Bomba de direção hidráulica - design, tipos, princípio de operação
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A direção assistida continua a ocupar firmemente seu lugar em várias categorias de veículos e modelos individuais de carros de passeio. Seu nó chave é a bomba, que converte a potência do motor na pressão executiva do fluido de trabalho. O design está bem estabelecido e comprovado, o que nos permite considerá-lo detalhadamente no caso geral.
Tarefas executadas e aplicação
Por sua natureza, a bomba hidráulica fornece energia ao atuador na forma de circulação do fluido de trabalho do sistema - óleo especial, sob alta pressão. O trabalho realizado é determinado pela magnitude dessa pressão e pela vazão. Portanto, o rotor da bomba deve girar rápido o suficiente, enquanto move volumes significativos por unidade de tempo.
A falha da bomba não deve levar à interrupção da direção, as rodas ainda podem ser giradas, mas a força no volante aumentará drasticamente, o que pode ser uma surpresa para o motorista. Daí os altos requisitos de confiabilidade e durabilidade, que são atendidos graças a um design comprovado, o método de injeção escolhido e as boas propriedades lubrificantes do fluido de trabalho.
Opções de execução
Não existem tantas variedades de bombas hidráulicas; como resultado da evolução, apenas os tipos de placa e engrenagem permaneceram. A primeira é predominantemente utilizada. O ajuste de pressão raramente é fornecido, não há necessidade especial para isso, a presença de uma válvula redutora de pressão limitadora é suficiente.
Na direção assistida clássica, um acionamento mecânico do rotor da bomba é usado a partir da polia do virabrequim do motor usando um acionamento por correia. Apenas sistemas eletro-hidráulicos mais avançados usam um acionamento por motor elétrico, o que oferece vantagens na precisão do controle, mas priva a principal vantagem da hidráulica - amplificação de alta potência.
O design da bomba mais comum
O mecanismo tipo palheta funciona movendo o líquido em pequenos volumes com sua diminuição no processo de girar o rotor e espremer o óleo na tubulação de saída. A bomba é composta pelas seguintes partes:
- polia de acionamento no eixo do rotor;
- rotor com lâminas lamelares em ranhuras ao longo da circunferência;
- rolamentos e gaxetas do eixo na carcaça;
- estator com cavidades elípticas no volume da carcaça;
- válvula restritiva reguladora;
- carcaça com suportes de motor.
Normalmente, o rotor atende a duas cavidades de trabalho, o que aumenta a produtividade, mantendo um design compacto. Ambos são absolutamente idênticos e estão localizados diametralmente opostos em relação ao eixo de rotação.
A ordem do trabalho e a interação dos componentes
Uma correia em V ou correia de transmissão multi-nervuras gira a polia do eixo do rotor. O rotor plantado nele está equipado com ranhuras nas quais as placas de metal se movem livremente. Pela ação das forças centrífugas, eles são constantemente pressionados contra a superfície interna elíptica da cavidade do estator.
O líquido entra nas cavidades entre as placas, após o que se move em direção à saída, onde é deslocado devido ao volume variável das cavidades. Percorrendo as paredes curvas do estator, as pás são embutidas no rotor, após o que são colocadas novamente para frente, levando as próximas porções do líquido.
Devido à alta velocidade de rotação, a bomba tem desempenho suficiente, enquanto desenvolve uma pressão de cerca de 100 bar quando trabalha "parada".
O modo de pressão sem saída existiria em altas rotações do motor e as rodas giravam completamente, quando o pistão do cilindro escravo não podia mais se mover. Mas nesses casos, uma válvula restritiva acionada por mola é acionada, que abre e inicia o refluxo do fluido, evitando que a pressão aumente excessivamente.
Os modos de bomba são projetados de tal forma que podem fornecer sua pressão máxima a uma velocidade de rotação mínima. Isso é necessário ao manobrar com velocidade quase ociosa, mas com a direção mais leve. Apesar de muita resistência no caso de girar as rodas direccionais no local. Todo mundo sabe o quão pesado é o volante sem energia neste caso. Acontece que a bomba pode ser totalmente carregada na velocidade mínima do rotor e, após um aumento na velocidade, ela simplesmente despeja parte do líquido na direção oposta através da válvula de controle.
Apesar do fato de que tais modos de operação com excesso de desempenho são regulares e fornecidos, a operação da direção hidráulica com as rodas completamente viradas para perto é muito indesejável. A razão para isso é o superaquecimento do fluido de trabalho, devido ao qual perde suas propriedades. Existe uma ameaça de aumento do desgaste e até mesmo avarias da bomba.
Confiabilidade, falhas e reparos
As bombas de direção hidráulica são altamente confiáveis e não pertencem aos consumíveis. Mas também não são eternos. As avarias aparecem na forma de maior esforço no volante, especialmente durante a rotação rápida, quando a bomba claramente não fornece o desempenho necessário. Há vibrações e um zumbido alto que desaparece após a remoção da correia de transmissão.
O reparo da bomba é teoricamente possível, mas geralmente é simplesmente substituído por um original ou uma peça de reposição de um mercado de reposição. Há também um mercado para unidades remanufaturadas na fábrica, são muito mais baratas, mas têm quase a mesma confiabilidade.
