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z.B. 4006633210898

z.B. Bremsbelag

z.B. Audi A3 8L1

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Servopumpe Alfa
Servopumpe Alfa

Zur Reduzierung der Kraft, die zur Betätigung des Lenkrads eines Kraftfahrzeugs beim Lenken im Stand, beim Rangieren oder bei geringen Fahrgeschwindigkeiten nötig ist, verfügen heute viele Fahrzeuge über eine Servolenkung. Die Servolenkung unterstützt den Fahrer beim Lenken, indem die vom Fahrer aufgebrachte Kraft zum Lenken durch eine Hydraulikpumpe oder einen Elektromotor verstärkt wird. In der heutigen Zeit haben fast alle PKW eine Servolenkung, da der Trend zu Frontantrieb, schwereren Fahrzeugen, breiteren Reifen und somit erhöhten Lenkkräften geht.

Hydraulischer Antrieb (HPS) von Servopumpen

hydraulische Servopumpe von QH
hydraulische Servopumpe von QH

Die Servopumpe (Hydraulikpumpe) fördert ständig einen Volumenstrom durch die Lenkung. Da aber die Lenkung bei der Geradeausfahrt oder geringen Lenkbewegungen keine Servounterstützung braucht, fließt das Öl direkt wieder zurück in den Behälter. Den Druck, der dabei entsteht, nennt man Durchflussdruck. Dies lässt sich mit einem Gartenschlauch vergleichen, durch den man ungehindert Wasser fließen lässt. Die Pumpe läuft zwar ständig mit, verbraucht aber weniger Energie als andere Verbraucher im Auto, wie z. B. Klimaanlage, heizbare Heckscheibe, Sitzheizung etc.. In dem Moment, in dem eine Lenkbewegung ausgeführt wird, wird ein Teil dieses Volumenstromes in den Arbeitsraum der Lenkung geleitet. Es entsteht ein Druck im System. Den höchsten Druck erreicht man dann, wenn man die Lenkung voll in eine Richtung einschlägt. In diesem Moment wird der komplette Volumenstrom in den Arbeitsraum geleitet, ohne dass Öl direkt zurückfließen kann. Die Pumpe geht auf Block. Der entstehende Druck wird durch das Druckbegrenzungsventil auf einen maximalen Druck geregelt, den Systemdruck. Dadurch entsteht das Pfeifen, welches man hin und wieder beim Parken hört, da dann der Ölstrom vollständig in die Arbeitsräume der Lenkung geleitet wird. In diesem Fall wird die maximale Leistung der Servopumpe erbracht. Ein weiterer Nachteil einer hydraulischen Lenkung gegenüber einer elektromechanischen Lenkung ist, dass die Wellendichtringe (Simmerringe) nach einer gewissen Betriebsdauer undicht werden können und dann ein komplizierter Austausch des Lenkgetriebes notwendig ist. Da aus Sicherheitsgründen häufig (je nach Fahrzeugmodell) keine Reparaturen an Teilen der Servolenkung gemacht werden können oder dürfen, muss dann ggf. das komplette Lenkgetriebe gewechselt werden. Dabei handelt es sich um ein hydraulisches System, bestehend aus der vom Motor angetriebenen Pumpe, dem Ölvorratsbehälter, dem Servoventil, dem Hydraulikzylinder sowie den dazugehörigen Druckleitungen. Das Servoventil ist meistens eine Torsionsfeder (mit definierter Steifigkeit). Dreht der Fahrer das Lenkrad, wird die Torsionsfeder ausgelenkt und gibt am oberen Ende Ventilöffnungen frei, die den Strom der Hydraulikflüssigkeit freigeben, der weiter unten im System die Bewegung verstärkt. Damit reduziert sich der Widerstand im Widerlager der Torsionsfeder, so dass der Ventilquerschnitt am oberen Ende der Torsionsfeder wieder reduziert wird. Das System reguliert sich damit selbst. Mit der Steifigkeit der Torsionsfeder wird die Charakteristik der hydraulischen Servolenkung eingestellt. Aufwändigere Servolenkungen arbeiten geschwindigkeitsabhängig. Die hydraulische Kraftunterstützung der Lenkbewegungen nimmt dann mit zunehmender Fahrgeschwindigkeit ab. (HPS = Hydraulic Power Steering) Vorteilhaft ist, dass keine störungsanfälligen elektrischen Bauteile vorhanden sind; Defekte oder Schäden sind offensichtlich erkennbar, die Funktionstüchtigkeit ist leicht prüfbar.

Elektrischer Antrieb (EHPS, EPS, EPAS) von Servopumpen

elektrische Servopumpe von QH
elektrische Servopumpe von QH

Die elektrisch angetriebene Servolenkung ist eine elektrische Hilfskraftlenkung, die nur dann arbeitet, wenn Lenkbewegungen stattfinden.

Vorteile des elektrischen Antriebes:

Der wesentliche Vorteil des elektrischen Antriebs liegt darin, die Lenkung adaptiv auszulegen und auch durch Assistenzsysteme überlagern zu können. Die Steuerung erlaubt eine Lenkradmomentänderung z. B. in Abhängigkeit von der Fahrzeuggeschwindigkeit. Der Zielkonflikt von hohen Lenkkräften beim Einparken (hohe Zahnstangenkräfte aufgrund des Bohrmoments des Reifen oder Blockade durch Anschlag an den Bordstein) und niedrigen Lenkradmomenten im Fahrbetrieb (reduzierte Zahnstangenkraft) kann damit aufgelöst werden. Das Lenksystem kann als Aktor für weitergehende Fahrerassistenzaufgaben genutzt werden (z. B. automatische Lenkeingriffe bei ESP II, Parkassistent, Spurhalteassistent, etc.). Außerdem kann die Lenkunterstützung bedarfsgerecht ausgelegt werden, d.h. sie wird nur tätig, wenn sie während Lenkvorgängen auch nötig ist, was zu einer Kraftstoffersparnis von bis zu 0,25 l/100 km gegenüber konventionellen hydraulischen Lenksystemen führt. Durch das Loslösen des Lenkantriebs vom Motor (Riementrieb entfällt) können gleiche Lenksysteme unterschiedliche Motorisierungen abdecken.

Nachteile des elektrischen Antriebs:

Defekte oder Schäden in der Funktion elektrischer Systeme sind weniger leicht nachzuvollziehen. Bei programmgesteuerten Digitalsystemen gibt es Sicherheitsbedenken bezüglich nicht auszuschließender Programmfehler im Programmcode.

Realisierungsart Elektrohydraulisch

Diese Realisierungsart behält das hydraulische Wirkprinzip weitgehend bei. Allerdings übernimmt statt eines Riementriebs ein programmgesteuerter Elektromotor die Funktion des Antriebs der Servopumpe, die Servoöl in das Lenkgetriebe fördert (EHPS = Electro-Hydraulic Power Steering). Die elektrische Servopumpe braucht also keinen mechanischen Riemenantrieb, sie lässt sich so motorunabhängig frei positionieren. Der Leistungsbedarf der Pumpe muss bei der Auslegung des Bordnetzes berücksichtigt werden.

Realisierungsart Elektromechanisch

Bei dieser Realisierungsart unterstützt und überlagert ein programmgesteuerter Elektrostellmotor an der Mechanik der Lenkung (Lenksäule oder Lenkgetriebe) die Lenkbewegungen des Fahrers. (EPS = Electric Power Steering, EPAS = Electric Power Assisted Steering). Hier entfällt die Hydraulik, also die Servopumpe, die Schläuche von der Servopumpe zum Lenkgetriebe und zurück, sowie die Hydraulikfüssigkeit. Im Falle einer mechanischen Beschädigung, z. B. bei einem Unfall, kann somit kein Öl austreten, da elektronische Lenkgetriebe lediglich mit Fetten geschmiert werden. Stattdessen bewirkt ein Elektromotor die Überlagerung der mechanischen Lenkbewegung durch den Fahrer mit einer unterstützenden Hilfskraft.
Quelle: Wikipedia

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