Swipe to the left

Servodirecția - Istoric, principii de funcționare și defecțiuni des întâlnite

Autor: AUTO SOFT 25 august 2021 4550 Vizualizari Niciun comentariu

Necesitatea direcționării autovehiculelor într-un mod cât mai corect și mai ușor a fost, de la început, o preocupare a inginerilor și inventatorilor care au pus bazele industriei automobilistice. Un sistem secundar, care ușura manevrarea automobilelor, mai ales la viteze mici, a fost reprezentat de servodirecție. Acesta, prin diferite soluții tehnice, suplinea forța depusă de conducătorul auto la rotirea volanului, ceea ce a dus la o creștere semnificativă a confortului.

În articolul de mai jos vei descoperi informații utile despre ce este servodirecția, cum funcționează, care este rolul său și care sunt piesele componente. De asemenea, vei afla care sunt tipurile de servodirecție folosite de-a lungul timpului și ce defecțiuni pot exista la acest sistem.

Cuprins:

1. Servodirecția - Lucruri mai puțin știute

2. Ce este servodirecția și cum funcționează

2.1. Rolul servodirecției la automobil

2.2. Principiile de funcționare ale servodirecției

2.3. Piesele componente ale sistemului de servodirecție

3. Tipuri de servodirecție folosite de-a lungul timpului

4. Defecțiuni ale sistemului de servodirecție

#

1. Servodirecția - Lucruri mai puțin știute


Primele încercări în această privință au fost reprezentate de implementarea unei coloane de direcție, care, prin intermediul unei cremaliere, mișca roțile în stânga sau în dreapta. Efortul pentru a face acest lucru era destul de mare, mai ales în cazul automobilelor voluminoase sau dacă acestea stăteau pe loc. La început s-a folosit un sistem de roți dințate, care avea un efect pozitiv, dar presupunea rotirea volanului într-un mod excesiv.

În primii ani ai secolului XX au fost patentate câteva tipuri de sisteme de servodirecție bazate pe sistemul hidraulic sau pe vacuum, dar acestea nu au fost folosite în industria de masă, ci doar ca prototipuri. În anii `30 ai secolului XX, diferite sisteme au fost montate pe un număr mic de automobile și se preconiza ca în anii `40 aceasta să devină un standard pentru mașinile noi. Venirea celui de-al doilea război mondial a schimbat, însă, prioritățile, ducând chiar la dezvoltarea sistemului care va fi montat pe mai bine de 10000 de vehicule militare, folosite pe toate teatrele de război.

Primul model de mașină destinat publicului larg, care avea în componență servodirecția, a fost construit în 1951 de către compania Chrysler. Sistemul, numit Hydraguide, a avut un mare succes și a fost preluat de majoritatea companiilor producătoare de automobile din întreaga lume. Acest sistem funcționa pe baze hidraulice și a fost folosit cu schimbări minore aproape 50 de ani. În ultimii ani s-au făcut inovații importante, care au dus la un confort sporit, la un control mai exact al direcției și la o scădere a consumului de combustibil prin introducerea servodirecției asistate, a celei electromecanice sau a celei electronice.

#

2. Ce este servodirecția și cum funcționează

Servodirecția face parte din acele componente ale unui automobil care nu sunt absolut necesare pentru conducere, dar care au un rol deosebit de important în ușurarea efortului depus la șofat, activitate care poate fi făcută, în acest mod și de către persoane cu o constituție fizică mai slabă.

#

2.1. Rolul servodirecției la automobil

Servodirecția este un mecanism relativ simplu, care completează sistemul de direcție, având drept scop amplificarea forței depuse de șofer în mod mecanic, în momentul învârtirii volanului. Practic, sistemul simte impulsul dat de rotirea volanului și amplifică această mișcare, în așa fel încât roțile virează fără a fi necesară aplicarea unei forțe exagerate.

Automobilele pot funcționa și fără servodirecție, mulți dintre șoferii din România au experiență în acest sens, pentru că au condus celebre mașini autohtone, neînzestrate din fabrică cu această tehnologie. Aceștia mărturisesc că problemele apăreau mereu, când automobilul stătea pe loc sau mergea cu viteze mici și, mai ales, în cazul mașinilor de mare tonaj (autocamioanele), care nu puteau fi conduse decât de șoferi foarte puternici. Prin intermediul implementării servodirecției, forța necesară a ajuns să fie nesemnificativă, mașinile moderne fiind conduse chiar și cu un singur deget.

#

2.2. Principiile de funcționare ale servodirecției

Servodirecția funcționează prin completarea sistemului de direcție clasic cu câteva piese suplimentare. Anterior introducerii sistemului, roțile erau mișcate la stânga sau la dreapta de către o casetă în care se afla un pinion conectat la coloana de direcție, care braca prin intermediul unei cremaliere.

Trecerea la servodirecție a fost făcută prin introducerea în caseta de direcție a unui lichid sub presiune. La mișcarea volanului către dreapta, un senzor simte direcția și deschide o valvă situată pe partea corespunzătoare. Lichidul împinge axul casetei de direcție în sensul indicat de valvă. La virarea volanului în direcția opusă se închide valva dreaptă și se deschide cea din stânga, ceea ce împinge axul casetei în direcția opusă.

La aceste componente de bază s-au adăugat, de-a lungul timpului și altele, care au crescut siguranța în trafic, cum ar fi servodirecția sensibilă la viteză. Acest sistem cunoscut sub numele de direcție asistată avea drept scop creșterea forței fizice necesare învârtirii volanului la viteze superioare. În caz contrar, la viteze foarte mari era suficientă aplicarea unei forțe mici asupra volanului, care ducea la o bracare puternică a roților și la posibilitatea apariției unui accident.

O altă adăugire care a dus la creșterea confortului a fost introducerea sistemului de redresare automată a volanului. După luarea unei curbe, acesta are tendința de a reveni la poziția inițială, fără niciun efort, datorită prezenței unui senzor care simte că nu se mai pune presiune pe volan și, astfel, reglează valvele din caseta de direcție, în așa fel încât coloana de direcție revine la poziția centrală.

#

2.3. Piesele componente ale sistemului de servodirecție

Dintre numeroasele tipuri de sisteme de servodirecție se evidențiază cea de tip hidraulic, care e, în prezent, cea mai folosită pe autovehicule din întreaga lume. Acest mecanism este format din următoarele piese:

  • Caseta de direcție;
  • Pompa de presiune înaltă;
  • Rezervorul de ulei;
  • Volanul cu ax;
  • Conductele de legătură;
  • Bieletele de direcție;
  • Capetele de bară.

La modelele moderne, servodirecția hidraulică a fost înlocuită cu cea electronică. Acest lucru a dus la eliminarea sistemului hidraulic și la simplificarea sistemului.

#

3. Tipuri de servodirecție folosite de-a lungul timpului

În cei 70 de ani în care sistemul servodirecției a fost montat pe automobilele de toate tipurile au fost folosite trei tipuri principale, care aveau toate aceeași menire, dar care se deosebesc prin fiabilitate, consum redus de combustibil, confort sporit și creșterea siguranței în trafic.

  • Servodirecția hidraulică funcționează cu ajutorul unei pompe de înaltă presiune alimentată direct de motor. Această pompă asigură prezența unui lichid hidraulic sub presiune în interiorul casetei de direcție. O problemă a sistemului era că mergea doar cu motorul pornit, fiind supus numeroaselor defecțiuni, ceea ce ducea foarte des la oprirea servodirecției;
  • Servodirecția electro-hidraulică a fost realizată prin modernizarea celei hidraulice, introducându-se un motor electric care asigura presiunea lichidului de direcție. Motorul poate fi montat pe coloana de direcție sau în interiorul casetei de direcție. Un senzor detectează forța aplicată asupra volanului și computerul hotărăște, în funcție de condiții, câtă forță trebuie adăugată de către motorul electric al sistemului. În acest mod, defecțiunile provocate de ruperea curelei care acționa pompa de presiune dispar;
  • Servodirecția electrică a fost implementată în ultimii ani cu scopul eliminării sistemului hidraulic din vechiul tip. Un senzor simte direcția în care este învârtit axul volanului și pune în mișcare un motor electric, care mișcă axul coloanei de direcție în sensul corect. Acest sistem, cunoscut și sub numele de EPS, are ca avantaj scăderea consumului, eliminarea unor piese voluminoase, cum ar fi rezervorul lichidului hidraulic și pompa de înaltă presiune. În plus, sistemul permite introducerea unor tehnologii moderne, ca de exemplu parcarea automată, schimbarea benzii de rulare sau conducerea automată a mașinii, fără intervenția umană.

#

4. Defecțiuni ale sistemului de servodirecție

Sistemul de servodirecție este, în general, o parte robustă a automobilului, defecțiunile apărând destul de rar, mai ales în cazul automobilelor relativ noi. După un număr mare de kilometri apar uzuri ale pieselor ce compun sistemul și care se pot transforma, dacă nu sunt îndepărtate, în defecțiuni, unele dintre ele periculoase.

Întreținerea se face, de regulă, de către mecanic, în timpul reviziilor periodice, prin verificarea nivelului de lichid hidraulic, existenței unor scurgeri pe traseul conductelor de tur și retur al acestui lichid, prin controlarea jocului volanului și verificarea jocului din articulații. Șoferii trebuie să știe să recunoască semnele unor defecțiuni ale servodirecției. Acestea au simptome clare, care pot să identifice cu precizie o problemă:

  • Învârtirea volanului se face mai greu ca de obicei, mai ales la viteze mici sau la staționare, atunci când frecările dintre articulații sau a celor din casetă de direcție se fac impropriu, din cauza gresării insuficiente sau a montajului incorect. O altă cauză este pătrunderea prafului în caseta de direcție în urma deteriorării suprafețelor de protecție ale acesteia;
  • La rotirea volanului se aude un scârțâit cauzat de defecțiuni ale îmbinării între coloana de direcție și caseta de direcție;
  • Lichidul hidraulic se scurge pe la îmbinări;
  • Scade nivelul lichidului servo din rezervorul acestuia. Acest simptom poate avea drept cauză fixarea defectuoasă a capacului sau lipsa lui, defectarea garniturilor de etanșare a diferitelor piese;
  • Direcția trage în stânga sau în dreapta din cauza supapelor de comandă uzate;
  • Roțile oscilează fără a mișca volanul din cauza prezenței aerului în instalația sistemului de servodirecție;
  • Trepidațiile foarte puternice ale automobilului după depășirea vitezei de 30 km/h pot avea loc pentru că bara de torsiune a servodirecției este ruptă;
  • Zgomotele puternice din direcția pompei de presiune arată că este uzată și că, în cele mai dese cazuri, trebuie schimbată în întregime.

Aceste simptome nu trebuie să fie neglijate pentru că pot provoca distrugeri costisitoare. Este adevărat că un automobil poate funcționa și în cazul în care servodirecția este defectă, atunci când se merge fără ulei sau dacă pompa este defectă. Învârtirea volanului se va face cu mare dificultate, de aceea, la apariția oricăror simptome este recomandată vizita la mecanic cât mai rapid. Defecțiunile acestui sistem apar în urma uzurii în timp a pieselor, dar și din cauza defecțiunilor la pneuri sau a gresării insuficiente a diferitelor mecanisme ce formează sistemul.

Probleme pot apărea și în cazul servodirecției electronice, dar acestea sunt mai rare, fiindcă numărul pieselor este mai mic, mai ales pompa de presiune și traseele lichidului hidraulic fiind piese care se pot defecta. De regulă, în cazul acestui tip de servodirecție problemele sunt electrice sau de computer.

Viitorul direcției asistate depinde de rezultatul luptei dintre modelul hidraulic și cel electromecanic. Majoritatea automobilelor au fost dotate în trecut cu modelul hidraulic pentru că, deși era mai complex și ducea la creșterea consumului de combustibil, transmitea mai bine modul în care roțile intrau în contact cu calea de rulare. Primele modele de servodirecție electromecanică nu reușeau să transmită această senzație într-un mod corect și mulți șoferi nu aveau încredere în mecanism, considerându-l chiar periculos pentru că, uneori, nu simțeau în volan alunecarea roților.

Acest lucru nu mai este valabil în prezent datorită faptului că inginerii au inventat o serie de mecanisme ce au permis crearea senzației de pe sistemele hidraulice. Mai mult de atât, computerele de ultimă generație, care sunt montate pe automobilele moderne reușesc să facă servodirecția intuitivă și foarte performantă.

În viitorul nu prea îndepărtat se întrevede o schimbare importantă în domeniul servodirecției prin introducerea așa-zisului sistem Fly - by - wire, în care între volan și caseta de direcție nu mai există nicio legătură fizică. Computerele și diferiți senzori vor transmite în mod electric mișcările volanului ce vor fi reproduse cu exactitate prin intermediul unor motorașe.

Această schimbare va fi cu atât mai importantă, cu cât va permite realizarea unor mașini care se conduc singure, fără a fi necesară intervenția unui om sau chiar fără prezența vreunui șofer în autovehicul. Viitorul servodirecției este cel electric, chiar dacă mulți producători auto nu au îmbrățișat acest sistem.

În concluzie, servodirecția automobilelor are o istorie îndelungată, de la simpla idee până la sistemele moderne de azi trebuind să treacă mai bine de 100 de ani. Cu toate inovațiile adăugate de-a lungul timpului, principiile de funcționare ale acestui sistem nu s-au schimbat foarte mult în timp, ci doar modalitatea de realizare a forței care acționează sistemul.

Surse foto: Pinterest.com; Shutterstock.com

Adaugat in: Sfaturi auto