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Direção Eletro Hidráulica

Direção Eletro Hidráulica – O que é

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(EHPS – Eletro Hidraulic Power Steering)

Direção Eletro Hidráulica
Hyundai Sonata Interior

O sistema de direção eletro-hidráulica (EHPS – Eletric Hidraulic Power Steering) é um novo e avançado projeto, que vem substituir o sistema de direção hidráulica convencional com o intuito de minimizar o consumo de energia do veículo e proporcionar uma melhor dirigibilidade ao motorista.

A revolução deste equipamento está na sua concepção: o acionamento da bomba hidráulica é realizado por meio de um motor elétrico de corrente contínua, controlado eletronicamente, montado diretamente no quadro da suspensão (subframe) do veículo, ao contrário do sistema de direção hidráulica convencional, no qual o acionamento da bomba hidráulica é realizado pelo próprio motor do veículo por meio de polia e correia.

Toda a atuação do motor elétrico é controlada pelo módulo de comando denominado MC.

A General Motors do Brasil (GMB) veio equipar o veículo Astra, modelos a partir de 1998, com o sistema EHPS, que é uma assistência ao sistema de direção do tipo pinhão e cremalheira, equipamento original do veículo.

Tanto o sistema de direção hidráulica convencional como a eletro-hidráulica que equipam o Astra, não são classificadas como progressivas. Neste sistema o que faz com que a direção torne-se mais ou menos pesada em função da velocidade é a geometria da suspensão do veículo.

PRINCÍPIO OPERACIONAL

Por não estar acoplado ao motor, este sistema possui uma independência funcional, o que o faz operar em vários modos distintos selecionados automaticamente pelo MC.

Quando o veículo está em movimento, em linha reta, ou seja, sem esterçamento, o sistema opera no modo (stand by) ou modo de repouso. O MC detecta que não há necessidade de assistência hidráulica e o motor elétrico opera a uma rotação nominal de 2333 rotações por minuto, reduzindo o consumo de energia.

Ao movimentar o volante, o sistema eletrônico registra uma determinada resistência ao esterçamento e, imediatamente, envia um sinal para o motor elétrico elevando sua rotação para, aproximadamente, 3300 rotações por minuto. O MC, neste momento, comanda o modo de assistência máxima, fazendo com que haja pressão e fluxo hidráulicos necessários para o perfeito funcionamento do sistema , oferecendo o maior auxilio ao condutor.

Em caso de falhas tais que sejam atingidos os limites de temperatura e corrente, o MC ativa o modo sobrevivência, que reduz progressivamente a assistência hidráulica disponível ao motorista, até o limite do modo (stand by).

Caso a temperatura atinja 130ºC ou a tensão da bateria ultrapasse 16 volts ou ainda, a corrente elétrica atinja 75 àmperes por mais de um segundo, o MC ativa o modo manual, interrompendo completamente a assistência hidráulica para proteger o sistema elétrico. Esse modo, é também ativado progressivamente em degrau tipo rampa decrescente de aproximadamente 26 segundos, caso a tensão da bateria reduza a 9 volts ou o sinal do alternador caia excessivamente por mais de 0,1 segundos.

É importante ressaltar que a inoperância do sistema de assistência hidráulica não compromete a dirigibilidade do veículo. O condutor apenas perceberá a necessidade de aplicar maior força sobre o volante.

Principais Características do sistema EHPS:

Essa inovação vem a trazer várias vantagens em relação ao sistema de direção hidráulica convencional, podendo se destacar:

Sua alta eficiência elétrica e mecânica resulta num baixo consumo de potência do motor;
Facilidade de partida do motor do veículo, pela possibilidade de manter a bomba hidráulica desligada durante esse período;
Seus vários modos de operação, como o modo repouso (stand by), possibilitam a minimização do consumo de energia;
Todo o sistema de direção eletro-hidráulica é fornecido por uma única empresa, o que torna o sistema mais otimizado com alto grau de confiabilidade;
Reduzido o tempo de remoção e instalação do componente, visto que são poucos componentes interligados e o grau de dificuldade de se realizar essa operação é mínimo, e
Gerência eletrônica completa, que permite utilizar estratégias de proteção contra temperaturas elevadas, sobre pressão, picos de tensão e corrente.

FLUXO DE ÓLEO NA CAIXA DE DIREÇÃO

O suprimento de óleo é fornecido por um reservatório que envolve a própria bomba.

A redução dos esforços para girar o volante do veículo é obtida por meio do direcionamento do fluxo na válvula rotativa, sempre para o lado oposto ao movimento da cremalheira.

Quando o volante é girado para um lado, o fluxo é desviado para um dos lados do êmbolo. Assim, uma pressão hidráulica atua sobre o êmbolo auxiliando o esterçamento das rodas, facilitando o movimento.

Quando o volante é girado para o outro lado, a válvula rotativa inverte o sentido do fluxo, desviando o óleo para o outro lado do êmbolo.

Direção Eletro Hidráulica – Sistema

Sistema de direção Eletro-Hidráulico ou EPHS

O sistema de direção EHPS é assistido eletricamente através de conexão via cabos ao sistema elétrico do veículo. Este conjunto pode ser instalado no veículo no lugar de um mecanismo de direção manual ou do sistema de direção hidráulica tipo pinhão e cremalheira convencional, com idênticas interfaces à coluna de direção e suspensão do veículo.

O sistema consiste de uma Bomba Hidráulica convencional movimentada por um motor elétrico, que fornece assistência hidráulica ao mecanismo de direção pinhão cremalheira.

O sistema inicia sua operação após receber na ECU (unidade eletrônica de controle) um sinal da ignição e um sinal do alternador do veículo.

O sistema é controlado por velocidade e consumo de corrente elétrica em resposta a aplicação de torque no volante do veículo pelo motorista, e este torque provoca o fechamento do conjunto pinhão e válvula rotativa do mecanismo, causando assim um aumento na pressão hidráulica do sistema de direção e por conseqüência um aumento no torque do eixo da bomba hidráulica que é movimentada pelo motor elétrico.

Dessa forma este aumento de torque gera um aumento do consumo de corrente elétrica do motor elétrico que é detectado pela ECU.

A figura abaixo representa de forma esquemática o sistema EPHS.

Direção Eletro Hidráulica
Esquema do sistema de direção EPHS

A Tabela identifica os componentes do sistema de direção EPHS:

1) Pump – Bomba
2) E-Motor – Motor Elétrico
3) Steering valve – Válvula de direção
4) ECU – Unidade Eletrônica de Controle
5) Cylinder – Cilindro Hidráulico
6) Steering Manoeuvre – Giro de Volante
7) Vehicle Speedy – Informação de Velocidade
8) Feed line – Linha de Alimentação
9) Return line – Linha de Retorno
10) Steering Rate – Relação do mecanismo
11) Rack & Pinion – Cremalheira e pinhão
12) Car/Driver-Settings – Configuração de veículo
13) Load – Carga

As figuras abaixo ilustram os sistema s EPHS montados em quadros de suspensão.

Direção Eletro Hidráulica
Sistema de direção EPHS

Direção Eletro Hidráulica
Montagem do sistema de direção EPHS em quadro de suspensão

Fonte: www.hidraucar.com/www.automotiva-poliusp.org.br

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