En servostyrning är en mekanisk anordning utrustad på ett motorfordon som hjälper förare att styra fordonet genom att öka den styrinsats som krävs för att vrida ratten, vilket gör det lättare för fordonet att svänga eller manövrera i lägre hastigheter.
Hydrauliska eller elektriska ställdon tillför kontrollerad energi till styrmekanismen, så att föraren kan anstränga sig mindre för att vrida de styrda hjulen vid körning i typiska hastigheter, och avsevärt minska den fysiska ansträngningen som krävs för att vrida hjulen när ett fordon stannar eller rör sig långsamt.
Servostyrning kan också konstrueras för att ge viss artificiell återkoppling av krafter som verkar på de styrda hjulen.
Hydrauliska servostyrningssystem för bilar ökar styrinsatsen via ett ställdon, en hydraulcylinder som är en del av ett servosystem. Dessa system har en direkt mekanisk koppling mellan ratten och länkaget som styr hjulen.
Detta innebär att ett fel på servostyrningssystemet (för att öka ansträngningen) fortfarande tillåter att fordonet styrs med enbart manuell kraft.
Elektriska servostyrningssystem använder elektriska motorer för att ge assistans istället för hydrauliska system. Precis som med hydrauliska typer styrs kraften till ställdonet (motorn, i detta fall) av resten av servostyrningssystemet.
Andra servostyrningssystem har ingen direkt mekanisk koppling till styrlänken; de kräver elektrisk kraft. System av detta slag, utan mekanisk koppling, kallas ibland "drive by wire" eller "steer by wire", i analogi med flygets "fly-by-wire".
I detta sammanhang avser "tråd" elektriska kablar som bär kraft och data, inte mekaniska styrkablar för tunna vajer.
Det första servostyrningssystemet som monterades på en produktionsbil debuterade i 1951 års Chrysler Imperial, och konkurrensen följde snabbt efter.
Inte bara gjorde servostyrningen det uppenbart att föraren kunde styra ett tungt fordon med mycket mindre ansträngning och större komfort utan det gjorde det också möjligt för ingenjörer att förbättra styrresponsen, vilket är hur snabbt bilen ändrar riktning när föraren vrider på ratten.
Innan servostyrningen blev tillgänglig hade bilarnas styrsystem ställts in så att det krävdes många varv på ratten för att köra i snäva svängar eller att parkera.
Denna långsamma växling gav förare mer hävstång mot den höga ansträngning som krävs för att styra framhjulen. Men tillkomsten av servostyrning gjorde det möjligt för ingenjörer att snabba upp styrningen.
Hur mycket ratten måste vridas i förhållande till hur mycket vinkeln på framhjulen förändras eftersom den extra styrinsatsen nu skulle kunna kompenseras av det nya systemet. I själva verket var det mer än bara kompensation; att styra en bil blev nästan lätt.
Servostyrningssystemet använder mellanliggande elektriska eller hydrauliska anordningar för att minska ansträngningen som krävs för att styra fordonets framhjul från sida till sida. Den multiplicerar kraften som föraren applicerar genom ratten för att uppnå en mjuk och snabb riktningsändring av fordonet.
Servostyrningssystemet är beroende av flera mekaniska delar. Servostyrningssystem fungerar för att ge enklare manövrerbarhet och en bättre grad av kontroll över fordonet, vilket gör körningen desto mer ansträngningsfri. Det kallas ibland för styrhjälpsystemet eller SAS. Utan det skulle styrningen vara fysiskt ansträngande och utmanande att utföra.
Servostyrningssystem kan antingen vara hydrauliska, elektriska eller en kombination av de två. Att styra ett fordon innebär att få dess framhjul att svänga synkront, antingen till vänster eller höger. Detta uppnås med hjälp av olika växelsystem. De två huvudsakliga styrväxelsystemen är kuggstången och drevet och den recirkulerande kulan.
Servostyrningssystemet använder mellanliggande elektriska eller hydrauliska anordningar för att minska ansträngningen som krävs för att styra fordonets framhjul från sida till sida. Den multiplicerar kraften som appliceras av föraren genom ratten för att uppnå en mjuk och snabb riktningsändring av fordonet.
Din bil reagerar omedelbart på även de minsta justeringar du gör, och det är lättare att hålla sig kvar i ditt körfält när du kör i trafik och utför komplicerade parkeringsmanövrar.
Hydrauliska servostyrningssystem fungerar genom att använda ett hydrauliskt system för att multiplicera kraften som appliceras på rattingångarna till fordonets styrda (vanligtvis främre) väghjul. Hydraultrycket kommer vanligtvis från en generator eller roterande skovelpump som drivs av fordonets motor.
En dubbelverkande hydraulcylinder applicerar en kraft på styrväxeln, som i sin tur styr väghjulen. Ratten styr ventiler för att styra flödet till cylindern.
Ju mer vridmoment föraren applicerar på ratten och pelaren, desto mer vätska släpper ventilerna igenom till cylindern, och desto mer kraft appliceras för att styra hjulen.
Elektrisk servostyrning (EPS) eller motordriven servostyrning (MDPS) använder en elmotor snarare än ett hydraulsystem för att hjälpa föraren av ett fordon.
Sensorer känner av rattstångens position och vridmoment, och en datormodul applicerar hjälpvridmoment via motorn, som ansluts till antingen rattväxeln eller rattstången. Detta gör att olika mängder assistans kan användas beroende på körförhållanden.
Ingenjörer kan därför skräddarsy styrväxelns respons till fjädringssystem med variabel hastighet och variabel dämpning, vilket optimerar körning, hantering och styrning för varje fordon.
På Fiats gruppbilar kan mängden assistans regleras med en knapp som heter "CITY" som växlar mellan två olika assistanskurvor, medan de flesta andra EPS-system har variabel assistans. Dessa ger mer assistans när fordonet saktar ner, och mindre vid högre hastigheter.
Följande är typerna av servostyrningssystem:
Alla tre servostyrningssystem utför samma viktiga funktion, men de utför den på olika sätt. Ett hydraulsystem använder mekaniskt pumpad högtrycksvätska, ett elektrohydrauliskt system använder en elmotor för att trycka vätska och ett elektriskt system använder en elmotor och sensorer.
Slutresultatet är detsamma:Du kan enkelt vrida på ratten under alla förhållanden. Helt elektriska servostyrningssystem sparar cirka en mil per gallon, kräver mindre underhåll och är mer tillförlitliga än ett hydraulsystem.
Detta system använder trycksatt servostyrningsvätska, tillförd av servostyrningspumpen, för att minska styransträngningen. En motordriven tillbehörsdrift eller serpentinrem sätter på pumpen och leder högtrycksservostyrningsvätska via högtrycksslangen till ingångssidan av servostyrningsväxelns styrventil.
Högt tryck som verkar på styrventilen hjälper föraren att vrida på framhjulen. Servostyrningsvätska förvaras i en behållare. Rätt vätskenivå i behållaren bibehålls när vätskan kommer tillbaka från styrväxeln med mycket lägre tryck.
Hydrauliska servostyrningssystem pumpar kontinuerligt vätska och är känsliga för motorvarvtal höga varv per minut lika högtryckseffekt, lägre varv per minut lika lågtryckseffekt. För att upprätthålla konstant tryck använder en servostyrningspump en bypass-ventil för att upprätthålla konstant tryck oavsett motorvarvtal.
Dessa system använder en borstlös elmotor för att driva den hydrauliska servostyrningspumpen istället för en motordriven tillbehörsdrift eller serpentinrem.
Detta system fungerar på samma sätt och ger samma känsla som ett konventionellt hydrauliskt servostyrningssystem.
Detta system eliminerar hydraulik och trycksatt vätska från systemet. När föraren vrider på ratten vrider en borstlös dubbelriktad permanentmagnetmotor ansluten till ratten eller rattstången framhjulen. Sensorer upptäcker åt vilket håll ratten vrids för att underlätta rörelsen av ratten i rätt riktning.
Oavsett vilken typ av system du har, verkar servostyrningen bara på styrväxeln när föraren vrider på ratten.
Hydrauliska servostyrningssystem är komplexa, tunga, kräver underhåll och tar upp mycket utrymme. Elektrisk servostyrning använder betydligt färre delar.
Med hjälp av styrvinkel- och vridmomentsensorer, plus sofistikerad programvara, kan ingenjörer justera mängden assistans, men också hur styrningen känns för föraren genom att återskapa olika vägkänslasegenskaper för olika körförhållanden. Och hydraulisk servostyrning använder 90 procent mer motorkraft än elektrisk servostyrning.
Eftersom ett elektriskt servostyrningssystem drar betydligt mindre kraft från motorn, förbättrar det avsevärt bränsleekonomin och minskar avgasutsläppen. Och att ta bort en drivremskiva och rem från motorn minskar slitaget. Detta förlänger motorns livslängd och hjälper till att minska kostsamma reparationer.
Följande är fördelarna med servostyrning:
Följande är nackdelarna med servostyrning
