Автомобиль без рулевого управления довольно сложно себе представить. Но на заре автомобилестроения было и такое. Когда стали появляться большегрузные машины, возникла одна проблема: чтобы выкрутить рулевое колесо на малых скоростях, приходилось прилагать просто титанические усилия. Поэтому инженеры-конструкторы озадачились вопросом облегчения этого процесса.
Детищем их гениальной мысли стал усилитель руля. Сперва он был вакуумный и довольно плохо справлялся со своей задачей, потом появился гидроусилитель руля, и вершиной технологического прогресса явился электронный усилитель. Если во втором в качестве рабочего тела используется масло, то в третьем угол поворота руля анализирует микрокомпьютер, после чего с помощью электромотора вращает колеса. Сегодня мы поговорим про ГУР, его особенности, принцип действия и некоторые моменты, которые позволят значительно повысить срок его службы.
Устройство и принцип действия ГУР состоит из следующих элементов:
А теперь разберемся по пунктам, как работает гидроусилитель руля:
Как видите, все очень просто.
Но, на самом деле, гидроусилитель – довольно сложное устройство. Поэтому он требует регулярного проведения ТО.
Если вы все делаете правильно и постоянно меняете масло в системе, то ГУР прослужит долгие годы. Но, при неправильном данное устройство можно испортить за 5 секунд!
Самое сложное устройство во всей системе гидроусилителя – это насос ГУР и его ремень. Оно состоит из множества мелких деталей, которые в теории должны служить долго и счастливо, но у некоторых хозяев могут ломаться очень быстро.
Крыльчатка, которую содержит насос гидроусилителя руля, вращается постоянно, чем создает непрерывный ток масла. Приводится же она в действие ремнем, накинутым на валы двигателя и самого ГУР. Они вращаются с одинаковой скоростью, неважно как быстро едет машина.
И тут кроется еще один интересный момент: во время простоя, то есть, когда мотор выключен, гидроусилитель работать не будет!
Нередко бывает такое, что ремень со временем протирается. И вот тогда случается самое страшное – управление резко становится очень тугим, поскольку водителю приходится поворачивать колеса самостоятельно. Справиться с этой ситуацией можно, но в первую секунду кажется, будто руль заклинило. Зачастую, эта секунда и является решающей! А у некоторых водителей начинается паника и они даже спустя некоторое время не понимают, что поворачивать колеса все еще можно. Как правило, это приводит к аварии.
Как правило, современные гидроусилители руля могут выйти из строя, если держать руль повернутым в течение 5 секунд. За это время в резервуаре создается такое давление, что они ломаются. Поэтому следите за этим моментом.
Самая главная характеристика – это скорость отклика гидроусилителя на поворот руля. В хороших системах она равняется 0.1 – 0.2 секунды, то есть реагирует почти мгновенно. Если же вы заказали китайскую систему, то избавьте себя от возможных аварий – не устанавливайте ее! Бывали случаи, когда время реагирования устройства достигало 1-2 секунд! Как понимаете, это очень много.
Следующее – это плавность хода. Это также очень важная характеристика гидроусилителя, поскольку когда машина поворачивает с рывками, то последствия будут заключаться не только в неприятных ощущениях для пассажиров. Могут пострадать другие точные механизмы, установленные в автомобиле.
Рабочий ход. Если он недостаточен, то машина просто не сможет разворачиваться так резко, как было задумано конструкторами.
В этом нет ничего сложного:
Помните, то гидроусилитель – это очень точный механизм, большинство поломок которого могут производиться только в специализированных автомастерских. Но, некоторые поломки можно «вылечить» и самостоятельно:
Как видите, на самом деле, в страшном устройстве под названием гидроусилитель руля нет ничего такого уж и непонятного. Просто насос перегоняет жидкость из одного резервуара в другой в зависимости от того, открыт краник или закрыт. Управляет же краном рулевая колонка. Самый сложный элемент – это насос усилителя рулевого управления. Но вся его сложность заключается лишь в очень точной подгонке деталей.
[box type=»bio»] Для облегчения работы водителя и снижения передаточного отношения рулевого механизма используют гидроусилитель руля.[/box] Бывают электроусилители руля, но наибольшее распространение получили гидроусилители рулевого управления, которые имеют следующие преимущества:
На рисунке показана схема гидроусилителя руля и элементов такого рулевого привода.
Устройство гидроусилителя руля имеет в своем составе следующие элементы:
При работе двигателя насос гура создает давление в системе рулевого управления. Когда руль поворачивается в какую-либо сторону, распределитель рулевого механизма подает поток жидкости под давлением к одному из поршней гидроцилиндра. А гидроцилиндр в свою очередь уже производит перемещение рулевой рейки.
[box type=»info»] Часто распределитель и гидроцилиндр — это совместный узел, расположенный на рулевой рейке.[/box]При повороте руля в другую сторону распределитель подает жидкость к противоположной стороне гидроцилиндра и рулевая рейка движется в другую сторону, поворачивая колеса. Водитель при этом тратит минимум усилий на поворот руля, даже если машина стоит. Единственное условие — двигатель должен работать. Надеюсь мы разобрались как работает гидроусилитель руля.
Видео по теме гидроусилитель руля:
Наиболее часто в системах гидравлического усилителя рулевого управления используют насосы лопаточного типа.
Конструкция такого насоса показана на рисунке.
[box] При вращении приводного вала насоса лопатки перемещаются по фигурной внутренней поверхности корпуса насоса, прижимаясь к ней под действием центробежной силы. В процессе вращения вала за счет специальной формы внутренней поверхности корпуса происходит изменение объема, ограниченного двумя соседними лопатками.[/box]При увеличении объема насос всасывает жидкость, а при уменьшении – нагнетает.
Работа насоса проиллюстрирована следующей схемой:
Поскольку привод насоса осуществляется от шкива коленчатого вала, его производительность и давление зависят от числа оборотов двигателя. Для поддержания расчетного давления гидроусилитель рулевого управления использует нагнетательный клапан.
Схема конструкции реечного рулевого механизма с гидроусилителем показана на рисунке:
[box type=»bio»] В зависимости от поворота руля распределитель подает поток жидкости в одну или другую камеру силового агрегата гидроусилителя руля.[/box]Ниже на разрезе схематично показано устройство распределителя рулевого механизма. В гидроусилителе руля распределитель играет ключевую роль. Если случится неисправность, то жидкость будет подаваться нечетко и усилие на рулевом колесе сильно возрастет. Поворот золотника относительно корпуса распределителя происходит за счет скручивания пружинного торсиона.
Угол поворота золотника зависит от усилия, прилагаемого водителем к рулевому колесу. Чем больше усилие, направленное на поворот рулевого колеса, тем больше поворот золотника относительно корпуса, и тем быстрее жидкость проходит через распределитель.
Для автомобилей с рулевым механизмами червячного типа используют такие же элементы, различны только конструкции самих рулевых механизмов.
Усилитель рулевого управления
Управление транспортными средствами, особенно это касается тяжелых грузовиков и тракторов, за счет мускульной силы водителя зачастую бывает просто невозможным. Для снижения величины мышечного усилия при управлении машиной, а также в целях создания комфортных условий работы водителя, снижения его утомляемости автомобили и трактора оборудуются усилителем руля.
Классификация усилителей по типам проивода:
- механический - за счет увеличения передаточного числа (по сравнению с обычным);
- пневматический - сейчас практически не используется;
- гидравлический;
- электрический;
- электрогидравлический.
Наиболее широко сегодня применяются гидравлический и электрогидравлический усилители руля. Оба типа имеют много общего и отличаются, по большому счету, лишь приводом гидравлического насоса, то есть, можно сказать, что электрогидроусилитель рулевого управления (ЭГУР) - лишь разновидность гидроусилителя рулевого управления (ГУР).
Устройство гидроусилителя руля
Гидроусилитель руля - изолированная гидросистема, состоящая из следующих составных частей (Рис. 1):
Рис. 1. Принципиальная схема гидроусилителя руля
- насос;
- регулятор давления;
- компенсационный бачек рабочей жидкости;
- распределитель;
- силовой гидроцилиндр.
Гидроцилиндр - двойного действия (передает усилие в двух направлениях). Он интегрирован в рулевую рейку, передает усилие на рулевые тяги.
Золотник (распределитель) монтируется на рулевой колонке, реагирует на повороты руля.
Привод насоса осуществляется от двигателя автомобиля или электродвигателя.
Регулятор давления - это перепускной клапан. Он сливает избыток рабочей жидкости, минуя золотник.
Насос ГУР - устройство, принцип действия
Назначение насоса ГУР - обеспечение циркуляции и поддержание давления рабочей жидкости в гидросистеме.
Насос приводится в движение от коленчатого вала силовой установки транспортного средства посредством ременной или зубчатой (на грузовиках и тракторах) передачи. Таким образом, гидропривод функционирует, пока работает двигатель.
В гидроприводе рулевого управления используются насосы двух типов:
- шестеренчатый;
- пластинчатый (лопастной или шиберный).
Пластинчатые насосы имеют высокую производительность, они надежные и просты в обслуживании. Поэтому они получили широкое распространение.
Рассмотрим устройство и принцип действия пластинчатого насоса.
Насос состоит из таких основных деталей (см. рис. 2):
- корпус;
- ротор;
- уплотнительное кольцо.
Рис. 2. Устройство пластинчатого насоса ГУР
На наружном конце вала, опирающегося на подшипники качения, крепится ременный шкив. На противоположном, шлицевом конце вала смонтирован ротор, в пазах которого свободно установлены пластины (лопасти).
К корпусу крепится статор, имеющий внутреннюю поверхность сложной формы.
При вращении ротора за счет центробежной силы пластины выдвигаются из пазов и образуют замкнутые камеры.
На участке всасывания, там, где объем камер при вращении ротора увеличивается, в них попадает из магистрали рабочая жидкость, которая на участке нагнетания при уменьшении объема камер и повышении давления выбрасывается в напорную магистраль через выходной патрубок. Таким образом обеспечивается непрерывный, без пульсаций, поток рабочей жидкости.
Это можно проиллюстрировать схемой на рис. 3.
Рис. 3. Работа пластинчатого насоса ГУР
Если давление в системе превышает допустимое, перепускной клапан сбрасывает излишки рабочей жидкости в компенсационный бачек.
На автомобилях применяются два вида насосов:
- одноконтурные;
- двухконтурные.
Одноконтурные насосы работают исключительно на ГУР. Они менее мощные, чем двухконтурные, их устройство проще, они дешевле.
Двухконтурные насосы обслуживают также и гидроподвеску. Они гораздо дороже и более производительные.
Компенсационный бак может устанавливаться непосредственно на насосе, или отдельно. Чаще бак располагают в моторном отсеке, используя подкапотное пространство. Это значительно облегчает обслуживание ГУРа.
Особенности функционирования ГУР
Пока работает силовая установка транспортного средства, работает и насос ГУР. При прямолинейном движении машины рабочая жидкость циркулирует от насоса к золотнику, от него - в компенсационный бак. То есть насос работает с минимальной нагрузкой. При повороте руля золотник направляет поток рабочей жидкости в гидроцилиндр, поворачивая колеса.
Таким образом, детали насоса ГУР изнашиваются даже на холостом ходу. Несмотря на хорошие смазывающие качества рабочей жидкости и высокую надежность всей конструкции, со временем износ дает о себе знать, и насос приходится заменять.
Система ЭГУР
Электродинамический гидроусилитель руля отличается от обычного ГУРа наличием электронасоса, питающегося от бортовой электросети автомобиля.
Рис. 4. Электрогидроусилитель руля
Система ЭГУР имеет в своем составе датчики движения. Именно их показания указывают на необходимость включения или отключения насоса в нужные моменты. Таким образом ресурс насоса расходуется гораздо экономнее. Еще одно преимущество - компактность, связанная с отсутствием громоздкой ременной передачи. Недостаток - более высокая цена.
Насос ЭГУР
Насос для ЭГУР выполнен в виде насосного агрегата - компактного блока, который объединяет в себе насос, электромотор и компенсационный бачек. Насосный агрегат оснащен электронным блоком управления.
Рис. 5. Насос для ЭГУР
Преимущества электрогидравлического насоса - отсутствие ременной передачи, а также меньший износ деталей - ведь чистое время его работы меньше, чем обычного гидронасоса. Есть и недостатки - высокая цена и зависимость от работы бортовой системы электроснабжения.
Возможные неисправности ГУР
Проявляются неполадки в системе гидроусилителя по-разному. Основные признаки такие:
- обратные толчки на рулевом колесе;
- затрудненное проворачивание руля в одну или обе стороны;
- вибрация;
- посторонний шум при работе;
- нечеткая работа руля.
Причин появления подобных неполадок может быть много. Это и изношенный либо слабо натянутый ремень привода насоса, завоздушивание гидросистемы, потеря герметичности и связанное с этим падение уровня рабочей жидкости, и некачественная либо пришедшая в негодность рабочая жидкость. Если вышел из строя насос, вердикт однозначный - замена. И чем раньше, тем лучше, так как работа гидросистемы с неисправным насосом чревата выходом из строя других элементов.
Как продлить жизнь насосу?
Насос ГУР - агрегат надежный и долговечный, он не требует сложного обслуживания. Даже при полном отказе насоса движение на автомобиле можно продолжать. Правда, для управления машиной придется прикладывать больше усилий.
Для того, чтобы насос ГУР не подводил и служил как можно дольше, следует выполнять ряд рекомендаций специалистов:
1. Проверяйте состояние и степень натяжения приводного ремня. Появление биения рулевого колеса, особенно в начале движения - первый признак недостаточного натяжения ремня.
2. Поддерживайте необходимый уровень рабочей жидкости в компенсационном бачке. Выбирайте только ту жидкость, которая рекомендована производителем.
3. Регулярно проверяйте состояние агрегатов гидросистемы ГУР. Своевременно устраняйте нарушение герметичности в местах подтекания рабочей жидкости. В гидросистеме она выполняет, помимо прочего, и функцию смазывания трущихся сопряжений. Снижение уровня рабочей жидкости ниже предельно допустимого может привести к ускоренному износу деталей насоса и быстрому выходу его из строя.
4. Контролируйте состояние пыльников, сальников, предохраняющих систему от попадания грязи. Загрязненная рабочая жидкость наносит непоправимый вред сопряжениям насоса и других агрегатов.
5. Регулярно осматривайте шланг, штуцеры и их соединения. Не допускается перекручивание шлангов, чрезмерное их провисание, расслоение оплетки, окисление штуцеров и хомутов.
Сейчас на смену рулевым гидроусилителям все чаще приходят электронные усилители. За время эксплуатации гидроусилители зарекомендовали себя великолепно. Наша сегодняшняя статья будет посвящена их устройству, основным принципам работы, а также рекомендациям по техническому обслуживанию.
Основная функция рулевых гидроусилителей заключается в облегчении вращения рулевого колеса во время движения. Изначально их установки производились на грузовые коммерческие автомобили. Помимо легкости вращения, гидроусилительные механизмы уменьшают передаточные отношения руля. Выражаясь простым языком, водителю автомашины, оснащенной ГУР, не требуется делать несколько полных оборотом руля при выполнении любого, даже незначительного, маневра. Кроме того, гидравлические компоненты прекрасно гасят ударные воздействия во время проездов по неровностям. Это позволяет в разы улучшить управляемость транспортного средства, полностью сохраняя её во многих опасных ситуациях.
Все элементы гидроусилителя выстроены в единую конструктивную схему. Главными частями ГУР являются:
Основные принципы работы ГУР не зависят от установленного в них типа распределителя. Все процессы происходят практически идентично. Они основаны на движении золотника, возникающего при повороте руля. Сдвигаясь, он закрывает одну из масляных магистралей, открывая доступ к другому гидравлическому каналу. Жидкость, в зависимости от направления поворота рулевого колеса, попадает в правый или левый отсек гидроцилиндра. Она оказывает мощное давление на соответствующий поршень, который способствует поворачиванию колес. Корпус распределителя совершает поворот по направлению смещения золотника.
При остановке вращения руля схема работы изменяется. Золотник совершает остановку, возвращая распределитель в нейтральное состояние. Из рабочего канала масло перемещается в сливную магистраль. В это время функционирует исключительно насос, прокачивающий гидравлическую жидкость по контурам системы. Отдельно отметим, что при отказе насоса управление автомашиной полностью сохраняется, однако водителю не придется ждать дополнительной помощи от ГУР. Потребуется прилагать дополнительные усилия самому.
ГУР является вполне надежной системой. Она не требует какого-то особенного обслуживания, впрочем, без ухода её оставлять тоже не стоит.
В конце статьи скажем, что гидроусилитель имеет достаточно простое устройство, однако та помощь, которую он оказывает водителю, является по-настоящему неоценимой. Именно благодаря ГУР во время поворотов руля приходится прилагать заметно меньше усилий. Порекомендуем не забывать о проведении его обслуживания, дабы исключить любые сбои в работе.
"Питер - АТ"
ИНН 780703320484
ОГРНИП 313784720500453