Net als hoe Apple iPhone veranderde de mobiele industrie, hydraulische stuurbekrachtiging rack is het equivalent in de auto-industrie.
Auto’s zijn extreem zware objecten en kunnen tot 1500 kilo wegen. Stel je voor dat je dit gedrocht met je blote handen probeert te besturen – gewoon onmogelijk! Dat is precies waarom we stuurhuis hebben om mee te beginnen, het maakte het mogelijk.
Maar, het was niet perfect. Als je in een Perodua Kancil hebt gereden, weet je hoe stijf het was om de auto te besturen. We wisten dat we het stuurhuis naar een hoger niveau moesten tillen. Het antwoord was een stuurbekrachtiging. Stuurhuis maakte het mogelijk om een auto te sturen, maar stuurbekrachtiging was degene die het gemakkelijk maakte.
Voor degenen die beide soorten stuurhuizen hebben geprobeerd, zullen zeker de impact waarderen die het heeft gemaakt in ons dagelijks leven van woon-werkverkeer. En vanwege dat, werd deze technologie zo wijd verspreid tot het punt dat alle auto’s vervaardigd in de 21e eeuw een of andere vorm van stuurbekrachtiging aanneemt.
Vanaf 2018, hebben we drie soorten stuurbekrachtiging: (i) hydraulische stuurbekrachtiging, (ii) elektro-hydraulische stuurbekrachtiging, en (iii) een elektrische stuurbekrachtiging. Vandaag zullen we verkennen en een dieper begrip krijgen van de grootvader van alle stuurbekrachtigingssystemen – het hydraulische stuurbekrachtigingsrek: wat het is en hoe het werkt.
- Wat is hydraulische stuurbekrachtiging?
- De opkomst van hydraulische stuurbekrachtiging
- Hoe het werkt?
- Reservoir stuurvloeistof
- Stuurpomp
- Roterende Klep
- Hydraulische Kamer
- Beperking van hydraulische stuurbekrachtiging
- Beperking #1: Mismatch of Power Assist
- Beperking #2: Vatbaar voor lekkages
- De toekomst van hydraulische stuurbekrachtiging
- Wat is hydraulische stuurbekrachtiging?
- Opkomst van hydraulische stuurbekrachtiging – Waar komt al die kracht vandaan?
- Hoe werkt een hydraulische stuurbekrachtiging?
- Steervloeistofreservoir
- Steering Pump
- Roterende klep
- Hydraulische kamer
- Inherente beperkingen van hydraulische stuurbekrachtiging – niet goed genoeg?
- Beperking #1: verkeerde stuurbekrachtiging.
- Beperking #2: Vatbaar voor lekkages
- De toekomst van hydraulische stuurinrichting
Wat is hydraulische stuurbekrachtiging?
Je weet, ingenieurs kunnen vrij letterlijk en praktisch zijn als het op het benoemen van dingen aankomt en het helpt echt om dingen gemakkelijk te begrijpen! Laten we het woord voor woord afbreken.
Het woord – “Hydraulisch” is gewoon een deftig woord voor het gebruik van vloeistof, wat water, olie, enz. kan betekenen. In dit geval gebruiken we een felroze kleur hydraulische stuurolie voor onze auto’s.
Dan hebben we het woord – “stuurbekrachtiging”. Wanneer we de stuurvloeistof onder druk zetten en op een slimme manier gebruiken (daarover later meer), krijgen we extra kracht die ons helpt onze auto gemakkelijker te besturen.
En daar hebben we het!
In essentie zet hydraulische stuurbekrachtiging de hydraulische vloeistof onder druk om ons extra kracht te geven die het besturen van onze auto gemakkelijker maakt. Het is een ergonomisch hulpmiddel om de controle en veilige manoeuvreerbaarheid te verbeteren.
Zo ziet een typisch hydraulisch stuurbekrachtigingsrek eruit. Hier is een handige truc. Om te weten of het om een hydraulisch stuurhuis gaat, hoeft u alleen maar op het midden van het stuurhuis te letten. Als u twee metalen buizen uit het stuurhuis ziet steken, weet u dat het een hydraulisch type is. Je kan het misschien niet zien op de foto, maar ze zijn eigenlijk zeer volumineus. Elk stuurhuis kan tot 1,5 meter lang zijn.
Opkomst van hydraulische stuurbekrachtiging – Waar komt al die kracht vandaan?
Staafbekrachtiging bestaat al heel lang. Ik heb het over zo’n honderd jaar lang. De allereerste hydraulische stuurbekrachtiging kreeg een patent in 1876. Het werd vervolgens verbeterd door Frederick W. Lanchester in 1902.
In 1926, werd Francis Davis de eerste persoon die met succes een hydraulische stuurbekrachtiging in een auto monteerde. Hij installeerde het in zijn Pierce-Arrow uit 1921 en reisde in slechts 12 dagen van New York naar Los Angeles. Jammer genoeg zag niemand echt het potentieel en werd het nooit gecommercialiseerd. Tenminste niet tot 1939 toen de tweede wereldoorlog uitbrak.
Tijdens de oorlog ging men op zoek naar manieren om hun zwaar gepantserde oorlogsmachine beter, sneller en gemakkelijker te besturen. Op zoek naar een concurrentievoordeel in de strijd werd de technologie achter hydraulische stuurbekrachtiging al snel een gevestigde waarde. Tegen de tijd dat de oorlog in 1945 eindigde, waren 10.000 militaire voertuigen uitgerust met een stuurbekrachtiging.
Wanneer op zo’n grote schaal getest en bewezen, is het moeilijk niet het potentieel te zien in dit relatief “nieuwe” stukje technologie. En zo gebeurde het. In 1951 is Chrysler de eerste autofabrikant die stuurbekrachtiging commercieel beschikbaar maakt. Het was beschikbaar voor het publiek via hun personenauto – de Chrysler Imperial.
Bron
Hide
Spoedig daarna kwamen vele andere autofabrikanten zoals General Motors, Toyota en Honda met hun eigen variant van stuurbekrachtiging en voerden die ook in. En dat brengt ons tot waar we nu zijn. In de 21e eeuw zijn vrijwel alle auto’s nu uitgerust met stuurbekrachtiging.
Als je er echt over nadenkt, is stuurbekrachtiging een stukje technologie dat is geboren uit moeilijke tijden en het is opgebloeid tot iets dat ons leven volledig ten goede heeft veranderd. Het is echt opmerkelijk.
Hoe werkt een hydraulische stuurbekrachtiging?
Als je helemaal nieuw bent op het gebied van auto stuurinrichting, raad ik je ten zeerste aan om eerst te beginnen met How Car Steering System Works – in Simple English. Dit is omdat een gewone niet-krachtondersteunde stuurhuis werkt zeer vergelijkbaar met een hydraulische stuurbekrachtiging systeem.
Het enige verschil is dat hydraulische stuurbekrachtiging een paar extra onderdelen heeft om de extra kracht te leveren. Ik heb het over…
- Hydraulische vloeistof
- Steervloeistofreservoir
- Stuurpomp
- Roterende Klep
- Hydraulische Kamer
Steervloeistofreservoir
Net zoals we een benzinetank hebben voor benzine, hebben we een stuurvloeistofreservoir voor stuurvloeistof. Wanneer we vloeistoffen gebruiken, hebben we altijd een reservoir dat ze vasthoudt wanneer we ze niet gebruiken.
Er is niets te bijzonders aan dit onderdeel hier, en het doel ervan spreekt ook voor zich. Maar, de reis van een hydraulische stuurbekrachtiging begint hier. Wanneer we de stuurvloeistof vullen, doen we het in dit reservoir. Het reservoir bevat de vloeistof en voert deze via rubberen slangen naar de stuurpomp.
Bron
Hide
Steering Pump
U vindt de stuurpomp bevestigd aan de motor van de auto, meestal direct naast de dynamo en de aircocompressor van de auto. We verbinden de stuurpomp met de motor door middel van een riem-pulley mechanisme met behulp van een motorriem.
Wanneer de motor van uw auto draait, draait de motorriem in een lus en dat draait ook de stuurpomp. Daarmee trekt de pomp de stuurvloeistof uit het stuurvloeistofreservoir en zet ze onder druk.
Hoe doen ze dat precies? Nou, ik wil je niet overstelpen met alle kleine details, maar als je geïnteresseerd bent om meer te weten, hebben we een artikel over de stuurpomp zeer binnenkort. Voor nu, denk aan de stuurpomp als een zwarte doos. We doen er lage druk stuurvloeistof in, en hoge druk stuurvloeistof komt er aan de andere kant uit.
Deze stuurvloeistof onder hoge druk verlaat vervolgens de stuurpomp, via de stuurslangen en in de stuurheugel, met name in de roterende klep.
Roterende klep
In de stuurheugel hebben we de zogeheten roterende klep. Een roterende klep is een zeer gevoelig metalen omhulsel met strategisch geplaatste gaten dat de stuurvloeistof terugleidt naar de stuurpomp of naar het stuurhuis.
Denk eraan als de verkeerspolitie op een druk kruispunt van wegen. Het vertelt de stuurvloeistof welke kant hij op moet, afhankelijk van waar u uw stuurwiel draait. Het werkt als volgt…
- Als het stuurwiel in de oorspronkelijke stand staat, stuurt de roterende klep de stuurvloeistof terug naar de stuurpomp en gebeurt er niets. De cyclus van stuurvloeistof van reservoir naar pomp en naar roterende klep blijft zich herhalen.
- Maar als de bestuurder het stuurwiel draait, gaat de roterende klep open en wordt de stuurvloeistof van de stuurpomp omgeleid. Deze keer gaat de vloeistof niet terug naar de stuurpomp, maar verlaat deze de roterende klep via de vloeistofleidingen en komt terecht in een van de hydraulische kamers van de stuurinrichting.
Hydraulische kamer
Nadat de stuurvloeistof van de roterende klep in de hydraulische kamer terechtkomt, krijgen we bekrachtiging! Maar laten we een stap terug doen en kijken hoe het allemaal gebeurde.
In de hydraulische kamer bevindt zich een hydraulische zuiger in het midden. Het scheidt de hydraulische kamer in twee gelijke delen: de linkerkant, en de rechterkant. De stuurvloeistof wordt naar deze twee kamers geleid, maar hier is de twist – ze krijgen geen gelijke hoeveelheden stuurvloeistof!
Wanneer er meer stuurvloeistof aan één kant van de hydraulische kamer is, ontstaat er een drukverschil in de kamer. De stuurvloeistof duwt dan de hydraulische zuiger naar de zwakkere kant van de hydraulische kamer en de stuurheugel beweegt dienovereenkomstig.
Nu vragen sommigen van u zich misschien af, waarom is er een drukverschil.
Omwille van de vloeistofdynamica. Of, meer specifiek, de Vergelijking van Bernoulli. Om u een metafoor teedenken te geven die u helpt het te begrijpen, stelt u zich twee kamers van gelijke grootte voor met een beweegbare muur die u in het middenijen kunt duwen. De ene kamer is gevuld met 50 mensen, terwijl de andere gevuld is met 100 mensen. Omdat het zo warm en benauwoedig is in de kamer, zou ik de muur duwen zodat ik meer ruimte krijg in mijn kamer. Maar hé, de andere kamer wil ook meer ruimte! Heel snel wordt dit een touwtrekken waarbij het sterkste team de muur naar de andere kant duwt.
Hoe dan ook, dit “duwen van de muur” is wat ons de extra kracht geeft. Aangezien beide uiteinden van het stuurhuis verbonden zijn met de wielen van de auto, zullen, wanneer het stuurhuis naar rechts beweegt, de wielen van de auto dat ook doen. En… Voilà! De auto verandert van richting en de stuurvloeistof stroomt terug naar het stuurvloeistofreservoir om het hele proces opnieuw te herhalen.
En dat mijn vrienden, is hoe een hydraulische stuurbekrachtiging werkt.
Inherente beperkingen van hydraulische stuurbekrachtiging – niet goed genoeg?
Hydraulische stuurbekrachtiging is geweldig. Ze zorgt voor de broodnodige stuurhulp in ons dagelijks leven van woon-werkverkeer. Maar, zoals met alles in de wereld… Niets is perfect. Ook hydraulische stuurbekrachtiging heeft gebreken.
Beperking #1: verkeerde stuurbekrachtiging.
Het is jammer dat we de hoeveelheid stuurbekrachtiging die we krijgen niet kunnen controleren. De bekrachtiging die we krijgen is misschien niet wat we nodig hebben.
Ik zal uitleggen wat ik bedoel.
Nu weten we allemaal dat de automotor onze stuurpomp aandrijft via de motorriem. Ze zijn fysiek met elkaar verbonden en er is geen enkele manier waarop we kunnen controleren hoeveel kracht we wel of niet moeten geven. Of je het nu leuk vindt of niet, de snelheid van onze stuurpomp is direct gerelateerd aan het toerental van de automotor. Als we sneller rijden, neemt het toerental van de motor toe en draait de pomp sneller. Omgekeerd, wanneer we langzamer rijden, daalt het toerental van de automotor en gaat de pomp langzamer draaien. Beschouw nu deze 3 scenario’s…
- Bij rijden op lage snelheid / stationair
- Bij rijden op hoge snelheid
- Bij rechtuit rijden
Bij rijden op lage snelheid of stationair draaien, hebben we meer bekrachtiging nodig omdat het moeilijker is de auto te sturen zonder enig momentum. Maar in werkelijkheid is het toerental van de automotor laag bij stationair draaien, en daarom krijgen we slechts de minste bekrachtiging bij bijvoorbeeld het in- en uitparkeren.
Bij het rijden met hoge snelheid is het nuttig om een stijver stuurwiel te hebben, zodat het stuurwiel steviger en stabieler aanvoelt. Maar als je snel rijdt, overwerkt de automotor de stuurpomp en krijgen we veel te veel bekrachtiging. Een lichte druk op het stuurwiel kan de auto te ver sturen in een richting die we niet willen.
Wanneer we rechtuit rijden, hebben we helemaal geen stuurbekrachtiging nodig omdat we de auto niet draaien. Maar, de motor drijft nog steeds de stuurpomp aan, of we die nu nodig hebben of niet. Als je onnodige onderdelen beweegt, verspil je energie en dat gaat ten koste van het brandstofverbruik.
Beperking #2: Vatbaar voor lekkages
Er is nog een ander probleem.
Door de aard van hydrauliek hebben we stuurvloeistof nodig om het systeem te laten werken. Vloeistoffen zijn erg sluw, waar ze ook gaan, ze vinden elke kleine opening om te ontsnappen. Dat betekent dat wanneer we vloeistof gebruiken, u er zeker van kunt zijn dat er een moment komt dat het begint te lekken.
In ons geval is het niet ongewoon om na slechts een paar jaar gebruik al stuurvloeistoflekkage te vinden bij de stuurslang, de stuurpomp of het stuurhuis. Als dat gebeurt, zult u merken dat het stuur moeilijker te draaien is. Of, u zult merken dat u constant uw stuurvloeistof moet bijvullen om de 2 weken of zo.
Dit is slechts een van de vele van de problemen die we kunnen tegenkomen in een hydraulisch stuursysteem. Als u meer wilt weten over, hebben we opgesomd de Top 7 Stuurinrichting Problemen die u kunt identificeren alleen voor you.
Geef het een lezen, het zal de moeite waard elke minuut.
De toekomst van hydraulische stuurinrichting
Ja, er zijn gebreken. Maar de hydraulische stuurbekrachtiging heeft een lange weg afgelegd en heeft het rijden gemakkelijker en veiliger gemaakt dan ooit tevoren. Ik weet niet hoe het met u zit, maar ik kan me niet meer voorstellen zonder stuurbekrachtiging te rijden!
De technologie is geweldig en daarom proberen we haar voortdurend te verbeteren. Of dat hebben we in ieder geval geprobeerd. Het slechte nieuws is dat we een volwassenheid bereiken voor een hydraulisch stuursysteem vanwege enkeleOMEn van de inherente beperkingen.
Het goede nieuws is nu juist dat we juist daarom een verschuiving beginnen te zien naar elektronische stuurbekrachtiging omdat we zoveel meer controle over het hele stuurbekrachtigingssysteem kunnen introduceren. Net zoals de ABS-sensoren het remsysteem hebben verbeterd, kunnen we dat ook met de stuurbekrachtiging doen. En wie weet, kan het in de toekomst een opstapje zijn naar een bestuurderloze auto. Maar, dat zou een verhaal voor een andere dag zijn.
Tot dan, rij veilig en rij slim!
Geef een antwoord