Введение
Усилитель рулевого управления собственной разработки Citroën
DIRAVI – название, данное компанией Citroën своей запатентованной системе усилителя рулевого управления, впервые представленной в 1970 году. DIRAVI – это акроним от "Direction à rappel asservi", что буквально означает "рулевое управление с контролируемым возвратом", а более точно на английском языке описывается как "усилитель рулевого управления с усилителем возврата". В Великобритании система продавалась под названием VariPower, а в США – SpeedFeel. Это была первая коммерчески доступная система рулевого управления с переменным усилием, обеспечивающая помощь при парковке, но учитывающая, что на высоких скоростях требуется меньшее усилие. В настоящее время эта функция распространяется на автомобили массового производства, где вместо гидравлического привода используются электродвигатели. Инженер Citroën Поль Мажес разработал эту систему в рамках работы над созданием практичного автомобиля с высокой мощностью и передним приводом – нового типа транспортного средства для того времени. Система DIRAVI является дополнением к интегрированной гидропневматической подвеске и тормозной системе Citroën. Все эти системы питались от насоса, приводимого в действие двигателем, и гидравлического аккумулятора. Эта уникальная система рулевого управления Citroën с функцией автоматического центрирования устанавливалась на Citroën SM, Citroën CX (большинство моделей), Citroën XM (ранние версии с левым рулем и двигателем V6), Maserati Quattroporte II и Maserati Khamsin.
DIRAVI is the name given by Citroën to its proprietary power steering system, first seen in 1970. DIRAVI is an acronym for "Direction à rappel asservi" literally meaning "steering with controlled return" more accurately described in English as "power steering with power assisted return". In the UK, it was marketed as VariPower and in the U. S. as SpeedFeel. This was the first commercially available variable assist power steering arrangement, allowing the motorist power assist when parking, but recognizing that less steering assistance was needed at high speed. This feature is now spreading to mainstream vehicles, using electrical motors rather than hydraulic actuation. Citroën engineer Paul Magès invented the system as part of its effort to engineer a practical high horsepower, front wheel drive car a new type of vehicle at the time. This DIRAVI system is an addition to the integrated Citroën hydropneumatic suspension and braking system. These all drew power from an engine driven pump and hydraulic accumulator. This unique Citroën power operated self centring steering system is fitted to Citroën SM, Citroën CX (most), Citroën XM (early Left Hand drive V6), Maserati Quattroporte II, and Maserati Khamsin.
Как это работает
Руль соединен с гидравлическим блоком управления, который содержит скользящий клапан, управляющие шестерни и тяги, а также центрирующий поршень и кулачок. Зубчатая рейка рулевого управления соединена с гидравлическим блоком управления через регулировщик, позволяющий установить центральное положение рулевого управления. Это приводит в действие одну из управляющих шестерен, а другая приводится в действие рулевым колесом. Управляющий механизм состоит из двух шестерен, соединенных стержнями через шаровые соединения. При повороте шестерен относительно друг друга стержни перемещают скользящий клапан, позволяя жидкости поступать в рейку или вытекать из нее. Это перемещает рейку, которая, в свою очередь, перемещает зубчатый сектор, возвращая управляющие шестерни в центральное положение. Сравните это с обычной системой гидроусилителя руля, которая полагается на изгиб мощной пружины для управления клапаном. Рулевая рейка почти обычная. Как и в обычной системе с усилителем руля, в ней есть рейка и зубчатый сектор, а также ступенчатый гидравлический цилиндр с разделительной пластиной (поршнем) посередине. На одной стороне пластины площадь поршня вдвое меньше площади другой, что обеспечивает вдвое большую площадь для работы жидкости. Таким образом, при полном давлении системы на меньшей стороне цилиндра и половинном давлении системы на большей стороне, цилиндр остается идеально сбалансированным и центрированным. Это происходит потому, что меньшее давление действует на большую площадь поверхности. Меньшая сторона поршня находится под постоянным гидравлическим давлением, а давление на другой стороне изменяется. ПРИМЕЧАНИЕ: Автор, по-видимому, описывает поршень и шток рулевого управления DS, где поршень расположен посередине штока. В рулевом цилиндре SM поршень находится на конце штока, площадь поперечного сечения которого вдвое меньше площади другой стороны поршня. Полное гидравлическое давление постоянно подается на сторону штока, в то время как давление на другую сторону поршня (его "головку") регулируется. Фактически, рулевое управление обеспечивало одинаковую "помощь" на всех скоростях – рулевое управление было гидравлически заблокировано против воздействия на колеса обратной связи от дороги ("обратной связи") в пределах возможностей системы. Снижение "помощи" достигалось поршнем/роликом, нажимающим на кулачок сердцевидной формы, соединенный с рулевым валом (отсюда и один оборот до полного отклонения), который питался давлением системы, так что по мере увеличения давления с увеличением скорости автомобиля, помощь рулевому управлению, казалось, уменьшалась, а усилие для центрирования руля возрастало. Однако полный поворот руля был доступен на всех скоростях, хотя для поворота руля на высокой скорости требовалась значительная сила. На центрирующее устройство подавалось достаточное давление, чтобы вернуть колеса в прямое положение, когда автомобиль не двигался. Центрирующее давление регулировалось центробежным регулятором, приводимым в действие вторичным валом коробки передач (на механических коробках передач) и пропорциональным клапаном, соединенным с давлением жидкости в автоматической коробке передач, которое было пропорционально скорости выходного вала. Давление возрастало до , и дополнительной функцией этой подачи было отключение вентиляторов кондиционера выше. Когда нет давления, доступного для работы с цилиндром, рулевое колесо будет механически перемещать рейку напрямую, но с заметным люфтом через разделенный вал. Одна сторона от рулевого колеса приводит в действие штифт, который входит в паз на выходном валу, соединенном с рейкой. Этот люфт необходим для нормальной работы системы Diravi без люфта и управления контуром обратной связи. На практике этот тяжелый и неточный ручной режим Diravi требуется только при отказе гидравлической системы, когда приоритет аварийной системы в первую очередь отдает рулевое управление. ДОПОЛНИТЕЛЬНОЕ ПРИМЕЧАНИЕ: Механическое усилие рулевого управления без гидроусилителя очень велико. Управление автомобилем без гидроусилителя следует использовать только для направления автомобиля в безопасное место для остановки. Попытка повернуть руль без гидроусилителя, когда автомобиль не движется, может сломать рулевое колесо. Поскольку система DIRAVI гораздо более чувствительна, чем обычные системы, необходимо предотвратить чрезмерное управление водителем на высоких скоростях. Эту задачу выполняет центрирующий кулачок сердцевидной формы внутри блока. Поршень с роликом на конце опирается на край этого кулачка. Давление поступает от пропорционального клапана центробежного регулятора, приводимого в действие коробкой передач (на механических коробках передач – от коробки передач, на автоматических коробках передач – от внутреннего регулятора давления коробки передач). На низких скоростях давление центрирующего поршня составляет 290 psi, чтобы обеспечить небольшую степень самоцентрирования при парковке и т.д. Пропорционально давление самоцентрирования возрастает до максимума около 800 psi при 80 км/ч, когда силы самоцентрирования достигают максимума, делая рулевое управление более жестким, но не чрезмерно.
When there is no pressure available to operate the ram, the steering wheel will mechanically move the rack directly but with significant play through a split shaft. One side from the steering wheel drives a pin which mates with a slot on the output shaft connected to the rack. The free play in this emergency mechanical system is necessary for the normal play free pressure operated Diravi system to operate its feedback control loop. In practice this heavy and inaccurate manual steering character of Diravi is only required when the hydraulic system has failed, whence emergency system prioritisation firstly sacrifices the steering system. Added NOTE: The mechanical unpowered steering effort is very heavy. Driving the car without power to the steering should be used only to guide the car to a safe place to stop. Attempting to turn the steering wheel without power when the car is not moving may break the steering wheel. Because the DIRAVI system is much more sensitive than conventional systems, something must be done to prevent the driver over controlling at high speeds. This is the job of the heart shaped centring cam inside the unit. A pressure loaded piston with a roller on the end runs against the edge of this cam. This pressure comes from a centrifugal governor proportioning valve driven from the gearbox (on manual gearboxes on automatic gearboxes the gearbox's internal governor pressure controls the centring pressure). At low speeds, the centring piston pressure is 290 psig, to provide a light degree of self centring when parking etc. Proportionally the self centring pressure rises to a maximum of about 800 psig. at 80 km/h, at which self centring forces become a maximum, stiffening the steering but not excessively so.