Устройство и принцип работы насоса гидроусилителя руля

Гидроусилитель руля, основные правила эксплуатации

Для поддержания системы гидравлического усилителя руля в рабочем состоянии следует выполнять следующие шаги:

• Ознакомиться с инструкцией по эксплуатации, основные рекомендации которой могут быть разными для разных автомобилей.
• Поддерживать необходимый уровень рабочей жидкости в системе. С периодичностью 1-2 года менять масло и фильтр в бачке.
• Следить за состоянием шлангов и мест их подсоединения – система должна быть герметична.
• Проверять силу натяжения ременного привода.
• Работа гидросистемы в крайних положениях руля недопустима.

Соблюдение правил эксплуатации системы гидроусилителя руля является важным фактором условия безопасного движения.

Современный автомобиль немыслим без системы гидравлического усилителя руля, которая сочетает в себе комфортную и безопасную езду по разным типам дорог и даже бездорожью.

Масло для ГУРа

Жидкость, которая заливается в систему гидроусилителя руля, играет роль не только рабочего тела всего механизма, но ещё и смазки для насоса. В связи с этим, при её доливках либо заменах необходимо использовать масла, рекомендованные производителями, чтобы не допустить преждевременного выхода насоса из строя.

В теории, рабочей жидкостью ГУРа можно пользоваться весь срок эксплуатации автомобиля (как и маслом в коробке переключения передач). Однако на практике рекомендуется всё-таки периодически (примерно раз в 3-5 лет) менять масло гидроусилителя.

Ведь в ходе эксплуатации ГУРа всегда повышается температура его элементов. За счёт этого греется и рабочая жидкость, что ведёт к ухудшению её физических свойств. Присадки в её составе ведь деградируют от нагрева и трения, и гидравлическая жидкость постепенно начинает терять свои качества.

Когда при контроле состояния масла ГУРа в нём замечены мелкие посторонние частицы, или чувствуется горелый запах – это значит, что точно настало время для замены, и произвести её нужно как можно быстрее.

Менять надо масло и тогда, когда проявились признаки неисправности в гидроусилителе. Это тяжёлый ход руля, шумная работа насоса. Они говорят о том, что во время работы появиляются воздушные пробки, и надо масло поменять либо долить.

Объём рабочей жидкости при полной её замене не превышает полутора литров. Для масла ГУРа замеряется два уровня: холодный и горячий. Холодный уровень – это та точка, при которой температура рабочей жидкости находится в пределах от 0 до 30-ти градусов. Уровень горячий – та точка, при которой температура масла находится в пределах от 50-ти до 80-ти градусов.

Масло, которое заливается в систему гидроусилителя руля – это универсальные жидкости ATF или Multi HF, которые применяются не только в ГУРах, но и в автоматических коробках переключения передач. Любо – специализированные масла, разработанные специально и только для гидроусилителя, которые маркируются как PSF.

Выбирая масло для ГУРа, лучше ориентироваться на рекомендации автопроизводителя, и делать указание из сервис-книжки машины «выбором №1».

Как и моторное масло, рабочие жидкости для ГУРов могут делаться на минеральной, полусинтетической или синтетической основе. Выбирать надо тот, что рекомендован именно для данной модели автомобиля, во избежание возможного несоответствия химического состава разных рабочих жидкостей и, соответственно, повреждения металла отдельных элементов системы или резиновых уплотнителей.

Гидроусилитель руля стал для автомобилистов всего мира счастливой возможностью крутить руль практически без мускульных усилий – что называется, «двумя пальцами». А особенно – для автомобилисток.

Комфортное и лёгкое управление машиной превратились из роскоши в общераспространённый стандарт. ГУР надёжен и безотказен, однако, как и любой механизм, требует некоторого минимального внимания к себе, своевременного ухода и устранения неисправностей.

Гудит ГУР на горячую

Если гидроусилитель гудит на горячую, то проблем может быть несколько. Рассмотрим несколько типовых ситуаций и методы их решения.

• В случае, когда во время прогрева двигателя начинается вибрация руля, необходимо заменить насос или провести его ремонт, используя ремкомплект.
• Когда стук появляется на прогретом двигателе на низких оборотах, а на высоких пропадает — это означает, что насос ГУРа приходит в негодность. Выхода в данном случае может быть два — замена насоса и заливка более густой жидкости в систему гидроусилителя.
• Если вы залили в систему контрафактную жидкость, это может привести к тому, что при нагреве она потеряет свою вязкость, соответственно, насос не сможет создать необходимое давление в системе. Выход — заменить масло на оригинальное, предварительно выполнив промывку системы (прокачку свежей жидкостью).
• Неисправность рулевой рейки. При нагреве жидкость становится менее вязкой и может просачиваться через сальники, если они повреждены.

Помните, что лучше использовать оригинальную жидкость. Об этом свидетельствует опыт многих автовладельцев. Ведь покупка контрафактного масла может вызвать дорогостоящий ремонт элементов системы гидроусилителя.

Шаг в историю

Превращение механизма рулевой рейки и уменьшение самого рулевого колеса началось с Фредерика Ланчестера, который первым изобрел гидроусилитель и запатентовал его. Изначально это благо автомеханики превалировало только в грузовых автомобилях и автотранспорте специального назначения (пожарные машины). А уже в 20-х годах XX-го века компания Rolls-Royse оборудовала ГУРом свой автомобиль-визитку Phantom. Хотя на тот момент все так и закончилось пробными образцами данного ноу-хау.

Следующим «выходом в свет» гидроусилитель руля обязан Второй мировой войне. В это время американские и английские машиностроители оборудовали ими тяжелые и неповоротливые бронемашины. А в 50-х годах эта технология получила широкое применение в автопроме Америки и Европы.

В настоящее время существует много видов ГУРа, а также других доработанных технологий облегчения вращения рулевого колеса:

• Электрогидроусилитель;
• Электроусилитель.

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.

Устройство гидроусилителя руля

Основные компоненты гидроусилителя руля

Гидроусилитель руля устанавливается на 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

Бачок гидроусилителя

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

Лопастной 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

Схематичное устройство распределителя

Распределитель гидроусилителя устанавливается на рулевом валу или на элементах . 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 , 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.

Описание ЭУР

Конструкция устройства

ЭУР использует небольшой электродвигатель. Он создает дополнительное усилие на рулевом валу при повороте. Благодаря этому, удалось уменьшить размеры рулевых колес в автомобилях. Первыми такую новинку оценили по достоинству водители грузовиков, сегодня она есть на почти любом легковом автомобиле.

Сама система состоит из нескольких основных элементов:

• электромотор бесщеточного типа;
• датчики угла поворота руля;
• крутящий момент;
• управляющий блок;
• сервопривод.

Именно они являются основными элементами, которые входят в электроусилитель руля. Но сама конструкция несколько шире и о ней будет рассказано ниже, сразу после функций, а также плюсов и минусов системы.

Функции, плюсы и минусы

Установка устройства в ВАЗ 2110

Конкурентом данной системы является гидроусилитель и электрогидроусилитель. Разница между ЭУР и ГУР: если ЭУР поломался — ничего страшного не произойдет, но вот при поломке ГУР нужно снять ремень, а в некоторыx авто это невозможно сделать. Но если проеxать без масла, насос придется заменить.

ГУР и ЭУР они имеют явные минусы. Так, нельзя держать колеса в крайнем положении больше 5 секунд, иначе перегрев. А еще требуется периодическое обслуживание. Ну, и наконец на высоких скоростях информативность руля снижается.

А вот электромеханический усилитель, он же ЭУР и ЭМУР, обладает такими плюсами, как:

• надежность;
• экономичность;
• компактность;
• изменение усилия в зависимости от условий движения.

Основным минусом является то, что он практически не поддается замене отдельных узлов. При их полном выходе из строя, придется менять всю систему, а это достаточно дорого.

Что касается функций, то она, по сути, одна – облегчить управление автомобилем, взяв на себя часть необходимого усилия. С таким устройством автомобиль становится значительно более послушным даже в сложных условиях. Подробнее об устройстве вы узнаете в видео ниже (автор ролика — Продажа авто АВТОСАЛОН Первый Видео АвтоРынок).

Конструкция и принцип работы

На машинах разного типа электроусилитель рулевого управления может устанавливаться в различных местах.

Так, на небольших автомобилях, которым не требуется особо сильного воздействия, система ставится непосредственно в рулевую колонку. Устройство размещается прямо в салоне под колесом управления, там же и все датчики. Такое положение защищает электрический усилитель руля от грязи и других воздействий.

На машинах среднего класса система располагается на рулевой рейке. Усилие же передается через шестерню. Такая система несколько менее надежна, но широко распространена.

Внедорожники и микроавтобусы же требуют установки системы на параллельноосевой конструкции. При этом передача усилия от электродвигателя осуществляется при помощи зубчатоременной передачи, а также механизма из винта и гайки на циркулирующих шариках. При этом ремнем вращается гайка, та передает усилие шарики, от которых оно переходит рулевой рейке.

Основной принцип работы электроусилителя руля – передача дополнительного воздействия с целью облегчения управления автомобилем.

1. Устройство для небольших машин

2. Конструкция для среднего класса авто

3. Конструкция на автобусах и внедорожниках

Как работает электроусилитель руля

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. Это требуется для того, чтобы модуль определил скорость прокручивания узла. Управляющий модуль ЭУР учитывает множество показаний при расчете необходимого усилия на электродвигатель.

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

Схематическое устройство ЭУР

1. Электрический мотор, на большинстве машин применяются бесщеточные устройства.
2. Сервопривод. Могут использоваться разные типы устройств.
3. 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.
4. Контроллер перемещения рулевого колеса.
5. Управляющий модуль.
6. Некоторые авто оснащаются контроллером скорости поворота рулевого колеса.

Устройство

Внешние видеофайлы

Гидроусилитель представляет собой замкнутую гидравлическую систему, состоящую из насоса, регулятора давления, бачка с запасом гидравлической жидкости, управляющего золотника и силового гидроцилиндра.

Насос (с приводом от двигателя автомобиля или электромотора), регулятор давления (обычно в виде перепускного клапана, сливающего избыток расхода насоса мимо золотника) и бачок с запасом гидравлической жидкости предназначены для создания рабочего перепада давлений в гидросистеме усилителя.

Силовой гидроцилиндр двойного действия (то есть умеющий создавать усилие в двух направлениях) в современных легковых автомобилях обычно интегрируется с рулевой рейкой и передает усилие на неё. Золотник устанавливается на рулевой колонке и реагирует на вращательный момент на валу колонки.

Придумано множество способов преобразовать вращательный момент рулевого колеса в работу золотника. Большинство основаны на подвижности отдельного участка вала рулевой колонки. В современных машинах роль подвижного элемента колонки обычно играет торсион — радиально пружинящий участок вала рулевой колонки. Золотник реагирует на угловой сдвиг между концами торсиона при наличии усилия на руле. Существуют конструкции с осевой подвижностью участка вала рулевой колонки: осевое перемещение задается винтовой передачей, преобразующей вращательное усилие руля в поступательное движение штока золотника. В некоторых конструкциях усилие поворота колес регистрируется не на рулевой колонке, а на других узлах передачи усилия от руля к колесу.

Принцип работы гидроусилителя руля автомобиля ЗИЛ-130:

При прямолинейном движении автомобиля золотник за счёт пружин удерживается в нейтральном положении, при этом все каналы золотника открыты.

При повороте — при вращении руля винт вращается и вкручивается в шариковую гайку. При этом он смещается вместе с золотником и подшипниками и смещает плунжеры, сжимая пружины. Как только подшипники упрутся в корпус, винт с золотником перестанет смещаться, а смещаться начнёт шариковая гайка с поршнем и рейкой, при этом как бы накручиваясь на винт. При смещении золотника центральный канал от насоса останется связанным с одним из боковых каналов, а другой боковой канал останется связанным с каналом слива. При смещении поршня усилие будет передаваться от рейки сектору, а от него через вал сошке. Так как центральный канал от масляного насоса связан с одним из боковых каналов, то масло пойдёт из него в одну из полостей гидроцилиндра и будет давить на поршень, помогая смещать его и облегчая усилие, прилагаемое на рулевое колесо.

При прекращении вращения руля винт перестаёт вкручиваться в гайку и минимальное движение поршня передаётся на винт и золотник. Золотник возвращается в нейтральное положение. Все каналы открываются, масло от насоса начинает уходить на слив, и усилитель прекращает свою работу. Кроме того, возвращению золотника в нейтральное положение способствуют пружины, давящие на плунжеры и на подшипники.

При увеличении сопротивления повороту начнёт возрастать давление в линии от насоса через золотник в одну из полостей гидроцилиндра. Эта линия связана с полостью между плунжерами, где находятся пружины. Повышенное давление будет давить на плунжеры, а они — на подшипники. Плунжеры будут стараться вернуть золотник в нейтральное положение. Часть масла начнёт уходить на слив, а водитель почувствует дополнительное сопротивление вращению руля — следящее действие за усилием.

При неработающем двигателе насос не накачивает масло и усилитель не работает. Управление автомобилем может осуществляться. При вращении руля поршень смещается и вытесняет масло из одной полости в другую через обратный клапан, и масло не мешает движению поршня.

Зачем в машине гидроусилитель рулевого управления

Передние управляемые колёса поворачиваются с помощью достаточно сложного привода от рулевого колеса. Наибольшее усилие для их поворота потребуется в том случае, когда автомобиль стоит на месте или катится на очень небольшой скорости.

При этом возникает значительная сила трения протектора по асфальту, связанная с тем, что без частичного проскальзывания повернуть достаточно широкое колесо невозможно.

И чем больше пятно контакта шины с покрытием дороги, тем сопротивление выше. А современные шины как раз и стремятся сделать такими, чтобы улучшить управляемость автомобиля и снизить вероятность срыва в скольжение увеличением площади этого пятна.

К тому же свойства резиновой смеси максимально оптимизируют под увеличение коэффициента трения в любых дорожных условиях.

На пути от руля до колёс расположено ещё несколько пар трения, усилие рук водителя ослабляется в подшипниках рулевой колонки, зубчатой передаче рулевого механизма и шаровых сочленениях рулевых тяг и наконечников.

Ось поворота колеса также зафиксирована шаровыми шарнирами и подшипниками опор амортизационных стоек, в зависимости от типа подвески. Все эти механизмы не просто добавляют паразитное усилие, они умножают нужный для поворота момент.

Наступает ситуация, в которой подобное ослабление возможностей водителя становится не просто некомфортным, но и небезопасным. Автомобили создаются не только для чемпионов мира по тяжёлой атлетике.

Между тем, совсем рядом под капотом находится мощный источник энергии в виде силового агрегата. Вполне логичным решением стало отобрать немного его возможностей и направить их в помощь рукам водителя.

Заодно уменьшить диаметр рулевого колеса, который стал достигать в некоторых старых машинах совсем уже гигантской величины. Был придуман и построен гидравлический усилитель, который способен чутко реагировать на обозначенный водителем поворот руля, прикладывая в ту же сторону многократно большее усилие.

Гидравлический – потому что тогда электрические моторы, датчики и системы управления ещё не были достаточно развиты и проработаны.

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.

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.

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.

Чем отличается гидроусилитель руля от электроусилителя

Переходим к сравнительной характеристики ЭУР и ГУР, чтобы в итоге выяснить, что из них лучше.

Для сравнения возьмем следующие параметры: конструкция устройства, удобство управления, надежность и эффективность, сфера применения.

Конструкция устройства

Вариант размещения ЭУР в автомобиле

ГУР – достаточно простой механизм, не зависящий от электронного управления и не подверженный программным сбоям. С другой стороны, система гидроусилителя состоит из множества соединений и уплотнений, подверженных износу при  эксплуатации. Вследствие этого узел считается менее надежным и требующим регулярной диагностики.

ЭУР, в отличие от ГУР, как правило, расположен непосредственно на рулевом валу и занимает меньше места в подкапотном пространстве. Конструктивно электроусилитель значительно проще ГУР, да и в применении дополнительных расходных материалов не нуждается.

Что касается сбоев в работе электроники, то случаются они довольно редко, а в случае отказа системы предусмотрен аварийный режим работы, который позволяет сохранить управление автомобилем. В гидроусилителе такой режим также предусмотрен.

Удобство управления

Лучшую обратную связь с дорогой обеспечивает ГУР, также он позволяет водителю чувствовать пределы возможностей автомобиля на крутых поворотах.

Чтобы достичь таких же ощущений, ЭУР необходима тщательная калибровка, которую могут обеспечить только производители премиального сегмента.

Таким образом, гидроусилитель более информативен и дает своим владельцам более естественные ощущения от вождения, но управлять им физически тяжелее.

Надежность и эффективность

Часть мощности двигателя автомобиля при использовании ГУР расходуется на привод насоса, который работает постоянно. Поэтому при прочих равных условиях применение гидроусилителя приводит к повышению расхода топлива и к ухудшению динамических параметров. Помимо этого ГУР не может долгое время работать в предельных режимах. При удерживании рулевого колеса в крайнем положении в течение 10-15 секунд произойдет перегрев насоса, что приведет к повышенному износу элемента.

Электроусилитель в этом плане более экономичен: он не отбирает мощность двигателя напрямую и работает только при повороте колес. Дополнительного расхода топлива нет, равно как и ухудшения динамических характеристик автомобиля. Основной причиной отключения ЭУР можно считать перегрев электродвигателя. При этом узел подаст предупреждение водителю и ограничит производительность. В случае продолжения движения ЭУР отключится до полного остывания.

Область применения

Чем могут отличаться механизмы по этому параметру? Категорией транспортных средств, для которых применим тот или иной узел. Например, ЭУР слабый для тяжелых машин: его нельзя устанавливать на грузовой транспорт или тяжелые внедорожники. ГУР подходит для любых типов автомобилей.

История возникновения

Имя изобретателя гидравлического усилителя руля точно не известно. Первые упоминания о подобной системе датируются 1876 годом, когда некий  Фитц (Fitts), применил его на своем паровом автомобиле: слишком тяжелая машина плохо слушалась руля. Запатентовал гидроусилитель руля американец Роберт Твайфорд в 1900 году, в 1903 году его применили на серийном грузовике. В первой половине ХХ века гидроусилитель руля применялся редко и только на тяжелых машинах: грузовиках и бронеавтомобилях в виду своей дороговизны. Только в 50-е годы гидроусилитель руля стал массово применяться в серийных легковых автомобилях.

Преимущества применения гидроусилителя руля:

• уменьшает усилия необходимые для поворота рулевого колеса;
• обеспечивает необходимую траекторию поворота без изменений;
• улучшает маневренность автомобиля;
• полная обратная связь – водитель «чувствует» дорогу;
• смягчает отдачу от ударов, вызванных наездом колес на неровности и выбоины на дороге;
• меняет «чувствительность» руля в зависимости от скорости движения;
• повышает безопасность движения в случае разрыва шин передних колес (блокирует самопроизвольный поворот);
• при отказе системы остается возможность управлять автомобилем.

Недостатки:

• высокая стоимость, бюджетные автомобили так и не получили гидравлический усилитель на руль;
• дополнительные затраты мощности двигателя для вращения вала насоса.

Существует два основных типа гидравлических усилителя руля: совмещенный с рулевым механизмом и с продольной тягой.

Устройство и основные компоненты гидравлического усилителя руля, совмещенного с продольной тягой рис.1:

Насос (1) – агрегат, обеспечивающий необходимое давление, а также циркуляцию рабочей жидкости в гидросистеме.

Наиболее массово используется конструкция роторного гидронасоса – рис.2, благодаря его надежности и высокой производительности.

Рис.3 – варианты конструктивного исполнения насосов автомобильных гидросистем различных производителей.

Для оптимального размещения составляющих гидроусилителя руля насос (1) часто объединяют с бачком (4) в один компактный агрегат – рис.4:

Насос приводится в действие коленвалом двигателя с помощью ременной передачи.

Корпус рулевой рейки (2) на рис.1. Представляет собой агрегат, заключающий в себе рулевую рейку с гидроцилиндрами и распределитель.

Распределитель, узел (3) на рис.1. Предназначен для направления рабочей жидкости под давлением в рабочий цилиндр и ее отток обратно в бачок, в зависимости от положения руля. Главный подвижный элемент распределителя – золотник бывает двух типов:

• осевой – перемещается поступательно;
• роторный – вращается;

Бачок (4) для масла – представляет собой емкость для рабочей жидкости.

Внутри фильтр для масла, а в пробке датчик уровня жидкости – щуп:

Соединительные шланги (5). Обеспечивают необходимую циркуляцию рабочей жидкости в системе гидроусилителя руля. Шланги высокого давления соединяют насос с распределителем и передают давление в гидроцилиндры. По шлангу низкого давления жидкость возвращается обратно в бачек, а из бачка – к насосу. Рис.8 – шланги гидроусилителя руля и фитинги для подсоединения.

Рабочая жидкость гидроусилителя руля обеспечивает функционирование системы – передает давление от насоса к рабочим цилиндрам, смазывает трущиеся детали  механизмов. Представляет собой индустриальное (машинное) масло с модификаторами, подобная смесь стала отдельным продуктом – жидкостью для гидроусилителей или автоматических трансмиссий.