Vairo kolonėlės, arba vairo mechanizmai, yra viena svarbiausių automobilio sistemų, atsakingų už vairuotojo gebėjimą tiksliai ir saugiai valdyti transporto priemonę. Jos perduoda vairuotojo jėgą į ratų mechanizmus, leidžiant valdyti automobilį. Kokybiškos vairo kolonėlės užtikrina sklandų ir tikslų automobilio valdymą, tačiau, kaip ir bet kuri kita mechaninė sistema, laikui bėgant jos dėvisi ir reikalauja priežiūros bei remonto.
Vairo Mechanizmo Sandara ir Funkcijos
Vairavimo mechanizmas atlieka keletą užduočių: juo vairuotojas vairuoja transporto priemonę ir tuo pat metu turi galimybę greitai reaguoti į kelyje atsiradusius pavojus. Technine prasme, vairavimo mechanizmas keičia ratų sukimosi plokštumos kampą transporto priemonės kėbulo atžvilgiu. Šiuolaikinio automobilio vairavimo mechanizmą galima suskirstyti į kelias pagrindines dalis:
- Vairas, vairo kolona ir vairo velenas: tai vairo mechanizmas, kurio užduotis - perduoti vairo judesį rato posūkio mechanizmui.
- Rato posūkio mechanizmas: susideda iš rato kronšteino svirties, rato kronšteino traukės, skersinės traukės, išilginės traukės ir vairo traukių antgalių. Jo užduotis - reaguoti į vairo judesius ir atitinkamai pasukti ratus.
- Vairo stiprintuvas: palengvina vairo sukimą manevravimo metu. Jau keliolika metų svarbus ir vairuotojo patogumas - sukant vairą neturėtų reikėti didelių pastangų.
Vairo Stiprintuvo Sistemų Tipai
Hidraulinės vairo stiprintuvo sistemos
Pastaruoju metu vairo stiprintuvo sistemos tapo praktiškai standartine įranga naujai gaminamose transporto priemonėse. Jau kelis dešimtmečius hidraulinė sistema yra labiausiai paplitęs ir naudojamas sprendimas. Tipinę sistemą sudaro siurblys, varomas trapeciniu diržu, hidraulinės žarnos, išsiplėtimo bakelis bei vairo kolonėlė su integruotais hidraulikos elementais.
Privalumai ir trūkumai
Pagrindinis tokios sistemos privalumas - sąlyginai paprasta sandara, užtikrinanti aukštą patikimumą ir patvarumą. Tačiau pagrindinis šios sistemos trūkumas yra didelės energijos sąnaudos, susidarančios dėl nuolat veikiančio hidraulinio siurblio. Dėl šios priežasties padidėja kuro sąnaudos bei anglies dioksido emisija. Mažuose automobiliuose, turinčiuose sąlyginai nedidelės galios variklius, nuolat veikiantis vairo stiprintuvo siurblys ženkliai riboja pasiekiamus rezultatus.
Elektrohidraulinės vairo stiprintuvo sistemos (EPHS)
Bendra pasaulinė tendencija kurti vis ekonomiškesnes ir ekologiškesnes transporto priemones bei klientų lūkesčiai, kad mažuose automobiliuose būtų įrengiamos vairo stiprintuvo sistemos, privertė konstruktorius ieškoti naujų sprendimų. Firma „TRW“, turinti didelę patirtį hidraulinių sistemų konstravimo bei gamybos srityse, sukūrė elektrohidraulines vairo stiprintuvo sistemas EPHS (Electrically Powered Hydraulic Steering) ir pradėjo serijinę gamybą.
EPHS sistemos veikimo principas ir privalumai
Situacijoje, kai vairuotojas nesuka vairo, variklis (ir siurblys) apskritai neveikia arba veikia mažomis apsukomis, taip ribodamas sistemos energijos sąnaudas, nesukeldamas energijos nuostolių. Galima teigti, kad EPHS sistema apjungė hidraulinės sistemos privalumus (veikimo patikimumą, aukštą patvarumą, gerą virpesių, perduodamų iš ratų pusės, slopinimą) su elektrinių sistemų privalumais (lengvu valdymu, išjungimo galimybe, energijos taupymu, kai sistema neveikia). Ši sistema taip pat įgalino papildomos komforto funkcijos - adaptacinio stiprinimo - įgyvendinimą. Adaptacinėse sistemose jėga, reikalinga vairo pasukimui, mažėja kartu su mažėjančiu greičiu.
Hidraulinio siurblio sistemą sudaro: alyvos bakelis, elektrinis siurblys, siurblys, apsauginis vožtuvas bei valdymo blokas. Vairo kolonėlės konstrukcija beveik nesiskiria nuo kolonėlės su hidrauliniu stiprintuvu. Sistemos valdymo blokas gauna signalus iš įvairių daviklių ir pagal šių signalų reikšmes priima sprendimus apie siurblio įjungimą bei jo sukimo greitį.
Elektriniai vairo stiprintuvai (EPS)
Šiuo metu yra labai populiarūs elektriniai vairo stiprintuvai, kurių stiprintuvo mechanizmas yra integruotas, užima mažai vietos ir nereikalauja skysčio naudojimo.
Dažniausi Vairo Mechanizmo Gedimų Požymiai
Vairavimo mechanizmo gedimai yra labai pavojingi važiavimo saugumui. Į ką reikia atkreipti ypatingą dėmesį?
- Neįprasti triukšmai: Girgždėjimas, traškėjimas ar kiti neįprasti triukšmai atsirandantys vairuojant. Tai dažnai rodo, kad vairo pavaros sistema yra netinkamai sutepta arba, kad viena iš judančių dalių pradėjo dėvėtis.
- Sunkesnis valdymas: Jei pastebite, kad vairuoti tapo sunku, o vairo sistema jaučiasi tarsi „neaiški“ arba „laisva“ - tai gali būti ženklas, kad vairo kolonėlėje yra problemų. Ypač jei automobilis turi hidraulinį vairo stiprintuvą, tai gali rodyti dėvėtą vairo mechanizmą arba sugadintą vairo stiprintuvo sistemą.
- Trūkčiojimas ir vibracijos: Jei vairas pradeda trūkčioti arba judėti nenatūraliai (t. y. jei vairuotojas jaučia nenormalius svyravimus ar pasipriešinimą) - tai gali reikšti, kad vairo kolonėlėje yra problemų su pavarų mechanizmu arba vairo krumpliaračiais.
- Pašaliniai garsai iš siurblio: Sugedus stiprintuvo siurbliui, posūkių metu neretai girdimas ir pašalinis garsas - ūžimas, neįprastas švilpimas, kaukimas.
- Vairo laisvumas: Aiškiai jaučiamas vairo laisvumas.
- Netolygus padangų dėvėjimasis: Netolygus padangų protektoriaus susidėvėjimas.
- Kontrolinė lemputė: Prietaisų skydelyje deganti vairo stiprintuvo kontrolinė lemputė (ypač EPHS sistemose).
Dažniausiai Pasitaikantys Gedimai ir Jų Priežastys
Hidraulinių vairo stiprintuvo sistemų gedimų priežastys
- Alyvos lygis ir kokybė: Nepakankamas hidraulinio skysčio lygis sistemoje, nešvarus, oksiduotas arba nuo ilgo naudojimo pasenęs hidraulinis skystis. Jei siurbliui tenka dirbti susiduriant su ryškiu hidraulinio skysčio trūkumu, ši detalė daug greičiau dėvisi, perkaista ir sugenda.
- Natūralus dėvėjimasis: Siurblio guolių bei kitų komponentų susidėvėjimas.
- Nuotėkiai: Pažeidus vairo kolonėlės cilindro galuose esančius guminius žiedus (riebokšlius), iš cilindro išbėga tepalas. Tepalui išbėgus, po kurio laiko sukiojant vairą ima girdėtis zyzimas - taip vairo kolonėlės gedimą galima pačiam pajusti, jei kolonėlė hidraulinė. Dažniausiai nuotėkiai pasitaiko hidraulinėse žarnose arba vairo kolonėlėje, rečiau - hidraulinio siurblio sistemoje.
Elektrohidraulinių vairo stiprintuvo sistemų (EPHS) gedimų priežastys
Netinkamą sistemos veikimą taip pat gali sukelti elektriniai gedimai. Transporto priemonės su EPHS sistemomis turi kontrolines lemputes, signalizuojančias apie netinkamą sistemos darbą. Jei kontrolinė lemputė užsidega veikiant varikliui, tai byloja apie sistemos gedimą.
- Elektrinės problemos: Prastai veikiantys laidų kontaktai, korozija jungtyse, neįprastai žema įtampa, pažeistas arba išsikrovęs akumuliatorius, pažeistas generatorius, pažeisti maitinimo/masės laidai, oksiduoti sujungimai.
- Valdymo bloko gedimai: Variklio valdymo bloko (ECU) gedimai, klaidos, susijusios su ryšiu (pvz., CAN tinklo gedimas).
- Perkaitimas: Siurblio perkaitimai dėl nuolatinės aukšto lygio apkrovos, užsikimšusio hidraulinio skysčio filtro ar pernelyg žemo skysčio lygio sistemoje.
- Daviklių gedimai: Pažeistas vairo posūkio daviklis (trumpasis jungimas su mase arba pliusu).
- Susidūrimo signalas: Jei transporto priemonė pateko į avariją ir suveikė oro pagalvių sistema, ši informacija gali būti išsiųsta į stiprintuvo valdymo bloką, dėl ko stiprintuvo sistema išjungiama.
Bendros gedimų priežastys
- Vairo traukių antgalių susidėvėjimas: Atpažįstamas pagal triukšmus, sklindančius iš po variklio gaubto, vibraciją ir drebėjimą ant vairo.
- Netinkama ratų geometrija: Automobilio tempimas į kurią nors pusę, nuolatinis judėjimo trajektorijos koregavimas, lėta reakcija į vairo judesius.
- Apsauginių gumų pažeidimai: Vairo traukių apsaugų būklė turi būti tikrinama kiekvieno periodinio automobilio aptarnavimo metu. Gali pasitaikyti tokia situacija, kad iš kolonėlės prasisunkusi alyva renkasi traukių apsaugose ir nėra pastebima išorėje. Pažeidus apsaugines gumas, vanduo ir purvas patenka ant vidinių detalių, sukelia koroziją ir pažeidžia riebokšlius.
Evaldas Banys, UAB „Vairoma“ direktorius, pabrėžia: „Problema labai panaši, kaip su pusašių šarnyrais, dar vadinamais „granatų“ vardu. Pažeidus juos saugančias gumas, šie šarnyrai irgi sugenda. Tik tiek, kad pusašių šarnyrų problemos žinomos visiems servisų darbuotojams ir daugeliui vairuotojų, o į vairo kolonėlių gumų pažeidimą dažnas numoja ranka. Keičiant traukes, gumos dažnai pažeidžiamos, ir net maža skylutė leidžia drėgmei patekti į vidų, sukeliant rūdis ir riebokšlių pažeidimus. Gumos kainuoja apie 20 litų, o suremontuoti vairo kolonėlę gali kainuoti apie tūkstantį litų.“
- Atsilaisvinimas ir korozija: Vairo kolonėlės ima barškėti, atsilaisvina kolonėlė ar nurūdija dantys, įvorės. Trinktelėjus per duobę, gali atsilaisvinti prispaudimo spyruoklė. Nuo druskos, kuri žiemą barstoma ant kelių, greitėja vairo kolonėlės ir kitų mechanizmų korozija.
Vairo Mechanizmo Diagnostika ir Remontas
Alyvos lygio tikrinimas ir nuotėkiai
Alyvos lygis tikrinamas matuokle, esančia sistemos bakelio kamštelyje. Matuoklėje yra žymės, nurodančios minimalų ir maksimalų šaltos bei įkaitusios alyvos lygį. Svarbu pažymėti, kad sistemoje esanti alyva nesunaudojama ir jos lygio sumažėjimas visuomet rodo alyvos nuotėkį iš sistemos. Todėl prieš alyvos lygio papildymą būtina nustatyti nuotėkio vietą ir pašalinti jo priežastį.
Dažniausiai, nuotėkiai pasitaiko hidraulinėse žarnose arba vairo kolonėlėje. Gali pasitaikyti situacija, kad iš kolonėlės prasisunkusi alyva renkasi traukių apsaugose ir nėra pastebima išorėje. Jei alyvos prasisunkimą sukėlė vairo kolonėlės gedimas, negalima jo šalinti dirbtuvių sąlygomis - būtina pakeisti vairo kolonėlę.
Leidžiami ir neleidžiami remonto darbai
Vieninteliai leistini dirbtuvių sąlygomis atliekami remonto darbai turi apsiriboti vairo traukių ir jų apsaugų keitimu. Montuojant naują arba regeneruotą vairo kolonėlę, negalima pamiršti apie naujų sandarinimo elementų naudojimą hidraulinės sistemos jungtyse (guminiai sandarinimo žiedai arba tarpinės iš minkšto metalo). Tais atvejais, kai yra nesandarios hidraulinės žarnos, jas taip pat būtina pakeisti naujomis.
Remiantis E. Banio patarimu, keičiant ar restauruojant vairo traukes, būtina pakeisti ir vairo kolonėlę saugančias gumas. To nepadarius, vairo kolonėlės velenas ilgainiui pradeda rūdyti ir sugenda.
Vairo kolonėlių ir stiprintuvų (hidraulinių siurblių) remonto metu mazgai išardomi, išplaunami, pašalinama korozija, šlifuojami velenai, poliruojami, tekinamos ir presuojamos naujos įvorės, dedami nauji riebokšliai, guminiai ir tefloniniai sandarinimo žiedai.
Mechaninės (EPS) vairo kolonėlės su el. vairo stiprintuvu patikra / Electric power steering racks
Sistemos užpildymas ir nuorinimas
Pašalinus nuotėkio priežastis, visuomet būtina užpildyti sistemą nauja alyva ir nuorinti. Sistemos užpildymui naudojama alyva, atitinkanti transporto priemonės gamintojo specifikacijų reikalavimus. Automobiliuose su klasikinėmis hidraulinėmis vairo stiprintuvo sistemomis dažnai naudojama ATF tipo alyva. Elektrohidraulinių sistemų (taip pat ir hidraulinių, esančių naujesnėse transporto priemonėse) atveju situacija atrodo kitaip.
Užpildžius sistemą, ją būtina nuorinti kelis kartus pasukant vairą iš vienos kraštinės padėties į kitą (be variklio paleidimo). Nuorinimo procedūra turi būti atliekama su pakeltais priekinės ašies ratais. Tai sumažina jėgas, reikalingas jų pasukimui, ir apsaugo sistemos elementus nuo pažeidimų pradinėje darbo fazėje, kai sistemoje ir alyvoje yra žymus oro kiekis.
Kol vienas asmuo suka vairą, kitas privalo stebėti, kada išsiplėtimo bakelyje nustos išsiskirti oro burbuliukai. Kai oro burbuliukai nebeišsiskiria, galima paleisti variklį ir vėl sukioti vairą iš vienos kraštinės padėties į kitą (apie 10 kartų), neužlaikant vairo kraštinėse padėtyse. Tokiu būdu, be sistemos nuorinimo, galima patikrinti jos veikimo tinkamumą bei sandarumą. Išjungus variklį dar kartą patikrinamas alyvos lygis ir esant reikalui papildomas. Taip pat patikrinama, ar alyva išsiplėtimo bakelyje nesuputojusi. Jei alyvoje pastebimi oro burbuliukai, būtina palikti automobilį apie 30 minučių, leidžiant dujoms pasišalinti.
Elektrinių gedimų diagnostika EPHS sistemose
Jei EPHS sistemos kontrolinė lemputė užsidega veikiant varikliui, tai signalizuoja apie sistemos gedimą. Tokiais atvejais, priklausomai nuo gedimo rūšies, vairo stiprintuvo sistema veikia avariniu režimu arba visiškai neveikia. Pirmas žingsnis tokioje situacijoje - diagnostinė patikra testeriu su tinkama programine įranga. Testeris suteikia galimybę nuskaityti ir ištrinti valdymo bloko atmintyje įrašytas klaidas, tikrų parametrų nuskaitymą (pvz., maitinimo įtampos reikšmę, vairo posūkio kampą) bei atitinkamų kodavimų atlikimą po valdymo bloko keitimo.
Jei testeris rodo ryšio su sistema klaidą, būtina patikrinti valdymo bloko maitinimą (gnybtai „15”ir „30”), masės sujungimą bei diagnostinės linijos grandinę tarp valdymo bloko ir diagnostinės jungties. Transporto priemonėse su integruotu CAN tinklu, ryšio trūkumas gali reikšti paties tinklo gedimą arba trumpą jungimą kuriame nors valdymo bloke, prijungtame prie šio tinklo.
Slėgių patikra ir siurblių remontas
Paskutiniuoju veiksmu turi būti slėgių patikra sistemoje. Slėgių matavimai atliekami atitinkančiu manometru, prijungtu prie slėginės žarnos tarp siurblio ir vairo kolonėlės. Reikia paleisti variklį ir 5-10 sekundžių prilaikyti vairą kraštinėje padėtyje. Transporto priemonės ratai privalo stovėti ant pagrindo. Tam, kad nebūtų pažeistas kuris nors sistemos elementas, slėgio matavimas neturi trukti ilgiau nei anksčiau minėtos 5-10 sekundžių.
Hidraulinio siurblio sistemos remontą dirbtuvių sąlygomis dažniausiai atlikti neįmanoma - joms sugedus, jas būtina pakeisti naujomis arba regeneruotomis.
Montavimo ir kodavimo ypatumai
Montuojant naują sistemą, visuose hidrauliniuose sujungimuose būtina sudėti naujus sandarinimo elementus bei užveržti juos tinkamais momentais. Esant galimybei, taip pat reikia patikrinti elektrinių kabelių būklę, atkreipiant ypatingą dėmesį į kištukines jungtis ir jų sandarinimą. Sumontavus naują hidraulinio siurblio sistemą, būtina ją užkoduoti. Tai atliekama diagnostinio testerio pagalba, įrašant kodus, esančius transporto priemonės gamintojo dokumentacijoje. Montuojant vairo stiprintuvo elementus, visi varžtiniai sujungimai užveržiami atitinkamais momentais dinamometrinio rakto pagalba.
Vairo Mechanizmo Priežiūra ir Saugumas
Vairo mechanizmas daro tiesioginę įtaką kelių eismo saugumui, todėl draudžiama naudoti jo remontui detales, išmontuotas iš kitų transporto priemonių. Vairo kolonėlių ir stiprintuvų siurblių regeneracijai firmoje „TRW“ naudojamos originalios detalės bei tie patys technologiniai procesai, kurie naudojami naujų elementų gamyboje. Po regeneracijos proceso dalims atliekami tokie patys bandymai kaip ir naujoms dalims, suteikiama tokia pati garantija.
Aprašytos pagrindinės EPHS sistemų gedimų diagnozavimo ir remonto taisyklės panašiu būdu taip pat taikytinos ir klasikinėms hidraulinėms sistemoms - atskyrus „elektrinę“ dalį. Hidraulinės vairo stiprintuvo sistemos tebenaudojamos tiek lengvuosiuose automobiliuose, tiek sunkvežimiuose ir, kaip ir kiekviena transporto priemonės sistema, po tam tikros ridos gali reikalauti tam tikrų aptarnavimo - remonto darbų.
Profilaktinės priemonės
- Reguliarus patikrinimas: Vairo pavaros sistemos ir vairo stiprintuvo skysčio lygį reikia tikrinti pagal automobilio gamintojo rekomendacijas. Kiekvienas automobilis turi reguliarias techninės priežiūros procedūras, kuriose tikrinamos svarbiausios automobilio sistemos (įskaitant vairo kolonėlę).
- Apsauga nuo korozijos: Druska, kuri žiemą barstoma ant kelių, gali būti vienas iš pagrindinių veiksnių greitinančių vairo kolonėlės ir kitų automobilio mechanizmų koroziją. Svarbu reguliariai nuplauti automobilį, ypač jo dugną, ir atlikti apsaugines priemones nuo korozijos.
- Tinkamas vairavimas: Vairuojant automobilį svarbu vengti staigių smūgių ar labai didelių posūkių, nes jie gali sukelti papildomą apkrovą vairo kolonėlei ir kitoms automobilio sistemoms.
- Ratų geometrija ir pakaba: Atlikti ratų geometrijos reguliavimą pagal standartinius gamintojo nurodymus. Pakabos tampriųjų elementų laisvumas taip pat turi neigiamos įtakos vairo mechanizmo veikimo ilgaamžiškumui. Ypatingą dėmesį atkreipti į amortizatorių atramas bei jų guolius, spyruokles.
Šiuolaikiniai vairavimo mechanizmai labai padeda vairuotojui važiuojant ir statant automobilį, bet jie taip pat genda. Vairavimo mechanizmo gedimai yra labai pavojingi ir kelia grėsmę vairuotojo, keleivių ir kitų eismo dalyvių saugumui. Dėl to kiekvienas vairuotojas privalo žinoti, kaip tokius gedimus atpažinti ir laiku kreiptis į kvalifikuotą specialistą.
tags: #hidraulines #vairo #koloneles