Systémy riadenia

História a aplikácia.

Systém riadenia je neoddeliteľnou súčasťou vozidiel od začiatku histórie automobilov. Zohráva kľúčovú úlohu pri zabezpečovaní bezpečného a presného riadenia smeru jazdy. Medzi jeho úlohy patrí množstvo funkcií, ktoré majú vodičovi umožniť efektívne manévrovanie s vozidlom v rôznych podmienkach na ceste. Hlavnou úlohou systému je, samozrejme, realizovať želanie vodiča vozidla udržať alebo zmeniť smer jazdy. Otáčaním volantu sa tento pohyb prenáša na riadiace kolesá (zvyčajne na predné kolesá) a umožňuje vozidlu zatočiť požadovaným smerom. Systém riadenia poskytuje vodičovi aj spätnú väzbu o stave vozovky, napríklad o odpore kolies, nerovnostiach povrchu a priľnavosti pneumatík. To mu umožňuje lepšie vyhodnotiť situáciu na ceste a podľa toho prispôsobiť svoju jazdu. Systém riadenia by mal tiež minimalizovať prenos vibrácií a otrasov z povrchu vozovky na volant, čo zvyšuje komfort jazdy a znižuje únavu vodiča. S cieľom poskytnúť vodičovi väčší komfort a znížiť silu potrebnú na otáčanie volantom sa časom rozšírili systémy posilňovača riadenia. Spočiatku to boli jednoduché hydraulické posilňovače riadenia, v ktorých bolo čerpadlo posilňovača riadenia poháňané motorom vozidla. Vývojom tejto konštrukcie je elektrohydraulický posilňovač riadenia, ktorý využíva čerpadlo poháňané elektromotorom (EHPS/EPHS). Novšie systémy sú konštrukcie s elektrickým posilňovačom riadenia prevodovky alebo stĺpika riadenia (EPS), ktoré umožňujú celý rad ďalších funkcií, ako je korekcia jazdného pruhu, asistent udržiavania v jazdnom pruhu a parkovací asistent.

Konštrukcia a princíp fungovania.

Systém riadenia vozidla sa skladá z niekoľkých hlavných komponentov:

1. Volant
2. Stĺpik riadenia (môže tu byť elektrický posilňovač riadenia)
3. Riadiaca jednotka (hydraulický alebo elektrický posilňovač riadenia)
4. Čerpadlo posilňovača riadenia (s mechanickým alebo elektrickým pohonom)
5. Riadiace páky a koncovky tyčí
6. Kĺby a komponenty zavesenia.

Posilňovač riadenia sa môže vyskytovať v konfiguráciách uvedených nižšie.

Hydraulicky asistované systémy:

• s mechanickým čerpadlom
• s elektrohydraulickým čerpadlom

Elektricky asistované systémy (EPS):

• elektricky podporovaný prenos
• stĺpik posilňovača riadenia

Elektrický posilňovač riadenia.

V tomto riešení sa výkon elektromotora prenáša prostredníctvom vhodného mechanického prevodu a spojky na hriadeľ stĺpika riadenia. Systém má elektronickú riadiacu jednotku, ktorá zabezpečuje správne riadenie systému a monitorovanie jeho správnej činnosti, t. j. diagnostické funkcie. Na určenie hodnoty posilňovača riadenia je potrebných niekoľko vstupných signálov zaznamenaných snímačmi, ako je snímač krútiaceho momentu na volante, snímač uhla natočenia volantu, snímač rýchlosti vozidla a iné.

Posilňovač riadenia.

V týchto konštrukciách je elektromotor umiestnený na skrini prevodovky riadenia alebo v nej. Prostredníctvom vhodne zvoleného prevodového pomeru sa pohybom motora prenáša sila posilňovača riadenia na ozubenú tyč umiestnenú vo vnútri skrine prevodovky. Na správne riadenie činnosti systému posilňovača riadenia prijíma elektronická riadiaca jednotka množstvo vstupných signálov, ako napríklad rýchlosť vozidla, krútiaci moment, uhol natočenia volantu a iné. Riadiaca jednotka má aj diagnostické funkcie a zaznamenáva chyby súvisiace s poruchami systému.

Hydraulický posilňovač riadenia.

Na podporu pohybu ozubeného kolesa a pastorka sa používa hydraulická kvapalina (olej), ktorá sa do prevodovky privádza pod dostatočne vysokým tlakom. V dôsledku toho časť prevodovky riadenia funguje ako hydraulický valec a na hrebeni a pastorku je piest. V dôsledku toho sú mnohé komponenty vybavené množstvom vhodných tesnení. Dôležitú úlohu zohráva rozdeľovač (známy aj ako rozdeľovač), ktorý obsahuje ventil, ktorý usmerňuje hydraulický olej do príslušnej komory valca už po nepatrnom pohybe volantu. Na základe svojej funkcie je rozdeľovač tiež vybavený množstvom vhodných tesnení. Za vytváranie vysokého tlaku je zodpovedné čerpadlo posilňovača riadenia, ktoré môže byť poháňané mechanicky zo spaľovacieho motora alebo elektricky.

Elektrohydraulické čerpadlo.

Tento typ čerpadla je poháňaný elektromotorom, takže jeho výkon nezávisí od otáčok spaľovacieho motora. Modul čerpadla sa zvyčajne skladá z viacerých integrovaných komponentov, ako je zásobník na zvyšovanie tlaku kvapaliny, vysokotlakové čerpadlo (zvyčajne lopatkové alebo zubové), elektronická riadiaca jednotka a elektromotor. Elektronická riadiaca jednotka nastavuje posilňovač riadenia na základe viacerých vstupov, ako sú okrem iného rýchlosť vozidla, otáčky motora a údaje zo snímačov riadenia.

Proces regenerácie.

Sme si vedomí dôležitosti dodržiavania príslušných noriem a prísnej kontroly kvality v procese repasovania systému riadenia vzhľadom na priamy vplyv tohto systému na bezpečnosť jazdy. Každý komponent, ktorý sa repasuje, sa musí dôkladne skontrolovať z hľadiska opotrebenia, poškodenia a kvality materiálu. Používanie vysokokvalitných náhradných dielov a precízne vykonávanie všetkých postupov repasovania sú kľúčom k zabezpečeniu spoľahlivej a bezpečnej prevádzky systému riadenia.

Proces repasovania každého komponentu riadenia, ktorým sa zaoberáme, spravidla pozostáva z nasledujúcich krokov:

1. Predbežná kontrola
2. Čistenie
3. Kontrola po čistení
4. Rozloženie na komponenty
5. Overovanie komponentov
6. Výmena poškodených a kritických komponentov komponentu
7. Montáž komponentov, dokončenie podzostavy
8. Kontrola kvality
9. Záverečný diagnostický test
10. Vyhodnotenie výsledkov funkčných testov

Obnova hydraulických prevodov posilňovača riadenia.

Obnova hydraulického posilňovača riadenia spočíva predovšetkým v obnovení jeho tesnosti. Vymenia sa všetky tesnenia a skontrolujú sa všetky mechanické komponenty, či nie sú poškodené alebo opotrebované, a v prípade potreby sa vymenia, vrátane ozubenej tyče, pastorka, rozvodovky, krytu atď. Všetky súčasti prevodovky riadenia sa podrobne skontrolujú z hľadiska opotrebovania a prítomnosti mechanických poškodení, ako sú odreniny alebo praskliny. Kontroluje sa stupeň opotrebovania zubov pastorka a ozubeného kolesa. Kontroluje sa aj nastavenie ozubeného kolesa. Často je potrebné veľmi dôkladne prebrúsiť styčné plochy tesnení z dôvodu lokálneho opotrebovania alebo korózie. Vymenia sa aj chybné ložiská. Komponenty vhodné na opätovné použitie sa dôkladne vyčistia a všetky poškodené časti sa nahradia novými. Po oprave sa každá prevodovka podrobí skúške na špeciálnej skúšobnej stolici, aby sa skontrolovala jej tesnosť a sila pôsobiaca na posilňovač riadenia pri pohybe tyče v oboch smeroch.

Obnova stĺpikov a prevodoviek elektrického posilňovača riadenia (EPS). 

V prípade prevodov s elektrickým posilňovačom riadenia pozostáva oprava najmä z kontroly a výmeny chybných mechanických a elektronických komponentov. Veľmi často je poškodený snímač riadenia. Výmena snímača si vyžaduje precíznosť a príslušné diagnostické zariadenie potrebné na jeho kalibráciu. Problém môže vzniknúť aj v elektronickom systéme, ktorý riadi činnosť prevodovky posilňovača riadenia alebo stĺpika riadenia. Odstránenie tohto typu poruchy si zvyčajne vyžaduje výmenu elektronických komponentov riadiacej jednotky posilňovača riadenia. Po oprave sa činnosť prevodovky alebo stĺpika riadenia skontroluje na špeciálne navrhnutej diagnostickej stolici. Test pozostáva z niekoľkých alebo viacerých krokov, počas ktorých sa simulujú prevádzkové podmienky posilňovača riadenia pri rôznych jazdných podmienkach - manévre na parkovisku, mestská premávka, diaľnica.

Obnova elektrohydraulických čerpadiel (EHPS/EPHS).

Naše stanice umožňujú aj kontrolu činnosti elektricky poháňaných čerpadiel, ktoré sú súčasťou elektrohydraulických posilňovačov riadenia. Najčastejšími poruchami čerpadiel posilňovača riadenia sú netesnosti, znížený výkon, hlučná prevádzka a mechanické poruchy. Obvyklá oprava čerpadla zahŕňa výmenu súpravy tesnení, ložísk a iných opotrebovaných mechanických súčastí. Elektrické alebo elektronické komponenty (elektromotor, elektronická riadiaca jednotka čerpadla a iné) môžu byť tiež poškodené v dôsledku netesností a únikov. Po oprave sa každé čerpadlo podrobí skúške výkonu na skúšobnej stolici, počas ktorej sa simuluje jeho prevádzka zodpovedajúca rôznym rýchlostiam vozidla.

Príčiny a typy poškodenia.

Najčastejšie príznaky poruchy posilňovača riadenia:

1. Chrastenie vychádzajúce z okolia zavesenia vozidla
2. Žiadny alebo obmedzený posilňovač riadenia
3. Menšia asistencia výkonu v jednom smere
4. Úniky hydraulickej kvapaliny
5. Hluk pri otáčaní volantom
6. Tendencia samovoľného pohybu volantu jedným smerom, nestabilita trajektórie
7. Vibrácie a chvenie pociťované na volante
8. Svietiaca kontrolka na prístrojovej doske

Najčastejšie poškodenie: 

1. Mechanické poškodenie vo forme odretých zubov, puzdra, tesnení.
2. Korózia vnútorných komponentov.
3. Poškodenie elektroniky riadiacej jednotky posilňovača riadenia.
4. Poškodenie snímača riadenia.