Warum benötigt eine hydraulische Servolenkung Öl?
In der modernen Automobiltechnik ist dieLenksystemspielt eine entscheidende Rolle. Hydraulische Servolenkung und elektrische Servolenkung sind zwei gängige Lenksysteme, und obwohl beide darauf ausgelegt sind, dem Fahrer die Richtung seines Fahrzeugs leichter zu steuern, gibt es erhebliche Unterschiede in der Funktionsweise und den benötigten Ressourcen.
In diesem Artikel wird genauer untersucht, warum hydraulische Servolenkungen Öl benötigen, elektrische Lenksysteme dagegen nicht.
Wie funktioniert ein hydraulisches Servolenkungssystem?
Grundstruktur einer hydraulischen Servolenkung
Bei der hydraulischen Servolenkung handelt es sich um ein System, das über eine Hydraulikpumpe Servounterstützung bietet. In diesem System ist die Hydraulikpumpe die Kernkomponente. Es wird vom Motor angetrieben und erzeugt Hochdruck-Hydrauliköl. Hydrauliköl wird über Rohre zur Zahnstange oder zum Lenkgetriebe geleitet. Wenn der Fahrer das Lenkrad dreht, passt das Hydrauliksystem den Hydraulikölfluss entsprechend dem Drehwinkel und der Richtung des Lenkrads an und unterstützt so das Drehen der Räder.
Die Rolle von Hydrauliköl
Hydrauliköl spielt in hydraulischen Servolenkungssystemen eine entscheidende Rolle. Erstens dient es als Medium zur Energieübertragung, indem es die mechanische Energie des Motors in hydraulische Energie umwandelt und diese über Rohre zur Lenkvorrichtung transportiert. Zweitens hat Hydrauliköl auch eine schmierende Wirkung, wodurch die Reibung verschiedener mechanischer Komponenten im System verringert und die Lebensdauer des Lenksystems verlängert wird. Schließlich kann Hydrauliköl auch Wärme ableiten, um eine Überhitzung des Systems zu verhindern und so den stabilen Betrieb des Systems aufrechtzuerhalten.
Betriebsprozess des Hydrauliksystems
Wenn der Fahrer das Lenkrad dreht, reagiert die Hydraulikpumpe sofort und erzeugt den erforderlichen Hydraulikdruck. Zu diesem Zeitpunkt fließt das Hydrauliköl in die Hydraulikkammer der Zahnstange oder des Lenkgetriebes und nutzt hydraulische Kraft, um das Drehen der Räder zu unterstützen, sodass der Fahrer das Fahrzeug problemlos wenden kann. Der Hydraulikölfluss ist der Schlüssel zum gesamten Servounterstützungsprozess. Durch diesen hydraulischen Effekt kann das hydraulische Servolenkungssystem die Steuerlast des Fahrers erheblich reduzieren.
Warum benötigt eine hydraulische Servolenkung Öl?
Hydrauliköl als Medium zur Energieübertragung
Hydraulische Servolenkungssysteme benötigen Öl, da Hydrauliköl das primäre Medium der Energieübertragung ist. In diesem System muss der von der Hydraulikpumpe erzeugte Druck durch Hydrauliköl übertragen werden. Ohne Hydrauliköl kann die Hydraulikpumpe, selbst wenn sie Druck erzeugt, diesen Druck nicht an die Lenkvorrichtung übertragen, und das System kann keine Servounterstützung leisten, und der Fahrer wird das Gefühl haben, dass das Lenken sehr schwierig wird.
Systemkomponenten schmieren und schützen
Es gibt viele mechanische Komponenten im Hydrauliksystem, die beim Arbeiten Reibung erzeugen. Diese Reibungen führen nicht nur zum Verschleiß der Komponenten, sondern erhöhen auch den Energieverbrauch des Systems. Hydrauliköl hat eine gute Schmierfähigkeit und kann einen Schutzfilm zwischen Systemkomponenten bilden, um die Reibung zu verringern und die Lebensdauer des Systems zu verlängern. Darüber hinaus kann die Schmierwirkung von Hydrauliköl auch den Energieverlust reduzieren und die Arbeitseffizienz des Systems verbessern.
Kühlung und Stabilisierung der Systemleistung
Das hydraulische System erzeugt während der Arbeit große Mengen an Wärme. Wenn diese Wärme nicht rechtzeitig abgeführt werden kann, führt dies zu einer Überhitzung des Systems, was sich negativ auf die Lenkleistung auswirkt. Wenn Hydrauliköl im System fließt, überträgt es nicht nur Energie, sondern absorbiert auch die vom System erzeugte Wärme und führt sie ab, um dem System bei der Wärmeableitung zu helfen. Diese Wärmeableitung ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Systemstabilität und -zuverlässigkeit.
Stellen Sie die Reaktionsgeschwindigkeit des Systems sicher
Derhydraulisches Servolenkungssystemm muss schnell reagieren, wenn der Fahrer das Lenkrad dreht. Dazu muss das Hydrauliköl schnell fließen und den Druck übertragen. Hydrauliköl hat eine gute Fließfähigkeit und kann sich schnell im System bewegen, wodurch sichergestellt wird, dass das System rechtzeitig auf die Bewegungen des Fahrers reagieren und so eine schnelle und präzise Lenkunterstützung bieten kann.
Wie funktioniert ein elektrisches Lenksystem?
Grundaufbau einer elektrischen Lenkung
Die elektrische Servolenkung (EPS) ist im Gegensatz zur hydraulischen Lenkung nicht auf Hydrauliköl zur Servounterstützung angewiesen. Im Gegensatz dazu nutzt die elektrische Servolenkung einen Elektromotor zur Erzeugung der Lenkunterstützung. Wenn der Fahrer das Lenkrad dreht, erkennt der Sensor den Drehwinkel und die Richtung des Lenkrads, und der Elektromotor liefert dann basierend auf diesen Informationen die entsprechende Leistung, um das Lenkrad zu drehen.
Die Rolle des Elektromotors
Im elektrischen Lenksystem ist der Elektromotor die Kernkomponente. Es wird über das Bordnetz mit Strom versorgt und treibt zur Servounterstützung direkt die Zahnstange oder das Lenkgetriebe elektrisch an. Der Elektromotor reagiert schnell und kann die Stärke der Lenkunterstützung präzise steuern, um sicherzustellen, dass der Fahrer unter verschiedenen Fahrbedingungen ein angemessenes Lenkerlebnis erhält.
Betriebsprozess des elektronischen Steuerungssystems
Wenn der Fahrer das Lenkrad dreht, erfassen Sensoren im elektrischen Lenksystem diese Bewegung sofort und übermitteln die Daten an das Steuergerät. Das Steuergerät errechnet die benötigte Unterstützung und gibt diese über den Elektromotor ab. Der gesamte Prozess beruht auf dem koordinierten Betrieb elektronischer Steuerungssysteme und Elektromotoren, ohne dass Hydrauliköl zur Energieübertragung oder Schmierung erforderlich ist.
Warum benötigt die elektrische Lenkung kein Öl?
Direkter elektrischer Antrieb, keine hydraulische Energieübertragung erforderlich
Das elektrische Lenksystem treibt die Lenkvorrichtung direkt über einen Elektromotor an und erfordert keine Hydraulikpumpe und kein Hydrauliköl zur Energieübertragung. Elektromotoren wandeln elektrische Energie direkt in mechanische Energie um, die zum Drehen der Räder verwendet wird, sodass kein Hydrauliköl als Energieübertragungsmedium erforderlich ist.
Reduziert mechanische Reibung
Die primäre Kraftquelle in einem elektrischen Lenksystem ist der Elektromotor und nicht die Interaktion zwischen mechanischen Komponenten. Obwohl das elektrische Lenksystem immer noch einige mechanische Teile enthält, beruht ihr Betrieb auf dem Antrieb eines Elektromotors, der weniger Reibung aufweist. Daher ist das System nicht auf Hydrauliköl zur Schmierung angewiesen, was die Struktur und Wartungsanforderungen des Systems erheblich vereinfacht.
Wärmemanagement ist anders
Die Wärme im elektrischen Lenksystem entsteht hauptsächlich durch die Arbeit des Elektromotors, und die vom Elektromotor erzeugte Wärme ist relativ gering und muss nicht wie bei einem hydraulischen System durch Flüssigkeit abgeleitet werden. Elektrische Lenksysteme verwenden in der Regel Luftkühlung oder einfache Kühlkörper zur Wärmeableitung, anstatt sich auf Hydrauliköl zur Wärmeableitung zu verlassen.
Die Reaktionsgeschwindigkeit des elektrischen Systems wird durch eine elektronische Steuerung bestimmt
Die Reaktionsgeschwindigkeit des elektrischen Lenksystems wird durch die Leistung des Elektromotors und die Reaktionsgeschwindigkeit der elektronischen Steuerung bestimmt. Elektromotoren sind in der Lage, schnell zu starten und den erforderlichen Schub zu liefern, sodass sie nicht wie hydraulische Systeme auf den Fluss von Hydrauliköl angewiesen sind, um eine schnelle Reaktion zu erreichen. Das elektronische Steuersystem kann innerhalb von Millisekunden reagieren und stellt sicher, dass die Servounterstützung des elektrischen Lenksystems immer mit der Bewegung des Fahrers synchronisiert ist.
Hydraulische Servolenkung vs. Elektrische Lenkung: Was ist der Unterschied?
strukturelle Komplexität
Im Vergleich zu elektrischen Lenksystemen sind hydraulische Servolenkungen komplexer aufgebaut und umfassen mehrere Komponenten wie Hydraulikpumpen, Ölleitungen und Hydrauliköl. Der koordinierte Betrieb dieser Komponenten erfordert eine hohe Präzision. Das elektrische Lenksystem ist relativ einfach und besteht hauptsächlich aus einem Elektromotor und einer elektronischen Steuereinheit, was die Komplexität und mögliche Fehlerquellen des Systems reduziert.
Wartungsanforderungen
Derhydraulisches Servolenkungssystemmuss regelmäßig das Hydrauliköl austauschen und die Abdichtung der Hydraulikleitung überprüfen, um den normalen Betrieb des Systems sicherzustellen. Das elektrische Lenksystem erfordert nahezu keine zusätzliche Wartung. Zusätzlich zu den routinemäßigen elektrischen Inspektionen ist kein Austausch des Hydrauliköls oder eine Inspektion hydraulischer Komponenten erforderlich, was die Wartungskosten und -komplexität reduziert.
Energieeffizienz und Umweltauswirkungen
Elektrische Lenksysteme zeichnen sich durch eine hohe Energieeffizienz und geringe Umweltbelastung aus, da sie direkt elektrische Energie nutzen. Bei hydraulischen Servolenkungssystemen treibt der Motor eine Hydraulikpumpe an, was die Belastung des Motors erhöht und zusätzlichen Kraftstoff verbraucht. Darüber hinaus kann das Austreten von Hydrauliköl zu einer Umweltverschmutzung führen, doch das elektrische Lenksystem vermeidet dieses Problem.
