Bomba de dirección asistida: diseño, tipos, principio de funcionamiento.
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La dirección asistida continúa ocupando firmemente su lugar en varias categorías de vehículos y modelos individuales de turismos. Su nodo clave es la bomba, que convierte la potencia del motor en la presión ejecutiva del fluido de trabajo. El diseño está bien establecido y probado, lo que nos permite considerarlo en detalle en el caso general.
Tareas realizadas y aplicación.
Por su naturaleza, la bomba hidráulica proporciona energía al actuador en forma de circulación del fluido de trabajo del sistema - aceite especial, a alta presión. El trabajo realizado está determinado por la magnitud de esta presión y el caudal. Por lo tanto, el rotor de la bomba debe girar lo suficientemente rápido, mientras mueve volúmenes significativos por unidad de tiempo.
La falla de la bomba no debe provocar el cese de la dirección, las ruedas aún se pueden girar, pero la fuerza en el volante aumentará dramáticamente, lo que puede sorprender al conductor. De ahí los altos requisitos de fiabilidad y durabilidad, que se cumplen gracias a un diseño probado, el método de inyección elegido y las buenas propiedades lubricantes del fluido de trabajo.
Opciones de ejecución
No hay tantas variedades de bombas hidráulicas, como resultado de la evolución, solo quedaron los tipos de placas y engranajes. Se utiliza predominantemente el primero. Rara vez se proporciona un ajuste de presión, no hay una necesidad particular para esto, la presencia de una válvula reductora de presión limitadora es suficiente.
La dirección asistida clásica utiliza un accionamiento mecánico del rotor de la bomba desde la polea del cigüeñal del motor mediante una transmisión por correa. Solo los sistemas electrohidráulicos más avanzados utilizan un motor eléctrico, lo que brinda ventajas en la precisión del control, pero priva de la principal ventaja de la hidráulica: la amplificación de alta potencia.
El diseño de la bomba más común.
El mecanismo tipo paleta funciona moviendo líquido en pequeños volúmenes con su disminución en el proceso de girar el rotor y exprimir aceite en la tubería de salida. La bomba consta de las siguientes partes:
- polea de transmisión en el eje del rotor;
- rotor con álabes laminares en ranuras a lo largo de la circunferencia;
- cojinetes y sellos de caja de empaque del eje en la carcasa;
- estator con cavidades elípticas en el volumen de la carcasa;
- válvula restrictiva reguladora;
- carcasa con soportes de motor.
Por lo general, el rotor sirve a dos cavidades de trabajo, lo que aumenta la productividad y mantiene un diseño compacto. Ambos son absolutamente idénticos y están ubicados diametralmente opuestos con respecto al eje de rotación.
El orden de trabajo y la interacción de los componentes.
Una correa trapezoidal o una correa de transmisión acanalada hace girar la polea del eje del rotor. El rotor plantado en él está equipado con ranuras en las que las placas de metal se mueven libremente. Por la acción de las fuerzas centrífugas, se presionan constantemente contra la superficie interior elíptica de la cavidad del estator.
El líquido ingresa a las cavidades entre las placas, luego de lo cual se mueve hacia la salida, donde es desplazado debido al volumen variable de las cavidades. Corriendo sobre las paredes curvas del estator, las palas se empotran en el rotor, luego de lo cual se vuelven a adelantar, tomando las siguientes porciones de líquido.
Debido a la alta velocidad de rotación, la bomba tiene un rendimiento suficiente, mientras que desarrolla una presión de aproximadamente 100 bar cuando funciona "parado".
El modo de presión de callejón sin salida existiría a altas velocidades del motor y las ruedas girarían por completo, cuando el pistón del cilindro esclavo ya no podría moverse más. Pero en estos casos, se activa una válvula restrictiva con resorte, que se abre y comienza el reflujo de fluido, evitando que la presión aumente en exceso.
Los modos de la bomba están diseñados de tal manera que puede entregar su máxima presión a una velocidad de rotación mínima. Esto es necesario cuando se maniobra casi al ralentí, pero con la dirección más suave. A pesar de mucha resistencia en el caso de girar las ruedas direccionales en el acto. Todo el mundo sabe lo pesado que es el volante sin potencia en este caso. Resulta que la bomba puede cargarse completamente a la velocidad mínima del rotor y, después de un aumento de la velocidad, simplemente descarga parte del líquido en la dirección opuesta a través de la válvula de control.
A pesar de que tales modos de operación con exceso de rendimiento son regulares y proporcionados, la operación de la dirección asistida con las ruedas completamente giradas a corta distancia es muy indeseable. La razón de esto es el sobrecalentamiento del fluido de trabajo, por lo que pierde sus propiedades. Existe la amenaza de un mayor desgaste e incluso averías de la bomba.
Fiabilidad, averías y reparaciones
Las bombas de dirección asistida son altamente confiables y no pertenecen a los consumibles. Pero tampoco son eternos. Las fallas aparecen en forma de un mayor esfuerzo en el volante, especialmente durante la rotación rápida, cuando la bomba claramente no da el rendimiento requerido. Hay vibraciones y un fuerte zumbido que desaparece después de quitar la correa de transmisión.
La reparación de la bomba es teóricamente posible, pero por lo general simplemente se reemplaza con una original o una pieza de repuesto del mercado de accesorios. También hay mercado de unidades remanufacturadas en fábrica, son mucho más económicas, pero tienen casi la misma confiabilidad.
