مضخة التوجيه الهيدروليكي (طرمبة دركسون): أعراض الأعطال والاستبدال والصيانة

تنزيل هذا الدليل بصيغة PDF

ليس من قبيل المصادفة أن تدار عجلة القيادة في مركبة تجارية ثقيلة بإصبع واحد: فالضغط الهيدروليكي هو الذي يتحمل عن السائق أطنان الحمل الواقعة على المحور الأمامي أثناء المناورة. والقلب الذي يولد هذا الضغط هو مضخة التوجيه الهيدروليكي التي تستمد حركتها من المحرك. وعلى خلاف سيارات الركوب، يعمل نظام التوجيه في الشاحنات ورؤوس القاطرات والحافلات بضغط ومعدل تدفق أعلى بكثير، وتؤدي المضخة عملها في بيئة حارة كثيرة الاهتزاز وتحت حمل مستمر. ويتناول هذا الدليل طريقة عمل مضخة التوجيه الهيدروليكي في تطبيقات الديزل الثقيلة، والتشخيص الصحيح لأعراض أعطالها، وممارسات الاستبدال القابلة للتطبيق ميدانيًا، والانضباط في إدارة الزيت الهيدروليكي الذي يحدد عمر المضخة، وذلك في سياق علامات OE التجارية (أنظمة من نوع ZF وBosch وTRW) وفي ضوء مواصفات الخدمة الصادرة عن مصنعي المحركات والشاسيهات.

ما هي مضخة التوجيه الهيدروليكي؟ وظيفتها ومبدأ عملها

مضخة التوجيه الهيدروليكي هي مضخة هيدروليكية تستمد حركتها من المحرك، فترفع ضغط زيت التوجيه وتنقل هذا الضغط إلى علبة التوجيه (وحدة المؤازرة)، مما يقلل إلى حد كبير الجهد الذي يبذله السائق في التوجيه.

النوع الأكثر شيوعًا في المركبات التجارية الثقيلة هو المضخة ذات الريش (المضخة الريشية)، وتستخدم في بعض التطبيقات أيضًا مضخات تروس أو مضخات مكبسية شعاعية. ويدير المحرك المضخة بواسطة سير (سير متعدد الأخاديد أو سير على شكل V) أو مباشرة عبر ترس. وعندما يدور الدوار تندفع الريش نحو الخارج بفعل قوة الطرد المركزي لتستند إلى حلقة الكامة، فتتسع التجاويف في جانب السحب وتضيق في جانب الضخ، فتسحب الزيت من الخزان وتدفعه بضغط عالٍ إلى علبة التوجيه. وعندما يدير السائق عجلة القيادة، يوجه الصمام الموجود داخل العلبة هذا الضغط إلى الجهة المعنية، فيولد القوة التي تدير العجلات.

لنبدأ ببنية مضخة التوجيه في تطبيقات الديزل الثقيلة من الجسم الخارجي (الغلاف)؛ وهو في الغالب مصنوع من الألمنيوم المصبوب أو الحديد الزهر، ويضم منافذ الضغط والسحب والخرطوشة الداخلية. أما الضغط فتولده المجموعة المتحركة، أي الدوار والريش. وتتبع الريش أثناء دورانها المقطع الداخلي البيضاوي لحلقة الكامة؛ فهذا المقطع هو الذي يمنح المضخة خصائص التدفق والضغط، والموضع الأكثر عرضة للبلى هو منطقة تلامس طرف الريشة مع حلقة الكامة.

في مجموعة العمود والمحمل أو الجلبة ومانع التسرب، يحمل المحمل أو الجلبة عمود الإدارة، ويمنع مانع التسرب خروج الزيت إلى الخارج؛ ومانع تسرب العمود هو العنصر الأكثر تسريبًا في المضخة. أما صمام التحكم في التدفق وصمام تخفيف الضغط فيجمعان في معظم المضخات في خرطوشة واحدة، تحافظ على ثبات التدفق بمعزل عن سرعة الدوران، وتقطع الضغط عند حد الأمان عند أقصى انعطاف. والعنصر الذي ينقل الحركة من المحرك هو البكرة أو ترس الإدارة.

موقعها في النظام: سلسلة المضخة – الخزان – العلبة

المضخة ليست قطعة تعمل بمفردها، بل هي حلقة في دائرة هيدروليكية مغلقة. إذ يسحب الزيت من الخزان، ويخرج من المضخة عبر خط الضغط إلى علبة التوجيه، ثم يعود من العلبة عبر خط الرجوع إلى الخزان، مارًا في معظم الأنظمة بفلتر رجوع. وأي خلل في أي موضع من هذه السلسلة تدفع المضخة ثمنه؛ فانسداد فلتر الرجوع أو تهالك الخزان أو ضيق أحد الخراطيم يعرض المضخة للتكهف ويقودها إلى عطل مبكر.

الضغط أم معدل التدفق؟

ينتج الإحساس بالتوجيه عن كميتين. إذ يعبر معدل التدفق عن سرعة تقديم المساعدة في التوجيه، أما الضغط فيعبر عن مقدار الحمل الذي يمكن التغلب عليه؛ وبينما توفر المضخة معدل تدفق مرتفعًا عند السرعات المنخفضة كما في مناورات الركن، لا يبلغ الضغط ذروته إلا عندما تستند العجلة إلى عائق أو عندما يصل التوجيه إلى أقصى انعطاف. وعلى هذا التمييز يقوم التشخيص. فإذا ثقل التوجيه أثناء الركن ثم عاد إلى طبيعته أثناء السير، فالسبب في الغالب انخفاض معدل التدفق (المضخة أو التكهف)، أما التوجيه الذي يبقى ثقيلًا في جميع الظروف فيشير إلى مشكلة أخرى.

ويؤثر الجزء التالي للمضخة من الدائرة في سلامتها أيضًا؛ وللاطلاع على بنية خطوط الضغط والرجوع والسحب وفحوص الإحكام، راجع دليل أنابيب وخطوط التوجيه الهيدروليكي.

مقارنة حسب نوع الإدارة

أعراض الأعطال والتشخيص

غالبًا ما تبدأ أعراض عطل مضخة التوجيه بالصوت، ثم يتبعها فقدان الأداء. والجدول التالي مرجع سريع للتشخيص الميداني، وقد فصلنا الأعراض المميزة بعده. غير أن كثيرًا من هذه الأعراض قد يحاكيها انخفاض مستوى الزيت أو تسرب الهواء إلى النظام؛ لذا تحقق في كل مرة من مستوى الزيت وحالته قبل أن تلقي باللوم على المضخة.

تشخيص الصوت: التمييز بين الطنين والأنين والصرير

إذا سمعت أنينًا أو طنينًا عند تدوير عجلة القيادة، فالمشتبه به الأول هو تسرب الهواء إلى النظام أو انخفاض مستوى الزيت، لأن الهواء يشكل داخل الزيت فقاعات لا يمكن ضغطها، ويصدر الصوت كلما حاولت المضخة ضغط هذه الفقاعات. وتسمى هذه الظاهرة التكهف. وإذا كان الصوت يزداد وضوحًا في البرد ويخف مع ارتفاع حرارة المحرك، فهو يدل في معظم الحالات على تسرب هواء في جانب السحب. أما الهدير الذي يظهر عند أقصى انعطاف فيعني أن صمام تخفيف الضغط قد دخل حيز العمل، وسماعه لفترة قصيرة أمر طبيعي؛ لكن إذا انخفضت مساعدة التوجيه في الوقت نفسه فاشتبه في الصمام أو في تسرب داخلي. وأما صوت الطحن المعدني الذي يتغير تردده مع سرعة الدوران فيشير إلى بلى ميكانيكي داخلي (الريش أو الكامة أو المحمل).

اختبار الضغط ومعدل التدفق

أوثق طرق التشخيص هو جهاز اختبار التدفق والضغط الذي يوصل على التوالي في خط الضغط؛ إذ يقارن معدل التدفق المقيس والمحرك على السرعة الخاملة، وذروة الضغط عند أقصى انعطاف، بمواصفات الشركة المصنعة. والتزم بقاعدتين أثناء القياس. لا تبق عجلة القيادة عند أقصى انعطاف أكثر من 5 ثوانٍ، لأن الضغط الزائد والسخونة يضران بالمضخة؛ واستخدم صمام الإغلاق في جهاز الاختبار لفترات قصيرة أيضًا. فإذا بقي الضغط دون المتوقع فهذا يشير إلى المضخة، أما إذا كان الضغط طبيعيًا والتوجيه ثقيلًا فينتقل الشك إلى جهة العلبة أو الصمام.

فحص حالة الزيت ومستواه

أبسط خطوات التشخيص وأكثرها إغفالًا هي النظر إلى الخزان. فإذا كان مستوى الزيت منخفضًا، أو بدا الزيت رغويًا أو حليبي المظهر، فهذا يعني أن هواءً أو ماءً قد اختلط بالنظام؛ أما الزيت الداكن ذو رائحة الاحتراق فيدل على السخونة الزائدة وعلى انتهاء عمر الزيت، وإذا رأيت برادة معدنية في القاع فقد تقدم البلى الداخلي. وإن لم تعالج هذه المؤشرات قبل تركيب المضخة الجديدة، فستلقى المضخة الجديدة المصير نفسه في وقت قصير.

أما الأعراض التي يلاحظها السائق بعد أن تبدأ هذه الحالة بالصوت، والنقاط التي ينبغي الانتباه إليها، فيعرضها دليل أعراض أعطال مضخة التوجيه الهيدروليكي بصورة متكاملة.

قراءات إضافية

للاطلاع على ملخص فني مبسط لهذا الموضوع، راجع المقالة المرجعية على ويكيبيديا. وتحقق دائمًا من القيم والإجراءات المحددة بالرجوع إلى بيانات الخدمة الصادرة عن الشركة المصنعة للمركبة.

خطوات الاستبدال / التركيب

تمثل الخطوات التالية تسلسلًا عامًا للممارسات الجيدة في مركبة ديزل ثقيلة، لكن المرجع في عزوم الربط ونوع وصلات الخطوط وترتيب الفك الخاصة بالمحرك والشاسيه هو دليل الخدمة الصادر عن الشركة المصنعة.

1. جهز المركبة وفرغ الضغط: أوقف المحرك وأطفئ مفتاح التشغيل؛ ثم أدر عجلة القيادة عدة مرات لتفريغ الضغط المتبقي في النظام.
2. اجمع الزيت في وعاء مناسب: فرغ الخزان والخطوط إن أمكن. ويجمع الزيت الهيدروليكي وفق لوائح إدارة النفايات، ولا يصرف إلى الأرض أو المجاري.
3. فك السير أو وصلة الإدارة: في النظام الذي يدار بالسير، أرخ الشداد وانزع السير؛ والتقط صورة لمسار السير قبل نزعه. واغتنم الفرصة لتقييم حالة السير البالي ومحمل بكرة الشد الذي أصابه الكلال.
4. افصل الخطوط وأغلق فتحاتها: فك خطي الضغط والرجوع؛ وأغلق جميع الفتحات المكشوفة فورًا بسدادات أو أكياس نظيفة لمنع دخول الأوساخ والغبار. فالأوساخ هي العدو الأكبر في النظام الهيدروليكي.
5. فك المضخة القديمة: أرخ مسامير التثبيت الملولبة تدريجيًا. وإذا كانت هناك مسامير بأطوال مختلفة فعلم مواضعها.
6. انقل البكرة أو الترس عند الحاجة: إذا وصلت المضخة الجديدة دون بكرة، فانقل البكرة بساحب أو أداة كبس مناسبة دون إتلافها؛ فالتركيب بالدق يتلف العمود والمحمل.
7. املأ المضخة الجديدة قبل التركيب (الملء التمهيدي): املأ المضخة الجديدة قبل تركيبها بزيت نظيف من النوع الصحيح، ثم أدر العمود بيدك بضع دورات. إذ إن التشغيل الأول على الجاف يتلف الريش وحلقة الكامة في ثوانٍ؛ ولا يجوز إغفال هذه الخطوة.
8. ركب المضخة في مكانها واربطها بالعزم المحدد: اربط مسامير التثبيت وفق عزم الشركة المصنعة، تدريجيًا وبترتيب منتظم. ففي الجسم المصنوع من الألمنيوم يعني العزم الزائد حدوث تشققات، ويعني العزم الناقص حدوث اهتزاز أو تسرب.
9. أعد توصيل الخطوط بعناصر إحكام جديدة: استخدم حلقة دائرية (O-ring) جديدة أو حشية جديدة في وصلات البانجو والوصلات الملولبة؛ ولا تعد استخدام عناصر الإحكام القديمة المهروسة. واربط الوصلات بعزم الشركة المصنعة (فالربط الزائد يتلف اللولبة أو الوصلة).
10. جدد فلتر الرجوع ونظف الخزان: إذا كان في النظام فلتر رجوع فاستبدله؛ ونظف الرواسب في قاع الخزان. فالخزان المتسخ يقضي على المضخة الجديدة.
11. املأ بالزيت الصحيح وأجر تنفيس الهواء: املأ الخزان بالزيت الذي تشترطه الشركة المصنعة. أدر عجلة القيادة عدة مرات من طرف إلى آخر والمحرك متوقف، ثم أكمل المستوى؛ بعد ذلك شغل المحرك على السرعة الخاملة وأدر عجلة القيادة ببطء عدة مرات من أقصى اليمين إلى أقصى اليسار لتنفيس الهواء (دون التوقف عند أقصى انعطاف). وكرر ذلك حتى يستقر المستوى وتختفي الرغوة.
12. افحص التسرب والضغط والإحساس بالتوجيه: راقب جميع الوصلات ومانع تسرب العمود ومستوى الخزان؛ وتأكد من أن الإحساس بالتوجيه سلس وأن الصوت نظيف. وبعد أول قيادة، افحص المستوى والتسرب مرة أخرى.

نقاط يجب الانتباه إليها (الأخطاء الشائعة)

لا يتوقف نجاح استبدال مضخة التوجيه على عملية التركيب نفسها بقدر ما يتوقف على الانضباط في اختيار الزيت الصحيح والنظافة وتنفيس الهواء. وفيما يلي الأخطاء الأكثر شيوعًا.

ومن الأخطاء الشائعة أيضًا عدم استكمال تنفيس الهواء. فالهواء المتبقي في النظام يولد طنينًا مستمرًا ورغوة وتكهفًا؛ وتنفيس الهواء يتطلب صبرًا وقد يستغرق عدة دورات. كما أن الغبار والأوساخ التي تدخل من الخطوط والمنافذ المتروكة مفتوحة أثناء الفك تخدش صمام التدفق والضغط الحساس وسطح الريش، فتسبب عطلًا مبكرًا. وإهمال فلتر الرجوع والخزان يعني بدوره التكهف والبلى، لأن الفلتر المسدود يحرم جانب السحب من الزيت، والخزان المتسخ يغذي المضخة الجديدة بالأوساخ.

وإذا أغفل شد السير ومحاذاته، فإن السير المنزلق يسبب تقطع المساعدة وصريرًا، أما السير المشدود أكثر من اللازم فيحمل محمل العمود حملًا زائدًا ويؤدي إلى عطل مبكر. والخطأ الأخير هو الاكتفاء باستبدال المضخة دون البحث عن السبب الجذري. فإذا وجدت برادة معدنية في الزيت، فهذا يعني أن الأوساخ قد انتشرت في النظام كله، وأن استبدال المضخة وحده سيعيد إنتاج المشكلة؛ لذا يجب غسل النظام وفحص الخطوط.

القيم الفنية ونقاط الفحص

القيم التالية مرجع عام للمركبات التجارية الثقيلة وتبين النطاقات النموذجية؛ أما أرقام عزم الربط والضغط ومعدل التدفق الدقيقة فتختلف حسب المركبة ونوع المضخة. والمرجع في القيم الخاصة بكل طراز هو بيانات الخدمة الصادرة عن الشركة المصنعة.

تعمل أنظمة التوجيه في المركبات التجارية الثقيلة عادةً بضغط متوسط أثناء السير والمناورة، لكن عندما يصل التوجيه إلى أقصى انعطاف قد يبلغ ضغط الذروة، وفق المرجع العام، نطاق نحو 120–175 bar (قرابة 1,700–2,500 psi)، بل يكون ضبط التخفيف في بعض التطبيقات الثقيلة أعلى من ذلك. ويحدد ضغط التخفيف الدقيق في مواصفات المضخة أو العلبة. ويختلف معدل التدفق حسب التطبيق، ويبلغ وفق المرجع العام نحو 8–16 لتر/دقيقة؛ ويسعى صمام التحكم في التدفق إلى الحفاظ على ثبات هذه القيمة بمعزل عن سرعة دوران المحرك.

في التشغيل العادي يتوقع أن تبقى حرارة الزيت عادةً في نطاق نحو 80–100 °C. وإذا أبقيت عجلة القيادة عند أقصى انعطاف لفترة طويلة أو انسد نظام التبريد، فقد ترتفع الحرارة فوق نحو 120 °C وتبقى عندها، مما يستهلك عمر الزيت ومانع التسرب بسرعة. ونوع الزيت حسب المركبة هو ATF (من نوع Dexron) أو CHF (سائل هيدروليكي مركزي) أو زيت توجيه خاص بالشركة المصنعة؛ ويكتب النوع ورمز الاعتماد على غطاء الخزان أو في دليل الخدمة، ولا تخلط الأنواع المختلفة. وفي الأنظمة التي تدار بالسير، يضبط الشد على القيمة التي تحددها الشركة المصنعة، ويجب أن تكون محاذاة البكرة سليمة أيضًا، لأن السير المرتخي يعني تقطع المساعدة، والسير المشدود أكثر من اللازم يعني حملًا زائدًا على المحمل.

مراجع نموذجية لعزم الربط (عامة)

قيم عزم الربط التالية مراجع عامة تعطي فكرة عن حجم القيم فقط؛ خذ القيمة الفعلية دائمًا من دليل خدمة المركبة.

في الميدان، ابدأ بالنظر إلى الخزان؛ إذ يجب أن يكون المستوى بين MIN–MAX، والزيت صافيًا وخاليًا من الرغوة. ثم ابحث عن التسرب في مانع تسرب العمود ووصلات المنافذ والخطوط، ونظف المنطقة ثم افحصها مجددًا. ويجب أن يكون الصوت نظيفًا والمساعدة متوازنة في السرعة الخاملة وأثناء المناورة؛ وأن يكون شد السير ومحاذاته سليمين، ومحمل بكرة الشد بحالة جيدة، وفلتر الرجوع جديدًا، والخزان نظيفًا.

الصيانة والعمر الافتراضي

يتوقف عمر مضخة التوجيه إلى حد كبير على حالة الزيت الهيدروليكي ونظافة النظام؛ فالمضخة لا تتعطل في أغلب الأحيان بسبب عيب فيها، بل بسبب إهمال الزيت وتسرب الهواء. ولذلك تبدأ الصيانة قبل ظهور العطل. راقب مستوى الزيت وحالته بانتظام، لأن اسوداد اللون أو الرغوة أو المظهر الحليبي أو رائحة الاحتراق نذير مبكر بوجود مشكلة داخلية. استخدم الزيت وفترة الاستبدال اللذين تحددهما الشركة المصنعة، ولا تخلط الأنواع ببعضها، وجدد فلتر الرجوع في موعده؛ فالفلتر المسدود يسبب نقص تغذية المضخة من جانب السحب والتكهف، ويقتطع من عمر المضخة.

اكتشف التسرب ومصدر الهواء مبكرًا. فالمشبك المرتخي أو الخرطوم المتشقق في جانب السحب يسرب الهواء باستمرار، والثمن طنين وبلى. وتعامل مع السير والشداد معًا؛ فالسير البالي ومحمل بكرة الشد الضعيف قد يقضيان مبكرًا حتى على مضخة جديدة. ومما يؤخذ في الحسبان أيضًا عادة إبقاء عجلة القيادة عند أقصى انعطاف، لأن الانتظار على هذه الحال، كتثبيتها أثناء الركن مثلًا، يسخن المضخة دون داع؛ في حين أن إرجاعها بضع درجات يطيل عمر المضخة.

وعند الالتزام بهذا الانضباط، تعطي مضخة التوجيه في تطبيقات الديزل الثقيلة عمرًا طويلًا ويمكن التنبؤ به حتى تحت الأحمال العالية. كما أن العطل في الغالب لا يأتي فجأة، بل يقترب بأعراض تبدأ بالصوت ويمكن متابعتها؛ ولذلك يمكن التخطيط للاستبدال مسبقًا.

فئات ذات صلة: مضخة التوجيه · مضخة التوجيه

أدلة فنية ذات صلة: ذراع التوجيه / قضيب الربط: أعراض الأعطال والاستبدال والصيانة

التطبيقات والتوافق: كتالوج توافق المركبات · كتالوج توافق المحركات

موضوع ذو صلة: علبة التوجيه