Power steering
पावर स्टीयरिंग एक मोटर वाहन के स्टीयरिंग व्हील को घुमाने के लिए चालक के प्रयास को कम करने के लिए एक प्रणाली है, जिसमें स्टीयरिंग की सहायता के लिए एक शक्ति स्रोत का उपयोग किया जाता है। हाइड्रोलिक या इलेक्ट्रिक एक्चुएटर संचालन तंत्र में नियंत्रित ऊर्जा जोड़ते हैं, इसलिए चालक विशिष्ट गति से गाड़ी चलाते समय चालित पहियों को घुमाने के लिए कम प्रयास कर सकता है, और जब वाहन को रोका जाता है या धीरे-धीरे आगे बढ़ाया जाता है तो पहियों को घुमाने के लिए आवश्यक शारीरिक प्रयास को काफी कम कर सकता है। चालित पहियों पर कार्य करने वाले बलों की कुछ कृत्रिम प्रतिक्रिया प्रदान करने के लिए पावर स्टीयरिंग को भी इंजीनियर किया जा सकता है। कारों के लिए हाइड्रोलिक पावर स्टीयरिंग सिस्टम एक एक्चुएटर के माध्यम से स्टीयरिंग प्रयास को बढ़ाते हैं, एक हाइड्रोलिक सिलेंडर जो एक सर्वो सिस्टम का हिस्सा है। इन प्रणालियों में स्टीयरिंग व्हील और पहियों को चलाने वाले लिंकेज के बीच सीधा यांत्रिक संबंध होता है। इसका मतलब है कि पावर-स्टीयरिंग सिस्टम की विफलता (प्रयास को बढ़ाने के लिए) अभी भी वाहन को अकेले मैनुअल प्रयास का उपयोग करके चलाने की अनुमति देती है। विद्युत शक्ति संचालन प्रणाली हाइड्रोलिक प्रणाली के बजाय सहायता प्रदान करने के लिए विद्युत मोटरों का उपयोग करती है। हाइड्रोलिक प्रकारों के साथ, एक्चुएटर (मोटर, इस मामले में) की शक्ति को बाकी पावर स्टीयरिंग सिस्टम द्वारा नियंत्रित किया जाता है। अन्य पावर स्टीयरिंग सिस्टम (जैसे कि सबसे बड़े ऑफ-रोड निर्माण वाहनों में) का स्टीयरिंग लिंकेज से कोई सीधा यांत्रिक संबंध नहीं है; उन्हें विद्युत शक्ति की आवश्यकता होती है। बिना किसी यांत्रिक संबंध के इस तरह की प्रणालियों को कभी-कभी विमानन के "फ्लाई-बाय-वायर" के अनुरूप "ड्राइव बाय वायर" या "स्टीयर बाय वायर" कहा जाता है। इस संदर्भ में, "तार" विद्युत केबलों को संदर्भित करता है जो बिजली और डेटा ले जाते हैं, न कि पतले तार रस्सी यांत्रिक नियंत्रण केबलों को। कुछ निर्माण वाहनों में बीच में ऊबड़-खाबड़ काज के साथ दो-भाग वाला फ्रेम होता है; यह काज वाहन को चलाने के लिए आगे और पीछे के एक्सल को गैर-समानांतर बनने की अनुमति देता है। विरोधी हाइड्रोलिक सिलेंडर एक दूसरे के सापेक्ष फ्रेम के आधे हिस्से को चलाने के लिए स्थानांतरित करते हैं। एक वाहन पर पहला पावर स्टीयरिंग सिस्टम जाहिरा तौर पर 1876 में फिट्स उपनाम वाले एक व्यक्ति द्वारा स्थापित किया गया था, लेकिन उनके बारे में बहुत कम जानकारी है। अगला पावर स्टीयरिंग सिस्टम 1903 में कोलंबिया के 5 टन के ट्रक पर लगाया गया था, जहाँ ड्राइवर को आगे के पहियों को घुमाने में सहायता के लिए एक अलग इलेक्ट्रिक मोटर का उपयोग किया गया था। पिट्सबर्ग, पेनसिल्वेनिया के निवासी रॉबर्ट ई. ट्विफोर्ड ने पहले चार-पहिया ड्राइव सिस्टम के लिए 3 अप्रैल, 1900 को जारी किए गए अपने पेटेंट (यू. एस. पेटेंट 646,477) के हिस्से के रूप में एक यांत्रिक शक्ति संचालन तंत्र को शामिल किया। पियर्स-एरो के ट्रक डिवीजन के एक इंजीनियर फ्रांसिस डब्ल्यू. डेविस ने यह पता लगाना शुरू किया कि स्टीयरिंग को कैसे आसान बनाया जा सकता है, और 1926 में पहली व्यावहारिक शक्ति स्टीयरिंग प्रणाली का आविष्कार और प्रदर्शन किया। डेविस जनरल मोटर्स में चले गए और हाइड्रोलिक-सहायता प्राप्त पावर स्टीयरिंग सिस्टम को परिष्कृत किया, लेकिन वाहन निर्माता ने गणना की कि इसका उत्पादन करना बहुत महंगा होगा। डेविस ने तब बेंडिक्स के साथ अनुबंध किया, जो वाहन निर्माताओं के लिए एक पुर्जे निर्माता है। द्वितीय विश्व युद्ध के दौरान भारी वाहनों पर आसान संचालन के लिए सैन्य जरूरतों ने ब्रिटिश और अमेरिकी सेनाओं के लिए बख्तरबंद कारों और टैंक-रिकवरी वाहनों पर बिजली सहायता की आवश्यकता को बढ़ाया। क्रिसलर कॉर्पोरेशन ने "हाइड्रागाइड" नाम के तहत 1951 क्रिसलर इंपीरियल पर पहला व्यावसायिक रूप से उपलब्ध यात्री कार पावर स्टीयरिंग सिस्टम पेश किया। क्रिसलर प्रणाली डेविस के कुछ समाप्त हो चुके पेटेंटों पर आधारित थी। जनरल मोटर्स ने 1952 कैडिलैक को एक पावर स्टीयरिंग सिस्टम के साथ पेश किया, जिसमें डेविस ने लगभग बीस साल पहले कंपनी के लिए जो काम किया था, उसका उपयोग किया गया था। डेट्रॉइट के चार्ल्स एफ. हैमंड ने 1958 में कनाडाई बौद्धिक संपदा कार्यालय के साथ पावर स्टीयरिंग में सुधार के लिए कई पेटेंट दायर किए। 1950 के दशक के मध्य में अमेरिकी निर्माताओं ने प्रौद्योगिकी को वैकल्पिक या मानक उपकरण के रूप में पेश किया, जबकि फ्रंट-व्हील ड्राइव, अधिक वाहन द्रव्यमान, असेंबली लाइन उत्पादन लागत में कमी और व्यापक टायरों की ओर रुझानों के कारण इसे आधुनिक वाहनों पर अंतरराष्ट्रीय स्तर पर व्यापक रूप से पेश किया जाता है, जो सभी आवश्यक संचालन प्रयास को बढ़ाते हैं। भारी वाहनों, जैसा कि कुछ देशों में आम है, को कम गति पर चलाना बेहद मुश्किल होगा, जबकि हल्के वजन वाले वाहनों को पावर असिस्टेड स्टीयरिंग की आवश्यकता नहीं हो सकती है। 1999 में संचालन बल प्रतिक्रिया की अवधारणात्मक निष्ठा पर एक अध्ययन में पाया गया कि सामान्य वास्तविक दुनिया के ट्रक और कार चालक स्वाभाविक रूप से गति बढ़ने के साथ प्रतिक्रिया टोक़ में वृद्धि की उम्मीद करते हैं, और इस कारण से पावर स्टीयरिंग के शुरुआती रूप, जिनमें इस तरह के प्रभाव की कमी थी, को अस्वीकृति मिली। हाइड्रोलिक सिस्टम हाइड्रोलिक पावर स्टीयरिंग सिस्टम वाहन के स्टीयर्ड (आमतौर पर सामने) सड़क के पहियों पर स्टीयरिंग व्हील इनपुट पर लागू बल को गुणा करने के लिए एक हाइड्रोलिक सिस्टम का उपयोग करके काम करता है। हाइड्रोलिक दबाव आमतौर पर वाहन के इंजन द्वारा संचालित एक गेरोटर या रोटरी वेन पंप से आता है। एक डबल-एक्टिंग हाइड्रोलिक सिलेंडर स्टीयरिंग गियर पर एक बल लगाता है, जो बदले में सड़क के पहियों को चलाता है। स्टीयरिंग व्हील सिलेंडर में प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए वाल्व संचालित करता है। चालक स्टीयरिंग व्हील और कॉलम पर जितना अधिक टॉर्क लगाता है, उतना ही अधिक तरल वाल्व सिलेंडर तक जाने देता है, और इसलिए पहियों को चलाने के लिए उतना ही अधिक बल लगाया जाता है। स्टीयरिंग व्हील पर लागू टोक़ को मापने के लिए एक डिज़ाइन में एक टोक़ संवेदक होता है-स्टीयरिंग कॉलम के निचले छोर पर एक मरोड़ पट्टी। जैसे-जैसे स्टीयरिंग व्हील घूमता है, वैसे-वैसे स्टीयरिंग कॉलम के साथ-साथ टॉरशन बार का ऊपरी छोर भी घूमता है। चूँकि मरोड़ पट्टी अपेक्षाकृत पतली और लचीली होती है, और निचला छोर आमतौर पर घुमाया जाने का विरोध करता है, इसलिए पट्टी लागू टोक़ के समानुपाती मात्रा में मुड़ जाएगी। मरोड़ पट्टी के विपरीत छोरों के बीच स्थिति में अंतर एक वाल्व को नियंत्रित करता है। वाल्व तरल पदार्थ को सिलेंडर में प्रवाहित करने की अनुमति देता है जो संचालन सहायता प्रदान करता है; मरोड़ पट्टी का "मोड़" जितना अधिक होगा, बल उतना ही अधिक होगा। चूँकि हाइड्रोलिक पंप सकारात्मक विस्थापन प्रकार के होते हैं, इसलिए वे जो प्रवाह दर प्रदान करते हैं वह इंजन की गति के सीधे आनुपातिक होती है। इसका मतलब है कि उच्च इंजन गति पर स्टीयरिंग स्वाभाविक रूप से कम इंजन गति की तुलना में तेजी से काम करेगी। क्योंकि यह अवांछनीय होगा, एक सीमित छिद्र और प्रवाह-नियंत्रण वाल्व पंप के कुछ उत्पादन को उच्च इंजन गति पर हाइड्रोलिक जलाशय में वापस भेजता है। एक दबाव राहत वाल्व दबाव के एक खतरनाक निर्माण को रोकता है जब हाइड्रोलिक सिलेंडर का पिस्टन अपने स्ट्रोक के अंत तक पहुंच जाता है। स्टीयरिंग बूस्टर की व्यवस्था की जाती है ताकि बूस्टर के विफल होने पर, स्टीयरिंग काम करना जारी रखे (हालांकि पहिया भारी महसूस करेगा)। पावर स्टीयरिंग का नुकसान वाहन के संचालन को काफी प्रभावित कर सकता है। प्रत्येक वाहन मालिक की नियमावली तरल स्तर के निरीक्षण और पावर स्टीयरिंग सिस्टम के नियमित रखरखाव के लिए निर्देश देती है। कार्यशील तरल, जिसे "हाइड्रोलिक द्रव" या "तेल" भी कहा जाता है, वह माध्यम है जिसके द्वारा दबाव संचारित होता है। आम काम करने वाले तरल पदार्थ खनिज तेल पर आधारित होते हैं। कुछ आधुनिक प्रणालियों में वाहन की गति बढ़ने पर हाइड्रोलिक आपूर्ति दबाव को कम करने के लिए एक इलेक्ट्रॉनिक नियंत्रण वाल्व भी शामिल है; यह परिवर्तनीय-सहायता शक्ति संचालन है। डी. आई. आर. ए. वी. आई. चर-सहायता शक्ति संचालन डी. आई. आर. ए. वी. आई. ने गति संवेदनशील संचालन के अब सामान्य लाभ को नया रूप दिया। इस पावर स्टीयरिंग सिस्टम में, पहियों को चलाने का बल कार के उच्च दबाव वाले हाइड्रोलिक सिस्टम से आता है और हमेशा वही रहता है चाहे सड़क की गति कुछ भी हो। स्टीयरिंग व्हील को घुमाने से पहियों को एक साथ हाइड्रोलिक सिलेंडर के माध्यम से एक संबंधित कोण पर ले जाया जाता है। कुछ कृत्रिम संचालन अनुभव देने के लिए, एक अलग हाइड्रोलिक रूप से संचालित प्रणाली है जो संचालन चक्र को केंद्र की स्थिति में वापस लाने की कोशिश करती है। लागू दबाव की मात्रा सड़क की गति के समानुपाती होती है, इसलिए कम गति पर संचालन बहुत हल्का होता है, और उच्च गति पर केंद्र से थोड़ी मात्रा से अधिक स्थानांतरित करना बहुत मुश्किल होता है। इसका आविष्कार फ्रांस के सिट्रोएन ने किया था। जब तक कार के हाइड्रोलिक सिस्टम में दबाव होता है, तब तक स्टीयरिंग व्हील और रोडव्हील के बीच कोई यांत्रिक संबंध नहीं होता है। इस प्रणाली को पहली बार 1970 में सिट्रोन एस. एम. में पेश किया गया था, और इसे यू. के. में 'वेरीपॉवर' और यू. एस. इलेक्ट्रो-हाइड्रोलिक सिस्टम इलेक्ट्रो-हाइड्रोलिक पावर स्टीयरिंग सिस्टम में 'स्पीडफील' के रूप में जाना जाता था, जिसे कभी-कभी संक्षिप्त रूप से ई. एच. पी. एस. कहा जाता है, और कभी-कभी "हाइब्रिड" सिस्टम भी कहा जाता है, मानक सिस्टम के रूप में उसी हाइड्रोलिक सहायता तकनीक का उपयोग करते हैं, लेकिन हाइड्रोलिक दबाव इंजन पर ड्राइव बेल्ट के बजाय इलेक्ट्रिक मोटर द्वारा संचालित पंप से आता है। 1965 में, फोर्ड ने "रिस्ट-ट्विस्ट इंस्टेंट स्टीयरिंग" से लैस मर्करी पार्क लेन के बेड़े के साथ प्रयोग किया, जिसने पारंपरिक बड़े स्टीयरिंग व्हील को दो रिंगों, एक तेज 15:1 गियर अनुपात और इंजन के रुकने की स्थिति में एक इलेक्ट्रिक हाइड्रोलिक पंप से बदल दिया। 1988 में, सुबारू एक्सटी6 को एक अद्वितीय साइब्रिड अनुकूली विद्युत-हाइड्रोलिक संचालन प्रणाली से सुसज्जित किया गया था जिसने वाहन की गति के आधार पर सहायता के स्तर को बदल दिया। 1990 में, टोयोटा ने अपनी दूसरी पीढ़ी के एम. आर. 2 को इलेक्ट्रो-हाइड्रोलिक पावर स्टीयरिंग के साथ पेश किया। यह इंजन (जो एम. आर. 2 में चालक के पीछे था) से स्टीयरिंग रैक तक हाइड्रोलिक लाइनों को चलाने से बचाता था। 1994 में वोक्सवैगन ने एक विद्युत पंप के साथ गोल्फ एमके3 इकोमैटिक का उत्पादन किया। इसका मतलब था कि बिजली संचालन तब भी काम करेगा जब ईंधन बचाने के लिए कंप्यूटर द्वारा इंजन को रोक दिया गया था। फोर्ड, वोक्सवैगन, ऑडी, प्यूज़ो, सिट्रोएन, सीट, स्कोडा, सुजुकी, ओपेल, मिनी, टोयोटा, होंडा और मज़्दा द्वारा कुछ कारों में इलेक्ट्रो-हाइड्रोलिक सिस्टम पाए जा सकते हैं। इलेक्ट्रिक सिस्टम इलेक्ट्रिक पावर स्टीयरिंग (ईपीएस) या मोटर-चालित पावर स्टीयरिंग (एमडीपीएस) वाहन के चालक की सहायता के लिए हाइड्रोलिक सिस्टम के बजाय इलेक्ट्रिक मोटर का उपयोग करता है। संवेदक स्टीयरिंग कॉलम के अंदर लगाए गए स्थान और टोक़ का पता लगाते हैं, और एक कंप्यूटर मॉड्यूल मोटर के माध्यम से सहायक टोक़ लागू करता है, जो स्टीयरिंग गियर या स्टीयरिंग कॉलम से जुड़ता है। यह ड्राइविंग स्थितियों के आधार पर विभिन्न मात्रा में सहायता लागू करने की अनुमति देता है। इसलिए इंजीनियर प्रत्येक वाहन के लिए सवारी, हैंडलिंग और स्टीयरिंग को अनुकूलित करते हुए परिवर्तनशील-दर और परिवर्तनशील-डैम्पिंग सस्पेंशन सिस्टम के लिए स्टीयरिंग-गियर प्रतिक्रिया तैयार कर सकते हैं। इस नई तकनीकी विशेषता ने इंजीनियरों को नई चालक सहायता सुविधाओं को जोड़ने की क्षमता भी दी। इसमें लेन असिस्ट, विंड ड्रिफ्ट करेक्शन आदि जैसी सुविधाएँ शामिल हैं। फिएट समूह की कारों पर सहायता की मात्रा को "सिटी" नामक एक बटन का उपयोग करके नियंत्रित किया जा सकता है जो दो अलग-अलग सहायता वक्रों के बीच स्विच करता है, जबकि अधिकांश अन्य ईपीएस प्रणालियों में परिवर्तनशील सहायता होती है। ये अधिक सहायता देते हैं क्योंकि वाहन धीमा हो जाता है, और तेज गति पर कम। ई. पी. एस. में स्टीयरिंग व्हील और स्टीयरिंग गियर के बीच एक यांत्रिक संबंध बना रहता है। घटक की विफलता या बिजली की विफलता की स्थिति में जो सहायता प्रदान करने में विफलता का कारण बनती है, यांत्रिक लिंकेज एक बैक-अप के रूप में कार्य करता है। यदि ई. पी. एस. विफल हो जाता है, तो चालक को ऐसी स्थिति का सामना करना पड़ता है जहाँ चलाने के लिए भारी प्रयास की आवश्यकता होती है। यह भारी प्रयास एक निष्क्रिय हाइड्रोलिक संचालन सहायता प्रणाली के समान है। ड्राइविंग की स्थिति, ड्राइविंग कौशल और ड्राइवर की ताकत के आधार पर, संचालन सहायता हानि दुर्घटना का कारण बन सकती है या नहीं भी हो सकती है। निष्क्रिय पावर स्टीयरिंग के साथ स्टीयरिंग की कठिनाई सहायक स्टीयरिंग गियर बनाम पूरी तरह से मैनुअल में स्टीयरिंग अनुपात के चयन से बढ़ जाती है। एन. एच. टी. एस. ए. ने कार निर्माताओं को विफलता के लिए प्रवण ई. पी. एस. प्रणालियों को वापस बुलाने में सहायता की है। विद्युत प्रणालियों को ईंधन दक्षता में एक फायदा है क्योंकि कोई बेल्ट-संचालित हाइड्रोलिक पंप लगातार नहीं चलता है, चाहे सहायता की आवश्यकता हो या न हो, और यह उनकी शुरुआत का एक प्रमुख कारण है। एक अन्य प्रमुख लाभ बेल्ट-चालित इंजन सहायक का उन्मूलन है, और इंजन पर लगे हाइड्रोलिक पंप और चेसिस पर लगे स्टीयरिंग गियर के बीच कई उच्च दबाव वाले हाइड्रोलिक नली हैं। यह विनिर्माण और रखरखाव को बहुत सरल बनाता है। इलेक्ट्रॉनिक स्थिरता नियंत्रण को शामिल करके विद्युत शक्ति संचालन प्रणाली सुधारात्मक चालन में चालक की सहायता के लिए टॉर्क सहायता स्तरों को तुरंत बदल सकती है। 1986 में, एन. एस. के. ने बैटरी फोर्कलिफ्ट के लिए दुनिया की पहली विद्युत शक्ति संचालन प्रणाली को व्यावहारिक उपयोग में लाया। 1988 में, कोयो सेइको (वर्तमान में जे. टी. ई. के. टी.) और एन. एस. के. ने विशेष रूप से केवल जापान के घरेलू बाजार में बेची जाने वाली छोटी कारों के लिए एक कॉलम प्रणाली का सह-विकास किया। बड़े पैमाने पर उत्पादित यात्री कारों के लिए पहली बार विद्युत शक्ति संचालन प्रणाली 1988 में सुजुकी सर्वो पर दिखाई दी। हालांकि, इस सरल विधि को प्रारंभिक वर्षों में अन्य वाहन निर्माताओं द्वारा व्यापक रूप से नहीं अपनाया गया था क्योंकि धीमी गति से गाड़ी चलाने में खतरे से बचने के लिए तेजी से गाड़ी चलाने के समय जड़ता के कारण मोटर के अप्राकृतिक संचालन अनुभव के साथ-साथ तेज गति से गाड़ी चलाने के समय जिसमें विद्युत चुम्बकीय क्लच संचालन बल को छोटा कर देता है, मैनुअल संचालन मोड पर लौटता है। वर्ष 1990 में, बिना क्लच के रैक सहायता की एक प्रत्यक्ष पूर्ण नियंत्रण प्रणाली को होंडा एन. एस. एक्स. (शुरू में केवल स्वचालित में स्थापित) में व्यावहारिक उपयोग में लाया गया था। तब से, सामान्य वाहनों के लिए रैक प्रकार में ब्रश-संलग्न मोटरों से ब्रश रहित मोटरों की प्रवृत्ति में परिवर्तन हुआ है और यह विधि मुख्यधारा बन गई है। 1990 के बाद होंडा एनएसएक्स, 1991 में होंडा प्रीलूड और सुबारू एसवीएक्स, 1993 में निसान 300जेडएक्स (जेड32; संस्करण 3 के बाद), सिल्विया, स्काईलाइन और लॉरेल, 1999 में एमजी एफ, एफआईएटी पुंटो एमके2,1999 में होंडा एस2000,2000 में टोयोटा प्रियस, 2002 में बीएमडब्ल्यू जेड4 और 2003 में माज़दा आरएक्स-8 पर अन्य विद्युत शक्ति संचालन प्रणालियाँ (4डब्ल्यूएस सहित) दिखाई दीं। इस प्रणाली का उपयोग विभिन्न ऑटोमोबाइल निर्माताओं द्वारा किया गया है, और आमतौर पर ईंधन की खपत और निर्माण लागत को कम करने के लिए छोटी कारों के लिए लागू किया जाता है। इलेक्ट्रिकली वेरिएबल गियर रेश्यो सिस्टम 2000 में, होंडा एस2000 टाइप वी में पहली इलेक्ट्रिक पावर वेरिएबल गियर रेश्यो स्टीयरिंग (वीजीएस) प्रणाली थी। 2002 में, टोयोटा ने लेक्सस एलएक्स 470 और लैंडक्रूज़र सिग्नस पर "वैरिएबल गियर रेशियो स्टीयरिंग" (वीजीआरएस) प्रणाली पेश की, और स्टीयरिंग गियर अनुपात और स्टीयरिंग सहायता स्तरों को बदलने के लिए इलेक्ट्रॉनिक स्थिरता नियंत्रण प्रणाली को भी शामिल किया। 2003 में, बीएमडब्ल्यू ने 5 सीरीज पर "एक्टिव स्टीयरिंग" सिस्टम पेश किया। इस प्रणाली को परिवर्तनीय सहायता शक्ति संचालन के साथ भ्रमित नहीं किया जाना चाहिए, जो संचालन सहायता टॉर्क में परिवर्तन करता है, न कि संचालन अनुपात, और न ही उन प्रणालियों के साथ जहां गियर अनुपात केवल संचालन कोण के कार्य के रूप में भिन्न होता है। इन अंतिम प्रकारों को अधिक सटीक रूप से गैर-रैखिक प्रकार कहा जाता है (जैसे। मर्सिडीज-बेंज द्वारा प्रस्तुत डायरेक्ट-स्टीयर); स्टीयरिंग-व्हील स्थिति बनाम एक्सल स्टीयरिंग कोण का एक भूखंड उत्तरोत्तर घुमावदार (और सममित) है। सर्वोमैकेनिज्म स्टीयरिंग इंजन डायरेक्ट-ड्राइव सिम रेसिंग व्हील संदर्भ बाहरी लिंक ऑटो पार्ट्स ऑटोमोटिव एक्सेसरीज ऑटोमोटिव स्टीयरिंग टेक्नोलॉजीज वाहन सुरक्षा प्रौद्योगिकियां अमेरिकी आविष्कार 19वीं सदी के आविष्कार