Perché un sistema di servosterzo idraulico ha bisogno di olio?
Nella moderna tecnologia automobilistica, ilsistema di sterzogioca un ruolo vitale. Il servosterzo idraulico e il servosterzo elettrico sono due sistemi di sterzo comuni e, sebbene siano entrambi progettati per aiutare i conducenti a controllare più facilmente la direzione del proprio veicolo, esistono differenze significative nel modo in cui funzionano e nelle risorse di cui hanno bisogno.
Questo articolo esaminerà più da vicino il motivo per cui i sistemi di servosterzo idraulici richiedono olio mentre i sistemi di sterzo elettrici no.
Come funziona un sistema di servosterzo idraulico?
Struttura base del servosterzo idraulico
Il servosterzo idraulico è un sistema che fornisce servoassistenza tramite una pompa idraulica. In questo sistema, la pompa idraulica è il componente principale. È azionato dal motore e genera olio idraulico ad alta pressione. L'olio idraulico viene trasmesso attraverso i tubi alla cremagliera dello sterzo o alla scatola dello sterzo. Quando il conducente gira il volante, il sistema idraulico regola il flusso dell'olio idraulico in base all'angolo di rotazione e alla direzione del volante, fornendo assistenza per girare le ruote.
Il ruolo dell'olio idraulico
L'olio idraulico svolge un ruolo fondamentale nei sistemi di servosterzo idraulici. Innanzitutto funge da mezzo per la trasmissione dell'energia, convertendo l'energia meccanica del motore in energia idraulica e trasportandola al dispositivo di sterzo attraverso i tubi. In secondo luogo, l'olio idraulico ha anche un effetto lubrificante, riducendo l'attrito di vari componenti meccanici nel sistema e prolungando la durata del sistema di sterzo. Infine, l'olio idraulico può anche dissipare il calore per evitare il surriscaldamento del sistema, mantenendo così il funzionamento stabile del sistema.
Processo di funzionamento del sistema idraulico
Quando il conducente gira il volante, la pompa idraulica risponde immediatamente per generare la pressione idraulica richiesta. A questo punto, l'olio idraulico scorrerà nella camera idraulica della cremagliera dello sterzo o della scatola dello sterzo, utilizzando la forza idraulica per aiutare a girare le ruote, consentendo al conducente di sterzare facilmente il veicolo. Il flusso dell'olio idraulico è la chiave dell'intero processo di servoassistenza. È attraverso questo effetto idraulico che il sistema di servosterzo idraulico può ridurre notevolmente il carico di controllo del conducente.
Perché un sistema di servosterzo idraulico ha bisogno di olio?
Olio idraulico come mezzo per il trasferimento di energia
I sistemi di servosterzo idraulico richiedono olio perché l'olio idraulico è il mezzo principale di trasferimento di energia. In questo sistema, la pressione generata dalla pompa idraulica deve essere trasmessa attraverso l'olio idraulico. Senza olio idraulico, anche se la pompa idraulica genera pressione, non può trasmetterla al dispositivo di sterzo e il sistema non sarà in grado di fornire assistenza e il conducente sentirà che sterzare diventa molto difficile.
Lubrificare e proteggere i componenti del sistema
Ci sono molti componenti meccanici nel sistema idraulico che generano attrito durante il funzionamento. Questi attriti non solo causeranno l'usura dei componenti, ma aumenteranno anche il consumo energetico del sistema. L'olio idraulico ha un buon potere lubrificante e può formare una pellicola protettiva tra i componenti del sistema per ridurre l'attrito e prolungare la durata del sistema. Inoltre, l'effetto lubrificante dell'olio idraulico può anche ridurre la perdita di energia e migliorare l'efficienza operativa del sistema.
Raffreddamento e stabilizzazione delle prestazioni del sistema
Il sistema idraulico genera una grande quantità di calore durante il lavoro. Se questo calore non può essere dissipato in tempo, il sistema si surriscalderà, compromettendo le prestazioni dello sterzo. Quando l'olio idraulico scorre nel sistema, non solo trasferisce energia, ma assorbe anche il calore generato dal sistema e lo porta via per aiutare il sistema a dissipare il calore. Questa dissipazione del calore è fondamentale per mantenere la stabilità e l'affidabilità del sistema.
Garantire la velocità di risposta del sistema
ILsistema di servosterzo idraulicom deve rispondere rapidamente quando il conducente gira il volante, il che richiede che l'olio idraulico scorra rapidamente e trasmetta pressione. L'olio idraulico ha una buona fluidità e può muoversi rapidamente all'interno del sistema, garantendo che il sistema possa rispondere alle operazioni del conducente in modo tempestivo, fornendo così un'assistenza allo sterzo rapida e precisa.
Come funziona un sistema di sterzo elettrico?
Struttura base dello sterzo elettrico
Il servosterzo elettrico (EPS), a differenza dello sterzo idraulico, non si basa sull'olio idraulico per fornire assistenza. Al contrario, il servosterzo elettrico utilizza un motore elettrico per generare l’assistenza alla sterzata. Quando il conducente gira il volante, il sensore rileva l'angolo di rotazione e la direzione del volante, quindi il motore elettrico fornisce la potenza corrispondente in base a queste informazioni per girare il volante.
Il ruolo del motore elettrico
Nel sistema di sterzo elettrico, il motore elettrico è il componente principale. È alimentato dalla rete di bordo e aziona direttamente la cremagliera o la scatola dello sterzo tramite l'elettricità per fornire assistenza elettrica. Il motore elettrico risponde rapidamente e può controllare con precisione la quantità di assistenza allo sterzo, garantendo che il conducente possa ottenere un'esperienza di sterzata adeguata in varie condizioni di guida.
Processo operativo del sistema di controllo elettronico
Quando il conducente gira il volante, i sensori del sistema di sterzo elettrico rilevano immediatamente questo movimento e trasmettono i dati alla centralina. L'unità di controllo calcola la quantità di assistenza necessaria e la applica tramite il motore elettrico. L'intero processo si basa sul funzionamento coordinato di sistemi di controllo elettronici e motori elettrici, senza la necessità di olio idraulico per trasferire energia o lubrificare.
Perché il sistema di sterzo elettrico non necessita di olio?
Azionamento elettrico diretto, senza necessità di trasferimento di energia idraulica
Il sistema di sterzo elettrico aziona direttamente il dispositivo di sterzo tramite un motore elettrico e non richiede una pompa idraulica e olio idraulico per trasmettere energia. I motori elettrici convertono l'energia elettrica direttamente in energia meccanica che viene utilizzata per far girare le ruote, eliminando la necessità di olio idraulico come mezzo di trasferimento di energia.
Riduce l'attrito meccanico
La fonte primaria di potenza in un sistema di sterzo elettrico è il motore elettrico, non l'interazione tra i componenti meccanici. Sebbene ci siano ancora alcune parti meccaniche nel sistema di sterzo elettrico, il loro funzionamento si basa sull’azionamento del motore elettrico, che presenta meno attrito. Pertanto, il sistema non ha bisogno di fare affidamento sull'olio idraulico per la lubrificazione, semplificando notevolmente la struttura del sistema e i requisiti di manutenzione.
La gestione del calore è diversa
Il calore nel sistema di sterzo elettrico deriva principalmente dal lavoro del motore elettrico e il calore generato dal motore elettrico è relativamente piccolo e non necessita di essere dissipato attraverso liquidi come in un sistema idraulico. I sistemi di sterzo elettrici utilizzano in genere il raffreddamento ad aria o semplici dissipatori di calore per gestire il calore, anziché fare affidamento sull'olio idraulico per dissipare il calore.
La velocità di risposta del sistema elettrico è determinata dal controllo elettronico
La velocità di risposta del sistema di sterzo elettrico è determinata dalle prestazioni del motore elettrico e dalla velocità di risposta del sistema di controllo elettronico. I motori elettrici sono in grado di avviarsi rapidamente e fornire la spinta necessaria, quindi non hanno bisogno di fare affidamento sul flusso di olio idraulico per ottenere una risposta rapida come i sistemi idraulici. Il sistema di controllo elettronico può rispondere in pochi millisecondi, garantendo che il servosterzo del sistema di sterzo elettrico sia sempre sincronizzato con il funzionamento del conducente.
Servosterzo idraulico vs. Sterzo elettrico: qual è la differenza?
complessità strutturale
Rispetto ai sistemi di sterzo elettrici, i sistemi di servosterzo idraulici hanno una struttura più complessa e includono più componenti come pompe idrauliche, tubi dell'olio e olio idraulico. Il funzionamento coordinato di questi componenti richiede un'elevata precisione. Il sistema di sterzo elettrico è relativamente semplice ed è costituito principalmente da un motore elettrico e da un'unità di controllo elettronica, che riduce la complessità e i potenziali punti di guasto del sistema.
Requisiti di manutenzione
ILsistema di servosterzo idraulicoè necessario sostituire regolarmente l'olio idraulico e controllare la tenuta della tubazione idraulica per garantire il normale funzionamento del sistema. Il sistema di sterzo elettrico non richiede quasi nessuna manutenzione aggiuntiva. Oltre alle ispezioni elettriche di routine, non è necessario sostituire l'olio idraulico o ispezionare i componenti idraulici, riducendo così i costi e la complessità della manutenzione.
Efficienza energetica e impatto ambientale
I sistemi di sterzo elettrici hanno un’elevata efficienza energetica e un basso impatto ambientale perché utilizzano direttamente l’energia elettrica. I sistemi di servosterzo idraulico si basano sul motore per azionare una pompa idraulica, che aumenta il carico sul motore e consuma carburante aggiuntivo. Inoltre, la perdita di olio idraulico può causare inquinamento all'ambiente, ma il sistema di sterzo elettrico evita questo problema.
