Даже если водитель автомобиля обладает большой физической силой, вращение тугого руля вряд ли доставит ему удовольствие. Поэтому усилители рулевого управления появились давно, а классическим способом ослабить сопротивление привода стал гидравлический принцип.
Потом конструкторы стали широко применять электрические усилители, но гидравлика используется до сих пор, поскольку имеет свои преимущества.
Функции и назначение ГУР
Как следует из названия, гидроусилитель руля применяется в рулевом механизме авто. ГУР усиливает действий водителя во время выполнения маневра машины. Такая система устанавливается в грузовых автомобилях, чтобы водитель вообще смог повернуть руль, а легковое авто оснащается данным механизмом для повышения комфорта.
Помимо облегчения усилий при движении гидроусилитель позволяет уменьшить число полных оборотов руля для достижения требуемого положения передних колес. Машины, не имеющие подобной системы, оснащаются рулевой рейкой с большим количеством зубьев. Это позволяет облегчить задачу для водителя, но вместе с тем увеличивает число полных поворотов руля.
Еще одно назначение ГУР – устранять или смягчать удары, идущие в руль от ведущих колес, когда автомобиль едет по дороге с плохим покрытием или наезжает на препятствие. Нередко случается, когда в авто без данной вспомогательной системы при движении руль просто вырывало из рук водителя при попадании колес на большую неровность. Такое происходит, например, зимой при езде по глубокой колее.
Составные части усилителя. Виды ГУР
В общем, основной задачей усилителя на легковом авто является повышение безопасности, а уже потом только – обеспечение комфортабельности.
Устройство гидроусилителя руля включает в себя несколько основных составных элементов:
- насос;
- распределитель;
- силовой цилиндр;
- соединительные трубопроводы.
Элементы гидроусилителя
На технике использовалось два типа гидроусилителей:
- Комбинированный (интегрированный).
- Раздельный.
Комбинированный тип отличается тем, что распределитель и цилиндр интегрированы в рулевой механизм, что позволяет в значительной мере уменьшить металлоемкость конструкции и сделать ее более компактной. Благодаря этому он получил широкое распространение, в том числе и на легковых авто.
Раздельный тип применялся на ряде грузовых авто. Его особенность заключена в том, что силовой цилиндр – отдельный элемент, взаимодействующий с приводом рулевого управления. Но из-за такого решения, конструкция ГУР получилась более громоздкой, поэтому на легковых авто она не используется.
Насос
Из названия усилителя понятно, что основным рабочим элементом в этом механизме является жидкость. Поскольку она несжимаема, то при создании давления можно получить усилие, которое и будет выполнять требуемую функцию.
И давление это создается насосом. В более простой схеме механизма насос имеет ременной привод от коленчатого вала. Этот элемент конструкции может быть шестеренчатым (менее распространенный тип) или роторным (он же лопастной). Чаще всего на авто используется второй вариант.
Устройство насоса гидроусилителя роторного типа очень простое. Основными его элементами являются корпус с подающим и выходным штуцерами и вал, на одном конце которого установлен приводной шкив, а на другом – ротор с лопастями. Этот ротор располагается в камере особой формы — статоре (его роль выполняет корпус). За счет этой формы статора и обеспечивается нагнетание жидкости, которая затем подается на выходной штуцер, ведущий на распределитель.
Лопастной насос гидроусилителя
Недостатком насоса, приводимого от коленчатого вала, является изменение создаваемого давления в зависимости от оборотов мотора. Из-за этого создаваемое ГУРом усилие на малых оборотах является недостаточным, а на высоких – чрезмерным, что приводит к появлению такого эффекта, как «пустой руль» («обратная связь» рулевого управления – отсутствует, поэтому информативность рулевого управления очень мала).
Принцип работы шестеренчатого и роторного насосов
Чтобы устранить этот недостаток, в устройство насоса гидроусилителя включен регулятор давления, поддерживающий его в заданном значении. Функционирует он очень просто – при превышении давления, регулятор, смещаясь, открывает перепускной канал между подающим и выводным каналами и часть давления сбрасывается.
Распределитель
Жидкость под давлением, созданным насосом, подается на распределитель. В задачу этого составного элемента входит распределение потока жидкости в зависимости от положения рулевого управления. Наибольшее распространение на легковых авто получил золотниковый распределитель поворотного типа. Этот узел является промежуточным звеном между валом колонки и шестерней рулевого механизма.
Устройство распределителя рейки
Состоит распределитель из двух элементов – вала и поворотного золотника. Эти элементы насажены на торсион, который соединяет между собой вал колонки и шестерню.
К распределителю подходит подающий штуцер от насоса, обратка (по ней жидкость возвращается снова в насос) и два вывода, ведущих на силовой цилиндр.
Схема работы распределителя
Суть работы распределителя такая: при вращении руля сопротивление, идущее от колес, приводит к скручиванию торсиона, что в свою очередь обеспечивает проворот золотника относительно вала распределителя. Из-за этого одни каналы открываются, а вторые закрываются, то есть, происходит перераспределение потока жидкости.
Цилиндр
Силовой цилиндр выполняет роль исполнительного элемента. В комбинированном типе ГУР он полностью интегрирован в рулевой механизм. В качестве поршня выступает рулевая рейка, на которой дополнительно имеется шайба с уплотнителями, а цилиндра – корпус. Поршень делит цилиндр на две камеры, соединенных трубопроводами с распределителем.
Принцип работы гидроусилителя руля
Итак, гидроусилитель нужен, чтобы облегчить водителю задачу в выполнении маневром автомобиля. Вот по какому принципу работает механизм.
Когда мотор автомобиля заведен, но никуда не едет, насос перекачивает жидкость из бачка в распределительный механизм и по замкнутому кругу обратно. Как только водитель начинает поворачивать руль, в распределителе открывается канал, соответствующий стороне поворота руля.
Жидкость начинает подаваться в полость гидроцилиндра. С обратной стороны этой емкости жидкость ГУР перемещается в бачок. Движение рулевой рейки облегчается благодаря движению штока, закрепленного на поршне.
Основное требование для рулевого управления ТС – обеспечивать возврат поворотных колес после маневра в исходное положение, когда водитель отпускает руль. Если удерживать руль в повернутом состоянии, рулевая рейка поворачивает золотник. Он выравнивается относительно приводного вала распределительного механизма.
Так как усилия больше не прикладываются, распределитель выравнивается и перестает оказывать воздействие на поршень. Механизм стабилизируется и начинает работать в холостом режиме, как если бы колеса стояли прямо. Масло ГУРа снова беспрепятственно циркулирует по магистрали.
При положении руля в крайней левой или правой стороне (до упора) на насос оказывается максимальная нагрузка, потому что распределитель уже не занимает оптимального положения. В этой ситуации жидкость начинает циркулировать в полости насоса. Водитель может услышать о том, что насос работает в усиленном режиме по характерному писку. Чтобы облегчить работу системы, достаточно немного отпустить руль. Тогда обеспечивается свободное движение жидкости по шлангам.
В следующем видео рассказывается, как работает ГУР:
Гидроусилитель руля – устройство и принципа работы ГУРа на модели Лего!
Устройство лопастного насоса гидроусилителя
Устройство лопастного насоса
Конструктивно насос состоит из следующих элементов:
- корпус;
- ротор;
- крышка;
- статор;
- игольчатый подшипник;
- шкив;
- сальник;
- датчик повышения оборотов двигателя;
- клапан управления потоком.
Помимо этих элементов конструкция устройства содержит множество других мелких деталей.
Устройство гидроусилителя руля
Система гидроусилителя устроена так, что даже если она полностью даст сбой, автомобилем все равно можно будет спокойно управлять. Такой механизм применяется практически на любых типах рулевого управления. Самое распространенное применение получили реечные системы.
В таком случае гур состоит из следующих элементов:
- Бачка (похож на расширительный бачок системы охлаждения или тормозов);
- Насоса гидроусилителя;
- Распределителя ГУР;
- Гидроцилиндра;
- Соединительных шлангов высокого и низкого давления.
Бачок ГУР
Бачок это резервуар, с которого масло всасывается насосом для функционирования механизма. В емкости имеется фильтр. Он нужен, чтобы удалять из рабочей жидкости стружку и другие твердые частички, которые могут препятствовать работе некоторых элементов механизма.
Чтобы уровень масла не понижался до критического значения (или еще ниже), в конструкции бачка имеется отверстие для щупа. Рабочая жидкость гидроусилителя имеет масляную основу. Благодаря этому помимо необходимого давления в магистрали все элементы механизма смазываются.
Иногда бачок изготавливается из прозрачного прочного пластика. В таком случае щуп не нужен, а на стенке бачка будет нанесена шкала с максимальным и минимальным уровнем масла. Некоторые механизмы для определения точного уровня требуют непродолжительной работы системы (или нескольких поворотов руля вправо/влево).
Щуп, или в случае его отсутствия сам бачок, часто имеют двойную шкалу. На одной части указываются показатели для холодного мотора, а на второй – для прогретого.
Насос гидроусилителя
Функция насоса – обеспечивать постоянную циркуляцию масла в магистрали и создавать напор для перемещения поршня в механизме. В большинстве случаев производители оснащают автомобили лопастной модификацией насосов. Они крепятся на блоке цилиндров. На шкив устройства надевается ремень ГРМ или отдельный ремень привода насоса. Как только мотор начинает работать, крыльчатка насоса также начинает вращаться.
Давление в системе создается благодаря оборотам мотора. Чем большим будет их число, тем большее давление создается в гидроусилителе. Чтобы в системе не создавалось чрезмерное давление, насос оснащается клапаном сброса.
Существует две модификации насосов ГУР:
- Регулируемый. Такая модификация поддерживает стабильное давление в магистрали благодаря изменению рабочего объема устройства;
- Нерегулируемый. Такие модификации оснащаются редукционным клапаном, который поддерживает стабильное давление в магистрали.
Более современные насосы оснащаются электронным датчиком давления, который посылает на ЭБУ сигнал об открытии клапана при повышенном давлении.
Распределитель ГУР
Распределитель могут устанавливать либо на вал руля, либо на привод рулевого механизма. Он направляет рабочую жидкость в нужную полость гидроцилиндра.
Распределитель состоит из:
- Торсиона – стержня, который работает на скручивание. Один его край вставляется в полость вала распределителя, а другой закреплен внутри золотника.
- Вала – полого цилиндрического элемента. В нем имеются каналы для движения масла. Он соединяется с карданным валом механизма рулевого управления;
- Золотника, соединенного с валом ГУРа. С другого конца он соединяется шестеренкой с рулевым механизмом.
Существуют осевая и роторная модификация распределителей. Во втором случае золотник зацепляет зубья рулевой рейки благодаря вращению вокруг оси вала.
Гидроцилиндр и соединительные шланги
Сам гидравлический цилиндр это механизм, на который оказывается давление рабочей жидкости. Он и перемещает рулевую рейку в соответствующем направлении, что облегчает работу водителю при выполнении маневров.
Внутри гидроцилиндра имеется поршень с закрепленным на нем штоком. Когда водитель начинает поворачивать руль, в полости гидроцилиндра создается избыточное давление (показатель около 100-150 бар), благодаря чему поршень начинает перемещаться, толкая шток в соответствующем направлении.
От насоса к распределителю и гидроцилиндру жидкость идет через шланг высокого давления. Нередко вместо них для большей надежности используется металлическая трубка. Во время холостой циркуляции (бачок-распределитель-бачок) масло движется через шланг низкого давления.
Преимущества и недостатки ГУР
Сложно говорить о недостатках ГУР, поскольку эта система зарекомендовала себя как надежная и достаточно простая. Можно сравнить с другими усилителями руля: ЭУР и ЭГУР, которые ставятся на новые автомобили с современной электроникой. По сравнению с ними классический ГУР выглядит немного громоздко, зато и не требует точной и скоординированной работы датчиков, ЭБУ и самого электропривода.
Недостатков у системы гидроусилителя руля немного:
- Определенная потеря мощности двигателя, которая расходуется на привод гидронасоса;
- Необходимость в ТО каждые 2-3 года, поскольку продукты износа и твердые частички выводят из строя механизм усилителя.
Преимущества же – легкость управления, маневренность, комфорт и безопасность. Ну и безотказность, поскольку поломки ГУР случаются достаточно редко.
Типы гидроусилителей рулевого управления
Модификация гидроусилителей руля зависит от производительности механизма и его технических и динамических характеристик. Существуют такие типы ГУР:
- Золотниковый вариант – имеет высокий КПД, используется в бюджетных автомобилях и моделях среднего класса;
- Вариант сопло/заслонка – среди недостатков низкий КПД и требует больше энергии, когда нагрузка увеличивается. Из-за таких показателей с применением данной модификации ГУР увеличивается нагрузка на силовой агрегат. Обладают высокой чувствительностью, поэтому чаще всего используются в гидроусилителях мостового плана;
- Струйный вариант – не имеет силы трения в полости распределителя, а также обладает простотой в эксплуатации и долговечностью. Подобные гидроусилители не прихотливы к качеству масла;
- Электрический вариант – современная технология, которая функционирует даже при выключенном двигателе. В основном устанавливаются на спроткары и автомобили премиум-класса.
В некоторых современных системах усилителей рулевого управления на гидравлическом приводе устанавливается радиатор для охлаждения рабочей жидкости.
Схема устройства ГУР
Всего существует два вида гидроусилителей рулевого механизма: стандартный и ЭГУР, который комплектуется специальным электронным блоком управления и электромагнитным клапаном. В целом их конструкция схожа и прекрасно впишется в любой рулевой механизм. Сейчас же, большая часть автомобилей комплектуется рулевой рейкой, поэтому рассмотрим устройство ГУР и ЭГУР на ее примере.
В состав основных частей гидроусилителя входят:
- Распределитель золотникового типа
- Специальный насос
- Бачок, в котором хранится рабочая жидкость
- Рабочий цилиндр
- Система шлангов патрубков для перемещения жидкости
ЭГУР же может дополнительно комплектуется датчиком скорости, электромагнитным клапаном и специальным блоком управления.
Рабочий цилиндр и распределитель устанавливаются на рулевую рейку и представляют с ним единое целое. Назначение насоса заключается в том, чтобы создать необходимое давление жидкости и приводится в движение при помощи ременной передачи от коленчатого вала двигателя.
Техническое обслуживание
Рулевой механизм и гидравлический усилитель – надежные механизмы в автомобиле. По этой причине они не нуждаются в частом и дорогостоящем техническом обслуживании. Самое главное – соблюдать регламент по замене масла в системе, который определяет производитель.
В качестве обслуживания гидроусилителя необходимо периодически проверять уровень жидкости в бачке. Если уровень заметно понижается после добавления очередной порции жидкости, следует проверить, не течет ли масло на местах соединения шлангов или на сальнике насоса.
Как это работает
Смотрите также
Что такое атермальное остекление в автомобиле: как работает
Чтобы правильно понять не только устройство, но и принцип работы, на котором основан ГУР рулевого управления, следует рассмотреть несколько наглядных ситуаций. Плюс еще видео поможет визуализировать многие моменты.
Представив несколько ситуаций, в каждой из них коротко объясним, что при этом происходит с усилителем.
Смотрите также
Легковой полуприцеп: описание конструкции, купить или сделать своими руками
- Машина неподвижная, колеса выставлены прямо
. Сейчас ГУР не работает и спецжидкость просто постепенно перекачивается по всей системе, от бачка до распределителя, и назад; - Руль начинает вращаться
. Крутящий момент от баранки идет на вал распределителя, а затем на торсион, начинающий закручиваться. Золотник при этом не вращается, что обусловлено силой трения. При перемещении относительно представленного золотника, рассматриваемый вал открывает специальный канал. Это позволяет жидкости начать поступать в определенную полость цилиндра. Полость напрямую зависит от того, в какую сторону происходит вращение. Жидкость начинает давить на поршень с штоком, что и позволяет сместить рулевую рейку и достаточно легко повернуть колеса влево или вправо; - Вращение закончилось, но руль остается в повернутом положении
. При перемещении рейка вращает золотник, и происходит его выравнивание в отношении вала. А именно вала рассмотренного распределителя. Теперь распределитель оказывается в нейтралке, и жидкость начинает просто продолжает циркулировать по системе. Никакая серьезная работа в этот момент не совершается; - Руль оказывается в крайнем положении и удерживается
. Это самая сильная нагрузка на ГУР. Связано с тем, что распределитель не способен вернуться в нейтраль, и жидкость активно циркулирует в самом насосе. От этого появляется шум. Как только руль будет отпущен, все нормализуется.
Важным преимуществом рассматриваемого узла является то, что рулевой механизм все равно сохранит свою работоспособность, даже если сам ГУР выйдет из строя.
Периодичность замены жидкости в ГУР
В теории рабочая жидкость гидроусилителя не находится под агрессивным воздействием высоких температур, как в моторе или коробке передач. Некоторые водители даже не задумываются над периодической заменой масла в этой системе, кроме тех случаев, когда выполняется ремонт механизма.
Несмотря на это, производители рекомендуют периодически менять масло для ГУР. Конечно, нет жестких границ, как в случае с моторным маслом, но этот регламент зависит от интенсивности работы механизма.
Если машина проезжает около двадцати тысяч километров в год, то жидкость можно менять не чаще раза в три года. Причинами периодической замены жидкости являются:
- Незначительный, но все же нагрев масла во время циркуляции по магистрали;
- Естественное старение продукта;
- Появление посторонних частиц из-за выработки, образующейся в результате трения металлических деталей (проблема возникает, если механизм изготовлен из некачественных материалов).
Если при проверке уровня масла в бачке автовладелец слышит запах горелого масла, значит оно уже старое, и его необходимо заменить.
Вот короткое видео о том, как правильно выполняется данная работа:
Как заменить жидкость гидроусилителя руля
Устройство насоса ГУР.
Теперь пройдемся отдельно по составным частям системы гидроусилителя руля. Наверное, самой часто выходящей из строя частью этой системы является насос, поскольку он работает наиболее напряжённо, создавая постоянно избыток давления в системе. Существует два основных типа насосов:
- пластинчатый
- шестерёнчатый.
В первом случае давление создаётся за счёт вращения ротора с подвижными пластинами-лопастями (см. видео)
Схема работы пластинчатого насоса
Суть работы заключается в изменении объёма между ротором, статором, пластинами и торцевыми дисками, которое достигается расположением оси вращения ротора с эксцентриситетом относительно центра статора (т. е. ось смещена в сторону). Соответственно, с одной стороны зазор между ротором и статором больше, чем с другой. Пластины при движении в большей части зазора выдвигаются под действием центробежной силы, а при движении в сторону меньшего зазора задвигаются обратно. При расширении пространства образуется некоторое разрежение (пониженное давление), которое засасывает гидрожидкость в камеру. Затем, сужаясь, камера подходит к отверстию в сторону нагнетания и жидкость с силой выкидывается туда, образуя повышенное давление в системе.
Этот тип наиболее распространён в автомобилестроении, поскольку имеет лучший КПД, а также может быть двухконтурным (второй контур может подавать давление в гидроподвеску), а также регулируемым.
Во втором случае для нагнетания жидкости в систему используется вращение двух шестерёнок внутри корпуса насоса.
Схема работы шестерёнчатого насоса ГУР
Одна из шестерёнок является ведущей, вторая ведомой. При разъединении зубьев образуется разрежение, которое засасывает жидкость в насос. Далее жидкость двигается по внешнему радиусу вращения шестерёнок в промежутках между зубьями и с силой выкидывается в линию нагнетания перед зацеплением зубьев. Этот тип более прост и, как следствие, надёжен в работе.
Основные неисправности и методы устранения
Часто ремонт гидроусилителя рулевого управления сводится к замене уплотнителей. Работу можно выполнить, приобретя ремкомплект для ГУР. Отказ гидроусилителя происходит крайне редко и в основном из-за утечки жидкости. Проявляется это в том, что туго крутится руль. Но даже при выходе из строя самого усилителя рулевое управление продолжает функционировать.
Вот таблица основных неисправностей и варианты их решения:
| Неисправность | Почему возникает | Вариант решения |
| Во время езды толчки от неровной поверхности отдают в руль | Плохое натяжение или износ приводного ремня насоса | Заменить или натянуть ремень |
| Туго поворачивается руль | Та же проблема с ремнем;Уровень рабочей жидкости ниже минимального значения или близок к нему;Небольшое количество оборотов коленвала при холостой работе;Забился фильтр в бачке;Насос создает слабое давление;Завоздушена система усилителя. | Поменять или натянуть ремень;Восполнить объем жидкости;Увеличить обороты мотора (настроить);Поменять фильтр;Восстановление насоса или его замена;Зажать места соединения шлангов. |
| Нужно приложить усилия, чтобы повернуть руль в среднем положении | Механическая неисправность насоса | Заменить сальник, ремонт насоса или его замена |
| Поворот руля в одну из сторон требует больших усилий | Насос неисправен | Отремонтировать насос или заменить сальник |
| Чтобы быстро повернуть руль, нужно приложить больше усилий | Плохое натяжение приводного ремня;Низкие обороты мотора;Завоздушена система;Сломался насос. | Отрегулировать приводной ремень;Настроить обороты мотора;Устранить подсос воздуха и удалить воздушную пробку из магистрали;Ремонт насоса;Провести диагностику элементов рулевого механизма. |
| Уменьшился отзыв рулевого управления | Упал уровень жидкости;Завоздушивание системы ГУР;Механическая неисправность рулевой рейки, шины или других деталей;Износились детали рулевого механизма (не проблема гидроусилителя). | Устранить протечку, восполнить недостаток масла;Удалить воздушную пробку и зажать соединения, чтобы не подсасывало воздух;Диагностика и ремонт рулевого механизма. |
| Гудит гидроусилитель во время работы | Упал уровень масла в бачке;Срабатывает клапан сброса давления (руль повернут до упора). | Проверить наличие течи, устранить ее и восполнить объем;Устранить завоздушивание;Проверить исправность насоса;Проверить, достаточное ли создается давление насосом;Не поворачивать руль до упора. |
Если автомобиль оснащен электроусилителем, то в случае появления каких-либо тревожных сигналов следует сразу же обратиться к специалистам. Электроника проверяется на соответствующем оборудовании, поэтому без необходимых навыков самому лучше не пытаться что-то в электросистеме отремонтировать.
Что такое ГУР и зачем он нужен?
Все, кто хоть раз сидел за рулем автомобиля, который не оборудован гидроусилителем (или же электроусилителем) рулевого управления, наверняка замечали, что на малой скорости для поворота рулевого колеса приходится прилагать немалые усилия. В то же самое время если авто движется на достаточно значительной скорости, то наблюдается обратный эффект: руль поворачивается чрезмерно легко, практически безо всяких усилий. Это создает немалые неудобства при управлении автомобилем (особенно неопытными водителями) и, как свидетельствует опыт и статистика, нередко вызывает аварийные ситуации.
Именно поэтому конструкторы еще на заре автомобилизации задумались о том, как же можно нивелировать этот недостаток. В итоге в 1925 году американец Фрэнсис Дэвис догадался поставить на свой личный автомобиль Pierce-Arrow Roadster гидроусилитель рулевого управления. Следует заметить, что конструкция этого устройства уже тогда отнюдь не была какой-то инновацией: дело в том, что задолго до средины двадцатых годов прошлого века гидравлические усилители уже активно использовались на морских судах.
Принцип работы ГУР
Если автомобиль находится без движения, двигается прямо, насос перекачивает вхолостую гидравлическое масло внутри системы. Когда рулевое колесо приходит в движение, начинает закручиваться торсион, а золотник поворачивается относительно гильзы распределения. Одновременно открываются соединительные шланги, по которым масло из бачка попадает в определенную камеру в силовом цилиндре (это зависит от того, в какую сторону маневрирует автомобиль под действием поворота руля). А из другой камеры одновременно по открытым протокам гидравлическое масло попадает в бачок. Поршень цилиндра перемещает рулевую рейку, с одновременной передачей усилия рулевым тягам, поворачивающим колёса.
Если авто маневрирует на невысокой скорости, то КПД гидроусилителя руля максимален. Это достигается возрастанием количества оборотов электродвигателя насоса. Увеличение его производительности способствует интенсивному притоку гидравлической жидкости в цилиндр и сила, прикладываемая к повороту руля, уменьшается в разы. Повышение скорости движения машины снижает частоту вращения электродвигателя, при этом в действие вступает электромагнитный клапан, который уменьшает проходимость каналов гидросистемы, а для поворота руля приходится прикладывать больше усилий.
Плюсы и минусы ГУР
Бесспорным преимуществом ГУР и его главное свойство – облегчить работу рук при маневрах во время парковки. Но усилитель имеет еще одно полезное свойство – он смягчает усилие на руль от ударов о неровности дороги.
Недостаток ГУР это отсутствие либо малое реактивное усилие на рулевом колесе. Гидроусилитель черезчур сильно помогает водителю, исключая возвращающееся усилие, которое обеспечивает «чувство автомобиля». И конструкторам при разработке и регулировке ходовой части нужно достичь отменной информативности рулевого привода и в то же время не сделать руль слишком тугим. Учитывать нужно много факторов: продуктивность насоса, геометрию задней и передней подвески, углы монтирования колес, сводные характеристики резины и даже жесткость скручивания кузова!
Потому хорошие автомобили в этом плане попадаются крайне редко. Все же многие фирмы сознательно отказываются от информативности в пользу комфорта, зная симпатию своей клиентуры. Яркий тому пример – автомобили Toyota. Хотя в Европе все наоборот.
Плоды труда конструкторов вызывают восторг. Еще одно задание для них – сделать так, чтобы при небольшой скорости руль оставался легким, а на большой делался упругим и информативным. Есть разные выходы из положения. В схемы немецких гидроусилителей известной фирмы ZF (все модели Jaguar, Audi A6 & A8, BMW 5-й и 7-й серии) добавлен электрогидравлический модулятор давления. При увеличении скорости он сдерживает давление в рабочем контуре, из-за чего помощь гидроусилителя приравнивается к нулю.
Рекомендуем: Устройство и принцип работы соленоидов АКПП
Имеется еще один способ решения проблемы – приводить насос гидроусилителя от электромотора вместо коленчатого вала. Меняя частоту вращения электропривода при помощи электроники, есть возможность варьировать эффективность насоса как заблагорассудится.
Обслуживание гидроусилителя
Хозяин автомобиля, оснащенного ГУР, может самостоятельно выполнять следующие операции:
- следить за уровнем и состоянием жидкости в расширительной емкости;
- периодически осматривать патрубки и штуцеры на предмет растрескивания и протечек масла;
- менять гидравлическую жидкость с интервалом, указанным в инструкции по эксплуатации;
- отслеживать появление посторонних шумов, возникающих при критическом износе подшипников насоса;
- своевременно менять приводной ремень, чтобы он не оборвался где-нибудь по дороге.
Жидкость, залитая в систему гидроусилителя, служит не только рабочим телом, но и смазкой для насоса. Поэтому при доливке либо замене важно использовать рекомендуемые производителем масла, иначе агрегат может преждевременно выйти из строя.
Гидроусилитель руля: основные характеристики, достоинства и недостатки
Гидроусилитель руля предназначен для того, чтобы облегчить водителю управление автомобилем. Это «устройство» значительно уменьшает затрату сил при повороте рулевого колеса. Когда появились первые гидроусилители, и как они работают? Об этом в нашей статье.
История появления гидроусилителя
В течение первых десятилетий своего существования никаких усилителей руля вообще не существовало. Надо сказать, что некоторые современные простые коммерческие машины, такие как ZAZ Chance или Reault Kangoo в своей заводской комплектации выпускаются без усилителя и по сей день.
На первых моделях в усилителях руля и нужды не было: поскольку скорости были невысоки, то и требования к управляемости были достаточно скромными. Комфорт стал интересовать производителей тоже не сразу, а покрышки были очень узкими, с небольшим пятном контакта с дорогой. И единственным средством облегчить работу с рулем было увеличение диаметра рулевого колеса и передаточного отношения привода.
Первые усилители появились в конце 30-х годов, и их обладателями стали карьерные самосвалы.
Какими были первые усилители руля? Вначале это были простые пневмоусилители, питавшиеся от компрессоров пневмотормозов. Однако, гидравлика оказалась не только дороже и сложнее пневматики, но еще и точнее и тише. Первый гидроусилитель руля (далее ГУР) появился в 1951 году. Его обладателем стал Chrysler Crown Imperial. Спустя три года ГУР появился и в Европе на Citroen DS 19.
Что такое гидроусилитель руля?
Говоря коротко, ГУР является механизмом, в основе которого лежит насос. В действие он приводится ремнем коленчатого вала. В результате из бачка засасывается масло и под высоким давлением нагнетается в распределитель. Последний отслеживает величину усилия на руле и помогает поворачивать колеса, делая это строго дозировано. Для этого используется следящее устройство, встроенное в разрез рулевого вала. Как правило, это торсион.
Когда автомобиль неподвижен или едет по прямой, нагрузки на рулевой вал нет, торсион не закручен, дозирующие каналы распределителя перекрыты, и масло сливается назад в бачок.
Когда же руль поворачивается и колеса начинают оказывать сопротивление, торсион начинает закручиваться с силой пропорциональной усилию на руле. Дозирующие каналы открываются, и масло попадает в исполнительное устройство. В иномарках, как правило, используется масло ATF (то же самое, что и на АКП).
Основные достоинства ГУР
- ГУР значительно облегчает работу рук при выполнении различных маневров, особенно парковочных.
- Значительно ослабляется передача на руль ударов, вызванных неровностями дороги.
Недостатки гидроусилителя руля
Нехватка или отсутствие реактивного усилия на руле. Поскольку ГУР помогает водителю слишком активно, последний зачастую лишается «чувства машины». Поэтому конструкторы прилагают массу усилий, чтобы найти компромисс между вышеупомянутым «чувством» и помощью водителю.
Поскольку производителю приходится учитывать множество факторов, таких как производительность насоса, геометрию передней подвески, параметры задней подвески, углы установки колес, характеристики шин и многое другое, становится ясно, что найти автомобиль с безупречным ГУР крайне сложно.
Свойства ГУР в значительной степени зависят от производителя. К примеру, Toyota делает ставку на комфорт, жертвуя информативностью, а европейские производители поступают с точностью до наоборот. Поэтому, чтобы иметь представление о находящемся в машине ГУР, нужно сперва изучить традиции производителя в данной сфере.
Уход за гидроусилителем руля
Как правило, выход из строя какой-либо составляющей ГУР связаны не с «врожденными» дефектами, а с нарушением эксплуатации. Поэтому автомобилист должен регулярно делать следующее:
- Следить за уровнем масла в бачке;
- Следить за натяжением ремня привода и если есть такая необходимость, регулировать его;
- Обеспечить тщательный контроль за герметичностью системы;
- Каждые год-два заменять масло и фильтрующий элемент. Также их необходимо менять, если цвет масла изменился. Удаляя старую жидкость, автомобилист проводит комплексную очистку всей системы ГУР;
- Необходимо регулярно смотреть на бачок с жидкостью ГУР, контролируя его уровень. Цвет жидкости можно увидеть на щупе, открутив крышечку. У более продвинутых автомобилей, на приборной панели можно найти индикатор низкого уровня жидкости ГУР.
В случае если возникают какие-либо посторонние звуки, обнаружены утечки или если машина начинает вести себя неадекватно – необходимо как можно скорее пройти диагностику на СТО.
Следует избегать длительного (более 5 сек) удержания руля в крайнем положении. Это может привести к перегреву масла. Кроме того, продолжительная эксплуатация машины с неработающим насосом выливается в ускоренный износ деталей распределителя и рулевого механизма, поскольку на такой режим работы они не рассчитаны.
Избегайте наезжать на препятствия. Когда машина «запрыгивает» на бордюр, водитель ощущает только легкий толчок на колесе руля. Хотя не будь ГУР, рулевое колесо ответило бы сильнейшим рывком, который мог бы даже причинить травму.
Следует помнить, что, если на рулевом колесе нагрузка не чувствуется, это не является свидетельством того что машина легко преодолевает любые препятствия.
Насос гидроусилителя может развивать высокие давления, поддерживая нужное положение вала рулевой рейки. Если в таком положение лихо въехать на бордюр система постарается сохранить заданное рулем положение колес, что, по сути, спровоцирует сильный удар о бордюр. В результате возрастает вероятность повреждения рулевой рейки и рулевых тяг. К примерно таким же последствиям может привести вращение руля, когда колеса плотно прижимаются к бордюру (как вариант активная работа рулем при езде по колее).
Ни в коем случае не газуйте при сильно вывернутых колесах, стоя на второстепенной дороге в ожидании просвета. Это значительно повышает давление на ГУР, что может повредить насос и уплотнительные элементы. Если же к этому добавится низкая температура, вязкость рабочей жидкости возрастет и ее протекание через калиброванные отверстия и клапаны значительно затруднится, а нагрузка на систему заметно увеличится. Поэтому не начинайте в морозы движение, не прогрев предварительно автомобиль. Также старайтесь избегать интенсивного руления, выезжая со стоянки.
Электроусилители руля
Эта разновидность усилителей полностью лишена гидравлики. В отличие от ГУР, у которого рабочая жидкость постоянно перемещается по трубам, потребляя дополнительное топливо, электроусилитель потребляет энергию только во время вращения руля. К тому же он не зависит от температурных перепадов и оборотов двигателя.
Помимо этого, КПД электродвигателя руля значительно превышает аналогичные показатели гидронасоса. Он более надежен:
- Не имеет ремней шлангов, сальников, прокладок;
- Не имеет жидкостей;
- Не нуждается в обслуживании (доливка и замена рабочей жидкости).
Это именно то, чего хотели бы большинство автолюбителей. Правда, профессионалы, несмотря на все эти достоинства, жалуются на искусственность ощущений во время вождения.
Источник: https://nivus.ru/info/articles/gidrousilitel-rulya-osnovnye-kharakteristiki/
