Wie funktioniert die Servolenkung? – Beste Erklärung

Einleitung

Fahrzeugdynamik ist ein integraler Bestandteil eines Kraftfahrzeugs, der ebenso wichtig ist wie der Antriebsstrang eines Fahrzeugs, Wenn wir einen Antriebsstrang brauchen, um ein Fahrzeug zu betreiben, brauchen wir auch fahrdynamische Systeme, um das Fahrzeug stabil zu halten, Wie wir wissen, ist das Aufhängungssystem der Teil der Fahrzeugdynamik, der für den Oberflächenkontakt und die Kurvenstabilität des Fahrzeugs sorgt, aber denken wir nur, dass die Richtungsänderung des Fahrzeugs während der Fahrt viele Kräfte hervorruft, die die Stabilität des Fahrzeugs stören, was viele Fragen aufwirft, wie zum Beispiel: Wie wird das gemacht?. Was sind die Voraussetzungen, um das Fahrzeug in die gewünschte Richtung zu lenken?

Ein Lenksystem eines Automobils ist ein integraler Bestandteil der Fahrzeugdynamik eines Fahrzeugs, in dem eine Reihe mechanischer Komponenten mit bestimmten wichtigen Winkeln zusammenkommen, um die Vorderräder des Fahrzeugs entsprechend der Eingabe durch den Passagier über das Lenkrad zu lenken.

Und die Servolenkung ist das fortschrittliche Lenksystem, bei dem die Anstrengung, die erforderlich ist, um die Vorderräder des Fahrzeugs von einer Seite zur anderen zu lenken, durch die Verwendung von elektrischen oder hydraulischen Zwischeneinrichtungen verringert wird, die die vom Fahrer über das Lenkrad ausgeübte Kraft vervielfachen, um eine sanfte und schnelle Richtungsänderung des Fahrzeugs zu erreichen.

Heute sind alle 80% der Autos auf der Straße mit der Servolenkung ausgestattet, die zum Grundbedürfnis des heutigen Automobils geworden ist.

Nach der Einführung der Servolenkung im Jahre 1903 hat sich herausgestellt, dass die Zahl der Unfälle auf der Straße auf ein beträchtliches Maß gesunken ist, was sie wiederum zur Notwendigkeit eines Allradantriebs macht.

Warum brauchen wir eine Servolenkung?

Wie wir bereits oben erörtert haben, verringert eine Servolenkung den Lenkaufwand, was die Notwendigkeit eines 4-Rad-Automobils ist, so dass wir eine Servolenkung aus folgenden Gründen benötigen

• Schnelle Reaktion- Da die Anzahl der Fahrzeuge auf der Straße von Tag zu Tag zunimmt und heute fast 60 % der Familien der Welt ein 4-Rad-Fahrzeug in ihrem Haus haben, mit dieser Zunahme der Zahl der Fahrzeuge die Gefahr von Unfällen auf der Straße ist auch erhöht, so dass diese Gefahr zu vermeiden und schnelle Wendungen durch die Straßenbedingungen erforderlich eine schnelle Reaktion Lenksystem ist in einem 4-Rad-Fahrzeug erforderlich.
• Lenkaufwand – Wenn wir alte Autos wie den Maruti Suzuki 800 fahren, stellt man fest, dass sich das Lenkrad des Autos sehr schwer drehen lässt, wenn das Fahrzeug unter 40 km/h fährt (darüber fühlt sich die Lenkung weniger schwer an), was den Fahrer bei einer langen Fahrt ermüden lässt. Daher sollte ein Fahrzeug mit einer Servolenkung ausgestattet sein, damit der Lenkaufwand zum Lenken der Vorderräder verringert werden kann.
• Stoßlenkung – Wie wir wissen, werden die Unebenheiten der Straße durch die Federung reduziert, aber da die Lenkung direkt mit der Radnabe verbunden ist, wird ein Teil der Stoßkraft auch auf die Lenkung übertragen, die wiederum versucht, das Fahrzeug gegen den Willen des Fahrers zu lenken, wodurch das Fahrzeug seine Stabilität verlieren kann, Die Lenkung kann zwar mechanisch gesteuert werden, indem man für einen optimalen Lenkradius sorgt (Winkel zwischen der Mittellinie des Rades und der Achsschenkelneigung), aber die Servolenkung steuert sie auf effektivere Weise.
• Rückstellvermögen – nach einer Kurve kehrt die Lenkung automatisch in ihre ursprüngliche Position zurück, wodurch das Fahrzeug automatisch wieder aufgerichtet wird. Ein Fahrzeug, das mit einer Servolenkung ausgestattet ist, bietet dem Lenksystem ein besseres Rückstellvermögen.

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Arten von Servolenkungen

Auf der Grundlage der Methode, die zur Vervielfachung der Lenkkraft verwendet wird, gibt es 3 Arten von Servolenkungen, nämlich-

1. Hydraulische Servolenkung- Es ist die Art von Servolenkung, bei der ein hydraulisches System mit einer vom Motor angetriebenen Hydraulikpumpe und Hydraulikzylindern verwendet wird, um die Lenkradeingangskraft zu vervielfachen, was wiederum die Anstrengungen reduziert, die erforderlich sind, um die Vorderräder des Fahrzeugs zu lenken.

• Eine stark komprimierte Hydraulikflüssigkeit wird im Hydraulikzylinder verwendet, der Druck auf das Lenkgetriebe ausübt.

2. Elektrohydraulische Servolenkung- Es handelt sich um eine modifizierte Version des hydraulischen Systems, bei der die hydraulische Drehkolbenpumpe, die vom Motor in der hydraulischen Servolenkung angetrieben wird, durch eine Hydraulikpumpe ersetzt wird, die vom Elektromotor angetrieben wird.

• Sie wird auch als Hybrid-Servolenkung bezeichnet, da sowohl hydraulische als auch elektrische Komponenten verwendet werden.

3. Elektronische Servolenkung- Es ist die neueste Art von Servolenkung, bei der das hydraulische System der hydraulischen Servolenkung vollständig durch Elektromotoren und elektrische Sensoren ersetzt wird, anstatt hydraulische Kraft zu verwenden, wird der von der Fahrzeugbatterie angetriebene Motor verwendet, um Kraft auf das Lenkgetriebe auszuüben, und das vom Motor bereitgestellte Drehmoment wird von den Sensoren gesteuert, die die Position der Lenksäule erkennen.

• Das Lenkverhalten dieses Systems ist schnell und sehr effektiv, weshalb es heute in fast allen Neuwagen verwendet wird.

Wichtige Komponenten

Die wichtigsten Teile einer Servolenkung sind-

1. Lenkmechanismus – In der Regel wird bei einer Servolenkung eine Zahnstangenlenkung verwendet, bei der die Drehbewegung des Lenkrads in eine Querbewegung der Räder umgewandelt wird, und zwar durch eine Reihe von ständig ineinandergreifenden Schneckenrädern, die Zahnstange genannt werden und für die Querbewegung sorgen, und ein Ritzel, das für die Drehbewegung sorgt.

2. Gestänge – Sie sind die mechanischen Zwänge, die relative Bewegung zwischen 2 Komponenten, die Art der Verbindungen in der Servolenkung verwendet wird, ist die Zugstange, die die Zahnstange mit dem Achsschenkel des Rades verbindet, um die Querbewegung der Zahnstange auf die Räder zu übertragen.

3. Power device- Wie wir bereits oben diskutiert eine Kraft Multiplikatorvorrichtung (entweder hydraulisch oder hybrid oder elektrisch) wird verwendet, um die Lenkradkraft zu multiplizieren, um die Lenkung Bemühungen zu reduzieren. Diese Vorrichtung ist mit dem Ritzel der Zahnstangenmechanik verbunden.

4. Lenkrad- Ein rundes Lenkrad wird in einem Cockpit verwendet (vom Fahrer bedient), das den weiteren Lenkvorrichtungen die Drehbewegung vorgibt, um das Fahrzeug zu lenken.

Funktionsweise der Servolenkung

Die Funktionsweise der Servolenkung unterscheidet sich je nach den verwendeten Kraftvervielfältigungsvorrichtungen. Um die Funktionsweise der Servolenkung zu verstehen, müssen daher alle 3 Methoden einzeln besprochen werden.

1. Hydraulische Servolenkung

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Bei dieser Art von Servolenkung wird, wie oben beschrieben, die hydraulische Kraft verwendet, um die Eingangslenkkraft zu vervielfachen, um die Lenkung der Vorderräder zu glätten. Diese hydraulische Kraft wird durch eine Reihe von Komponenten erzeugt, zu denen ein Hydraulikzylinder, eine hydraulische Drehkolbenpumpe, Hydraulikleitungen, eine hochkomprimierte Hydraulikflüssigkeit und ein Kupplungsmechanismus gehören, der dieses hydraulische System mit der Zahnstange des Lenksystems verbinden kann.

• Wenn der Fahrer das Lenkrad dreht, beginnt die vom Motor angetriebene Hydraulikpumpe, die hochkomprimierte Hydraulikflüssigkeit durch die Leitungen zu pumpen.

• Der von der Pumpe erzeugte Hydraulikdruck gelangt in den Hydraulikzylinder, der seinerseits Druck auf den Kolben des Zylinders ausübt.

• Der Kolben, der unter hohem Druck steht, beginnt sich von einem Ende zum anderen zu bewegen, was wiederum die weitere Flüssigkeit durch die Leitungen drückt, mit dieser Bewegung des Kolbens wird die vom Fahrer aufgebrachte Eingangskraft mehrfach vervielfacht.

• Diese Hochdruckflüssigkeit, die vom Hydraulikzylinder geschickt wird, übt dann den Druck auf das angebrachte Ritzel durch den Kupplungsmechanismus aus, der wiederum eine hohe Kraft auf das Zahnstangengetriebe ausübt und die Lenkung der Vorderräder erfolgt.

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2. hybride oder halbhydraulische Servolenkung

Bei dieser Art von Servolenkung wird die vom Motor angetriebene Hydraulikpumpe der hydraulischen Servolenkung durch eine Elektropumpe ersetzt, die sie zuverlässiger macht; dies ist die einzige Änderung, die vorgenommen wurde, ansonsten funktioniert dieses System genauso wie die oben genannte hydraulische Servolenkung.

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3. Elektrische Servolenkung

Dieses System ist das modernste aller oben erwähnten Lenksysteme. Wie wir bereits besprochen haben, erfolgt die Kraftvervielfachung durch den Elektromotor anstelle der Hydraulikflüssigkeit und die Funktionsweise dieses Systems ist wie folgt

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• Wenn der Fahrer eine Eingabe über das Lenkrad macht, lesen die elektronischen Sensoren, die an der Lenksäule angebracht sind, die Eingabe und senden sie an die elektrische Steuereinheit des Fahrzeugs.

• Das Steuergerät des Fahrzeugs analysiert diese Eingaben und sendet das Spannungssignal an den Elektromotor am Ende der Lenksäule, dessen Zahnrad in ständigem Eingriff mit dem Ritzel steht.

• Durch diese von der ECU gesendeten Spannungssignale startet der Motor, der von der Fahrzeugbatterie angetrieben wird, und liefert das jeweilige Drehmoment entsprechend dem Wert der empfangenen Spannungssignale

• Nach dem Start des Motors beginnt das Zahnrad, das in ständigem Eingriff mit dem Ritzel steht, das vervielfachte Drehmoment auf das Ritzel zu übertragen, das wiederum dieses Drehmoment auf die Zahnstange überträgt, durch die es befestigt ist.
• Mit diesem Drehmoment, das vom Ritzel auf die Zahnstange übertragen wird, bewegt sich die Zahnstange, die wiederum die Vorderräder (mit Hilfe der angebrachten Spurstangen) je nach Anforderung lenkt.

Für ein besseres Verständnis der verschiedenen Arten von Servolenkungen sehen Sie sich das Video unten an: