पावर स्टीयरिंग रैक के संचालन का सिद्धांत
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पावर स्टीयरिंग रैक के संचालन का सिद्धांत सिलेंडर पर पंप द्वारा उत्पन्न दबाव के अल्पकालिक प्रभाव पर आधारित है, जो रैक को सही दिशा में स्थानांतरित करता है, जिससे चालक को कार चलाने में मदद मिलती है। इसलिए, पावर स्टीयरिंग वाली कारें अधिक आरामदायक होती हैं, खासकर जब कम गति पर चलती हैं या कठिन परिस्थितियों में गाड़ी चलाती हैं, क्योंकि ऐसी रेल पहिया को मोड़ने के लिए आवश्यक अधिकांश भार उठाती है, और चालक सड़क से प्रतिक्रिया खोए बिना केवल उसे आदेश देता है।
यात्री कार उद्योग में स्टीयरिंग रैक ने अपनी तकनीकी विशेषताओं के कारण लंबे समय से अन्य प्रकार के समान उपकरणों की जगह ले ली है, जिसके बारे में हमने यहां बात की (स्टीयरिंग रैक कैसे काम करता है)। लेकिन, डिज़ाइन की सादगी के बावजूद, हाइड्रोलिक बूस्टर, यानी हाइड्रोलिक बूस्टर के साथ स्टीयरिंग रैक के संचालन का सिद्धांत अभी भी अधिकांश कार मालिकों के लिए समझ से बाहर है।
संचालन विकास - एक संक्षिप्त सिंहावलोकन
पहली कारों के आगमन के बाद से, स्टीयरिंग का आधार एक बड़े गियर अनुपात के साथ गियर रिड्यूसर बन गया है, जो वाहन के सामने के पहियों को विभिन्न तरीकों से घुमाता है। प्रारंभ में, यह एक स्तंभ था जिसमें नीचे से एक बिपोड जुड़ा हुआ था, इसलिए पूर्वाग्रह बल को स्टीयरिंग पोर में स्थानांतरित करने के लिए एक जटिल संरचना (ट्रेपेज़ॉइड) का उपयोग करना पड़ता था, जिससे सामने के पहिये बोल्ट से जुड़े होते थे। फिर एक रैक का आविष्कार किया गया, एक गियरबॉक्स भी, जिसने अतिरिक्त संरचनाओं के बिना टर्निंग बल को फ्रंट सस्पेंशन तक पहुंचाया, और जल्द ही इस प्रकार के स्टीयरिंग तंत्र ने हर जगह कॉलम को बदल दिया।
लेकिन इस उपकरण के संचालन के सिद्धांत से उत्पन्न मुख्य नुकसान को दूर नहीं किया जा सका। गियर अनुपात में वृद्धि से स्टीयरिंग व्हील, जिसे स्टीयरिंग व्हील या स्टीयरिंग व्हील भी कहा जाता है, को आसानी से मोड़ना संभव हो गया, लेकिन स्टीयरिंग पोर को सबसे दाईं ओर से सबसे बाईं ओर या इसके विपरीत स्थानांतरित करने के लिए अधिक घुमावों को मजबूर होना पड़ा। गियर अनुपात कम करने से स्टीयरिंग तेज हो गई, क्योंकि कार स्टीयरिंग व्हील के थोड़े से बदलाव पर भी अधिक दृढ़ता से प्रतिक्रिया करती थी, लेकिन ऐसी कार चलाने के लिए बहुत अधिक शारीरिक शक्ति और सहनशक्ति की आवश्यकता होती थी।
इस समस्या को हल करने का प्रयास बीसवीं शताब्दी की शुरुआत से ही किया गया है, और उनमें से कुछ हाइड्रोलिक्स से संबंधित थे। "हाइड्रोलिक्स" शब्द स्वयं लैटिन शब्द हाइड्रो (हाइड्रो) से आया है, जिसका अर्थ पानी या किसी प्रकार का तरल पदार्थ है जो अपनी तरलता में पानी के बराबर है। हालाँकि, पिछली सदी के 50 के दशक की शुरुआत तक, सब कुछ प्रायोगिक नमूनों तक ही सीमित था जिन्हें बड़े पैमाने पर उत्पादन में नहीं डाला जा सकता था। सफलता 1951 में मिली, जब क्रिसलर ने पहला बड़े पैमाने पर उत्पादित पावर स्टीयरिंग (जीयूआर) पेश किया जो स्टीयरिंग कॉलम के साथ मिलकर काम करता था। तब से, हाइड्रोलिक स्टीयरिंग रैक या कॉलम के संचालन का सामान्य सिद्धांत अपरिवर्तित रहा है।
पहले पावर स्टीयरिंग में गंभीर कमियाँ थीं, यह:
- इंजन पर भारी भार;
- स्टीयरिंग व्हील को केवल मध्यम या उच्च गति पर मजबूत किया गया;
- उच्च इंजन गति पर, इसने अतिरिक्त दबाव (दबाव) बनाया और चालक का सड़क से संपर्क टूट गया।
इसलिए, सामान्य रूप से काम करने वाला हाइड्रोलिक बूस्टर केवल XXI के मोड़ पर दिखाई दिया, जब रेक पहले से ही मुख्य स्टीयरिंग तंत्र बन गया था।
हाइड्रोलिक बूस्टर कैसे काम करता है
हाइड्रोलिक स्टीयरिंग रैक के संचालन के सिद्धांत को समझने के लिए, इसमें शामिल तत्वों और उनके द्वारा किए जाने वाले कार्यों पर विचार करना आवश्यक है:
- पंप;
- दाब को कम करने वाला वाल्व;
- विस्तार टैंक और फिल्टर;
- सिलेंडर (हाइड्रोलिक सिलेंडर);
- वितरक.
प्रत्येक तत्व हाइड्रोलिक बूस्टर का हिस्सा है, इसलिए, पावर स्टीयरिंग का सही संचालन तभी संभव है जब सभी घटक स्पष्ट रूप से अपना कार्य करते हैं। यह वीडियो ऐसी प्रणाली के संचालन का सामान्य सिद्धांत दिखाता है।
पंप
इस तंत्र का कार्य पहियों को मोड़ने के लिए पर्याप्त एक निश्चित दबाव के निर्माण के साथ पावर स्टीयरिंग सिस्टम के माध्यम से तरल पदार्थ (हाइड्रोलिक तेल, एटीपी या एटीएफ) का निरंतर संचलन है। पावर स्टीयरिंग पंप एक बेल्ट द्वारा क्रैंकशाफ्ट चरखी से जुड़ा होता है, लेकिन अगर कार इलेक्ट्रिक हाइड्रोलिक बूस्टर से सुसज्जित है, तो इसका संचालन एक अलग इलेक्ट्रिक मोटर द्वारा प्रदान किया जाता है। पंप का प्रदर्शन इस प्रकार चुना जाता है कि निष्क्रिय होने पर भी यह मशीन के घूमने को सुनिश्चित करता है, और गति बढ़ने पर होने वाले अतिरिक्त दबाव की भरपाई दबाव कम करने वाले वाल्व द्वारा की जाती है।
पावर स्टीयरिंग पंप दो प्रकार से बना होता है:
- परतदार;
- गियर।
पावर स्टीयरिंग पंप
हाइड्रोलिक सस्पेंशन वाली यात्री कारों पर, एक पंप दोनों प्रणालियों - पावर स्टीयरिंग और सस्पेंशन के संचालन को सुनिश्चित करता है, लेकिन एक ही सिद्धांत पर काम करता है। यह सामान्य से केवल बढ़ी हुई शक्ति में भिन्न होता है।
दाब को कम करने वाला वाल्व
हाइड्रोलिक बूस्टर का यह हिस्सा बाईपास वाल्व के सिद्धांत पर काम करता है, जिसमें एक लॉकिंग बॉल और एक स्प्रिंग होता है। ऑपरेशन के दौरान, पावर स्टीयरिंग पंप एक निश्चित दबाव के साथ द्रव का संचलन बनाता है, क्योंकि इसका प्रदर्शन होसेस और अन्य तत्वों के थ्रूपुट से अधिक होता है। जैसे-जैसे इंजन की गति बढ़ती है, पावर स्टीयरिंग सिस्टम में दबाव बढ़ता है, जो स्प्रिंग पर गेंद के माध्यम से कार्य करता है। स्प्रिंग की कठोरता को चुना जाता है ताकि वाल्व एक निश्चित दबाव पर खुले, और चैनलों का व्यास इसके थ्रूपुट को सीमित करता है, इसलिए ऑपरेशन से दबाव में तेज गिरावट नहीं होती है। जब वाल्व खुलता है, तो तेल का कुछ हिस्सा सिस्टम को बायपास कर देता है, जो आवश्यक स्तर पर दबाव को स्थिर कर देता है।
पावर स्टीयरिंग दबाव कम करने वाला वाल्व
इस तथ्य के बावजूद कि पंप के अंदर दबाव कम करने वाला वाल्व स्थापित है, यह हाइड्रोलिक बूस्टर का एक महत्वपूर्ण तत्व है, इसलिए यह अन्य तंत्रों के बराबर है। इसकी खराबी या गलत संचालन न केवल पावर स्टीयरिंग को खतरे में डालता है, बल्कि सड़क पर यातायात सुरक्षा को भी खतरे में डालता है, यदि अत्यधिक हाइड्रोलिक दबाव के कारण आपूर्ति लाइन फट जाती है, या रिसाव दिखाई देता है, तो स्टीयरिंग व्हील को मोड़ने पर कार की प्रतिक्रिया बदल जाएगी, और एक अनुभवहीन गाड़ी चलाने वाला व्यक्ति प्रबंधन के साथ व्यवहार न करने का जोखिम उठाता है। इसलिए, हाइड्रोलिक बूस्टर के साथ स्टीयरिंग रैक का उपकरण संपूर्ण संरचना और प्रत्येक व्यक्तिगत तत्व दोनों की अधिकतम विश्वसनीयता का तात्पर्य है।
विस्तार टैंक और फिल्टर
पावर स्टीयरिंग ऑपरेशन के दौरान, हाइड्रोलिक द्रव को पावर स्टीयरिंग सिस्टम के माध्यम से जबरन प्रसारित किया जाता है और पंप द्वारा बनाए गए दबाव से प्रभावित होता है, जिससे तेल गर्म होता है और फैलता है। विस्तार टैंक इस सामग्री को अधिक मात्रा में लेता है, जिससे सिस्टम में इसकी मात्रा हमेशा समान रहती है, जो थर्मल विस्तार के कारण होने वाले दबाव में वृद्धि को समाप्त करता है। एटीपी के गर्म होने और रगड़ने वाले तत्वों के घिसने से तेल में धातु की धूल और अन्य संदूषक दिखाई देने लगते हैं। स्पूल में जाकर, जो एक वितरक भी है, यह मलबा छिद्रों को बंद कर देता है, जिससे पावर स्टीयरिंग का संचालन बाधित हो जाता है, जो वाहन की हैंडलिंग को नकारात्मक रूप से प्रभावित करता है। घटनाओं के ऐसे विकास से बचने के लिए, पावर स्टीयरिंग में एक फ़िल्टर बनाया गया है, जो परिसंचारी हाइड्रोलिक तरल पदार्थ से विभिन्न मलबे को हटा देता है।
बेलन
हाइड्रोलिक बूस्टर का यह हिस्सा एक पाइप है, जिसके अंदर रेल का एक हिस्सा होता है जिसके ऊपर हाइड्रोलिक पिस्टन लगा होता है। दबाव बढ़ने पर एटीपी को बाहर निकलने से रोकने के लिए पाइप के किनारों पर तेल सील लगाई जाती है। जब तेल ट्यूबों के माध्यम से सिलेंडर के संबंधित हिस्से में प्रवेश करता है, तो पिस्टन विपरीत दिशा में चलता है, रैक को धक्का देता है और, इसके माध्यम से, स्टीयरिंग रॉड और स्टीयरिंग पोर पर कार्य करता है।
पावर स्टीयरिंग सिलेंडर
इस पावर स्टीयरिंग डिज़ाइन के लिए धन्यवाद, ड्राइव गियर के रैक को हिलाने से पहले ही स्टीयरिंग पोर हिलना शुरू हो जाते हैं।
वितरक
पावर स्टीयरिंग रैक के संचालन का सिद्धांत स्टीयरिंग व्हील को घुमाते समय थोड़ी देर के लिए हाइड्रोलिक तरल पदार्थ की आपूर्ति करना है, ताकि ड्राइवर के गंभीर प्रयास करने से पहले ही रैक हिलना शुरू कर दे। ऐसी अल्पकालिक आपूर्ति, साथ ही हाइड्रोलिक सिलेंडर से अतिरिक्त तरल पदार्थ निकालना, एक वितरक द्वारा प्रदान किया जाता है, जिसे अक्सर स्पूल कहा जाता है।
इस हाइड्रोलिक डिवाइस के संचालन के सिद्धांत को समझने के लिए, न केवल एक अनुभाग में इस पर विचार करना आवश्यक है, बल्कि बाकी पावर स्टीयरिंग तत्वों के साथ इसकी बातचीत का पूरी तरह से विश्लेषण करना भी आवश्यक है। जब तक स्टीयरिंग व्हील और स्टीयरिंग पोर की स्थिति एक-दूसरे के अनुरूप होती है, वितरक, जिसे स्पूल भी कहा जाता है, दोनों तरफ से सिलेंडर में तरल पदार्थ के प्रवाह को रोकता है, इसलिए दोनों गुहाओं के अंदर दबाव समान होता है और यह रिम्स के घूर्णन की दिशा को प्रभावित नहीं करता है। जब चालक स्टीयरिंग व्हील को घुमाता है, तो स्टीयरिंग रैक रिड्यूसर का छोटा अनुपात उसे महत्वपूर्ण प्रयास किए बिना पहियों को जल्दी से मोड़ने की अनुमति नहीं देता है।
पावर स्टीयरिंग वितरक
पावर स्टीयरिंग वितरक का कार्य हाइड्रोलिक सिलेंडर को एटीपी की आपूर्ति करना है, जब स्टीयरिंग व्हील की स्थिति पहियों की स्थिति के अनुरूप नहीं होती है, अर्थात, जब चालक स्टीयरिंग व्हील को घुमाता है, तो वितरक पहले काम करता है और सिलेंडर को निलंबन के स्टीयरिंग पोर पर कार्य करने के लिए मजबूर करता है। ऐसा प्रभाव अल्पकालिक होना चाहिए और यह इस पर निर्भर होना चाहिए कि ड्राइवर ने स्टीयरिंग व्हील को कितना घुमाया। यही है, पहले हाइड्रोलिक सिलेंडर को पहियों को घुमाना चाहिए, और फिर ड्राइवर को, यह क्रम आपको मोड़ने के लिए न्यूनतम प्रयास करने की अनुमति देता है, लेकिन साथ ही "सड़क को महसूस करता है"।
आपरेशन के सिद्धांत
इस तरह के वितरक संचालन की आवश्यकता उन समस्याओं में से एक थी जो हाइड्रोलिक बूस्टर के बड़े पैमाने पर उत्पादन को रोकती थी, क्योंकि आमतौर पर एक कार में स्टीयरिंग व्हील और स्टीयरिंग गियर एक कठोर शाफ्ट से जुड़े होते हैं, जो न केवल स्टीयरिंग पोर पर बल स्थानांतरित करता है, बल्कि यह कार के पायलट को सड़क से फीडबैक भी प्रदान करता है। समस्या को हल करने के लिए, मुझे स्टीयरिंग व्हील और स्टीयरिंग गियर को जोड़ने वाले शाफ्ट की व्यवस्था को पूरी तरह से बदलना पड़ा। उनके बीच एक वितरक स्थापित किया गया था, जिसका आधार मरोड़ का सिद्धांत है, यानी एक लोचदार छड़ी जो मोड़ने में सक्षम है।
जब चालक स्टीयरिंग व्हील को घुमाता है, तो टोरसन बार शुरू में थोड़ा मुड़ जाता है, जिससे स्टीयरिंग व्हील और सामने के पहियों की स्थिति के बीच बेमेल हो जाता है। इस तरह के बेमेल के क्षण में, वितरक स्पूल खुल जाता है और हाइड्रोलिक तेल सिलेंडर में प्रवेश करता है, जो स्टीयरिंग रैक को सही दिशा में स्थानांतरित कर देता है, और इसलिए बेमेल को समाप्त कर देता है। लेकिन, डिस्ट्रीब्यूटर स्पूल का थ्रूपुट कम है, इसलिए हाइड्रोलिक्स ड्राइवर के प्रयासों को पूरी तरह से प्रतिस्थापित नहीं करता है, जिसका अर्थ है कि जितनी तेजी से आपको मुड़ने की आवश्यकता होगी, उतना ही अधिक ड्राइवर को स्टीयरिंग व्हील को मोड़ना होगा, जो फीडबैक प्रदान करता है और आपको कार को सड़क पर महसूस करने की अनुमति देता है।
युक्ति
इस तरह के काम को करने के लिए, यानी हाइड्रोलिक सिलेंडर में एटीपी डालना और बेमेल समाप्त होने के बाद आपूर्ति बंद करना, एक जटिल हाइड्रोलिक तंत्र बनाना आवश्यक था जो एक नए सिद्धांत के अनुसार काम करता है और इसमें निम्न शामिल हैं:
- ड्राइव गियर से जुड़ा एक टोरसन बार, जो स्टीयरिंग व्हील को मोड़ते समय बेमेल प्रदान करता है;
- स्पूल के अंदर;
- स्पूल का बाहरी भाग.
स्पूल के अंदरूनी और बाहरी हिस्से एक-दूसरे से इतनी मजबूती से जुड़े होते हैं कि उनके बीच तरल की एक बूंद भी नहीं रिसती, इसके अलावा, एटीपी की आपूर्ति और वापसी के लिए उनमें छेद किए जाते हैं। इस डिज़ाइन के संचालन का सिद्धांत सिलेंडर को आपूर्ति किए गए हाइड्रोलिक द्रव की सटीक खुराक है। जब स्टीयरिंग व्हील और रैक की स्थिति समन्वित होती है, तो आपूर्ति और वापसी के उद्घाटन एक-दूसरे के सापेक्ष स्थानांतरित हो जाते हैं और उनके माध्यम से तरल सिलेंडर में प्रवेश या बाहर नहीं निकलता है, इसलिए उत्तरार्द्ध लगातार भरा रहता है और कोई खतरा नहीं होता है प्रसारण का. जब कार का पायलट स्टीयरिंग व्हील को घुमाता है, तो सबसे पहले मरोड़ पट्टी मुड़ती है, स्पूल के बाहरी और भीतरी हिस्से एक-दूसरे के सापेक्ष विस्थापित हो जाते हैं, जिसके कारण एक तरफ आपूर्ति छेद और दूसरी तरफ नाली छेद संयुक्त हो जाते हैं। .
हाइड्रोलिक सिलेंडर में प्रवेश करते हुए, तेल पिस्टन पर दबाव डालता है, इसे किनारे पर स्थानांतरित करता है, बाद वाला रेल पर स्थानांतरित हो जाता है और ड्राइव गियर उस पर कार्य करने से पहले ही चलना शुरू कर देता है। जैसे ही रैक शिफ्ट होता है, स्पूल के बाहरी और भीतरी हिस्सों के बीच बेमेल गायब हो जाता है, जिसके कारण तेल की आपूर्ति धीरे-धीरे बंद हो जाती है, और जब पहियों की स्थिति स्टीयरिंग व्हील की स्थिति के साथ संतुलन तक पहुंच जाती है, तो एटीपी आपूर्ति और आउटपुट पूरी तरह से अवरुद्ध हो जाते हैं। इस स्थिति में, सिलेंडर, जिसके दोनों हिस्से तेल से भरे होते हैं और दो बंद सिस्टम बनाते हैं, एक स्थिर भूमिका निभाते हैं, इसलिए, जब एक टक्कर से टकराते हैं, तो एक छोटा सा आवेग स्टीयरिंग व्हील तक पहुंचता है और स्टीयरिंग व्हील चालक के हाथों से बाहर नहीं निकलता है।
निष्कर्ष
पावर स्टीयरिंग रैक के संचालन का सिद्धांत सिलेंडर पर पंप द्वारा उत्पन्न दबाव के अल्पकालिक प्रभाव पर आधारित है, जो रैक को सही दिशा में स्थानांतरित करता है, जिससे चालक को कार चलाने में मदद मिलती है। इसलिए, पावर स्टीयरिंग वाली कारें अधिक आरामदायक होती हैं, खासकर जब कम गति पर चलती हैं या कठिन परिस्थितियों में गाड़ी चलाती हैं, क्योंकि ऐसी रेल पहिया को मोड़ने के लिए आवश्यक अधिकांश भार उठाती है, और चालक सड़क से प्रतिक्रिया खोए बिना केवल उसे आदेश देता है।
