в работу вступает поршень противодействия, к которому поступает поток жидкости из камеры обратного действия (8).

Как только давление противодействия вращению рулевого колеса достигает верхней границы, в целях исключения дальнейшего повышения давления гидравлической жидкости открывается отсечной клапан (11) и жидкость поступает в камеру обратной линии (7). При этом момент

привода рулевого колеса не увеличивается и сохраняется оптимальный контакт колес с дорожным полотном.

БЕЗОПАСНОСТЬ

Даже в случае выхода из строя электросети автомобиля или отказа отдельных ее элементов, рулевой привод остается полностью работоспособным. В условиях аварийной ситуации Servotronic 2 функционирует за сет принудительного механического открытия клапана преобразователя с максимальным гидравлическим противодействием (характеристика на высокой скорости движения).

В случае неожиданного отсутствия сигналов во время движения, например, при разрыве контакта или выходе из строя тахометра, высокопроизводительный микропроцессор в электронном блоке управления способен рассчитать величину потока на основании последних поступивших сигналов. Поэтому до момента выключения двигателя обеспечивается безошибочная работа рулевого управления. При следующем запуске двигателя в соответствии с характеристикой на высокой скорости движения обеспечивается максимальное гидравлическое противодействие.

СПЕЦИАЛЬНОЕ ОСНАЩЕНИЕ

В целях оптимальной работы системы управления и адаптации ее к различным условиям кинематики и различным силовым агрегатам, Servotronic 2 может иметь целый ряд вариантов дополнительного оснащения.

ПЕРЕМЕННОЕ ПЕРЕДАТОЧНОЕ ОТНОШЕНИЕ

Помимо постоянного передаточного отношения, Servotronic 2 может иметь переменное передаточное отношение. При этом зубья зубчатой рейки могут различаться по форме и углу зацепления. За счет этого, с одной стороны, реакция рулевого колеса при прямолинейном движении остается прежней. А с другой стороны, передаточное отношение при повороте рулевого колеса на значительный угол (вправо и влево) уменьшается, а управление становится более активным. Различие между максимальным и минимальным передаточным отношением не должно превышать 35%. При этом возникает крайне низкое соотношение поворота руля (до двух полных оборотов) и перемещения зацепления зубчатой рейки.

Servotronic 2 с переменным передаточным отношением используется для оснащения автомобилей среднего класса, легких грузовиков, а также спортивных автомобилей. Система обеспечивает точную, быструю работу рулевого управления при движении на большой скорости, исключение опасности «перекрутить» руль, а также оптимальное управление при парковке и развороте на узких участках дороги и безопасное прохождение крутых поворотов.

ДЕМПФИРОВАНИЕ В КОНЦЕ ХОДА

Если производители автомобиля сочтут необходимым, то система Servotronic 2 в составе ограничителей хода может иметь полимерные элементы. Работа демпфера перед концом хода ощущается в виде шумов при максимальном развороте колес.








Рулевое управление
Поломки рулевого управления
Регулировка рулевой колонки
Замена рулевой колонки
Снятие карданного вала руля
Ремонт карданного вала руля
Замена рулевых тяг и шарниров
Снятие рулевого механизма
Ремонт рулевого механизма
Подшипники винта рулевого механизма
Зацепление пары сектора рулевого механизма
Снятие и установка руля
Замена насоса гидроусилителя
Замена бачка гидроусилителя
Прокачка гидроусилителя


     Дополнительно.
О рулевых системах с ГУР

Рулевое управление с ГУР
Сервопривод
Система EHPS
Система ZF-Servotronic
Насосы ГУР марки ZF