Was treibt die Servopumpe in einem hydraulischen Servolenkungssystem an?
Hydraulische Servolenkung (HPS)ist eine Technologie, die in modernen Autos weit verbreitet ist, und eine ihrer Kernkomponenten ist die Servolenkungspumpe. Dieses Gerät spielt eine entscheidende Rolle dabei, sicherzustellen, dass der Fahrer das Lenkrad leicht drehen kann.
Wie funktioniert also die Servolenkungspumpe? Wodurch wird sie angetrieben? Dieser Artikel befasst sich eingehend mit diesen Fragen und analysiert das Funktionsprinzip der hydraulischen Servolenkung und die Funktionsweise ihrer Hauptkomponenten.
Was ist eine hydraulische Servolenkung?
Eine hydraulische Servolenkung ist ein System, das hydraulische Kraft nutzt, um die vom Fahrer zum Drehen des Lenkrads benötigte Kraft zu reduzieren. Bei herkömmlichen mechanischen Lenksystemen muss der Fahrer viel Kraft aufwenden, um das Lenkrad zu drehen, insbesondere bei niedriger Geschwindigkeit oder beim Einparken. Dieser Vorgang ist besonders anstrengend. Die hydraulische Servolenkung liefert die Kraft über die Hydraulikpumpe, wodurch sich das Lenkrad leichter und sanfter drehen lässt.
Aus welchen Komponenten besteht eine hydraulische Servolenkung?
Eine hydraulische Servolenkung besteht im Wesentlichen aus folgenden Hauptkomponenten:
● Servolenkungspumpe: Die Kernkomponente, die den Hydraulikdruck erzeugt.
● Ölleitung: Transportiert Hydrauliköl von der Pumpe zur Zahnstangen- und Ritzelvorrichtung der Lenkung.
● Zahnstange und Ritzel: Wandelt die Drehbewegung des Lenkrads in eine Links- und Rechtsdrehung der Räder um.
● Öltank: Speichert Hydrauliköl und stellt sicher, dass im System ausreichend Flüssigkeit zirkuliert.
● Hydrauliköl: Dient als Medium zur Druckübertragung.
Unter diesen Komponenten ist die Servolenkungspumpe das Herzstück des Systems. Sie unterstützt den Fahrer beim Drehen des Lenkrads, indem sie den Druck des Hydrauliköls bereitstellt. Was also genau treibt diese wichtige Servolenkungspumpe an?
Was ist die Grundfunktion der Servolenkungspumpe?
Die Hauptfunktion der Servolenkungspumpe besteht darin, Hydrauliköl aus dem Tank zu ziehen, es unter Druck zu setzen und das unter Druck stehende Hydrauliköl dann über die Ölleitung an die Zahnstangen- und Ritzelvorrichtung zu leiten. Wenn der Fahrer das Lenkrad dreht, hilft der Druck des Hydrauliköls dabei, die Zahnstange zu drehen, wodurch die Betätigungskraft des Fahrers verringert wird.
Was sind die Antriebsquellen der Servolenkungspumpe?
Der Antrieb der Servolenkungspumpe kann je nach Konstruktion und Typ des Fahrzeugs auf verschiedene Weise erfolgen. Hier sind einige gängige Antriebsmethoden:
Motorriemenantrieb
Die Servolenkungspumpe wird am häufigsten über das Riemensystem des Motors angetrieben. Herkömmliche hydraulische Servolenkungspumpen werden normalerweise über den Motorriemen angetrieben. Der Motorriemen ist mit der Kurbelwelle des Motors verbunden. Wenn der Motor läuft, treibt der Riemen die Welle der Servolenkungspumpe an und lässt sie rotieren, sodass die Pumpe arbeitet. Diese Antriebsmethode ist einfach und zuverlässig und erfordert keine zusätzliche Stromversorgung. Daher wird sie häufig in Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor eingesetzt.
● Vorteile: hohe Zuverlässigkeit, niedrige Kosten und einfache Wartung.
● Nachteile: Da die Pumpe vom Motorbetrieb abhängig ist, wirkt sich die Motordrehzahl direkt auf die Arbeitseffizienz der Pumpe aus. Bei niedriger Motordrehzahl ist die hydraulische Servounterstützung möglicherweise unzureichend.
Motorantrieb
Mit der Entwicklung der Automobiltechnologie wurden in einigen Fahrzeugen Servolenkungspumpen mit Elektromotorantrieb eingesetzt. Diese Antriebsmethode wird normalerweise in Hybrid- oder Elektrofahrzeugen verwendet. Der Elektromotor kann in jedem Motorzustand unabhängig arbeiten und wird nicht von der Motordrehzahl beeinflusst.
● Vorteile: Hohe Flexibilität und die Fähigkeit, unter verschiedenen Arbeitsbedingungen eine stabile Servounterstützung bereitzustellen; verbesserte Kraftstoffeffizienz, da zum Antrieb der Pumpe keine Motorleistung mehr verbraucht werden muss.
● Nachteile: Hohe Kosten, erhöhte Systemkomplexität und Notwendigkeit zusätzlicher elektronischer Steuergeräte zur Steuerung.
Welchen Einfluss hat die Fahrweise auf die Systemleistung?
Die Antriebsmethode der Servopumpe wirkt sich direkt auf die Leistung des hydraulischen Servolenkungssystems aus. Obwohl die vom Motorriemen angetriebene Hydraulikpumpe einfach ist, ist die Motordrehzahl bei niedriger Geschwindigkeit niedrig, was dazu führt, dass der Ausgangsdruck der Pumpe sinkt und die Servounterstützungswirkung nachlässt. Die vom Elektromotor angetriebene Hydraulikpumpe kann den Hydraulikdruck nach Bedarf präzise anpassen, um eine linearere Servounterstützungswirkung zu erzielen. Daher ist sie bei einigen High-End-Modellen beliebter.
Wie ist die Hydraulikpumpe aufgebaut?
Die hydraulische Servopumpe besteht üblicherweise aus folgenden Hauptkomponenten:
● Pumpengehäuse: Enthält die innere Struktur der Pumpe und bietet Dichtungsschutz.
● Rotor: Wird von der Pumpenwelle angetrieben und erzeugt bei seiner Drehung hydraulischen Druck.
● Schaufel: Am Rotor montiert, drückt sie beim Rotieren im Pumpengehäuse das Hydrauliköl vom Niederdruckbereich in den Hochdruckbereich.
● Einlass und Auslass: Wird für den Einlass und Auslass von Hydrauliköl verwendet.
Wie funktioniert die Hydraulikpumpe?
Wenn sich die Pumpenwelle dreht, treibt sie den Rotor an, sich mitzudrehen, und die Rotorblätter saugen das Hydrauliköl durch die exzentrische Nut im Pumpengehäuse in die Pumpenkammer. Während sich der Rotor weiterdreht, komprimieren die Rotorblätter das Hydrauliköl und drücken es aus dem Ölauslass. Das abgegebene Hochdruck-Hydrauliköl wird über die Ölleitung an die Zahnstangen- und Ritzelvorrichtung der Lenkung übertragen, um eine Lenkunterstützung bereitzustellen.
Dieser Arbeitsvorgang wird kontinuierlich getaktet, um sicherzustellen, dass beim Drehen des Lenkrads durch den Fahrer ausreichend Hydraulikdruck zur Unterstützung vorhanden ist.
Was sind die häufigsten Fehler bei hydraulischen Servolenkungspumpen?
Bei hydraulischen Servolenkungspumpen können bei längerem Gebrauch verschiedene Defekte auftreten. Zu den häufigsten zählen:
● Pumpengeräusche: werden normalerweise durch den Verschleiß innerer Teile oder unzureichendes Hydrauliköl verursacht.
● Schwergängige Lenkung: kann durch unzureichenden Pumpendruck oder Hydraulikölleck verursacht werden.
● Hydraulikölleckage: kann durch Alterung der Ölleitungen und Dichtungen oder durch Schäden am Pumpengehäuse verursacht werden.
Um die Lebensdauer der hydraulischen Servolenkungspumpe zu verlängern, wird empfohlen, den Hydraulikölstand regelmäßig zu prüfen, alte Ölleitungen und Dichtungen rechtzeitig auszutauschen und den Betrieb der Pumpe bei niedrigem Ölstand zu vermeiden. Stellen Sie außerdem sicher, dass die Spannung des Motorriemens angemessen ist, um ein Durchrutschen des Riemens oder übermäßigen Verschleiß zu vermeiden.
Anwendung von hydraulischen Servopumpen in verschiedenen Modellen
Anwendung in Fahrzeugen mit herkömmlichem Kraftstoff
In herkömmlichen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotorhydraulische ServolenkungPumpen werden normalerweise von Motorriemen angetrieben. Diese Konfiguration ist einfach, effektiv und kostengünstig und wird daher häufig in Fahrzeugen mit verschiedenen Kraftstoffen verwendet. Viele klassische Modelle wie BMW 3er, Toyota Camry usw. verwenden dieses hydraulische Servolenkungssystem.
Anwendung in Hybrid- und Elektrofahrzeugen
Mit zunehmend strengeren Umweltauflagen sind Hybrid- und Elektrofahrzeuge allmählich zum Mainstream des Marktes geworden. Bei diesen Modellen ist der traditionelle Motorriemenantrieb nicht mehr anwendbar, da Verbrennungsmotor und Elektromotor zusammenarbeiten. Daher wird zunehmend eine hydraulische Servopumpe verwendet, die vom Elektromotor angetrieben wird. Diese Konfiguration verbessert nicht nur die Kraftstoffeffizienz, sondern bietet auch eine stabile Servounterstützung im reinen Elektromodus.
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