Содержание
Устройство, схема ГУР
Основным компонентом узла считается золотник, его положение определяет процесс функционирования узлов и элементов системы. Независимо от типа перемещения золотника, которое может быть осевым либо роторным, отличий в принципе действия нет.
Когда рулевое колесо установлено в центральном положении, золотник удерживается посредством центрирующих пружинных элементов. Это обеспечивает возможность свободного перемещения масла по всем компонентам системы. Но при условии, что распределитель находится в правильном положении.
https://www.youtube.com/watch?v=uaiSE_s2h24
Насосное устройство функционирует в усиленном режиме, перегоняя рабочую жидкость по системе. Этот узел работает всегда, независимо от того, выполняются маневры или нет. Основное предназначение насосного устройства заключается именно в прокачке масла.
Когда водитель поворачивает руль, золотник начинает передвигаться, в результате чего закрывает сливной патрубок. Это приводит к подаче масла в одну из полостей цилиндра, процедура закачки выполняется под воздействием давления. Одновременно компоненты поршня и шток из-за перемещения жидкости проворачивают колеса и корпус распределительного устройства в ту сторону, куда перемещается золотник.
Корпус распределительного устройства может настигнуть золотник только в момент, когда он перестает двигаться, это свидетельствует о выполнении маневра. Затем золотниковый элемент перемещается в изначальное состояние, открывается патрубок для слива масла.
Саня Маевский подробно рассказал о принципе работы ГУР.
Устройство ГУР
В зависимости от типа гидравлического усилителя его конструкция может быть разной.
В системе ЭУР отсутствует рабочая жидкость. Электрический усилитель функционирует не всегда, а только при выполнении маневров. Силовой агрегат системы обеспечивает крутящий момент, определяющийся моментом на рулевом узле. Этот параметр замеряется посредством специального контроллера, передающего информацию на управляющий модуль системы. Блок предназначен для расчета нужного параметра мощности активации мотора системы с учетом положения руля.
Процедура замера угла поворота выполняется посредством контроллера, встроенного в переключатель, установленный под рулем. На роторном устройстве электродвигателя имеется контроллер, который производит замер частоты вращения механизма, после чего передает данные на ЭБУ.
Данный параметр определяется:
- значением момента руля;
- скоростью движения машины;
- оборотами силового агрегата, угла и скорости прокручивания руля.
В дальнейшем усилие от мотора поступает на рейку посредством приводной шестеренки, а также червячной передачи. Перемещение рейки осуществляется в результате нескольких усилий. Этому способствует рулевое колесо, а также электромотор системы ЭУР, который управляется электронным модулем.
При перемещении руля торсион закручивается. Приложенное усилие вычисляется электронным модулем в соответствии с изменением положения составляющих элементов контроллера. Механизм поворота определяет отклонение рулевого колеса. Эти параметры обрабатываются микропроцессорным модулем, который взаимодействует с ЭБУ машины.
С учетом данной информации микропроцессорный блок выполняет расчет нужного усилия, после чего подает питание необходимого значения на мотор. Последний выполняет перемещение вала руля или рейки.
Устройство ЭУР
Основные составляющие системы:
- Электрический мотор, на большинстве машин применяются бесщеточные устройства.
- Сервопривод. Могут использоваться разные типы устройств.
- Контроллер определения крутящего момента. Этот датчик считается одним из главных, он обычно монтируется на торсион, расположенный в разрезе рулевого вала. На концах элемента устанавливаются две разных части контроллера. В зависимости от типа ЭУР датчик может относиться к классу оптических либо магнитных.
- Контроллер перемещения рулевого колеса.
- Управляющий модуль.
- Некоторые авто оснащаются контроллером скорости поворота рулевого колеса.
Кратко говоря, ГУР – это устройство, в основе которого является насос. Он приводится от коленвала ремнем, втягивает масло из бачка и подает под большим давлением в распределитель.
Распределитель следит за усилием на руле и, дозировано, способствует повороту управляемых колес. С этой целью, в устройстве гидроусилителя руля, используется следящий механизм, зачастую это торсион, который встроен в разрез рулевого вала.Пока машина стоит либо едет прямо, на рулевой вал не действуют никакие усилия, торсион не закручен, закрываются каналы дозировки распределителя, масло сливается в бачок.
Гидроусилитель руля представляет собой такую систему, которая работает по определенной схеме и состоит из следующих элементов:
- бачок для рабочей жидкости;
- соединительные шланги;
- распределитель;
- гидроцилиндр;
- насос.
Насос предназначен поддерживать давление и обеспечивать циркуляцию рабочего масла в системе. Он закреплен на двигателе и приводится в действие ременной передачей от коленвала. На большинстве гидроусилителей установлены пластинчатые насосы.Распределитель – очень высокоточный механизм.
Он призван направлять потоки рабочей жидкости в необходимую полость гидроцилиндра, а после обратно в бачок. Устанавливается на элементах рулевого привода либо на валу рулевого механизма. Различают распределители осевые – если подвижный элемент (золотник) перемещается поступательно, и роторные – если подвижный элемент вращается.
Гидроцилиндр под давлением жидкости и посредством поршня и штока поворачивает колеса. Встраивается в рулевой механизм или может быть расположен между элементами рулевого привода и кузовом.Бачок – резервуар для рабочей жидкости. В нём обязательно установлен фильтрующий элемент и находится щуп для контроля за уровнем масла. Это масло, кроме передачи усилий от насоса к гидроцилиндру, призвано смазывать все пары возникающего трения.
Соединительные шланги (высокого давления) обеспечивают циркуляцию масла между насосом, распределителем и гидроцилиндром. Из бачка в насос и из распределителя обратно в бачок гидроусилителя жидкость поступает по шлангам низкого давления.
Принцип работы гидроусилителя руля, как с осевым, так и с роторным распределителем, основан на перемещении золотника при перекладке рулевого колеса. Перемещаясь, он перекрывает одну из сливных магистралей, и масло под давлением поступает в ту или иную (правую или левую) рабочие полости гидроцилиндра.
Рабочая жидкость давит на поршень со штоком, и те в свою очередь поворачивают колеса. Колеса поворачивают за собой, в сторону движения золотника, корпус распределителя.Как только перестает вращаться рулевое колесо, схема меняется. Останавливается золотник, и восстанавливается нейтральное положение корпуса распределителя.
Жидкость без препятствий перетекает из нагнетательной магистрали в сливную. Усилитель рулевого управления с помощью насоса просто прокачивает масло по системе. Колеса стоят прямо.Необходимо отметить, что в случае выхода из строя гидронасоса, управление автомобилем не теряется.
В настоящее время сложно себе представить автомобиль не оснащенный усилителем рулевого управления. Усилитель может быть электрическим (ЭУР), гидравлическим (ГУР) или электрогидравлическим (ЭГУР). Однако гидроусилитель рулевого управления остается наиболее распространенным типом на данный момент.
Функции и назначение ГУР
Рулевая рейка с гидроусилителем
Гидравлический усилитель руля (ГУР) представляет собой элемент рулевого управления, в котором дополнительное усилие при повороте рулевого колеса образуется за счет гидравлического давления.
Для легковых автомобилей главное назначение ГУР – обеспечение комфорта. Управлять транспортным средством, оснащенным гидравлическим усилителем руля, легко и удобно. К тому же водителю не нужно для совершения маневра делать рулем полных пять-шесть оборотов в сторону поворота. Такое положение вещей особенно актуально при парковке и маневрировании на узких участках.
Сохранение управляемости автомобилем и смягчение ударов, передающихся на руль в результате наезда управляемых колес на неровности дороги, — еще она важная функция гидроусилителя.
Требования к гидроусилителю
Для эффективной работы ГУР к нему предъявляют следующие требования:
- надежность системы и бесшумность при работе
- простота обслуживания и минимальный размер устройства
- технологичность и экологическая безопасность
- небольшой поворотный момент на колесе с автоматическим возвратом в нейтральное положение
- легкость и плавность рулевого управления
- обеспечение кинематического следящего действия – соответствие между углами поворота управляемых колес и руля
- обеспечение силового следящего действия – пропорциональность между силами сопротивления повороту управляемых колес и усилием на руле
- возможность управления автомобилем при выходе системы из строя
Основные компоненты гидроусилителя руля
Гидроусилитель руля устанавливается на рулевой механизм любого типа. Для легковых автомобилей наибольшее распространение получил реечный механизм. В этом случае схема ГУР следующая:
- бачок для рабочей жидкости
- масляный насос
- золотниковый распределитель
- гидроцилиндр
- соединительные шланги
Гидроусилитель создали для того, чтобы облегчить управление авто. Его главной функцией является обеспечение облегченного поворота руля при выполнении определенного маневра. К тому же, наличие данного устройства в рулевом управлении способствует повышению маневренности транспортного средства за счет того, что водителю теперь не нужно прилагать повышенное усилие для поворота руля.
ГУР также способствует повышению безопасности при возникновении некоторых непредвиденных ситуаций на дороге. Он смягчает вибрацию на руле от колес, когда авто наезжает на камень или другую неровность. Также он обезопасит водителя в случае внезапного прокола колеса (он удерживает руль в прямолинейном направлении), таким образом, автомобиль не изменит направления.
Схема гидроусилителя руля и элементов
История создания гидроусилителя руля
К концу 30-х годов на карьерные самосвалы ставили первые усилители рулевого управления. В начале ими были пневмоусилители, они запитывались через компрессор уже существующей системы пневматических тормозов. Однако гидравлика, являясь дороже и сложнее пневматики, выполняла работу точнее и тише.
Ее и взяли во внимание конструктора легковушек. Американцы (главные ценители комфорта) первые выпустили серийный ГУР. Первый автомобиль, который имел в стандартной комплектации гидравлический усилитель руля это Chrysler Crown Imperial (1951 г.). Европа в 1954 году поставила гидроусилитель на Citroen DS 19.
Что лучше: электро или гидроусилитель руля?
Чтобы разобраться в том, что лучше, предлагаем ознакомиться с перечнем недостатков обеих систем.
| Минусы ГУР | Минусы ЭУР |
| В машинах, оснащенных ГУР, не допускается длительное удерживание рулевого колеса в крайнем положении. Это приведет к перегреву рабочей жидкости и поломке конструктивных элементов, в первую очередь насоса | ЭУР не может похвастаться высокой информативностью рулевого управления |
| ГУР следует время от времени обслуживать. Один раз в несколько лет требуется замена рабочей жидкости. Потребитель должен регулярно следить за ее уровнем, диагностировать целостность электроцепей, магистралей и насосного устройства | Вероятность появления сбоев в настройках ЭУР. Возможна поломка контроллеров рулевого колеса или вала |
| Работа усилителя напрямую связана с силовым агрегатом. Часть мощности насосное устройство забирает у силового агрегата. При движении прямо эта мощность расходуется впустую | Вероятность появления сбоев во время движения. Если усилитель заблокируется, это может привести к его поломке и аварийной ситуации на дороге. Выровнять колеса, если машина стоит на месте, будет проблематично |
| ГУР не позволяет произвести регулировку режимов функционирования с учетом условий езды | Электрическая составляющая зачастую не подлежит ремонту. Контроллеры положения руля лучше не ремонтировать, а поменять, поскольку при перепайке датчиков потребитель может задать неправильные параметры. Из-за этого обслуживание ЭУР будет более дорогим |
| ГУР обеспечивает высокую информативность работы всей системы при движении на невысокой скорости. Но при езде на высоких оборотах ДВС этот параметр падает | Периодически требуется калибровка контроллеров. Самостоятельно это сделать проблематично, придется обращаться к квалифицированным специалистам |
Гидроусилитель руля проще в обслуживании, но его работа отбирает часть мощности мотора машины.
Уход за гидроусилителем
— Следить за уровнем масла в бачке.
— Контролировать герметичность системы и как можно скорее убирать разные утечки.
— Проверять натяжение ремня привода (при необходимости настраивать).
— Раз в 1-2 года менять фильтр и масло. Они меняются при изменении цвета масла. Cливание старой жидкости дает возможность сделать систематическую чистку системы гидроусилителя руля.
— Время от времени смотреть под капот и проверять бачок с жидкостью ГУР. На нем есть метки, между которыми должен быть уровень масла. Открыв бачок вы сможете увидеть цвет жидкости. Более продвинутые машины на панели приборов имеют индикатор, который показывает низкий уровень этой жидкости.
— Во избежание перегрева масла нельзя держать рулевое колесо в крайнем положении более 5 секунд, к тому же долгое использование автомобиля с неисправным насосом поведет за собой быстрый износ деталей рулевого механизма с распределителем, поскольку они не предназначены для такого режима.
— Исключать наезды на преграды. При наезде на бордюр, вы чувствуете лишь толчок на рулевом колесе. Машина без ГУР ответила бы жестким рывком руля, который мог бы нанести травму. Отсутствие нагрузки на руле не значит, что ваша машина с легкостью преодолевает всякие бордюры.
Насос гидроусилителя может развивать большое давление, поддерживая заданную позицию вала рулевой рейки. При резком наезде на бордюр система старается сохранить положения колес в заданном положении, что приводит к жесткому удару о бордюрный камень. В этой ситуации большая вероятность повреждений рулевой тяги и рейки.
Схожий результат будет иметь вращение руля, при плотно прижатом к бордюру колесе, либо при активном рулении пока вы едите в колее. Механизм ГУР обязан непременно выполнить все движения, заданные рулевым колесом, и при ограниченном в перемещении колесе, настойчивое руление непременно окажет вред рулевому управлению.
— Не стоит давить на газ при круто вывернутых колесах, находясь на второстепенной дороге, дожидаясь просвета. Повышая обороты двигателя при вывернутом руле, вы значительно увеличиваете давление в ГУР, из-за чего может пострадать насос и уплотнительные элементы.
При низкой температуре вязкость рабочей жидкости значительно увеличивается, это затрудняет ее прохождение через клапаны, калиброванные отверстия, так же в общем увеличивает нагрузку на всю систему. Поэтому при сильных заморозках не стоит начинать движение, не прогрев автомобиль, а выезжая со стоянки при возможности исключать интенсивные повороты руля.
Для надежной и бесперебойной работы устройство гидроусилителя руля требует постоянного контроля и ухода. Вот некоторые рекомендации.
- периодически проверяйте уровень масла в бачке;
- следите за герметичностью системы, своевременно устраняйте различные утечки;
- проверяйте натяжение приводного ремня и при необходимости регулируйте;
- раз в 1-2 года меняйте фильтрующий элемент в бачке. Следует своевременно производить замену масла, следите за изменением его цвета;
- помните, что на автомобиле с гидроусилителем нельзя удерживать руль в крайнем поворотном положении более 5-6 секунд. Это может привести к перегреву масла;
- не допускайте долгой эксплуатации автомобиля с неработающим гидронасосом. Это приведет к быстрому износу и выходу из строя распределителя и деталей рулевого механизма.
Электроусилитель руля — электрический собрат
Устройство ЭУР
Электроусилители руля в своей конструкции не имеют гидравлики. Усилитель не зависит от температурных перепадов и количества оборотов двигателя, он расходует энергию только при повороте руля, сравнительно с гидроусилителем, где масло всегда перемещается по трубам, из-за чего тратится дополнительное топливо.
Помимо этого, коэффициент полезного действия электрического двигателя значительно выше чем КПД гидронасоса. Он надежнее: без шлангов, сальников, жидкостей, прокладок, не требует замены либо доливки рабочей жидкости. То, что нужно многим из водителей, занятых людей. Хотя профессионалам не нравятся электроусилители из-за искусственности ощущений при управлении.
Надеемся, что прочитав эту статью, вы получили ответ на вопрос что такое гидроусилитель руля, поняли устройство ГУР а так же получили советы по уходу за гидроусилителем.