Posilovač řízení je víc než jen luxusní hřeben a pastorek. Spoléhá na specifickou sadu komponent, které převádějí pohyby vašich rukou do skutečného otáčení kol. Hydraulický systém je založen na čerpadle. Bez něj byste museli celou váhu auta zvedat zápěstím.
Rotační lamelové čerpadlo
Většina hydraulických systémů používá rotační lamelové čerpadlo. Je to jednoduchá mechanika. Oválná komora obsahuje rotor s výsuvnými lopatkami. Motor pohání toto čerpadlo prostřednictvím systému řemene a řemenice, což způsobuje jeho otáčení.
Jak se čepel otáčí, provádí se jednoduchá hydraulická operace. Odebírají kapalinu ze zpětného potrubí pod nízkým tlakem. Stejnou kapalinu pak pod vysokým tlakem protlačí výstupem. Tato tlaková kapalina odvede většinu práce při otáčení volantem.
Spotřeba kapaliny přímo závisí na otáčkách motoru. Čerpadlo musí být navrženo tak, aby poskytovalo dostatečnou pomoc, když motor běží naprázdno. To vytváří problém neefektivity.
Když jedete vysokou rychlostí, motor se točí rychleji. Čerpadlo čerpá mnohem více kapaliny, než ve skutečnosti vyžaduje systém řízení. Pracuje pod přetížením.
Aby se zabránilo explozi systému v důsledku přetlaku, je uvnitř čerpadla instalován přetlakový ventil. Při příliš vysokých otáčkách uvolňuje přebytečnou tekutinu. To chrání těsnění a hadice před tlakovými rázy.
Mechanika snímače točivého momentu
Systém posilovače řízení by měl být asistentem, nikoli diktátorem. Mělo by se zapojit pouze tehdy, když skutečně odoláváte silám vozovky – například na začátku zatáčky. Jdeš rovně? Systém by neměl zasahovat. Zde přichází na řadu rotační ventil. Jedná se o senzor, který detekuje, kdy vaše ruce působí silou a kdy jednoduše drží směr.
Srdcem tohoto mechanismu je torzní hřídel. Jedná se o jednoduchou kovovou nápravu. Tenký. Tvrdý. Ale pokud použijete kroutící moment, deformuje se. Horní konec je spojen s volantem. Spodní jde na ozubené kolo nebo šnekové kolo. Tato konstrukce zajišťuje, že ohyb hřídele odpovídá kroutícímu momentu, který aplikujete. Otočte silněji – hřídel se více kroutí. Jedná se o přímé mechanické spojení mezi vašimi svaly a vozovkou.
Uvnitř otočného ventilu je vše přesné. Řídící tyč tvoří vnitřek převodovky. Je přišroubován k hornímu konci torzního hřídele. Spodní konec hřídele je spojen s vnějším pláštěm převodovky. V tomto případě hřídel sám pohání výstupní mechanismus řízení. Ať už se jedná o ozubené kolo nebo šnekové kolo, fyzická rotace se přenáší přímo.
Když začnete zatáčet, torzní tyč se nejen neohne. Otáčí vnitřní ozubené kolo vzhledem k vnějšímu. Úhel tohoto natočení je klíčovým parametrem. Je přímo úměrná točivému momentu, který aplikujete.
Žádný točivý moment, žádná pomoc. Hydraulická vedení zůstávají vyvážená. Tlak na obou stranách je stejný. Jakmile však otočíte vnitřní ozubené kolo byť jen o zlomek stupně, kanály se otevřou. Kapalina pod vysokým tlakem spěchá do požadovaného vedení. Kola dostanou impuls. Je to elegantní. Je to mechanické. Ale je to také neúčinné.
Plýtváme energií neustálým chodem čerpadla, jen abychom detekovali zatáčku. Dále se podíváme na to, jak průmysl řeší tento problém neefektivity.
