ГУР что это такое в автомобиле?

ГУР Назначение и устройство

Для чего нужен ГУР?
Большинство автолюбителей ответят: «Для того, чтобы легче крутить руль». И будут правы, но отчасти. Кроме повышения комфорта, гидроусилитель позволяет уменьшить передаточное число рулевого управления. Что это дает? Чем больше передаточное число, тем меньшее усилие нужно прилагать для поворота колес. Но количество оборотов руля от упора до упора при этом будет равным 4-5. Уменьшая передаточное число, можно довести количество оборотов руля до 2-3. Управляемость, маневренность и острота реакций автомобиля улучшается, что особенно важно в аварийной ситуации, когда может не хватить времени для вращения руля с перехватами. Кроме того, у гидроусилителя есть еще несколько и преимуществ, и недостатков, о которых будет сказано ниже.

Гидроусилитель может устанавливаться на автомобили с рулевым управлением разных типов: червячным, винт-шариковая гайка. Мы расмотрим самый распространенный вариант — рейку. В состав системы гидроусиления входят:

насос
распределитель
силовой цилиндр
бачок и соединительные шланги

Насос гидроусилителя, как и любой другой насос, предназначен для создания и поддержания необходимого давление в системе и циркуляции рабочей жидкости (специального масла). Конструкция насоса может быть разной. Самые распространенные — лопастные, характеризующиеся высоким к.п.д. и износоустойчивостью. Насос крепится на двигателе и приводится в действие с помощью ремня от коленвала.

Распределитель, в зависимости от положения руля, направляет поток жидкости в соответствующую полость силового цилиндра или обратно в бачок. Он устанавливается на рулевом валу. Основные части распределителя — золотниковый клапан и торсион. Клапан состоит из двух цилиндрических частей с каналами для жидкости: внешней и внутренней. Торсион — это тонкий пружинистый металлический стержень, способный закручиваться под действием крутящего момента. Один конец торсиона соединен с рулевым валом, а второй — с шестерней, входящей в зацепление с рейкой. Внутренняя часть золотникового клапана соединяется с верхней частью торсиона, а внешняя — с его нижней частью.

Силовой цилиндр встроен в рейку. Он состоит из поршня и штока, перемещающего рейку под действием давления жидкости.

Рабочая жидкость передает усилие от насоса через распределитель к силовому цилиндру и смазывает все пары трения. Резервуаром для жидкости служит бачок. В нем может быть расположен фильтр, а в пробке — щуп для измерения уровня. Шланги высокого давления соединяют насос, распределитель и силовой цилиндр, а по шлангам низкого давления жидкость поступает в насос из бачка и возвращается в него из распределителя.

Как все это работает? Когда руль неподвижен (автомобиль стоит на месте, или движется по прямой), и система гидроусиления не задействована, в распределителе совмещены маслопроводы подачи и стока. Жидкость вхолостую перекачивается насосом через распределитель обратно в бачок. Когда водитель поворачивает руль, тем самым он закручивает торсион, а вместе с ним крутится и внутренняя часть золотникового клапана. Внешняя же часть пока остается неподвижной. Таким образом совмещаются каналы подачи жидкости в соответствующую полость силового цилиндра (в зависимости от того, в какую сторону повернут руль). Из другой полости силового цилиндра жидкость по открывшимся каналам сливается в бачок.Чем на больший угол повернут руль, тем сильнее закручивается торсион. Поэтому большим оказывается и размер перепускного отверстия, а, значит, и усилие, воздействующее на рейку. Рейка, перемещаясь, раскручивает через шестерню нижний конец торсиона, а вместе с ним и внутреннюю часть золотника. Обе части клапана возвращаются в исходное положение, и жидкость вновь перекачивается через распределитель в бачок.

В случае отказа системы гидроусиления потери управления не происходит, поскольку рулевой вал через торсион механически соединен с ведущей шестерней. Согласно нормам безопасности усилие на рулевом колесе легкового автомобиля не должно превышать 15 кг для полностью работоспособной и 30 кг — для неисправной системы рулевого управления. Быстродействие усилителя должно быть таким, чтобы при скорости вращения руля не менее полутора оборотов в секунду его не «закусывало».

Преимущества и недостатки

К перечисленным выше преимуществам ГУРа можно добавить смягчение ударов, передаваемых на руль от неровностей дороги и более четкое удержание автомобиля на выбранной траектории. Каким образом это происходит? Если, наехав на препятствие, колеса стремятся повернуться в сторону, это вызывает смещение рулевой рейки, ведущей шестерни и закручивание нижней части торсиона. Срабатывает золотниковый клапан, но «в обратную сторону», так как усилие пришло не от руля, а от колес. Поэтому система будет не способствовать повороту колес, а противодействовать ему. То же самое происходит и при внезапном проколе шины: ГУР помогает автомобилю сохранять траекторию, а водителю — удержать руль в руках. Таким образом, усилитель повышает безопасность движения, а за счет повышения комфортности вождения снижает утомляемость водителя.
А теперь о недостатках. Во-первых, постоянно работающий насос отбирает часть мощности двигателя, даже когда ГУР не задействован. Причем производительность насоса должна быть такой величины, чтобы обеспечить легкий поворот колес на стоящем автомобиле — когда сопротивление максимально. Но ведь большую часть времени автомобиль движется, и усилий для поворота колес при этом нужно намного меньше! Вот и получается, что значительная часть отобранной у двигателя мощности пропадает впустую.

Во-вторых, производительность насоса зависит от оборотов двигателя — чем они выше, тем большее давление создает насос. А по идее все должно быть как раз наоборот — при малых скоростях движения необходимо максимальное усиление, а при высоких — небольшое. В простом гидроусилителе отсутствует возможность регулирования коэффициента усиления.

Из этого обстоятельства проистекает третий недостаток — противоречие между коэффициентом усиления и информативностью руля. Легкость и комфортность управления на малых скоростях имеет обратную сторону — «пустоту» руля на больших. Машина слишком «остро» реагирует на каждое движение руля, а отсутствие ощущения сопротивления («обратной связи») при повороте колес не дает возможности водителю правильно оценить их положение. Отчасти решить проблему помогают рейки с переменным передаточным отношением: в центре шаг зубьев небольшой, а к краям увеличивается. В этом случае при малых углах поворота машина не так остро реагирует на действия рулем, что очень важно на больших скоростях, зато на развороте крутить руль приходится меньше. Чем плох этот вариант? А тем, что передаточное отношение зависит от угла поворота руля, а не от скорости движения. Поэтому конструкторы стали искать другие пути.

На помощь механике и гидравлике, как всегда, пришла электроника. В результате такого симбиоза появился электрогидравлический усилитель. Впервые его применили на автомобилях «Аudi» под названием «Servotronic». Существует два типа ЭГУРа: с электромагнитным клапаном и с электронасосом. Управляет работой усилителя электронный блок на основании показаний датчиков скорости, поворота руля, оборотов коленвала. Набор датчиков может меняться в зависимости от модели автомобиля.

В первой конструкции в распределитель ГУРа дополнительно встраивается электромагнитный клапан и камера обратного действия с поршнем. При повороте колес на месте или при движении с малой скоростью клапан открыт, давление в системе максимально — руль крутить легко. При наборе скорости клапан, управляемый блоком, пропорционально закрывается. В результате давление в системе уменьшается, а усилие на руле увеличивается. Таким образом, получаем искомое чувство «обратной связи».

Во второй, более совершенной конструкции, гидронасос заменен электронасосом, т.е. приводится не от коленвала, а отдельным электромотором. Управляет его работой опять же блок управления. На малых скоростях скорость вращения насоса максимальна, а на больших — ограничивается блоком управления. Поэтому чем выше скорость движения — тем «тяжелее» становится руль. Замена гидронасоса электронасосом позволяет снизить расход топлива до 0,2 л на 100 км.

Гидроусилитель рулевого управления: устройство и назначение

Современные системы управления автомобилями выгодно отличают их от простейшей техники прошлого, помогая водителям точнее манипулировать машиной во время движения и меньше уставать в дороге. Одним из самых полезных технических средств в этом плане можно назвать гидроусилитель руля (ГУР)

О том, как устроен и работает этот, безусловно, очень важный для безопасной эксплуатации авто механизм, читайте в статье Моторпейдж.

Назначение

В простейших системах управления механического типа зубчатая рулевая рейка связана комплексом тяг и наконечников с поворотными кулаками колес. Её смещение в ту или иную сторону обеспечивается за счет вращения установленной на рулевой колонке шестерни. Чтобы привести всю эту сложную систему в движение, водителю нужно прикладывать к рулю существенные усилия. Для снижения этой нагрузки конструкторы и придумали вспомогательный гидравлический механизм усилителя руля.

Гидроусилитель является важной составляющей частью системы управления практически каждого современного авто. Одна из основных задач этого устройства сводится к снижению мышечных усилий, которые водитель затрачивает на вращение рулевого вала.

Легкий поворот руля водителем приводит к перераспределению давления масла в гидравлической системе, механизм которой напрямую связан с поворотными кулаками колес. Но эта функция не исчерпывает всех возможностей системы гидроусилителя. В частности, показательно и очень важно, что такой механизм способен поддерживать прямолинейное движение автомобиля, к примеру, при взрыве шины.

Особенности конструкции

Основными элементами типового конструктивного решения гидроусилителя рулевого управления являются:

  • Шестеренчатый или лопастной гидравлический насос.
  • Бачок с рабочей жидкостью (специальным маслом).
  • Герметичная система трубопроводов.
  • Силовой управляющий цилиндр.
  • Распределитель давления (чаще всего ‒ золотникового типа).

На легковых авто важнейший элемент системы ГУР ‒ силовой цилиндр, который встраивается в рулевую рейку. В таких конструкциях внутри корпуса рейки расположены две симметричные полости гидроцилиндра, а также общий шток и поршни, обеспечивающие его линейное смещение в правую или левую сторону.

Порядок работы

Если в одной из двух камер силового цилиндра давление поступающей из насоса гидравлической жидкости выше, чем в соседней, то соответствующий поршень будет перемещать шток в ту часть камеры, где давление меньше. Закрепленный на рулевом валу золотниковый распределитель выполняет функцию изменения вектора и скорости перемещения вала рулевой рейки.

Читайте также  Как правильно настроить фары на автомобиле?

Так, в зависимости от положения рулевого механизма распределитель возвращает поступающую гидравлическую жидкость обратно в бачок (руль прямо), либо направляет в левую или правую часть гидроцилиндра. Необходимое постоянное давление масла в системе создается насосом, связанным с двигателем автомобиля ременной передачей. В настоящее время во многих машинах работу гидравлического насоса обеспечивает компактный электродвигатель.

Срок службы и периодичность технического обслуживания

От состояния деталей системы ГУР зависит управляемость транспортного средства, его поведение на дороге и безопасность передвижения. За счет высокого качества и надежности комплектующих, применяемых при сборке современных конструкций рулевого управления, общий технический ресурс эксплуатации этой системы составляет от 150 до 200 тыс. км пробега.

На продолжительность службы системы гидроусилителя существенно влияют такие факторы эксплуатации, как состояние дорог, условия хранения машины и характерный для водителя стиль вождения. Периодические осмотры и регулярное техническое обслуживание всей системы управления и элементов гидроусилителя помогут выявить возможные очаги коррозии, трещины в трубопроводах ГУР или деформации рулевой рейки вследствие случайного удара.

Из-за прогрессирующей коррозии или нарушения геометрии руля расположенные внутри его корпуса поршни и шток могут полностью утратить возможность свободно передвигаться. Заклинивший механизм управления сделает невозможной эксплуатацию автомобиля. Решить проблему можно будет только путем замены деформированной детали и удаления воздуха из гидравлической системы.

Устройство и принцип работы гидроусилителя рулевого управления

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. Он устроен таким образом, что даже при его выходе из строя сохранится возможность управления автомобилем. В этой статье мы разберем его основные функции и подробно узнаем, из чего он состоит.

  1. Функции и назначение ГУР
  2. Требования к гидроусилителю
  3. Устройство гидроусилителя руля
  4. Бачок ГУР
  5. Насос гидроусилителя
  6. Распределитель ГУР
  7. Гидроцилиндр и соединительные шланги
  8. Принцип работы гидроусилителя руля
  9. Периодичность замены жидкости в ГУР
  10. Преимущества и недостатки гидроусилителя рулевого управления
  11. Заключение

Функции и назначение ГУР

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.

Устройство 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.

Бачок ГУР

В бачке или резервуаре для рабочей жидкости установлен фильтрующий элемент и щуп для контроля за уровнем масла. С помощью масла смазываются трущиеся пары механизмов и передается усилие от насоса к гидроцилиндру. Фильтром от грязи и металлической стружки, возникающей в процессе эксплуатации, в бачке служит сетка.

Уровень жидкости внутри бака можно проверить визуально в случае, когда резервуар сделан из полупрозрачного пластика. Если пластик непрозрачный или используется металлический бачок, уровень жидкости проверяется с помощью щупа.

В некоторых автомобилях уровень жидкости можно проверить только после кратковременной работы двигателя либо при вращении рулевого колеса несколько раз в разные стороны во время работы машины на холостом ходу.

На щупах или резервуарах сделаны специальные насечки, как для «холодного» двигателя, так и для «горячего», уже работающего в течение какого-то времени. Также необходимый уровень жидкости можно определить и с помощью отметок «Max» и «Min».

Насос гидроусилителя

Насос гидроусилителя необходим для того, чтобы в системе поддерживалось нужное давление, а также происходила циркуляция масла. Насос устанавливается на блоке цилиндров двигателя и приводится в действие от шкива коленчатого вала при помощи приводного ремня.

Конструктивно насос может быть разных типов. Наиболее распространенными являются лопастные насосы, которые характеризуются высоким КПД и износоустойчивостью. Устройство выполнено в металлическом корпусе с вращающимся внутри него ротором с лопастями.

В процессе вращения лопасти захватывают рабочую жидкость и под давлением подают ее в распределитель и далее в гидроцилиндр.

Привод насоса осуществляется от шкива коленчатого вала, поэтому его производительность и давление зависят от количества оборотов двигателя. Для поддержания необходимого давления в ГУР используется специальный клапан. Давление, которое создает насос в системе, может достигать до 100-150 бар.

В зависимости от типа управления масляные насосы подразделяются на регулируемые и нерегулируемые:

  • регулируемые насосы поддерживают постоянное давление за счет изменения производительной части насоса;
  • постоянное давление в нерегулируемых насосах поддерживает редукционный клапан.

Редукционный клапан представляет собой пневматический или гидравлический дроссель, действующий автоматически и контролирующий уровень давления масла.

Распределитель ГУР

Распределитель гидроусилителя устанавливается на рулевом валу или на элементах рулевого привода. Его назначение – направление потоков рабочей жидкости в соответствующую полость гидроцилиндра или обратно в бачок.

Главными элементами распределителя являются торсион, поворотный золотник и вал распределителя. Торсион представляет собой тонкий пружинистый металлический стержень, который закручивается под действием крутящего момента. Золотник и вал распределителя представляют собой две цилиндрические детали с каналами для жидкости, вставленные друг в друга. Золотник связан с шестерней рулевого механизма, а вал распределителя с карданным валом рулевой колонки, то есть с рулем. Торсион одним концом закреплен на валу распределителя, другой его конец установлен в поворотный золотник.

Распределитель может быть осевым, при котором золотник перемещается поступательно, и роторным – здесь золотник вращается.

Гидроцилиндр и соединительные шланги

Гидроцилиндр встроен в рейку и состоит из поршня и штока, перемещающего рейку под действием давления жидкости.

Схема циркуляции жидкости в гидроусилителе

Соединительные шланги высокого давления обеспечивают циркуляцию масла между распределителем, гидроцилиндром и насосом. Масло из бачка в насос и из распределителя обратно в бачок поступает по шлангам низкого давления.

Принцип работы гидроусилителя руля

Рассмотрим несколько режимов работы гидроусилителя при повороте колес в любую сторону:

  1. Автомобиль стоит неподвижно на месте, колеса установлены прямо. В данный момент гидроусилитель не работает и жидкость просто перекачивается насосом по системе (из бачка в распределитель и обратно).
  2. Водитель начинает вращать рулевое колесо. Крутящий момент от рулевого колеса передается на вал распределителя и далее на торсион, который начинает закручиваться. Поворотный золотник в этот момент не вращается, поскольку ему мешает это сделать сила трения, препятствующая повороту колес. Перемещаясь относительно золотника, вал распределителя открывает канал для поступления жидкости в одну из полостей гидроцилиндра (в зависимости от того, куда повернут руль). Таким образом, вся жидкость под давлением направляется в гидроцилиндр. Жидкость из второй полости гидроцилиндра поступает в сливную магистраль и далее в бачок. Жидкость давит на поршень со штоком, за счет чего перемещается рулевая рейка и поворачиваются колеса.
  3. Водитель прекратил вращение рулевого колеса, но продолжает удерживает его в повернутом положении. Рулевая рейка, перемещаясь, вращает поворотный золотник и выравнивает его относительно вала распределителя. В этот момент распределитель устанавливается в нейтральное положение и жидкость вновь просто циркулирует по системе, не совершая никакой работы, так же как и при прямолинейном положении колес.
  4. Водитель “выкрутил” руль в крайнее положение и продолжает его удерживать. Данный режим является наиболее тяжелым для гидроусилителя, поскольку распределитель не может вернуться в нейтральное положение, и вся циркуляции жидкости происходит внутри насоса, что сопровождается повышенным шумом его работы. Но стоит отпустить руль, и система придет в норму.

Схема работы гидроусилителя

ГУР устроен таким образом, что при его отказе рулевое управление будет продолжать работу и возможность управлять автомобилем сохранится.

Периодичность замены жидкости в ГУР

Теоретически рабочей жидкостью можно пользоваться в течение всего срока эксплуатации автомобиля, но рекомендуется периодически менять масло.

Сроки замены зависят от интенсивности эксплуатации транспортного средства. При среднегодовом пробеге 10-20 тысяч км, достаточно менять масло раз в два-три года. Если машина эксплуатируется чаще, то и смену жидкости нужно делать чаще.

В результате эксплуатации гидроусилителя повышается температура его элементов. За счет этого греется и масло, что приводит к ухудшению его физических свойств. Если при контроле состояния жидкости замечены посторонние частицы или запах горелого масла – значит, настало время для замены.

Объем жидкости при полной замене не превысит полутора литров. Для жидкости замеряют два уровня: холодный и горячий. Холодный уровень – это точка, при которой температура масла находится в пределах от нуля до тридцати градусов. Горячий уровень – точка, когда температура жидкости варьируется от пятидесяти до восьмидесяти градусов.

Читайте также  Для чего служит помпа в автомобиле?

Преимущества и недостатки гидроусилителя рулевого управления

О преимуществах гидроусилителя уже было все сказано Кратко подытожим, что он дает:

  • облегчение управления автомобилем, снижение утомляемости водителя;
  • смягчение ударов, передаваемых на рулевое колесо от неровностей дороги;
  • лучшая управляемость и маневренность автомобиля, а значит и повышенная безопасность на дороге.

К недостаткам ГУР можно отнести следующие:

  • постоянно работающий насос отбирает часть мощности двигателя;
  • необходимость периодического обслуживания системы.

Заключение

Гидроусилитель рулевого управления значительно облегчает управление автомобилем, особенно если речь идет о грузовом транспортном средстве. Поэтому для бесперебойной работы системы необходим постоянный контроль и уход за ее компонентами.

Как работает гидроусилитель руля – объясняю на «пальцах» особенности работы усилителя в разных режимах эксплуатации

Гидроусилитель руля в автомобиле (ГУР) предназначен для облегчения вращения рулевого колеса и управления машиной на малых скоростях. В большей степени он помогает управляться с «баранкой» на парковке, когда авто стоит на месте, а колеса нужно повернуть в определенную сторону.

Сегодня разберем устройство и принцип работы гидроусилителя и его основных узлов. Вкратце затронем особенности конструкции и функционирования насоса ГУР – это большая и интересная тема, которой будет посвящена отдельная статья.

Схема устройства

Разберем, из каких компонентов состоит гидравлический усилитель рулевого управления автомобиля. Рассмотрим, за что отвечает каждый из них. Основные компоненты системы:

  1. Насос. Некоторые, по неизвестной причине, называют его компрессор, но это не так;
  2. Гидроцилиндр и рулевая рейка;
  3. Исполнительный (распределительный) механизм;
  4. Шланги и бачок гидравлической жидкости.

Как работает

В автомобилях без гидроусилителя руля, рулевое колесо через вал соединяется шестерней с зубчатой рейкой – упрощенная схема. Когда «баранку» поворачивают, вращение через вал и шестерню передается рулевой рейке, она сдвигается в противоположную сторону. Она соединена с колесами тягами. Благодаря такой конструкции колеса поворачиваются в нужную сторону.

В современных машинах в рулевую рейку встроен гидроцилиндр. От исполнительного механизма к нему подводятся две трубки, закрепленные на разных его сторонах. При повороте вправо, в исполнительном механизме открываются клапаны (полости). Гидравлическая жидкость от насоса ГУР давит на правую сторону гидроцилиндра. Он двигается влево, увлекая за собой рулевую рейку. Происходит поворот колес не за счет физической силы водителя, а за счет повышения давления в цилиндре. При повороте влево, открываются другие полости в распределительном механизме, жидкость давит на противоположную сторону цилиндра, поршень сдвигается вправо вместе с рейкой.

Таким образом, гидроусилитель помогает водителю без приложения достаточной мышечной силы повернуть колеса автомобиля в нужную сторону.

Исполнительный (распределительный) механизм

Он выполнен единым целым с корпусом рулевой рейки. К нему подводятся шланги от насоса ГУР. От него трубками или шлангами передается давление жидкости к гидроцилиндру рейки.

Внутри него находится два вала – распределительный и торсионный. На последнем закреплен поворотный золотник. Торсионный вал отличается определенной гибкостью. При вращении «баранки» он закручивается, причем рейка остается неподвижной. При закручивании вала в корпусе распределительного механизма открываются определенные полости. Через них давление жидкости давит на ту или другую сторону гидравлического цилиндра усилителя. Происходит его смещение и движение рулевого механизма в нужном направлении.

Вращение торсиона относительно распределительного вала ограничено стопором. Он позволяет торсионному валу незначительно двигаться относительно распределительного вала. Если насос ГУР не работает, и нет давления жидкости, стопор дает возможность водителю вращать колеса без участия гидравлического усилителя.

Разберем схему работы распределительного механизма гидроусилителя руля. Существует три его положения – нейтраль, когда колеса прямо или рулевое колесо неподвижно, поворот влево и вправо.

Нейтральное положение

Условно говоря, в таком положении золотника распределительного механизма сливные и напорные отверстия остаются приоткрытыми. Жидкость от насоса ГУР равномерно поступает в обе полости цилиндра, часть её сливается обратно в бачок. С двух сторон гидроцилиндра создается одинаковое давление, поршень остается в нейтральном положении.

Поворот влево

Поворачивая руль влево, закручиваем торсион. Проходное сечение между валом распределителя и поворотным золотником, внутри которого помещен торсион, увеличивается. Через открытую полость жидкость устремляется в левую часть гидравлического цилиндра, на схеме показано красным цветом. С той стороны повышается давление, цилиндр смещается вправо, увлекая за собой рейку, колеса поворачивают влево.

В этот момент в противоположной стороне цилиндра находится жидкость, которую нужно куда-то слить, потому что для её сжатия понадобится дополнительная сила и водителю тяжело повернуть руль влево. В этот момент в распределительном механизме открываются сливные полости, обозначенные желтой стрелкой. Она через них сливается обратно в расширительный бачок ГУР.

Если перестают вращать руль, вал распределительного механизма возвращается в нейтральное положение. Проходные сечения между валом распределителя и золотником становятся первоначальными. Гидравлическая схема гидроусилителя рулевого управления возвращается в исходное состояние, давление в обеих полостях цилиндра уравнивается, поршень прекращает движение.

Поворот вправо

Аналогичным образом происходит при повороте вправо. Золотник поворачивается в правую сторону относительно распределительного вала. Увеличиваются зазоры проходных сечений, жидкость поступает в правую часть цилиндра. Одновременно, через открытые сливные полости, она сливается из левой полости гидроцилиндра. Поршень двигается влево вместе с рейкой, осуществляется поворот колес в правую сторону.

Повернув «баранку» на определенный угол, и прекратив её вращение, вал распределительного механизма возвращается в нейтральное положение относительно золотника. Размеры проходных сечений возвращаются в исходные значения. Схема гидравлического усилителя переходит в начальное состояние, поршень перестает двигаться.

Как гидроусилитель выключается при повышении скорости автомобиля

На значительных скоростях автомобиля, необходимо отключать ГУР в целях безопасного управления машиной. Лёгкая «баранка» может привести к чрезмерной управляемости и большой чувствительности колес на малейшее отклонение рулевого колеса. Чтобы этого избежать в схеме гидроусилителя руля применяется несколько систем, изменяющих усилие в зависимости от числа оборотов двигателя или скорости машины.

ГУР с регулированием давления по числу оборотов

С увеличением количества оборотов двигателя, поток жидкости на выходе пластинчатого насоса уменьшается, как следствие – снижается давление. Ослабевает помощь гидроусилителя водителю.

В клапане регулирования выходного потока, расположенном в корпусе насоса ГУР, установлен дополнительный золотник. Находиться между клапаном формирования потока и проходным отверстием. Он уменьшает поток гидравлики на выходе из насоса путем уменьшения выходного сечения. Рассмотрим наглядный пример.

При низких оборотах мотора давление в камере «А» давит на золотник. Его недостаточно, чтобы преодолеть сопротивление пружины, он не смещается и проходное сечение не изменяется.

По мере роста числа оборотов, давление в камере «А» возрастает. Оно продолжает давить на стенку золотника и преодолевает сопротивление возвратной пружины. Он смещается, перекрывая выходное отверстие. Поток гидравлической жидкости уменьшается. Это вызывает большую разницу давления в камерах «А» и «С», клапан управления потоком смещается влево, больше открывая выходное отверстие со стороны всасывания насоса. Это уменьшает давление, выходящее из насоса, поступающее в распределительный механизм ГУР.

При дальнейшем росте числа оборотов двигателя, золотник больше перекрывает выходной канал. Полностью выходное отверстие не перекрывается, какими бы не были высокими обороты коленвала, в системе усилителя остается минимальное давление. Таким образом, минимизируется помощь гидроусилителя по мере роста числа оборотов двигателя.

ГУР с регулированием давления по скорости движения

Работа этой системы основана на датчике скорости автомобиля. Компьютер дает сигнал на электромагнитный клапан, установленный в распределительном механизме.

Внутри распределителя находится управляющая камера. По мере увеличения скорости авто, открывается электромагнитный клапан. Он подает гидравлическую жидкость в камеру распределителя. Внутри её повышается давление, препятствующее скручиванию торсиона. В результате руль становиться «тяжелее».

Существуют типы гидроусилителей, где на торсион влияет не давление в камере, а плунжер. По мере роста скорости автомобиля, давление давит на плунжер. Он толкает вал распределителя в направление, противоположное вращению рулевого колеса. Это увеличивает реактивное сопротивление на руле.

Насос ГУР

Он необходим для создания и поддержания заданного давления в системе. Существует два типа – шестеренчатый и пластинчатый. Последний тип устанавливается на большинстве современных автомобилях.

Он состоит из пластинок. Работает по принципу мельничного колеса. Соединен ременной передачей со шкивом коленвала. Поэтому производительность зависит от скорости вращения коленчатого вала мотора. Если оборотов недостаточно, водитель может ощущать неприятную упругость при вращении рулевого колеса.

Его конструкция не так проста, как все думают. В нем установлено несколько перепускных и запорных клапанов, регулирующих давление в системе гидроусилителя при больших оборотах двигателя. Но это тема отдельной статьи.

Добавить комментарий Отменить ответ

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

Гидроусилитель vs электроусилитель руля: разбираемся и определяемся с выбором

Практически все современные транспортные средства комплектуются усилителями рулей — гидравлическими или электрическими. Вне зависимости от вида, усилитель позволяет упростить управление транспортным средством благодаря обеспечению более легкого проворачивания рулевого колеса. Что представляет собой гидроусилитель руля и ЭУР, в чем заключаются их отличия? Ответы на эти вопросы вы можете найти ниже.

Основные сведения о ГУР

Итак, что такое гидравлический усилитель руля в автомобиле, в чем заключается его принцип работы, какое давление должно быть в системе? Для начала предлагаем узнать, для чего нужен ГУР и из каких устройств он состоит.

Функции

Как мы уже сообщили, основная функция гидравлического усилителя заключается в том, чтобы обеспечить более облегченное управление автомобилем. Благодаря усилителю процесс поворачивания руля будет более простым при выполнении маневров. Кроме того, это устройство дает возможность обезопасить себя в случае появления непредвиденных ситуаций на дороге. В частности, в автомобилях с ГУР рулевое колесо не так подвержено вибрациям, как в авто без усилителя, особенно это становится понятно при попадании машины в яму или наезде на кочки.

Читайте также  Что такое АПС в автомобиле?

Если во время движения будет случайно пробито колесо транспортного средства, то благодаря усилителю это не повлияет на безопасность движения. Все потому, что узел автоматически фиксирует руль в прямолинейном положении.

Схема насоса гидроусилителя

Схема гидроусилителя руля и элементов

Если с основными функциями гидравлического усилителя все понятно, то теперь предлагаем разобраться со схемой и устройством системы.

Итак, из каких элементов состоит система гидравлического усилителя:

  1. Насосное устройство считается одним из основных компонентов данной системы. Этот агрегат позволяет обеспечить систему необходимым давлением благодаря циркуляции по ее магистралям рабочей жидкости. Фактически на всех современных транспортных средствах обычно используются пластичные насосные устройства. Их преимущество заключается в обеспечении более высокого коэффициента полезного действия, также их срок службы более высокий по сравнению с традиционными насосами. С учетом конструктивных особенностей авто насосный механизм может находиться в разных местах установки, но обычно он располагается на двигателе.
  2. Распределительный узел. Этот девайс выполняет опцию направления и распределения рабочей жидкости — масла — в определенные полости цилиндра. В машинах от разных производителей могут использоваться несколько видов распределителей — они могут быть либо осевыми, либо роторными. Если передвижение золотника по системе усилителя поступательное, то это свидетельствует о том, что распределитель осевой, но если золотник вращается, то распределительный узел роторный.
    Данное устройство системы дает возможность находиться механизму либо на валу, либо под рулевым приводом. Непосредственно распределительное устройство представляет собой чувствительный по отношению к загрязнению использующегося масла узел.
  3. Следующий компоненты системы — гидравлический цилиндр. Основное назначение этого устройства заключается в приведении в действие поршня и штока под воздействием масла на эти компоненты. Если уровень давления в системе будет достаточный, то колеса транспортного средства будут поворачиваться под воздействием рычагов. Сам цилиндр может располагаться на рулевой рейке либо между кузовом автомобиля и приводом.
  4. Также любая система гидроусилителя состоит из соединительных магистралей и шлангов, без которых ее полноценная работа будет невозможна. Первостепенное предназначение магистралей заключается в обеспечении прохода рабочей жидкости из одного узла системы в другой. Между собой магистрали делятся на патрубки высокого или низкого давления. Первые используются для подачи расходного материала между насосным устройство, распределительным узлом и цилиндров. Вторые предназначены для циркуляционного возврата жидкости из расширительного бачка в насосное устройство и наоборот.
  5. Как сказано ранее, функционирование гидравлической системы невозможна без использования рабочей жидкости, то есть масло. Это вещество предназначается для того, чтобы обеспечить подачу усилия к цилиндру от насоса. Также масло позволяет обеспечить качественную смазку всех элементов системы.
  6. Приводной ремень, благодаря которому осуществляется ременная передача.
  7. Расширительный бачок, в котором находится рабочая жидкость, использующаяся для циркуляции. В бачке имеется фильтрующий элемент, который эффективной очищает рабочую жидкость во время ее циркуляции. Также в бачке может находиться специальный щуп с метками, благодаря которым можно проверить уровень масла (видео опубликовал пользователь Саня Маевский).

Принцип действия

Как работает гидравлический усилитель? Ранее мы сообщили, что в зависимости от конструктивных особенностей системы, в ГУР может использоваться два вида золотников, но несмотря на это, принцип действия в обоих случаях будет практически аналогичным. При расположении руля в центральном положении колесо фиксируется благодаря использованию центрирующих пружин. В таком положении руля масло без проблем перемещается по всей системе, поскольку насосное устройство функционирует в более усиленном режиме. Все потому, что на данном этапе первостепенная функция заключается в перегоне масла по системе, причем насосное устройство функционирует всегда, не зависимо от поворачивания руля.

Если водитель поворачивает руль автомобиля, это приводит к перемещению золотника. Когда золотник будет перемещаться, он перекроет сливные магистрали, а расходный материал начнет подаваться в один из цилиндров. При этом на поршень и шток будет воздействовать само масло, что будет способствовать повороту колес, а также корпусу распределительного устройства в сторону перемещения золотника. Корпус распределителя догонит золотник, когда последний перестанет перемещаться, это будет говорить о том, что водитель выполнил маневр, связанный с поворотом руля. В конечном итоге золотник вернется в начальное состояние, что приведет к открытию патрубка для слива рабочей жидкости.

В чем разница гидро- и электроусилителя руля?

Чем отличается электроусилитель от гидравлического, что лучше гидро- или электроусилитель? Чтобы понять, что действительно лучше — ГУР или ЭУР, нужно ознакомиться с понятием электрической системы и недостатками обоих узлов (ролик опубликовал Sargis Muradyan).

Что такое ЭУР?

Электрический усилитель — это система, в которой выполнение основных функций осуществляется благодаря использованию электротока. Электрические усилители стали появляться позже гидравлических, поэтому данный узел считается более модернизированным о совершенным. Ключевым достоинством ЭУР считается улучшенная связь водителя с транспортным средством. Также следует отметить, что электроусилитель может работать работать в двух режимах — городском и загородном.

При функционировании в городском режиме усилитель дает возможность водителю управлять автомобилем при осуществлении маневров, то есть все то же самое, что предлагает ГУР. В загородном режиме работы (такой режим часто зовется трассой) система автоматически выключается и перестает работать, если скорость движения авто превышает 60 км/час. Эта скорость считается порогом, при превышении которого работа усилителя не требуется. Что касается конструкции, то в данном случае устройство ЭУР более простое, чем гидравлическое — система питается от генераторного устройства, а ее работа ни коим образом не влияет на расход топлива. Также конструкция системы ЭУР подразумевает отсутствие ременной связи с двигателем, в результате чего ее ремонт в случае неисправности будет более упрощенным.

Фотогалерея «Схемы ЭУР и ГУР»

Минусы ГУР и ЭУР

Теперь рассмотрим основные недостатки гидравлических и электрических усилителей, это позволит разобраться в том, какая из систем лучше и больше подходит для вас.

Начнем с недостатков ГУР:

  1. Автовладелец должен регулярно следить на состоянием масла в расширительном бачке, а также за его уровнем. Также у автовладельца есть необходимость регулярной замены рабочей жидкости, которая осуществляется в соответствии с техническим регламентом.
  2. При использовании гидравлического усилителя водитель должен соблюдать правила. Например, без лишней необходимости водителю не стоит удерживать рулевое колесо в крайнем правом или левом положении и особенно оставлять автомобиль с вывернутыми колесами. Это в итоге может привести к перегреву масла в системе и выходу из строя насоса.
  3. Также автовладельцу необходимо постоянно следить за другими составляющими элементами системы, в частности, патрубками, насосным устройством, приводным ремнем или ремнями и т.д. При появлении дефектов и трещин на этих компонентах необходимо выполнить их ремонт или замену. В холодное время года на шлангах могут образовываться трещины, которые приводят к утечке рабочей жидкости, а при ее недостатке из строя может выйти насос.
  4. Еще один недостаток — работа гидравлической системы полностью зависит от функционирования силового агрегата. В соответствии с конструктивными особенностями, привод маслонасоса связан с двигателем автомобиля посредством ремня или цепи. Так что если двигатель будет заглушен, то провернуть колеса автомобиля будет проблематично.
  5. При движении на повышенной скорости нет необходимости использовать усилитель, поэтому силовой агрегат автомобиля впустую расходует свою мощность. Это обусловлено бесперебойной работой насосного устройства, который при функционировании в любом случае оказывает лишнюю нагрузку на двигатель.
  6. В гидравлических устройствах нет возможности регулировки усилия в соответствии со скоростью передвижения. Поэтому ГУРы считаются не такими безопасными, как электроусилители. Соответственно, из-за этого при езде на высокой скорости ГУР является менее информативным. Усилитель просто убивает чувствительность, соответственно, водителю будет сложнее выполнить тот или иной маневр (автор видео — канал Chevrolet Aveo).

Также предлагаем ознакомиться с основными недостатками электрических усилителей:

  1. Стоимость системы. Если ваш автомобиль не оборудован системой усилителя рулевого колеса и вы планируете поставить ее своими руками, то первым недостатком, с которым вы столкнетесь, будет высокая стоимость ЭУР.
  2. В случае поломки тех или иных конструктивных элементов ЭУР стоимость ремонта будет более высокой. Несмотря на то, что электрические усилители — это довольно надежные системы, характеризующиеся высокой выносливостью и долгим сроком службы, они также подвержены неисправностям. Если в работе ЭУР происходят неполадки, то произвести ремонт будет сложнее и дороже, в отличие от ГУР. Иногда поломки настолько серьезные, что при неисправности необходимо менять всю систему в сборе.
  3. Также такие системы характеризуются невысоким запасом мощности. Этот минус является причиной, по которой электрические усилители не ставятся на внедорожники, микроавтобусы, автобусы и грузовые авто. Если вы все же хотите поставить ЭУР на объемный двигатель, то вам также потребуется дополнительно установить более мощный генератор.

Заключение

Таким образом, недостатков в работе электрического усилителя значительно меньше, чем у ГУР, но в случае неполадок ремонт последнего легко можно выполнить в домашних условиях. При поломке элементов ГУР нужно будет только заменить вышедшие из строя узлы и механизмы, что в принципе, не особо сложно. В случае с электроусилителем разобраться с причиной неисправности будет значительно сложнее.

Видео «Как отремонтировать электрический усилитель своими руками?»

Если вы столкнулись с проблемой неработоспособности ЭУР, то ролик, размещенный ниже, позволит вам разобраться с процедурой ремонта системы в гаражных условиях (видео снято каналом CompsMaster).

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: