Szervokormány

banki.hu

Szervokormány

A szervokormányokkal szemben támasztottkövetelmények:Gyakorlatilag a hidraulikusszervók terjedtek el, azutóbbi évtizedekbenazonban megjelentek, srohamosan terjednek azelektronikus vezérlésű,villamos motorralműködtetett szerkezetek.• a jármű akkor is kormányozható legyen (kézi erővel), ha meghibásodás miatt aszervo nem működik (egészen nagy - 20...100 tonnás - járművek esetén ettőleltekintenek, ezeket ugyanis puszta kézierővel úgysem lehet kormányozni);• - ne legyen észrevehető holtjátéka, és ne legyen időkésedelme;• - ne legyen önzáró, de a kerekekre ható ütéseket nagyon letompítva közvetítse akormánykerék felé;• - álló járműben is működjön;• - egyenes haladáskor ne segítsen, hogy a vezető "érezze" a kormányt;• - kormányzáskor fejtsen ki a kormánykerékre a kikormányzottság mértékévelarányosan növekvő, de természetesen mérsékelt nagyságú reakció-nyomatékot,szintén azért, hogy a vezető "érezze" a kormányt.


Az elektromos szervokormány előnyei:• csak a tényleges kormányzási művelet idején igényelenergiabevitelt• a rásegítő erő (nyomaték) pontos adagolhatóságátteszi lehetővé• kisebb beépítési térfogat és tömeg• a jármű összeszerelési ideje és ezzel költségecsökken• a karbantartási költségek csökkennek• nincs hidraulika-folyadék• a jármű többi elektronikus rendszerével képes együttdolgozni


Az elektromos szervokormányhátrányai:• Az elektromos szervokormány legnagyobbhátrányaként a gyártási költség említhető, de eza hátrány a sorozatgyártás növekedésévelmérséklődött.


Az elektromos szervokormány felépítése:


A rendszerrel szemben támasztott tkövetelményekAz elektromos szervokormánnyalszemben támasztott követelményeket akövetkező csoportokba foglalhatjuk:• szoftver• hardver• kormányzási érzés


SzoftverA szabályozó elektronika szoftverét érintőkövetelmények kiterjednek a program felépítésére,sebességére, memóriaigényére, processzorigényéreés a szoftver tudására. A mai rendszerek általábanmár a következő funkciókat tudják ellátni:- rásegítő nyomaték számítás,- visszatérítő nyomaték számítás,- csillapító nyomaték számítás,- nyomaték leszabályozás a véghelyzetnél.A fent említett számított paramétereken kívül, aprogramnak rendelkeznie kell ún. SafetyManagement-el, amely az esetleges meghibásodásokfigyelésére, a rendszer biztonságos működésénekbiztosítására szolgál.


HardverA hardvert érintő követelmények igen sokrétűek, mivel akörnyezeti feltételektől kezdve, egészen a kibocsátott zajig igensokféle előírásnak kell megfelelnie.A környezeti hatások közül a legfontosabbak:-hőmérséklet- nedvesség- elektromágneses tér-rezgések.A villamos motornak elegendő nyomatékot kell kifejtenie ajármű kormányzásához, annak ellenére, hogyenergiafogyasztása és maximális áramfelvétele a gyártók általszintén limitált.A szervomotor által kibocsátott zaj minimalizálása igen fontoskövetelmény, függetlenül attól, hogy a motort hová építik be akormányrendszeren.


VezetésiérzésA vezetési érzés vonatkozásában a legszigorúbbak akövetelmények.A személygépkocsi-gyártók arra törekednek, hogy azelektromos rásegítést “ne lehessen észrevenni”.Ez azt jelenti, hogy a hidraulikus rendszerhez hasonlókarakterisztikájú kormányzást kell megvalósítani, anyomatékkifejtés, a nyomatékkifejtés egyenletessége,a visszatérítő nyomaték és a lengésekvonatkozásában.


Szervomotor elhelyezése• Az elsődleges szempont, hogy hol van elegendő hely abeépítéshez.• fontos szempont, hogy a szervomotor után a rendszer kellőenmerev és holtjátékoktól mentes legyen.• A beépítés helyét befolyásolja még, hogy a motort milyenburkolattal, védelemmel kell ellátni.


Szervomotor felépítéseA kormányrendszerben való alkalmazás szempontjábóla legkedvezőbb tulajdonságokkal az egyenáramú,kefe nélküli villamos motor rendelkezik.Kedvező nyomatéki karakterisztikája és kis karbantartásiigénye miatt jól megfelel az elvárásoknak.A motor kormányzás szempontjából legfontosabbtulajdonságai:• a gyors reagálási képesség,• kis súrlódás,• kis tehetetlenség• egyenletes nyomatékkifejtés.


Hajtómű felépítéseA hajtómű megválasztásánál az első lépés az áttételnagyságának meghatározása és a hajtómű típusánakkiválasztása.A hajtómű kormányzásra gyakorolt hatásaszempontjából a legfontosabb:a kis súrlódása holtjáték mentesség,a hosszú élettartam.


A jeladók k kialakítása• Az elektromos szervokormány működése szempontjából csak avezető nyomatékát mérő nyomatékjeladó megléte alapvetőkövetelmény ha feltételezzük, hogy a jármű sebességénekmérése adott.A nyomatékjeladó megtervezésénél, kiválasztásánál alegfontosabb szempont a jeladó mérési határa és pontossága.


Elektronikus vezérlrlőegység g (ECU)Az elektromos szervokormány elektronikusvezérlőegységének feladata a villanymotoráramellátása, kommutációjának szabályozása(teljesítmény-elektronika), valamint a rendszerfunkcionális működésének biztosítása.Ezt ma már csak egy mikrokontrolleralkalmazásával oldják meg, amely a rendszerteljes számításigényét kielégíti.


SzoftverA rendszert irányító szoftver általában két részből áll.• Az egyik feladata a villamos motor áramellátásánakszabályozása (áramszabályozás és a kommutáció vezérlése),• a másik a rendszer funkcionális működését teszi lehetővé, és abiztonsági funkciókat végzi.


Diagnosztika, kommunikácicióMint minden elektronikus járműrendszernek, úgy azelektromos szervokormánynak is lehetőséget kellbiztosítania a diagnosztikára. Ezen belül:• a beállításokra,• a hibakódok kiolvasására• a szükséges mérések elvégzésére.A diagnosztikai műszer és a vezérlő elektronika között akapcsolatot a CAN busz (Controller Area Network)teremti meg, ami a jármű-elektronikák adatcseréjéhezkifejlesztett soros kommunikációs rendszer.


Vezetőasszisztensasszisztens-funkciókMindenképpen említést érdemel a következő kétfunkció: a „lane-keeping” (nyomvonal-tartás) és afélautomata parkolás.Amennyiben a jármű –a vezető figyelmetlenségefolytán – letér a nyomvonalról, a „lane-keeping”funkció apró, lökésszerű kormánymozgásokkalfigyelmezteti a vezetőt, aki a megfelelő mozdulattalvisszavezetheti az autót a kívánt pályára.A jelenleg használatos parkolási rendszerek lemérika parkolási távolságot, majd hang- ésfényjelzésekkel segítik a vezetőt. A jövőben azelektromos szervokormányművet közvetlenül aparkolássegítő rendszer fogja vezérelni.


Aktív v kormányznyzásA komfortosabb vezetés és az aktív biztonság érdekében, a ZFLenksysteme, a BMW-vel szorosan együttműködve,kifejlesztette az aktuális utazási körülmények függvényébenfolyamatosan változó áttételi aránnyal működő aktívkormányrendszert.Használatával élvezetessé válik a vezetés a kanyargós utakon,ugyanakkor városi forgalomban csökken a vezető karjának,illetve idegrendszerének terhelése és növeli az aktívbiztonságot is.Amennyiben egy autó elkezd megperdülni az úton, azelektronikus stabilizáló program a megfelelő kerekekfékezésével állítja helyre a menetstabilitást. Sokkal logikusabb,ha a kormányrendszert használjuk erre a célra. Pontosan ezaz, amit az ESP és az aktív kormányrendszer kombinálásávallétrehozott új funkció végez.


Elektro - hidraulikusszervokormány ellenőrzésebeépített állapotban


Szervo‐rendszerek rendszerek gyakori hibái és s okaikHibajelenség Valószinűsíthető oka Javasolt elhárításZajos szervorendszer Tömítetlenség Porvédők ellenőrzéseKevés szervoolaj Tömítetlenség Ellenőrzés és utántöltésÉkszíjzajÉkszíj vagy feszítő görgők állapota nemmegfelelőKormány megszorul Kardáncsukló hiba CsereÉkszíj csereNincs szervohatás Elszakadt ékszíj / szervoszivattyú kopása Ékszíj csereSzervohatás csak egy iránybanműködikKormánymű öntvényház / vezérlő tengelygyűrűinek kopásaKormánymű csereKormánykerék beremeg Nyomóági nagynyomású vezeték hibás /szervoszivattyú „kagylós” kopásaSzervoszivattyú cseréjeKormánymű középső állásbanjobbra‐balra magátólmozogFogasléc középső részének ésorsótengelyének kopásaMenet közben kopogó hang Kanyarstabilizátor szélső gömbfejei /középső szilentjei okozzákElégtelen kenőanyagmennyiség okozta,csereFutómű probléma


1.8. Teljes rásegítés kézi nyomatékszükségletének méréseElektro ‐ hidraulikus szervokormány ellenőrzése beépítettállapotban:1.1. Mechanikus kormányholtjáték mérése1.2. Könnyűjárás mérése1.3. A kormánykerék teljes körülfordulásainak számlálása1.4. Szivárgásmentesség megállapítása1.5. Hidraulikus vezérlési holtjáték mérése1.6. Teljes kivezérlési szögelfordulás mérése1.7. Kezdeti rásegítés kézi nyomatékszükségletének mérése


1.9. Teljes kivezérlésnél mérhető kormánytengely‐nyomatékmérése1.10. Vezérlési késedelem mérése1.11. Résolajveszteség mérése teljes kivezérlésnél1.12. Végállás határoló lefúvószelepek működésénekellenőrzése1.13. Hidraulika olaj hőmérsékletének mérése1.14. Zajosság (morgás) ellenőrzése1.15. Önzárás‐mentesség vizsgálata1.16. Önvezérlő‐mentesség ellenőrzése


1. A mechanikus holtjáték:a mechanikus kormányművek azegyes elmozduló elemek közötti hézagból adódó kormányszögelfordulási lehetőség rögzített pittmann-tengely mellett. Akormány holtjáték nagysága az elemek illeszkedésétől és akormánykeréken alkalmazott nyomatéktól függ.Személygépkocsik kormányánál 15-30° 5 Nm kézi nyomatékmellett.A szervó kormányok mechanikus holtjátéka 6°-nál nem lehetnagyobb. A paraméter méréséhez kézi nyomatékmérő,szögtárcsa és szög jeladó szükséges.2. „Könnyűjárás” mérés s : a függetlenített kormánygépet akormánykerékkel szélső helyzettől szélső helyzetig elforgatjukmegközelítőleg 0,5 1/sec szögsebességgel) az alkalmazottkézinyomaték nem haladhatja meg a 7 Nm értéket. Améréshez kormány nyomatékmérőt kell használni.3. Kormánykernykerék k körüljkljárásának száma:A kormánykerékteljes körülfordulásainak megszámolása, szokásos értéke 3 -6körülfordulás között lehet, de a korszerű járműveknél ez azérték már 1,7 – 2,5 körül van.


4. Szivárgrgásmentesség:megállapításához a kormánytengelyt rögzítjük aszivattyút működésbe hozzuk (a motort beindítjuk és az előírtfordulatszámra állítjuk 1000-1500 ford/min. A kormánykereket jobbraelforgatjuk a maximális kivezérlő nyomatékkal és 30 másodpercig ígytartjuk. Szemrevételezéssel ellenőrizzük, hogy olajfolyás, szivárgás,csepegés nem keletkezett-e? A mérést balra forgatva megismételjük. Amérést 1 perces szünetet tartva háromszor újra el kell végezni. (Avizsgálat végén az olaj hőfoka 80ºC lehet!) A méréshez kormánynyomatékmérőszükséges.5. Hidraulikus vezérlrlési holtjáték k mérésénekmcélja annak mégállapítása,hogy a kormány tengelyen keletkező hidraulikus rásegítés mekkorakormánykerék szögelfordulásnál lép fel.Mérését a következőképpen végezzük:-működő szivattyú mellett a kormánykereket lassan jobbra forgatjuk, míg ahidraulikus rásegítés megindulását nem észleljük (a rásegítés kezdetét anagy nyomású körbe épített nyomás jeladó észleli és a kör 0,1 MPa nyomásváltozására jelez)A mérést megismételjük balra is.A méréshez szükséges műszer: kormánykerék szög-jeladó és nyomásjeladóa nagy nyomású térbe csatlakoztatva.6. Teljes kivezérlrlési szögelfordulgelfordulás:_ s:_alatt azt a kormánykerékszögelfordulást értjük, ami biztosítja a teljes hidraulikus rásegítést.Ennek értéke max. 25° lehet. A méréshez szükséges: kézi nyomatékmérőés a nagy nyomású körbe szerelt nyomás-jeladó.


7. Rásegítés s kezdeti kézinyomatkzinyomaték-érték k :alatt:azt a kormánykeréknyomatékiértéket értjük, amelynél éppen megindul a hidraulikusrásegítés (a vezérlőszelep nyitáspillanata) A méréshezkormánykerék-nyomatékmérő és a nagy nyomású körbe építettnyomásjeladó szükséges.8. Teljes rásegrsegítés kézinyomaték szükskséglete:alatt értjük azt akézinyomaték-értéket, amelynél kialakul a teljes rásegítés (teljeskivezérlési állapot).Ennek maximális megengedett kézinyomaték-értéke 50 Nm lehet. Améréshez szükséges kormánynyomaték-mérő ás kormánytengelynyomatékát mérő jeladó.9. Teljes kivezérlrlésnél l mérhetmrhető kormánytengely nyomatéka:alatt ateljes rásegítésnél kialakuló kormánytengely nyomatékot értjük.Mérése az előző (8. pont) méréssel azonos, de a kézinyomatéknagyságát a teljes rásegítésig fokozzuk. (J6l működő és jól beállítottkormánynál a két érték megegyezik.) Méréséhez a 8. pontban leírtműszerek szükségesek.10. Vezérlrlési késedelem:kalatt azt az időintervallumot értjük, amelyahhoz szükséges, hogy a vezérlőrendszer elmozdítását követően akormánytengelyen az elmozdulással arányos nyomaték jelentkezik.11. Vezérlrlőelemek elemek tapadásának:részletes ismertetését lásd. avezérlési jelleggörbe tárgyalásánál.


12. Résolajveszteség teljes kivezérlrlésnél l : az azolajmennyiség, ami a rendszer tömítetlerisége miatt avezérlőszelepek teljes lezárása mellett is átfolyik. A mérési adatjellemző a szervókormánygép tömítő elemeinek kopottságára(munkadugattyú-henger, vezérlőtolattyú-henger stb.).A mérés menete: a kormánykereket a teljes kivezérléshezszükséges kézinyomaték értékkel jobbra forgatjuk 5 másodperceltelte után mérjük a visszafolyó ágban az olaj mennyiségét. Amérést balra megismételjük.Általánosan megengedett értéke a szivattyú által szállítottolajmennyiség 15% (kb. 1-2 dm 3 /min.).A méréshez kormánykerék nyomatékmérő, és a visszafolyóágba bekötött résolajmennyiség-mérő szükséges.13. Végálláshatároló lefúvószelepekszelepek: működése akkor helyes,ha a kormánygép szélső állásában maximális kivezérlésikormánykerék-nyomaték mellett a szivattyú nyomása nememelkedik a maximális nyomásérték 10%-a fölé.A mérést mindkét szélső helyzetben el kell végezni.A méréshez szükséges: a kormánykerék-nyomatékmérő, és anagy nyomású rendszerbe csatlakozó nyomásjeladó.


14. A hidraulika olaj hőfoka: h foka: a visszafolyó ágbanmérve 40-60 °C között lehet.Méréséhez szükséges: a visszafolyó ágba építetthőmérséklet jeladó.15. Zajosság „(morgás)s)”: a szervókormány gépekbenbizonyos kritikus nyomásviszonyok mellett(részterhelésnél) hidraulikus lengés keletkezik. Arezgésszám kormánytípusoktól függően változó (100-200 Hz). A rezgés a kormányzást nem zavarja.16. Önzárásmentesség: általános követelmény akormánygépeknél.17. Önvezérlőmentesség: alatt értjük azt, ha aszabadon hagyott kormánymű, működő olaj szivattyúmellett megmarad eredeti helyzetében.


A szervokormány-vizsgálat végrehajtásaSZERVOTESZTER®, mérőberendezéssel• 1 hidraulikuscsatlakozó;• 2 gyűjtődoboz;• 3 mérőkormány;• 4 elektronikusvezérlőegység;• 5 állítható rudazat;• 6 mérővezeték;• 7 mérővezeték;• 8 csatlakozókábel;• 9 csatlakozókábel


A SZERVOTESZTER használataA mérések vezérlése a mérőkormány, ahidraulikus csatlakozó egység, valamint azelektronikus vezérlőberendezéssel történik.A mérési eredményekről mellékelt számítógépesprogram segítségével jegyzőkönyvdokumentum készíthető.Az 1 hidraulikus csatlakozó berendezés biztosítjaa szervokormány hidraulika rendszerébetörténő csatlakozást, lehetővé teszi a rendszerelzárását a szivattyú diagnosztikájához,biztosítja a mérővezeték bonthatócsatlakoztatását.A mérőkormányt az állítható rögzítő küllőkkel ajármű kormánykerekére lehet felfogni. Amérőkormány központi lapját az állíthatórudazattal és a tapadókoronggal lehet aszélvédő belsejéhez rögzíteni.A nyomatékmérő jeladó vezetékeforgócsatlakozóval illeszkedik a mérőkormányközepéhez. A szögelfordulás jeleket továbbítóvezeték az állítható rudazat mentén van


Statikus vezérlrlési jelleggörbefelvételeés értelmezése„pillangó”diagramForrás: Műszaki Könyvkiadó0-a-b – Kikormányzásrajellemző szakaszb-c-d-0 – Visszakormányzásrajellemző szakasz0-a – Mechanikus tartományα k – Mechanikus szakasz áttételijellemzőjeα sk – Szervohatással erősítettmechanikus áttétel jellemzőjeα sv – Kormánytengelykormánykerékre visszahatóáttételének jellemzőjeb – A szervokormánygépnévleges vezérlő és kimenőnyomatékab’-c’ – Visszaállási készségjellemzője


Statikus vezérlési jelleggörbeForrás: Műszaki Könyvkiadó


A vezérlrlési karakterisztika kiértrtékeléseAZ ábrán jelöltük egy jól működő szervókormánygép vezérlésikarakterisztikáját (a zavaró rezgések elhagyásával). Ajelleggörbe 0 - a szakasza a mechanikus kormányzási szakasztmutatja, helyes értéke általában 0-10 Nm.Az a-b szakasz a hidraulikus rásegítéssel együtt akormánytengelyen megjelenő nyomatékértéket mutatja, ahol ab pontban a maximális kivezérlésnél mérhető kormány tengelynyomaték olvasható le (általában 35—55 Nm kézinyomatéknálkell, hogy kialakuljon).A b-c szakasz a szeróvkormánygép “tapadási” jellemzője, ami aterhelés alatti mechanikus szerkezetek súrlódás adódik.Nagysága a felületek minőségének romlásával (berepedés,kopás) nő.A c-d-0 szakasz meredeksége a vezérlőszelepek nyitásátkövetően a munkatérből kifolyó Olaj áramlási ellenállását jelzi.


A jelleggörbe alapján megállapítható hibákForrás: Műszaki KönyvkiadóB – A szervokormánygépvezérlő elemei, illetve azazt vezérlő elemekszorulnakA –A rásegítéskezdeti értéke túlalacsonyC – Nem alakult ki a rásegítéshez szükséges maximálisolajnyomás, mert nagy a résolajveszteség, vagy a szivattyúhibás


Hidraulikus szervokormánymű karbantartásaHidraulika olaj feltöltése és a rendszer légtelenítéseForrás: Műszaki Könyvkiadó1 – Kormánygép avezérlőberendezéssel és amunkahengerrel (integrálisszervokormánymű)2 – Hidraulika olajszivattyú3 – Hidraulika olajtartály szűrővel


Szétszerelés utáni hibafelvételezés, javítási lehetőségekAz integrális kormánymű alkatrészeinek javítási lehetőségeForrás: MűszakiKönyvkiadó1 – Rotor 2 – Fedél3 – Csapágy 4 – Nyomáshatároló szelep5 – Torziós rúd 6 – Szelepanya7 – Orsó 8 – Dugattyú9 – Felső határolószelep 10 – Golyós menet11 – Ház 12 – Alsó határolószelep13 – Kormánykar


Szervokormánymű próbapadi ellenőrzéseA próbapad szerkezeti felépítése ‐ OSZVALD 41 – Műszer kijelzőegység2 – Mérő kormánykerék3 – Mérő kormánykerékelektromos vezetékcsatlakozása4 – Résolaj-mérő jeladó5 – Résolaj-mérő jeladóelektromos vezetékcsatlakozása6 – Nagynyomású jeladó7 – Integrális felépítésűszervokormánymű8 – Elektromos elosztó9 – Villamos vezetékcsatlakozás anagynyomású jeladóhoz10 – Visszafolyó olajvezeték11 – Nagynyomású olajvezetékForrás: Műszaki Könyvkiadó

More magazines by this user
Similar magazines