Funzionamento Worm/valve - Scatola Idroguida Adwest 4 Bolt

[scirocco81]

Cercando di trovare possibili soluzioni ad un quesito posto dall'amico JJ, ho studiato più approfonditamente il funzionamento della scatola idroguida Adwest 4 bulloni.

In nessun manuale officina in mio possesso è descritto il funzionamento della "Worm Valve" RTC4406, tranne in un manuale officina del Discovery 1 del 1996, Publication Part No. LRL 0079 ENG (2nd Edition).

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Secondo quanto descritto nel manuale officina, il gruppo valvola rotativa (Vedi Figura 1 - RR3620M) comprende:

1) la vite senza fine;
2) il manicotto della valvola;
4) l'albero di comando;
5) la barra di torsione.

Il manicotto della valvola (2) è trattenuto all'interno della vite senza fine dalla vite di regolazione (3), ed al suo interno sono presenti i canali delle vie di passaggio dell'olio per la valvola.
L'albero di comando (4), su cui è fissato il piantone dello sterzo, ha a sua volta al suo interno dei corrispettivi canali, i cui fori di passaggio sono allineati con quelli del manicotto.
La barra di torsione (5), che è fissata alle due estremità con i perni (6) sia alla vite senza fine sia all'albero di comando (i modelli successivi utilizzano un solo perno sull'estremità dell'albero di comando), mantiene tutti i fori dei canali della valvola in allineamento neutro quando non vi è alcuna richiesta di assistenza.

Posizione Neutra
Quando non è richiesta assistenza (vedi Figura 1 - RR3620M), la barra di torsione mantiene allineati i fori dei canali presenti sia sull'albero di comando sia sul manicotto, mantenendo la stessa pressione da entrambi i lati (A) del pistone/cremagliera (9). L'olio in eccesso, spinto dalla la pompa, ritorna al serbatoio tramite in canale (B).

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Posizione Assistita
Quando si gira il volante ed è richiesta assistenza (vedi Figura 2 - RR3621M), si fa ruotare l'albero di comando e la resistenza dello sterzo agisce sulla barra di torsione.
A sua volta la barra di torsione fa ruotare la vite senza fine, provocando un disallineamento dei rispettivi canali o per girare a destra o per girare a sinistra.
Il disallineamento dei canali sulla valvola dirigono tutta la pressione dell'olio (A) su un solo lato del pistone e consentono lo spostamento dell'olio dall'altra parte al canale di ritorno (B).

Quando si richiede la massima assistenza, le temperature dell'olio e della pompa salgono molto rapidamente e qualsiasi eccesso di pressione, a causa dell'elevata velocità della pompa, verrà bypassato attraverso la valvola regolatrice presente nel gruppo pompa.
Per evitare l'innalzamento delle temperature dell'olio, che potrebbero danneggiare i paraoli, lo sterzo non deve essere trattenuto sotto sforzo per non più di 30 secondi.
Difatti solo quando la richiesta di assistenza viene rilasciata, la barra di torsione farà ritornare la valvola in posizione neutra, consentendo all'olio di tornare nel serbatoio, dove potrà raffreddarsi.
Nell'improbabile caso di un guasto meccanico della barra di torsione, è comunque prevista una connessione scanalata (7), tra l'albero di comando e la vite senza fine, al fine di garantire il controllo dello sterzo e quindi poter mettere in sicurezza il veicolo.

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Pompa idroguida
La pompa, azionata dalla cinghia in presa sull'albero motore, è del tipo a rulli eccentrici ed ospita anche il regolatore di pressione e la valvola di controllo del flusso.
La pressione è controllata da una valvola a sfera caricata dalla molla (3), alloggiata all'interno del pistone della valvola di controllo del flusso (4).

1. Serbatoio;
2. Pompa;
3. Valvola a sfera e molla di controllo della pressione;
4. Valvola di controllo del flusso e molla;
5. Limitatore.

La valvola a sfera (5) viene tenuta in pressione nella valvola (4) e determina la pressione di apertura della valvola limitatrice di pressione (3).

Posizione Neutra
Quando non è richiesta assistenza (vedi Figura 3 - RR3568M) la valvola rotativa nella scatola dello sterzo funge da valvola limitatrice della pressione, consentendo all'olio (A) di fluire liberamente attraverso la scatola dello sterzo, di nuovo al serbatoio e poi all'ingresso della pompa B.
Si avrà così un flusso veloce attraverso la scatola guida, ma una bassa pressione.

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Posizione Assistita
Quando si gira lo sterzo (vedi Figura 4 - RR3569M), la valvola rotativa arresta di fatto tutto il flusso di olio attraverso la scatola dello sterzo, provocando così un aumento della pressione (A).
Questo aumento di pressione viene avvertito nella camera a molla della valvola di controllo del flusso dove, ad una pressione predeterminata, la valvola di scarico (3) si aprirà e permetterà alla pressione di fuoriuscire.
La caduta di pressione nella camera a molla di controllo del flusso consente alla valvola di controllo del flusso di spostarsi verso destra, che a sua volta devia l'uscita della pompa (A) direttamente nell'ingresso della pompa (B).
In questo caso non si avrà alcun flusso attraverso la scatola guida, ma un'alta pressione.

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Non appena si rilascia il volante dopo aver effettuato una svolta, il sistema ritorna alla condizione vista in Figura 3 - RR3568M e le ruote vengono riportate in posizione diritta.
In caso di guasto idraulico, il controllo dello sterzo, anche se pesante, verrà assicurato attraverso i componenti meccanici presenti nella scatola dello sterzo.

Il buon JJ ha sezionato la valvola ed ha gentilmente fatto le seguenti foto:

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Anche in questo video su Youtube, dal minuto 15.00, c'è una breve descrizione della Worm/Valve.


https://www.youtube.com/watch?v=xXQIsfBBhkk

[T.n.T.]

Interessante, grazie!

C'è qualche modo per revisionare una worm valve?

[Crivelli]

Wow, un post di altri tempi, complimenti.

[ZoSo]

Mi ero già studiato queste cose ma stasera me le godo dal pc grazie.

[scirocco81]

Purtroppo non ho trovato nulla in rete riguardo la revisione e credo che nemmeno esistano i ricambi.

Il tipo del video, credo di aver capito, che si sia fatto aiutare da un amico per provare a disaccoppiare le parti, ma non ha avuto grande successo e non lo ha documentato.

Il manuale officina non riporta nulla in merito, se non che vada cambiata l'intera valvola, nel caso in cui si riscontri un'usura del perno di montaggio della barra di torsione.
Pare non debba esserci nemmeno il minimo gioco tra l'albero di comando e la barra di torsione o tra la barra di torsione e la vite senza fine.

Poi vanno esaminati i 3 anelli di tenuta montati sulla valvola e devono essere liberi di ruotare nelle rispettive scanalature.
In caso di usura vanno sostituiti con un attrezzo speciale.

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[scirocco81]

Adesso passiamo al quesito dell'amico JJ, che è il seguente:

Avevo una scatola guida 4 bulloni che si è rotta ed ho deciso di sostituirla con un'altra sempre 4 bulloni usata, ma in buone condizioni.
Dopo il montaggio della scatola guida, ho avuto problemi con la pompa idroguida, che in breve tempo si è grippata, nonostante non abbia mai dato alcun problema.
Ho sostituito la pompa idroguida con un'altra usata originale e funzionante, ma sempre in breve tempo si è grippata nuovamente.
Ho sostituito tutte le tubazioni e non si registravano perdite da nessuna parte.
L'olio ATF era presente nel circuito ed ho sempre controllato periodicamente sia il livello sia eventuali perdite, ma è sempre stato tutto regolare.
A questo punto ho smontato la scatola guida e l'ho inviata ad una ditta specializzata in revisioni, professionisti del settore, anche perché era presente un pò di gioco.
Dopo il rimontaggio della scatola revisionata, ho grippato nuovamente altre 2 pompe idroguida, questa volta entrambe nuove.

Dopo la quarta pompa ho desistito e mi sono fermato a riflettere.

Le uniche anomalie che ho notato sono:
- non c'è ritorno di olio nel serbatoio;
- l'olio e la pompa si surriscaldano molto velocemente.

Per il resto, invece:
- l'idroguida funziona perfettamente e non ci sono impuntamenti durante la sterzata;
- la cinghia è tesa come da manuale e le pulegge sono quelle originali;
- non si registrano perdite;
- il serbatoio risulta pieno;
- le tubazioni sono tutte nuove e perfettamente libere (controllate persino con un endoscopio);
- le ultime 2 pompe idroguida erano nuove;
- la scatola guida era usata ed è stata revisionata.

Dove può essere il problema?

Nel frattempo la scatola e la pompa sono state rispedite alla ditta specializzata e ad oggi non si hanno notizie, nonostante siano stati informati anche delle info qui esposte.

Sia io che JJ siamo convinti che il problema possa risiedere solo ed esclusivamente nella scatola guida e che vi è un mal funzionamento della "Worm Valve".

L'idea che ci siamo fatti è che la barra di torsione o si sia rotta oppure sia rimasta torta in una qualche posizione, che non permetta di riallineare i canali interni per farla tornare in Posizione Neutra.
Rimanendo per tutto il tempo in Posizione Assistita, l'olio viene pompato sempre ad alta pressione ed ovviamente tende a surriscaldarsi, mandando a strabenedirsi la pompa.

Tutte e 4 le pompe hanno accusato il medesimo problema e cioè il consumo anomalo della ghiera esterna ai rullini eccentrici.

Alla luce di quanto esposto, si accettano pareri.

P.S. La Worm Valve sezionata e di cui ho postato le foto ovviamente era della scatola guida rotta!

[Dariog]

Concordo sull'analisi delle cause delle continue rotture.
Guardando la figura 2 vedo che la barra di torsione è vincolata per mezzo di una spina da entrambe le estremità.
Mentre nella seconda foto appare accoppiata al corpo esterno tramite una rigatura molto fine.
Tenderei ad escludere una possibile deformazione per torsione della barra, in quanto la sua rotazione è limitata dalla dentatura che ingaggia il cilindro distributore al corpo esterno.
Sarei più propenso a credere che possa essere stata la rigatura tra i due componenti a cedere.

IMHO, naturalmente.

Certo che costicchia.....

[scirocco81]

E' vero, grazie Dario, non ci avevo proprio fatto caso.

Nel manuale officina, infatti, si legge che nei modelli successivi veniva utilizzata una sola spina, dal lato dell'albero di comando.

Evidentemente la valvola sezionata e fotografata, che però non si sa se corrisponde a quella montata sulla scatola incriminata, sarà sicuramente di "modelli successivi".

La Figura 1 e 2, invece, si rifà presumibilmente ai modelli precedenti e cioè con due spine alle due estremità.

Io ragionavo nel caso fossero presenti entrambe le spine ed escludevo l'opzione della singola spina e millerighe.

Basterebbe anche solo il salto di una o due cave per creare un disallineamento dei fori, magari dovuto ad usura delle cave stesse.