Усилитель рулевого управления: виды и классификация усилителей рулевого управления, их назначение и система, схемы

Усилители рулевого управления автомобилей.

Усилители рулевого управления



Усилитель рулевого управления служит для создания дополнительного силового воздействия, позволяющего уменьшить прикладываемое к рулевому колесу усилие, необходимое для управления автомобилем, а также для повышения маневренности автомобиля и безопасности движения.

На грузовых автомобилях средней и большой грузоподъемности усилители рулевого управления устанавливают в основном для облегчения управления, а на легковых автомобилях высокого класса, кроме того, для предотвращения потери управляемости автомобилем в случае разрыва шины на высокой скорости.

***

Требования к усилителям рулевого управления

Поскольку рулевое управление автомобиля относится к наиболеее ответственному элементу системы управления, усилители руля должны не только обеспечивать комфорт и удобство водителя, но и соответствовать условиям безопасности движения. Немаловажными условиями качества гидроусилителей, как элементов конструкции автомобилей, является их долговечность, удобство технического ухода и эксплуатации.

Усилители рулевого управления должны соответствовать следующим основным требованиям:

• сохранять возможность управления автомобилем и в случае выхода усилителя из строя;
• не препятствовать стабилизации управляемых колес;
• обеспечивать следящее действие;
• поглощать удары и толчки, воспринимаемые автомобилем со стороны дороги и передаваемые на рулевое колесо;
• иметь высокий КПД и использовать минимальное количество мощности двигателя для своей работы.

Кинематическое следящее действие обеспечивает пропорциональность между угловым перемещением рулевого колеса и углом поворота управляемых колес. Иными словами, каждому фиксированному положению рулевого колеса должно соответствовать определенное положение управляемых колес, а при остановке рулевого колеса в каком-нибудь промежуточном положении поворот управляемых колес также должен прекращаться.

Силовое воздействие обеспечивает пропорциональность между силой, приложенной к рулевому колесу, и силой сопротивления повороту управляемых колес. Силовое следящее действие создает водителю «чувство дороги».



Усилитель рулевого управления должен включаться при определенном усилии, прикладываемом к рулевому колесу. Это усилие зависит от сил трения в рулевом механизме и типа применяемого центрирующего устройства. Центрирующее устройство обязательно имеется во всех усилителях, так как оно также не позволяет включаться усилителю при незначительных толчках со стороны управляемых колес. В качестве центрирующих и реактивных устройств в усилителях рулевого управления могут применяться пружины, торсионы, плунжеры, реактивные камеры или их комбинации.

Включение усилителя рулевого управления происходит вследствие обратной связи от управляемых колес, осуществляемой с помощью рулевого привода.

***

Классификация усилителей рулевого управления

На современных автомобилях могут устанавливаться гидравлические, электрические и комбинированные усилители рулевого управления. На выпускаемых ранее грузовых автомобилях некоторых моделей применялись пневматические усилители руля, однако, в настоящее время от таких конструкций отказались из-за ряда недостатков, присущих пневматическим сервоприводам – высокой инертности при срабатывании и неэффективному следящему действию.

В настоящее время на автомобилях наиболее часто применяются гидравлические усилители рулевого управления, которые характеризуются хорошими массогабаритными и динамическими показателями при рабочих давлениях до 15 МПа, небольшим временем срабатывания (0,02…0,05 сек), хорошими демпфирующими свойствами, малой трудоемкостью технического обслуживания.

Электрические усилители отличаются высокой экономичностью, так как энергия потребляется ими только при включении, а также низким уровнем шума, высокими демпфирующими свойствами и быстродействием, легкостью обеспечения переменного реактивного действия в зависимости от скорости движения автомобиля.

Комбинированные усилители рулевого управления в виде электромеханических или электрогидравлических систем устанавливают на многоосных специальных шасси, автопоездах и легковых автомобилях высшего класса. Это перспективные конструкции, сочетающие преимущества гидравлических и электрических усилителей рулевого управления.

***

Гидравлические усилители рулевого управления (ГУР)



Главная страница

Дистанционное образование

Специальности

Учебные дисциплины

Олимпиады и тесты

Усилитель рулевого управления: история регулятора ваших мышечных усилий

---

Не зря первой компанией, заинтересовавшейся в устройстве, стал именно Cadillac – ведь шестнадцатицилиндровые монстры не только ездили быстро, они еще и были очень тяжелыми. В 1934 году Дэвис стал работать на General Motors. Однако ввиду большой стоимости тонкой гидравлики и экономического кризиса, вызвавшего падение продаж автомобилей, гидроусилитель не стал частью стандартной комплектации автомобилей GM, а конструктор уже в 1936 ушел в компанию Bendix и там продолжал совершенствовать свою систему.

К 1939 году были разработаны системы гидроусиления дести типов, и две из них проданы корпорации GM для экспериментальной установки на автомобилях Buick. В 1940 году они были вновь востребованы на бронеавтомобилях Chevrolet, и в результате к концу войны более 10 тысяч машин были оснащены ими, а конструкция была действительно отлажена для массового производства.

После войны корпорация Chrysler начала разработку своего собственного усилителя на базе уже просроченного патента Дэвиса. Разработка была показана на модели Crysler Imperial, и получила название Hydraguide в 1951 году. Сразу после этого компания GM заключила сделку с Дэвисом об использовании его разработок на машинах ее марок, и к 1953 году по дорогам уже бегал первый миллион машин с гидроусилителями руля. Пожалуй, это тот случай, когда конкуренция безусловно полезна – к 1956 году каждый четвертый продававшийся в США автомобиль имел гидроусилитель, что неудивительно, учитывая рост массы и мощности.

А вот в Европе дела продвигались не так хорошо. Например, компания Цанрадфабрик, более известная как ZF, выпускала простые рулевые редукторы без гидроусилителей для машин с нагрузкой на ось до 6,5 тонн, а значит, даже водители тяжелых грузовиков тогда обходились без «помощников». Ситуация начала меняться только в середине шестидесятых, когда увеличение требований к труду водителей грузовиков привело к появлению спроса на системы гидроусиления. А вот на легковых машинах водители справлялись в основном своими силами вплоть до восьмидесятых годов, когда рост снаряженной массы машин, их скоростей, требований к безопасности и переход на передний привод, а значит и рост массы, приходящейся на переднюю ось, привели к необходимости внедрения усилителей рулевого управления даже на малолитражках.

Особенности конструкции

Конструкция гидроусилителя, предложенная Дэвисом, оказалась настолько удачной, что, по большому счету, мало изменилась до нашего времени.

Суть идеи Фрэнсиса Дэвиса состояла в том, что поток масла от насоса идет постоянно, а не только тогда, когда требуется создать давление. При повороте руля начинает скручиваться торсионный стержень, связывающий вал рулевой колонки и редуктор рулевого управления. При этом в золотниковом распределительном механизме открываются отверстия, направляющие жидкость от насоса в правый или левый рабочий цилиндр гидроусилителя. Чем больше закручивание торсиона, тем больше отверстий золотника открывается, и тем больше насос помогает вращать руль. Основные усилия в совершенствовании этой простой схемы были направлены на уменьшение потерь в системе привода, составляющих не менее 90 ватт даже на самых современных системах, обеспечение более комфортного регулирования усилия на руле, увеличение степени помощи при маневрировании на малой скорости и «утяжеление» руля на трассе.

Дальнейшие усовершенствования

Уменьшение затрат на привод шло по пути совершенствования гидравлики, насоса и его привода. Типичные затраты на привод – это потери на работу передачи, например, ремня (около 10 ватт), потери в насосе (для самых совершенных систем это 40 ватт в простое) и потери в распределительном механизме (это еще 20 ватт). Более ранние системы потребляли заметно большую мощность – так, отчет об испытаниях большого мотора V8 компании GM говорит о почти 500 ваттах потерь мощности при установке на мотор насоса гидроусилителя. Можете себе представить, каков был размер проблемы при использовании не вполне исправных или менее совершенных компонентов.

Для снижения затрат на привод насоса ГУР, когда усиление не требуется, и, собственно, регулирования степени усиления рулевого привода в первую очередь начали совершенствовать насос. Первые системы насосов переменной производительности пришли из систем гидропривода и оказались излишне сложными для массового применения на легковых машинах, но иногда встречаются на грузовиках. Конструкции могут быть различными – лопастными, радиально- или аксиально-поршневыми, но их все объединяет сложность и редкость, поэтому они не устанавливались на легковые машины ввиду большой массы, размеров и цены. Компактным вариантом такой конструкции является, например, насос ГУР Subaru, где шиберный насос имеет внешнее кольцо, которое может менять свое положение относительно центра ротора.

---

Какие есть усилители руля?

Долгое время автомобильные конструкторы и не помышляли о сервоусилителях руля. Невысокие требования к управляемости и комфорту и небольшое пятно контакта сравнительно узких шин позволяли обходиться одной человеческой силой даже в управлении тяжелыми грузовиками. Средство для уменьшения усилия на руле было одно: сделать побольше передаточное отношение привода и диаметр баранки. А с тем, что водителю придется наяривать огромным рулем пять-шесть оборотов от отбоя до отбоя, да и точность управления будет невысокой, приходилось мириться.

Сначала усилители рулевого управления появились на тяжелой технике — карьерных самосвалах. Произошло это в конце 30-х годов, перед войной. Правда, сначала стали использовать пневмоусилители — они были несложными и запитывались от компрессора уже существующих пневматических тормозов. Но гидравлика, хотя была сложнее и дороже пневматики, работала тише и точнее. На ней и остановились конструкторы легковых автомобилей. Застрельщиками здесь выступили, понятное дело, американцы. В 1951 году серийные автомобили Chrysler Crown Imperial стали впервые оснащать гидравлическими усилителями Hydraguide в качестве стандартного оборудования. А в Европе в 1954 году гидроусилителем обзавелся Citroen DS 19. 

Типы рулевого механизма

Сначала — о самих рулевых механизмах, коих на автомобилях насчитывается три типа. Один из них, хорошо знакомый нам по классическим Жигулям, Москвичам и Волгам, носит неаппетитное название «червяк-сектор» или «червяк-ролик» из-за того, что его действие основано на использовании червячной шестеренчатой пары. Насаженный на конец рулевого вала глобоидальный червяк через зубчатый сектор или ролик поворачивает рулевую сошку, а та тянет вправо-влево тяги рулевой трапеции.

Такой механизм практически сошел со сцены, уступив место в рулевых приводах грузовых и легковых автомобилей классической компоновки более сложным устройствам. Полное их название — «винт-шариковая гайка-рейка-сектор». Винт, которым оканчивается рулевой вал, через циркулирующие по резьбе шарики толкает вдоль своей оси поршень-рейку. А тот в свою очередь поворачивает зубчатый сектор рулевой сошки.

Но с середины 70-х годов, с распространением на легковых автомобилях переднего привода, стал входить в моду древнейший тип рулевого механизма — «шестерня-рейка» или попросту реечный. Да-да, именно древнейший — ведь на самых первых автомобилях конца 19 столетия для поворота управляемых колес уже использовалось это простейшее сочетание шестерни на рулевом валу и зубчатой рейки в поворотном механизме! Не забывали о нем конструкторы и в середине 20 века — например, реечными механизмами снабжались автомобили BMW 30-х годов. А потом выяснилось, что механизм шестерня-рейка, будучи легче и технологичнее других механизмов, идеально подходит для переднеприводной компоновки и подвески McPherson, обеспечивая большую легкость и точность рулевого управления. И теперь подавляющее большинство механизмов на легковых автомобилях (в том числе и классической компоновки)- реечные. А грузовые машины, пикапы и большие внедорожники в основном по-прежнему довольствуются устройствами с винтом и гайкой на рециркулирующих шариках.

Рулевой механизм типа червяк—ролик.
1 — глобоидальный червяк;
2 — двухгребневый ролик;
3 — вал сошки;
4 — регулировочный винт

Рулевое управление современного автомобиля

Рулевое управление предназначено для изменения направления движения автомобиля посредством поворота передних колес. Автомобильное колесо появилось еще до нашей эры, но поворотные оси появились на конных экипажах лишь в начале XIX века. Эта конструкция перешла и на первые автомобили. Позднее родилась рулевая трапеция. В те далекие годы, конечно, никто не предполагал, что рулевое управление станет таким сложным: механика вступит в союз с гидравликой и даже электроникой.

Работа гидроусилителя

Большинство современных автомобилей оснащаются усилителями рулевого управления — ЭУР и ГУР. Усилители рулевого управления предназначены для комфортного управления автомобилем, а также чтобы уменьшить усилие на рулевом колесе и удержать автомобиль после резкого маневра. Сегодня даже в базовой комплектации автомобиль получает усилитель рулевого управления.

До недавнего времени существовали два варианта рулевых механизмов со встроенными гидроусилителями: реечные и «винт — шариковая гайка — сектор». Последние ставили на большие автомобили и внедорожники. Сегодня и на тяжелых машинах все чаще появляются компактные «рейки».

Вспомним принцип действия реечного механизма с гидроусилителем. В корпусе — распределительный клапан с чувствительным элементом — торсионом, связанным с рулевым валом. Водитель поворачивает баранку, торсион, закручиваясь, перемещает золотник. Тот приоткрывает отверстия масляных каналов, идущих к силовому цилиндру гидроусилителя. Последний подталкивает рейку, снижая усилие на руле. Едва водитель перестает крутить штурвал, торсион возвращается в исходное положение, а жидкость перепускается обратно в бачок.

Производительность насоса, приводимого ремнем от коленвала, должна быть такова, чтобы при работе мотора на холостом ходу водитель мог крутить руль без «закусываний» со скоростью не меньше 1,5 оборота в секунду. Избыточное давление стравливает перепускной клапан.

Сделать управление комфортным как при парковках, так и на скоростной трассе, помогают рулевые механизмы с переменным передаточным отношением: в центре рейки зубья нарезаны с маленьким шагом, на концах — шаг больше. При незначительных углах поворота машина не так остро реагирует на действия рулем, что очень важно на больших скоростях, зато, разворачиваясь, крутить баранку приходится меньше. 

Сервотроник

Дополнительный комфорт и безопасность привнесли системы, регулирующие усилие на руле в зависимости от скорости. Пример — «Сервотроник», устанавливаемый на «Ауди».

В верхней части распределителя находится так называемая камера обратного действия. В ней двигается поршень, связанный с золотником.

Представим, что водитель поворачивает направо. Золотник открывает путь жидкости к силовому цилиндру, помогающему рейке поворачивать колеса. Одновременно масло через электромагнитный клапан (им управляет электронный блок, получающий информацию от датчика скорости) начинает поступать в камеру обратного действия. Один из перепускных клапанов открывается, возникает разница давлений, и поршень, опускаясь, ограничивает ход золотника. Давление в силовом цилиндре гидроусилителя падает, а усилие на руле, напротив, возрастает. Когда водитель перестает крутить баранку — золотник и обратный клапан закрываются. 

При повороте влево открывается другой перепускной клапан, а поршень поднимается, вновь корректируя передвижение золотника, давление стравливается в другой части силового цилиндра.

При парковке и движении черепашьим шагом (примерно до 20 км/ч) электромагнитный клапан, ограничивающий подачу жидкости в камеру обратного действия, закрыт — руль можно повернуть одним пальцем. С ростом скорости клапан постепенно открывается и усилие на штурвале возрастает.

Устройство работает эффективно и надежно. Но гидравлический насос забирает силы у двигателя, а значит, тот съедает лишнее топливо, вредит экологии. Особенно нежелателен такой «нахлебник» маломощным моторам. Конструкторы нашли иное решение: давление рабочей жидкости нагнетает электрический насос. Блок управления получает информацию от датчиков вращения руля и скорости автомобиля.

Производители скрупулезно подсчитали, что благодаря электрогидравлическим усилителям автомобиль экономит около 0,2 л/100 км. Немаловажно, что инженерам проще подбирать характеристики, настраивать устройство для конкретной модели. 

Активное рулевое управление. Руль с коробкой передач.

Следующий шаг — так называемое активное управление (Active Steering). Главное преимущество — возможность изменять передаточное отношение между рулем и колесами. На пути от баранки к рулевому механизму с гидроусилителем встроена планетарная передача с электромотором.

Когда вы отъезжаете от тротуара, передаточное отношение минимально, а количество полных оборотов руля не более двух. С ростом скорости машины управление становится менее чувствительным, а стоит вырваться на загородную трассу — электромотор, подкручивая водило планетарного редуктора, увеличит передаточное отношение.

Активное рулевое управление, сотрудничая с другими системами, способно помочь и в сложных ситуациях. Например, машину занесло. Компьютер, опросив датчики угла поворота руля и скорости вращения колес, включит электромотор. Тот уменьшит передаточное отношение, чтобы водителю было легче удержать автомобиль на нужной траектории. Активный руль полезен и при экстренном торможении с АBS: если остановиться вовремя не удается, шоферу проще уйти от столкновения.

Первыми из серийных моделей подобное устройство примерили автомобили BMW пятой серии. Вероятно, вскоре такие системы пропишутся на многих автомобилях, пока им на смену не придет так называемое управление по проводам. 

Электромеханические усилители

Успешные попытки вытеснить гидравлику из рулевого управления предприняли в конце прошлого века. Сегодня на некоторых автомобилях уже работают электромеханические усилители.

Принцип действия электро- и гидроусилителя во многом схож. Поворачивая штурвал, водитель закручивает торсион — чувствительный элемент, посылающий сигнал компьютеру. Тот отдает команду электромотору, который подкручивает рулевой вал, снижая усилие на руле.

Широкое распространение электро- и гидроусилителей сдерживает нынешний 12-вольтовый стандарт электрооборудования автомобиля. Поэтому пока они встречаются лишь на небольших автомобилях. 

Управление по проводам

И все-таки будущее, видимо, не за хитрой механикой или гидравликой, усложненными электроникой. Гранды автомобилестроения вовсю работают над системами без механической связи между рулем и колесами — так называемым управлением по проводам (steering by wire).

Вращение руля отслеживает специальный датчик. Электронный блок, получая информацию о скорости, боковых и вертикальных ускорениях, посылает сигнал на актуаторы — электромоторы, поворачивающие колеса.

Преимущества такой системы очевидны. В критической ситуации автомобиль сможет самостоятельно (причем быстрее человека!) повернуть колеса на нужный угол. Допустим, системе стабилизации не удалось предотвратить занос, и машина, как волчок, закрутилась на обледеневшем шоссе. Быстродействующая электроника, опросив датчики, повернет руль, куда и на сколько нужно, и притормозит одно или пару колес.

Самостоятельность автомобиля намного упростит жизнь водителю: например, компьютер ловко припаркуется. А когда машины научат хорошо «видеть», они смогут даже объезжать препятствия.

Такие системы выгодны и технологически: протянуть провода куда проще, чем вал с шарнирами. Рулевая трапеция получает отставку — разные углы поворота колес задают сами электромоторы. Кстати, и с точки зрения пассивной безопасности такая конструкция лучше.

Концептов без традиционного управления уже немало. Видимо, серийные автомобили появятся в обозримом будущем. А потом, глядишь, привычный руль заменит многофункциональный джойстик — им водитель будет корректировать не только направление, но и скорость.

Рулевое управление автомобиля предназначено для изменения угла поворота колес при изменении положения руля. В общем, если руль повернуть вправо, то происходит работа рулевого управления, которое поворачивает колеса автомобиля тоже в правую сторону. Чем больше угол поворота руля, тем на больший угол поворачиваются управляемые колеса.

Главное требование которое предъявляется к рулевому управления современного автомобиля — это надежность и точность работы. Это означает, что если неисправно рулевое управление, то это может привести к печальным последствиям, ведь машина становиться полностью неуправляемой. Еще основное требование — это точность управления, т.е. при повороте руля, колеса должны сразу же, а не с задержкой, поворачиваться на определенный угол, который точно соответствует углу поворота рулевого колеса.

Рулевое управление состоит из рулевого механизма и привода. На данный момент наиболее распространены следующие типы рулевых механизмов: винт-гайка, червяк-ролик и рейка-сектор. Данные механизмы относятся к механическим, но в последнее время крупнейшие производители автомашин хотят заменить механическое рулевое управление на электронное. Т.е. не будет никаких механических тяг и приводов, будет только блок управления, который согласно изменению положения руля будет поворачивать колеса машины с помощью электромоторов

Гидроусилитель руля — ГУР

Исполнительный механизм гидроусилителя легкового автомобиля, как правило, выполнен заодно с рулевым механизмом — такие усилители называются интегральными. В качестве рабочей жидкости в гидроусилителях иномарок используется масло ATF- то же, что и в автоматических коробках передач. А отечественные агрегаты работают на масле марки Р, по своим свойствам близком к обычной «веретенке».

Реечный рулевой механизм с гидроусилителем. Если рулевые тяги, как здесь, располагаются по бокам рейки, то поршень размещается посередине корпуса. А если тяги крепятся к центральной части рейки, как это сделано на Самарах и Москвиче-2141, то поршень выносят вбок.
1 — рулевая рейка; 2 — поршень; 3 — сальники; 4 — шарниры рулевых тяг; 5 — распределитель с золотником; 6 — шестерня; 7 — торсион; 8 — роторный гидронасос

Роторный или аксиально-поршневой насос, приводимый ремнем от коленчатого вала, засасывает из бачка масло и нагнетает под высоким давлением в 50-100 атм в золотниковый распределитель. Задача распределителя — отслеживать усилие на руле и строго дозировано помогать поворачивать управляемые колеса. Для этого используют следящее устройство — чаще всего это торсион, встроенный в разрез рулевого вала. Когда машина стоит или едет по прямой, то усилия на рулевом валу нет, и торсион не закручен — соответственно, перекрыты дозирующие каналы распределителя, а масло сливается обратно в бачок. Водитель поворачивает руль, колеса сопротивляются — торсион закручивается тем сильнее, чем больше усилие на руле. Золотник открывает каналы и направляет масло в исполнительное устройство. В механизме типа «винт-шариковая гайка» большее давление подается или за поршень, или до него, помогая тому перемещаться вдоль рулевого вала. А в реечном механизме масло подается в корпус рейки — в ту или иную сторону от поршня, связанного с рейкой, и подталкивает ее вправо или влево. Когда баранка уже повернута до упора, срабатывают предохранительные клапаны, сбрасывая давление масла и сохраняя детали механизма от повреждения.

Поможет электроника

Неоспоримое преимущество рулевого усилителя — облегчение работы рук при парковочных маневрах, когда приходится совершать много оборотов баранки при максимальном усилии, или в затяжных поворотах. Но усилитель обладает еще одним полезным свойством — он ослабляет передачу на руль ударов от неровностей дороги.

А недостатки? Владельцы автомобилей с ГУР часто жалуются на отсутствие или нехватку реактивного усилия на руле. Увы, в этом чаще всего виноват гидроусилитель — он слишком активно помогает водителю, оказывая тому еще и медвежью услугу, убирая ту толику возвращающего усилия, которая и обеспечивает «чувство автомобиля». И задача конструкторов при разработке и настройке ходовой части оказывается чертовски сложной. Ведь чтобы добиться хорошей информативности рулевого привода и одновременно не сделать баранку слишком тугой, нужно увязать воедино массу факторов: производительность насоса, параметры золотника и жесткость торсиона, геометрию передней подвески и углы установки колес (от этого в первую очередь зависит величина возвращающего усилия), параметры задней подвески, уводные характеристики шин и даже жесткость кузова на скручивание! Поэтому немудрено, что безупречные с этой точки зрения автомобили (например, Peugeot 405, 306 или BMW 3-й серии) попадаются очень и очень редко. Впрочем, многие фирмы специально жертвуют информативностью в пользу комфорта, зная привязанности своей клиентуры.

Еще одна задача, которая стоит перед конструкторами, — сделать так, чтобы на маленькой скорости руль был легким, а на большом ходу становился более упругим и информативным. А в немецких гидроусилителях ZF Servotronic, которые стоят на машинах Audi A6 и A8, BMW 5-й и 7-й серий и всех моделях Jaguar, на помощь золотнику приходит электрогидравлический модулятор давления — с ростом скорости по сигналу от управляющего блока он ограничивает давление в рабочем контуре, и помощь гидроусилителя сходит на нет. Существует еще один вариант решения — приводить насос гидроусилителя не от коленчатого вала двигателя, а от электромотора. Тогда, с помощью электроники изменяя частоту вращения электропривода, можно варьировать производительность насоса как угодно. Такая схема применяется в гидроусилителях автомобилей Mercedes-Benz А-класса. Правда, заманчивая идея на прямой вообще отключать насос, чтобы экономить топливо (на привод гидронасоса уходит несколько лошадиных сил), на практике неосуществима — при резком отклонении баранки давление не успеет возрасти так быстро, и руль может «закусить». 

Электроусилитель руля — ЭУР

Это электроусилители, в которых не осталось никакой гидравлики! На торсионе следящего устройства стоит датчик, и в зависимости от его сигнала электроника подает ток нужной полярности и силы на обмотки электромотора, связанного с рулевым механизмом через червячную передачу. А по сигналам от датчика скорости можно изменять характеристику усилителя в соответствии с любой заложенной в память блока зависимостью. Преимущества электроусилителя налицо:

— независимость работы усилителя от оборотов двигателя автомобиля,
— информативность (самонастройка усилителя руля к скорости автомобиля),
— независимость работы усилителя руля от температурных перепадов,
— экономичность:

а) усилитель руля потребляет энергию только при вращении руля, в отличие от гидроусилителя, когда рабочая жидкость всегда гоняется по трубам, на что тратится дополнительная энергия.

б) Коэффициент полезного действия электродвигателя намного выше КПД гидронасоса.

— надежность (отсутствие шлангов, ремней, прокладок, сальников, жидкостей),
— не требует обслуживания (замены, доливки рабочей жидкости),
— на порядок выше симметричность руля (отсутствие разницы вращающего усилия в левом и правом вращениях руля)

Вариант для автомобилей малого класса — усилитель встроен в рулевую колонку

Вариант для автомобилей среднего класса

Вариант для автомобилей большого класса и микроавтобусов — электропривод усилителя интегрирован с рулевой рейкой

Электроусилитель ZF Servolectric в зависимости от полной массы и компоновки автомобиля может встраиваться в различные звенья рулевого управления.

1 — рулевая колонка; 2 — электроусилитель с червячной передачей и электронным блоком управления; 3 — промежуточный вал; 4 — реечный рулевой механизм; 5 — следящее устройство с торсионом; 6 — блок управления; 7 — электропривод с механизмом винт—шариковая гайка—рейка

Рулевой механизм с переменным отношением

А нельзя ли изменять еще и передаточное отношение? Ведь около нулевого положения баранки, когда едешь по прямой на высокой скорости, излишняя острота рулевого управления добра не приносит, заставляя водителя напрягаться. А при парковке или развороте, наоборот, хотелось бы иметь передаточное отношение поменьше — чтобы поворачивать руль на как можно меньший угол. Для этого существует несколько схем реечных рулевых механизмов.

Так работает реечный рулевой механизм ZF с переменным передаточным отношением. Здесь изменяются профиль зубьев рейки и плечо зацепления

Реечный рулевой механизм Honda VGR (Variable Gear Ratio — переменное передаточное отношение) использовался на автомобилях Honda NSX

Фирма ZF использует зубья рейки с переменным профилем: в околонулевой зоне зубья треугольные, а ближе к краям — трапецеидальной формы. Шестерня входит с ними в зацепление с разным плечом, что и помогает немного изменить передаточное отношение. А другой, более сложный, вариант использовала Honda на своем суперкаре NSX — кстати, в сочетании с электроусилителем. Здесь зубья рейки и шестерни сделаны с переменными шагом, профилем и кривизной. Правда, шестерню приходится двигать вверх-вниз, но зато варьировать передаточное отношение можно в гораздо более широких пределах. Фирма Honda продемонстрировала и другой подход. Представьте себе две рейки, установленные коаксиально одна внутри другой и связанные через червячный привод с электромотором. Одна рейка, как обычно, вращается шестерней рулевого вала, а другая связана с рулевыми тягами. По сигналу от управляющего блока электродвигатель подает ведомую рейку вправо или влево от ведущей — и колеса поворачиваются на больший угол.

Процесс развития рулевого управления

Если взглянуть на концепт кары, которые выставляются на международных выставках, то мы можем заметить, что философия рулевого управления встаёт на новый путь. В этих машинах нет как такового руля. Там стоит джойстик, как на игровых приставках, и управляет автомобилем умный компьютер. Но это пока, пусть и недалёкое, но будущее. А какова же ситуация сейчас. Давайте пройдём путь развития рулевого управления.

Самым старым, но используемым и по сей день рулевым механизмом является связка «червяк — ролик». Червяк с переменным диаметром связан непосредственно с рулевым валом. Он передаёт крутящий момент ролику, который связан с валом с сошкой. Такой рулевой механизм способен выдерживать большие нагрузки, поворачивать колёса на большой угол, практически не передаёт удары от колёс к рулю. Но такая конструкция слишком сложная, руль мало информативен и постоянно будет мучить Вас люфтами. 

На смену ему пришёл реечный рулевой механизм. Данный механизм является самым популярным на сегодняшний день. Он устроен очень просто. Шестерня, которая связана с рулевым колесом, передвигает рейку с зубцами, которая, в свою очередь, поворачивает колёса.

Следующим шагом в развитии рулевого управления стала проблема облегчения усилия на руль со стороны водителя. Существует три типа усилителя, гидравлический, электрогидравлический и электрический. В гидроусилителе есть поршень, по правую и левую стороны которого находится жидкость под постоянным давлением, которое поддерживается с помощью насоса, работающего от двигателя. Также присутствует золотник, который, реагируя на поворот руля, перекрывает определённый канал, чтобы помочь повернуть руль. Минусом такого устройства является насос, который может работать только при включённом двигателе. Этот недостаток устранён в электрогидроусилителе. В нём насос для создания давления приводится в действие с помощью электромотора, который может работать от аккумулятора, а значит, при выключенном двигателе. Такой подход позволяет снять нагрузку с двигателя, тем самым отдать дополнительные лошадиные силы для движения. В электроусилителе нет никакого поршня. Здесь электромотор напрямую соединён с рейкой рулевого управления. Достоинством такой системы является то, что здесь нет никакой жидкости, а значит, нет и никаких протеканий. К тому же такая конструкция достаточно компактная.

И это ещё не всё. Уже сейчас на некоторых машинах, в частности на БМВ, установлена система активного руления — Active Steering. Она позволяет изменять передаточное отношения рулевого механизма. Например, когда Вы едите по скоростному шоссе, руль должен быть чувствительным, а вот при парковке хотелось бы поменьше вращать баранку.

Уже сейчас внедряется технология рулевого управления, которая сама, с помощью многочисленных электронных датчиков и умного бортового компьютера, припарковывает машину. Вам даже не нужно рулить — машина всё сделает за Вас.

Пытливые умы нашего времени каждый день придумывают такие диковинные технологии, которые совсем недавно можно было прочитать на страницах фантастических произведений. Даже трудно себе представить, какой будет уровень развития в ближайшие полвека. Но уже сейчас мы можем увидеть, какими темпами идёт развитие автопромышленности.

Схема гидроусилителя и техническое обслуживание ГУР

Гидроусилитель рулевого управления все чаще устанавливается на легковых автомобилях. Он, конечно, облегчает управление, но что делать, когда гидроусилитель выходит из строя? Особого беспокойства это вызывать не должно. 

Человек всегда стремится при минимуме затраченных усилий получать максимум отдачи. Сперва ему стало лень ходить пешком — и появился автомобиль. В скором времени «трудолюбивое» человечество с ужасом обнаружило, что даже на то, чтобы крутить руль, сил приходится тратить не так уж и мало. И задумалось, как бы свою тяжкую участь облегчить… В 1925 году в США Фрэнсис Дейвис одним из первых запатентовал гидравлический усилитель рулевого управления, а в 1933 году General Motors уже намеревался установить его на своем автомобиле Cadillac с двигателем V12.

Как следует из названия, данное устройство основано на использовании принципа гидравлики. Давление в системе, заправленной специальной жидкостью, создается гидравлическим насосом, приводимым в действие коленчатым валом двигателя. В конструкции предусмотрен золотниковый клапан, который при повороте руля переключает подачу жидкости в ту или иную полость, обеспечивая дополнительный механизм рулевого управления (редуктор или рейку).

Задача состоит в том, чтобы сделать поворачивание рулевого колеса достаточно легким при маневрировании с малой скоростью и более ощутимым по усилию на рулевом колесе при движении с большей скоростью, чтобы управление автомобилем стало как можно более безопасным.

У большинства гидроусилителей вне зависимости от скорости движения автомобиля коэффициент усиления остается постоянным. Однако все большее число поступающих на рынок автомобилей сегодня оснащается системами с переменным коэффициентом усиления, у которых степень усиления уже изменяется в зависимости от скорости движения автомобиля. Они обеспечивают точную и быструю реакцию при движении автомобиля на поворотах и требуемое усилие при маневрировании автомобиля с малой скоростью. Одним из путей достижения этого является использование рейки рулевого механизма с переменным передаточным отношением зубчатого зацепления. С этой целью по длине рейки изменяется шаг и диаметр делительной окружности зубьев, а на шестерне шаг зубьев остается постоянным. Когда колеса автомобиля выставлены для движения в прямом направлении, передаточное число рулевого механизма равно единице и коэффициент усиления наименьший, но по мере приближения рулевого колеса к его крайним положениям, передаточное число возрастает и усиление, необходимое для поворачивания колес, уменьшается. Гидроусилитель рулевого механизма, управляемый компьютером, также перестает быть чем-то необычным. Такие системы рулевого управления обрабатывают информацию от спидометра автомобиля. Их работа определяется не только числом оборотов двигателя, но и скоростью движения автомобиля. Микропроцессор компьютера анализирует поступающие от датчика сигналы и вычисляет требуемый на каждый момент коэффициент усиления, который реализуется с помощью электрогидравлического преобразователя. Идея разработчиков таких систем: взять лучшее из двух видов рулевого управления — при скоростях, характерных для паркования автомобиля, сделать рулевое управление наиболее легким, а при движении с высокой скоростью действие усилителя уменьшать до такой степени, чтобы система работала почти так же, как обычное механическое рулевое управление без усилителя. 

Как правило, рулевой механизм с гидроусилителем обладает высокой надежностью и не требует сложного обслуживания при эксплуатации автомобиля. Даже в случае отказа насоса усилителя, движение на автомобиле можно продолжать, хотя для поворачивания рулевого колеса в этом случае потребуется прикладывать значительно больше усилий, чем даже на автомобиле без гидроусилителя. 

Причиной полного отказа гидроусилителя чаще всего является обрыв приводного ремня насоса. Регулярно проверяйте состояние ремня — он может быть изношен или слабо натянут. Одним из признаков слабого натяжения ремня является появление отдачи (обратного толчка) на рулевом колесе. Обычно это заметнее всего при трогании автомобиля с места, когда колеса повернуты до отказа.

Поддерживайте на должном уровне количество жидкости в бачке усилителя. При необходимости доливайте жидкость только указанной в руководстве по обслуживанию марки. Учтите, что гидрожидкость, предназначенную для автоматических коробок передач, можно использовать не для всех гидроусилителей рулевого управления. В продаже имеется много разных марок жидкостей. Неподходящая жидкость может испортить все сальники в системе.

Так как жидкость используется не только как рабочее тело гидросистемы, но и как смазочный материал, очень важно, чтобы ее уровень не опускался ниже нормы, иначе насос может выйти из строя. Следите также за чистотой жидкости. Грязная или просроченная жидкость быстро разрушит насос и уплотнения гидросистемы, расположенные на реечном механизме, что потребует потом дорогостоящего ремонта. Замена жидкости требуется редко (проверьте в руководстве по эксплуатации автомобиля, входит ли эта операция в число периодических работ по техобслуживанию. Обычно она не предусматривается). Если же вы хотите слить жидкость, необходимо открыть крышку расширительного бачка, отсоединить один из трубопроводов системы и несколько раз повернуть рулевое колесо из стороны в сторону для выдавливания жидкости из гидросистемы. Специальное отверстие для слива жидкости обычно отсутствует. Заправка новой жидкости производится через расширительный бачок. Как правило, при этом в гидросистеме образуются воздушные пробки, нарушающие ее работоспособность. Их следует удалить. Проще всего сделать это следующим образом. Запустите двигатель, откройте крышку расширительного бачка и прокачайте систему, поворачивая руль несколько раз из одного крайнего положения в другое. По мере прокачивания гидросистемы уровень жидкости в бачке будет понижаться. Повторяйте процедуру до тех пор, пока он не стабилизируется. После этого долейте жидкость до требуемого уровня и закройте крышку, предварительно проверив, не засорено ли в ней вентиляционное отверстие (если оно имеется).

Наиболее частой неисправностью гидроусилителей является течь жидкости. С таким дефектом автомобилям обычно не удается пройти ежегодный техосмотр. У некоторых старых гидросистем допускалось небольшое просачивание жидкости через подшипники, валы и т.п., поскольку их практически невозможно сделать полностью герметичными. Регулярно осматривайте узлы системы со всех сторон для своевременного обнаружения возможных подтеканий из трубопроводов и штуцеров, а также из не туго закрепленных трубопроводов и других деталей.

Выясните, не трутся ли трубки и шланги о детали шасси и подвески. Неисправность гидропривода может приводить к прорыву жидкости через чехлы. Производя проверку, поворачивайте рулевое колесо из одного крайнего положения в другое. Небольшие течи часто можно устранить, введя в жидкость специальные герметизирующие добавки, которые имеются в продаже. Однако это будет только кратковременной мерой. В случае неисправности насоса его можно отремонтировать, воспользовавшись ремонтным комплектом новых сальников. Замена сальников мало что исправит, если насос сильно изношен.

Для тех, кто любит делать все самостоятельно, ремонт насоса не представит больших трудностей. Однако прежде, чем устанавливать отремонтированный насос на автомобиль, желательно проверить его на стенде. Если вы подозреваете, что насос изношен, то обратитесь к специалисту по гидроусилителям, чтобы он проверил его рабочее давление и правильно определил неисправность.

Вообще говоря, многочисленные достоинства рулевой системы с гидроусилителем во много раз перевешивают проблемы, создаваемые ее возможными неисправностями. Стоит после того, как вы поездили на автомобиле с современной системой, пересесть на автомобиль не имеющий гидроусилителя рулевой системы, и вы немедленно «почуствуете разницу»

 

Материал с сайта «Центр Ключ»

☰ История развития системы усилителя руля

Сначала автомобиль был не средством передвижения, а роскошью ручной сборки. Однако, как всегда бывает с инновациями, автомобили постепенно совершенствовались и подешевели. Преимущества автомобиля оценили обыватели и предприниматели, желающих купить машину становилось все больше.

Производители совершенствовали автомобили: разработали педальную группу, примитивную КПП, электрическое зажигание. Но рулевое управление по-прежнему отставало в развитии — чтобы крутить огромный руль, нужно было обладать недюжинной силой, а на ямах и высокой скорости авто теряло управление.

Гидроусилитель: с корабля — на легковой автомобиль/в массы

Еще в начале 19 века Роберт Гюрней предложил примитивный усилитель в виде вспомогательной тележки, которая через дышло крепилась к передней оси тяжеленного парового омнибуса. Водитель управлял колесами тележки, а та, в свою очередь, управляла осью омнибуса. Такой усилитель был прорывом — теперь транспортным средством мог управлять всего один человек, а не два-три.

Паровой омнибус

Тем не менее, между усилителем Гюрнея и гидроусилителем руля — пропасть в сто лет.

Первые гидроусилители в более-менее привычном для нас виде появились на морских судах в 19 веке. Аналогичную систему во время Первой мировой безуспешно пытались адаптировать для броневиков и грузовиков, но она была слишком громоздкой и сложной.

ГУР Фрэнсиса Дэвиса — первый запатентованный усилитель в Америке. Инженер значительно упростил систему: вместо аккумуляторов давления он предложил непрерывно работающий насос, внедрил регулирующие клапаны, которые открыты постоянно. Принцип действия ГУРа начала ХХ века такой же, как сейчас: когда водитель поворачивает руль, торсион скручивается, открывая при этом отверстия в золотнике и направляя жидкость в правую или левую полость гидроцилиндра — чем больше угол поворота руля, тем сильнее открывается канал.

Такое решение упростило конструкцию и позволило начать серийное производство гидравлических систем усилителя руля. Первый ГУР Дэвис установил на собственный автомобиль и продемонстрировал, что управлять машиной стало легко и комфортно.

Компания Cadillac первая заинтересовалась разработкой Дэвиса — быстрые 16-цилиндровые автомобили были невероятно тяжелыми.

Несколько лет инженер не слишком успешно работал в GM — развитию помешала Великая депрессия, для компании оказалось накладно производить дорогостоящую тонкую гидравлику.

К началу Первой мировой войны систему ГУР усовершенствовали для серийного производства: Дэвис разработал гидроусилители 10-ти типов для Buick и Chevrolet.

После войны разработками Дэвиса воспользовалась компания Chrysler, и в 1953 году уже миллион американских автомобилей оснастили гидроусилителем руля.

В Европе с усилителями руля все было сложно вплоть до 60-х годов ХХ века — их просто не было. Грузовые автомобили оснащались редуктором, водители же легковушек качали бицепсы, вращая руль. Только в 80-х годах, когда авто “потяжелели” (и основная масса переместилась к передней оси) и стали гораздо быстрее, возникла острая необходимость в усилителе руля.

Концепция гидроусилителя руля, которую предложил Дэвис, практически не изменилась до сегодня. Дальнейшие усовершенствования системы касались комфорта и точности управления, снижения потерь привода на работу ремня, насоса ГУР, распределителя. Например, из многообразия насосов производители выбрали шиберный (пластинчатый) из-за его производительности и долговечности и снизили потери мощности на привод, используя электропривод насоса (ЭГУР). Несмотря на эффективность, электро-гидравлическая система не стала популярной, т.к. была слишком сложной и дорогой в производстве.

ZF предложила свой вариант ГУР с насосом и сервотроником, который позволял регулировать усиление. В этой системе усовершенствовали золотник, в конструкции появился дополнительный поршень — он регулировал раскрытие каналов золотника. “Послушание” рулевого управления было безупречным, но проблему потери мощности эта система не решала.

ГУР и ЭУР

Электроусилитель — хорошо забытое старое

Электроусилитель руля считается инновационной системой, которая постепенно вытесняет гидравлику. Тем не менее, электрические усилители появились еще в 1903 году на … грузовиках. Идея установить электромотор на рулевую рейку или колонку, а вместо золотника использовать потенциометр оказалась гениально простой. Но электрика в начале ХХ века сильно отставала в развитии от пневматики и гидравлики, генератор еще не придумали, поэтому об электроусилителях забыли на 85 лет.

В 1988 небольшой автомобильчик Suzuki Cervo оснастили полностью электрическим усилителем. Разработку тут же купила Mitsubishi. Система не была совершенной: электродвигатель усилителя перегревался, электрическая часть была ненадежной. Производители подобрали подходящие двигатели, усовершенствовали алгоритм усиления, увеличили мощность элементов системы — и решили проблемы с надежностью.

ЭУР считается более “продвинутым”, потому что:

• в системе не используется масло, в конструкции нет шлангов, бачка, насоса;
• распределяет усилие, ориентируясь на максимум точных данных с датчиков крутящего момента, угла поворота руля, скорости;
• включается только при определенных условиях, экономит топливо;
• является основой для разнообразных систем активной безопасности: ESP, автоматической парковки, аварийного управления и т.д.

В автосреде часто спорят, какой усилитель лучше — гидравлический или электрический. Адепты гидравлики отмечают, что в ГУР нет электроники, которая “глючит”, выдает ошибки check по поводу и без, дорогая в ремонте. Приверженцы электроники утверждают, что нет ничего хуже визжащего усилителя, возни с маслом и неэстетичных трубок под капотом.

Правда, как всегда, где-то посередине: плюсы и минусы есть у обеих систем. Но учитывая, что высокие технологии завоевывают все сферы жизни, электроусилители, скорее всего, продолжат эволюционировать.

Электромеханический усилитель рулевого управления — Полезные статьи

Электроусилитель рулевого управления с помощью электрического привода создает дополнительное усилие. Перед гидроусилителем руля, ЭУР имеет определенные преимущества:

• обеспечивает высокую информативность рулевого управления

• удобно регулируются характеристики РУ

• из-за отсутствия гидравлической системы, имеет высокую надежность

• высокая экономичность, расход топлива снижается на 0,5 л на 100 км

Электроусилитель отличается схемами компоновки. Усилие может передаваться на вал рулевого колеса или на рейку. Больше всего востребована вторая схема – электромеханический усилитель рулевого управления, который состоит из механической передачи, электродвигателя и системы управления. Объединяется электроусилитель с рулевым механизмом в одном блоке. Система управления при повороте колес, может повышать реактивное усилие, что приводит к возврату колес в среднее положение. 

ЭУР обеспечивает оптимальные скоростные и нагрузочные характеристики, понижает энергетические затраты водителя, позволяет продолжить управление автомобилем при отказе усилителя, продолжает обеспечивать прямолинейное движение при возникновении повреждения шин или подвески, сохраняет стабилизацию колес, удерживая их в нейтральном положении.

Основным преимуществом рулевого усилителя служит – облегчение работы во время парковки, на затяжных поворотах, а также при выполнении маневров, которые требуют максимальных усилий. Электромеханический усилитель ослабляет передачу ударов на руль, которые возникают на неровной дороге. 

Принцип работы электромеханического усилителя везде одинаковый, при повороте рулевого колеса, датчик вырабатывает сигнал, который передается на блок управления усилителем. Также на блок управления поступает сигнал момента поворота, данные о скорости и оборотах двигателя. После того, как все данные будут обработаны, блок подает команду на поворот. Даже при буксировке автомобиля с неработающим двигателем, ЭМУ будет функционировать, что нельзя сказать про ГУР. 

Зачем нужен усилитель руля и какой лучше

Покупая автомобиль, мы платим за массу всяких штучек, которые идут с ним в комплекте и носят общее название «Стандартное оборудование». Иногда мы даже отыскиваем там знакомые слова и аббревиатуры. Что скрывается за набором букв? Например, усилитель руля — это достоинство или данность?

В отличие от Америки, где усилителями рулевого управления автомобили стали потихоньку комплектоваться с 30-х годов прошлого века, наши люди начали знакомиться с ними только в 90-х — в то время нам полмира пришлось познавать заново. Естественно, вникать в детали было некогда. И теперь покупатель в автосалоне впадает в прострацию — в описании серийного оборудования читаем: «электромеха­нический усилитель рулевого управления с регулированием в зависимости от скоро­сти», в прайс-листе красуется гидроусилитель руля с варьируемым усилием или электрогидроусилитель руля… Что лучше? Что выгоднее?

В автомобиле без какого-либо усилителя рулевого управления водителю приходится напрямую преодолевать силу, с которой масса машины прижимает колеса к дорожному покрытию, проворачивая рулевой вал посредством всяческих червячных передач и рулевых карданов. Чисто меха­нически затраты на вращение можно снизить за счет изменения передаточного числа в рулевом механизме и увеличения размера «баранки». Рулем придется больше крутить, при этом он все еще будет тугим и существенно ухудшится точность управления. На помощь, как всегда, придут пневматика, гидравлика и электрика. Названия усилителей руля легковых автомобилей имеют различные формулировки, но их можно разбить на два основных «лагеря»: гидро- и электроусилители.

Гидравлический усилитель руля (ГУР) в классической компоновке имеет насос, приводимый от коленвала двигателя механически — через ремень. Нагнетаемое насосом давление используется для вращения рулевого вала, сила давления плюсуется к усилию водителя на рулевом колесе.

Электрический усилитель руля (ЭУР) вместо силы давления насоса использует силу электродвигателя, переданную через исполнительный механизм на рулевой вал (или рейку). Кстати, электромеханический усилитель есть не что иное, как тот же электроусилитель, только звучит красивее.

Особо надо упомянуть и о суще­ствовании так называемого элек­трогидроусилителя. Это название может ошибочно навести на мысль о какой-то фантастической смеси электроусилителя и гидроусилителя. Это несуразное словосочетание успело войти в обиход, хотя ЭГУР — это тот же гидро­усилитель, просто гидрона­сос здесь питается не от коленвала через ремень, а от собственно­го электродвигателя. Такая система имеет плюс в виде отсутствия лишнего ремня и небольшой экономии энергии, которая, как ни крути, выражается в экономии топлива: механизм не нуждается в постоянном отбирании части энергии от двигателя для работы насоса. Правда, для вырабатывания электроэнергии тоже задействован ДВС, но необходимость в ней легче дозировать.

С появлением усилителей задача облегчить тем или иным способом управление в целом решилась, и тут же проявились возможности и причины для улучшения руления. Первые усилители поглотили так называемую скорость движения автомобиля и необходимость того или иного маневра рулем. По законам механики попытки управляемых колес самостоятельно распрямить траекторию на вираже неизбежно отражаются на поведении рулевого колеса, что дает водителю нужную информацию о необходимости сброса или удержания скорости для безопасного прохождения поворота. Неожиданная легкость руля, возникшая на скоростном вираже, может являться следствием банальной потери сцепления колес с дорогой. Мощные усилители руля с константным действием лишились этой природной чувствительности.
С этой проблемой надо было срочно что-то делать, как и с поиском оптимального сочетания точности и скорости реакции колес на поворот руля.

И в этом направлении был достигнут явный прогресс. В некоторых гидроусилителях для варьирова­ния усилия регулирует­ся сила давления: например, параллельно с распредели­телем давления установлен регулятор производительности с приводом от шагового электродвигателя. Регулятор изменяет количество отводимой рабочей жидкости, а заодно — располагаемое давление, воздействующее на силовой цилиндр рулевого механизма.

В электроусилителях степень уси­лия на руле регулируется электронным блоком управления: датчик момента меняет напряже­ние с учетом направления вращения, пропорциональное усилию на рулевом колесе. Система плав­но снижает компенсирующий момент по мере разгона авто.

Маркетологи с легкостью иллюзиониста порождают все новые и новые формулировки, способные увлечь потребителя и поставить в тупик даже специалиста: усилитель с изменяемым коэффициентом сопротивления/усилия, адаптивный усилитель, уси­литель с переменной/варьируемой степенью усилия, ЭМУР, ЭГУР, ЭУРУ, АГУР…

Все эти названия кружатся вокруг одного и того же замечательного свойства усилителя: способности изменять усилие, необходимое для поворота рулевого колеса в зависимости от скорости автомобиля. При маневрах во время парковки руль чрезвычайно легок и крутится одним пальцем, а на скорости 150 км/ч руль наливается тяжестью, так как излишняя чувствительность в этом случае может быть опасна и ничем не оправдана на высоких скоростях.

Разнообразие технологий позволяет производителю выбирать оптимальный вариант, учитывая класс автомобиля, мощность двигателя, компоновочные причины, стоимость узлов, рациональность применения с учетом особенностей той или иной конструкции.

И что же предпочтительнее, ГУР или ЭУР? Главное — абстрагироваться от легенд и не верить расхожим слухам, что одна система надежнее, а другая более точна и создает самые «натуральные» ощущения на руле: совре­мен­ные гидро- и электроусилите­ли могут иметь совершенно разные конструкции и эксплуатационные параметры — не судите о них по названию.

Подписывайтесь на наш Telegram-канал, чтобы ничего не пропустить.

Усилители рулевых приводов

Категория:

   Техническое обслуживание автомобилей

Публикация:

   Усилители рулевых приводов

Читать далее:

Усилители рулевых приводов

Чтобы уменьшить усилия, затрачиваемые при повороте рулевого колеса, смягчения ударов, передающихся на рулевое колесо при наезде управляемых колес на неровности дороги, и повышения безопасности при разрыве шин переднего колеса, в конструкцию рулевого управления некоторых автомобилей вводят специальные усилители. Усилители бывают гидравлические и пневматические.

Наибольшее распространение получили гидравлические усилители, объединенные с рулевым механизмом в одном картере (на автомобилях ЗИЛ-130, КамАЭ-5320 и др.) или выполненные отдельно от рулевого механизма (на автомобилях ГАЗ-66, MA3-5335 и др.).

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Рис. 16.8. Гидроусилитель рулевого привода автомобиля ЗИЛ-130:
а — общий вид; б — схема работы

На автомобиле ЗИЛ-130 и его модификациях рулевое управление с гидроусилителем (рис. 16.8, а) состоит из рулевого колеса, рулевого вала, размещенного внутри рулевой колонки, карданной передачи рулевого управления с двумя карданами, рулевого механизма, объединенного в одном агрегате с гидроусилителем, насоса 6 гидроусилителя, соединенного с рулевым механизмом шлангами высокого и низкого давления, и рулевого привода.

В гидросистему усилителя (рис. 16.8, б) входит лопастной насос, помещенный в корпусе и приводимый в действие клиновидным ремнем от шкива коленчатого вала, бачок для жидкости, цилиндр усилителя и клапан управления.

В цилиндре перемещается поршень-рейка, в которую входит гайка, получающая осевое перемещение при поворачивании винта. К цилиндру, который служит одновременно картером гидроусилителя, крепится корпус клапана 16 управления, в котором расположен золотник, перемещающийся при повороте вала. С поршнем-рейкой входит в зацепление зубчатый сектор, изготовленный вместе с валом, который установлен в бронзовых втулках в приливе корпуса и боковой крышки.

При прямолинейном движении автомобиля жидкость, подаваемая насосом, проходит через клапан управления и обе полости цилиндра усилителя и возвращается в бачок. Поворот рулевого колеса вправо или влево вызывает перемещение золотника по отношению к корпусу клапана управления. Золотник отключает одну из полостей цилиндра усилителя, увеличивая подачу жидкости в другую полость. В результате жидкость давит на поршень-рейку, вызывая поворот зубчатого сектора, связанного с рулевой сошкой, и помогая водителю в повороте управляемых колес автомобиля. Клапан управления усилителем центрируется шестью пружинами и шестью парами реактивных плунжеров. Аварийный шариковый клапан при неработающем насосе или поврежденном шланге соединяет линию высокого давления с линией слива жидкости. Для ограничения подачи жидкости в систему при высоких скоростях вращения вала насоса предусмотрен перепускной клапан, а для предохранения системы от повышенного (6—7 МПа) давления — предохранительный клапан, расположенный внутри перепускного.

В качестве рабочей жидкости в гидроусилителе применяют всесе-зонное масло марки Р. Его заменителем может быть летом турбинное масло или индустриальное, зимой — веретенное АУ.

Люфт рулевого колеса автомобиля ЗИЛ-130, который не должен превышать 15°, проверяют при работающем двигателе на минимальной частоте вращения коленчатого вала.

На автомобиле MA3-5335 и его модификациях устанавливают гидроусилитель (рис. 16.9), выполненный отдельно от рулевого механизма. Гидроусилитель состоит из распределителя, расположенного в корпусе, корпуса шаровых шарниров и силового цилиндра. В гидросистему усилителя входит также шестеренчатый насос, установленный на двигателе автомобиля, бачок для масла, соединительные шланги и трубопроводы.

Рис. 16.9. Гидроусилитель рулевого привода автомобиля MA3-5335

В корпусе распределителя имеется золотник. На внутренней поверхности золотника сделаны три кольцевые канавки. Крайние из них сообщаются между собой каналом и имеют связь с нагнетательной магистралью насоса, а средняя — через сливную магистраль с бачком насоса. На внешней поверхности золотника имеются две кольцевые канавки, сообщающиеся каналами одна с левой, а другая с правой реактивными камерами, представляющими собой замкнутую полость. Корпус распределителя прикреплен к фланцу корпуса шарниров.

В корпусе шарниров размещены два шаровых пальца. Палец соединен с рулевой сошкой, а палец — с продольной рулевой тягой. Оба пальца зажаты между сферическими сухарями пробкой и регулировочной гайкой посредством пружин. Палец рулевой сошки помещен в стакане, который может перемещаться в корпусе в осевом направлении в пределах 4 мм. Вместе со стаканом перемещается и золотник У, так как он жестко связан с ним болтом и гайкой.

Корпус силового цилиндра соединен с другим концом корпуса шарниров при помощи резьбового соединения. Внутри силового цилиндра перемещается поршень со штоком, который шарнирно соединен с рамой автомобиля. Полости цилиндра, разделенные поршнем, соединены трубопроводами с каналами корпуса распределителя и полостью золотника.

При работающем двигателе автомобиля насос непрерывно подает масло по нагнетательной магистрали в распределитель гидроусилителя.

При прямолинейном движении автомобиля циркуляция масла осуществляется от насоса к распределителю гидроусилителя и далее по сливной магистрали возвращается в бачок насоса.

При повороте рулевого колеса влево или вправо рулевая сошка через шаровой палец перемещает золотник в сторону от нейтрального положения. При этом нагнетательная и сливная полости в корпусе золотника разобщаются средним буртиком золотника и масло начинает поступать в соответствующую полость силового цилиндра, перемещая его относительно поршня, закрепленного на штоке. Движение цилиндра передается управляемым колесам через шаровой палец и связанную с ним продольную рулевую тягу. Если прекратить вращение рулевого колеса, золотник останавливается, но корпус распределителя будет перемещаться до тех пор, пока золотник не установится в нейтральное положение. При этом начинается слив масла в бачок и поворот колес прекращается.

Гидроусилитель обладает высокой чувствительностью. Для поворота колес необходимо перемещение золотника на 0,4—0,6 мм. Усилие на рулевом колесе в начале поворота колес не превышает 50 Н, а наибольшее усилие — 200 Н, которое зависит от сопротивления дорожного покрытия.

Рекламные предложения:

Читать далее: Общие сведения о тормозных системах автомобиля

Категория: — Техническое обслуживание автомобилей

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Рулевое управление с гидроусилителем — Как работает рулевое управление автомобиля

Рулевое управление с гидроусилителем включает несколько ключевых компонентов в дополнение к зубчатой ​​рейке или шаровому механизму с рециркуляцией.

Насос

Гидравлический привод для рулевого управления обеспечивается пластинчато-роторным насосом (см. Диаграмму ниже). Этот насос приводится в действие двигателем автомобиля через ремень и шкив. Он содержит набор выдвижных лопаток, которые вращаются внутри овальной камеры.

Когда лопасти вращаются, они вытягивают гидравлическую жидкость из возвратной линии под низким давлением и выталкивают ее в выпускное отверстие под высоким давлением.Количество потока, обеспечиваемого насосом, зависит от оборотов двигателя автомобиля. Насос должен быть спроектирован так, чтобы обеспечивать достаточный поток при работе двигателя на холостом ходу. В результате насос перемещает гораздо больше жидкости, чем необходимо, когда двигатель работает на более высоких оборотах.

Насос содержит предохранительный клапан, чтобы давление не становилось слишком высоким, особенно на высоких оборотах двигателя, когда перекачивается такое количество жидкости.

Поворотный клапан

Система гидроусилителя рулевого управления должна помогать водителю только тогда, когда он прилагает усилие к рулевому колесу (например, при начале поворота).Когда водитель не прилагает усилий (например, при движении по прямой), система не должна оказывать никакой помощи. Устройство, определяющее силу на рулевом колесе, называется поворотным клапаном .

Ключом к поворотному клапану является торсионный стержень . Торсион представляет собой тонкий металлический стержень, который закручивается при приложении к нему крутящего момента. Верхняя часть штанги соединена с рулевым колесом, а нижняя часть штанги соединена с шестерней или червячной передачей (которая вращает колеса), поэтому величина крутящего момента в торсионе равна величине крутящего момента, водитель использует, чтобы повернуть колеса.Чем больше крутящий момент водитель использует для поворота колес, тем сильнее поворачивается штанга.

Вход рулевого вала образует внутреннюю часть узла золотникового клапана . Он также соединяется с верхним концом торсиона . Нижняя часть торсиона соединяется с внешней частью золотникового клапана. Торсион также поворачивает выход рулевого механизма, соединяясь либо с ведущей шестерней, либо с червячной передачей, в зависимости от типа рулевого управления автомобиля.

Этот контент несовместим с этим устройством.

Анимация, показывающая, что происходит внутри поворотного клапана, когда вы впервые начинаете поворачивать рулевое колесо

По мере того как штанга поворачивается, она поворачивает внутреннюю часть золотникового клапана относительно внешней стороны. Поскольку внутренняя часть золотникового клапана также соединена с рулевым валом (и, следовательно, с рулевым колесом), величина вращения между внутренней и внешней частями золотникового клапана зависит от того, какой крутящий момент водитель прикладывает к рулевому колесу. .

Когда рулевое колесо не поворачивается, обе гидравлические линии обеспечивают одинаковое давление на рулевой механизм.Но если золотниковый клапан поворачивается в одну или другую сторону, порты открываются, чтобы подавать жидкость под высоким давлением в соответствующую линию.

Оказывается, такой тип гидроусилителя довольно неэффективен. Давайте посмотрим на некоторые достижения, которые мы увидим в ближайшие годы, которые помогут повысить эффективность.

Что такое гидроусилитель руля: все, что вам нужно знать

Что такое гидроусилитель руля? Пожалуй, одно из лучших нововведений в автомобилях со времен колеса. Автомобили не всегда оснащались гидроусилителем руля.Фактически, это усовершенствование существует всего около 50 лет или около того, и вначале оно использовалось только в автомобилях класса люкс. Однако с годами это современное приложение постепенно внедрялось во все автомобили и значительно улучшилось с момента его создания.

Рулевое колесо с усилителем

Проще говоря, гидроусилитель руля — это то, что помогает легко поворачивать рулевое колесо. Конечно, без него ваши руки могли бы соперничать с руками греческого бога, но когда дело доходит до гидроусилителя, есть нечто большее, чем кажется на первый взгляд.Системы рулевого управления с гидроусилителем сегодня меняют легкость управления, чтобы водитель чувствовал себя лучше. Акт управления автомобилем фактически осуществляется между рулевым колесом и системой передач. Возможно, вы когда-то слышали термин «рейка и шестерня», когда говорили о гидроусилителе рулевого управления. Это связано с тем, что сегодня реечная шестерня является наиболее распространенной системой рулевого управления в большинстве легковых и грузовых автомобилей. Стойка представляет собой линейную шестерню, которая вместо того, чтобы быть круглой, была длинной и плоской с зубцами на одной стороне. Рейка крепится к рулевым шпинделям стяжными тягами.Шестерня — это круглая шестерня, которая прикрепляется к рулевому валу, прикрепленному к рулевому колесу. Когда колесо поворачивается, ведущая шестерня вращается, перемещая рейку вперед и назад, заставляя колеса поворачиваться влево или вправо.

Гидравлический и электрический усилитель рулевого управления

Гидравлический, или HPS (рулевое управление под высоким давлением), состоит из шарикового рулевого механизма с рециркуляцией или реечной передачи. Обе системы считаются вспомогательными системами рулевого управления с гидроусилителем, позволяющими водителю управлять автомобилем, если двигатель, приводящий в действие насос рулевого управления с гидроусилителем, не работает и, следовательно, не подает жидкость в рулевой механизм.Гидравлические системы используют мощность двигателя с помощью ремня, прикрепленного к насосу, для циркуляции жидкости гидроусилителя руля по системе.

Для чего нужна жидкость для гидроусилителя руля? Эта мощная жидкость фактически передает мощность рулевого управления с усилителем. Насос гидроусилителя рулевого управления обеспечивает циркуляцию жидкости под давлением, позволяя перемещать гидравлический поршень в рулевом механизме, что значительно снижает усилие, необходимое для поворота рулевого колеса. Поворотный регулирующий клапан подает давление на поршень в зависимости от направления, в котором вы хотите повернуться, при этом отпуская его с противоположной стороны.По мере увеличения давления поршень перемещается, заставляя колеса поворачиваться влево или вправо. Благодаря усовершенствованиям в современных транспортных средствах современные системы способны определять скорость транспортного средства и замедлять передачу сигнала от рулевого колеса к рулевому механизму, чтобы снизить чувствительность на более высоких скоростях в целях безопасности.

Со временем грязь и мусор, а также ослабленные компоненты рулевого управления с усилителем могут загрязнить жидкость рулевого управления с усилителем. Вот почему так важно промывать жидкость гидроусилителя рулевого управления каждые 30 000 миль.В противном случае насос может работать тяжелее и преждевременно изнашиваться. Между промывками обязательно проверяйте уровень жидкости. Не знаете, как проверить жидкость для гидроусилителя руля? Воспользуйтесь нашим простым и быстрым руководством и обратитесь к руководству пользователя, чтобы получить подробную информацию о вашем автомобиле:

1. Проверяйте жидкость после того, как автомобиль поработал и прогрелся. Автомобиль обычно проверяется с выключенным автомобилем.
2. Найдите бачок гидроусилителя рулевого управления (обычно указанный в руководстве пользователя) и найдите этикетку на крышке бачка.
3. Снимите колпачок.
4. Если резервуар сделан из прозрачного пластика, найдите линии индикатора полного и низкого уровня на внешней стороне резервуара, чтобы определить уровень жидкости. Если резервуар металлический или непонятный, с помощью щупа вытрите жидкость на щупе чистой тряпкой. Затем опустите щуп обратно в резервуар и проверьте уровень. Щуп покажет уровень жидкости, оставшейся в баке.

EPS, или рулевое управление с электроусилителем, немного проще, поскольку компьютер автомобиля отвечает за упрощение процесса рулевого управления.Система EPS чаще всего оснащается небольшим электродвигателем, который размещается либо у основания рулевой колонки, либо непосредственно на рулевой рейке. В отличие от гидравлической системы, EPS не использует мощность двигателя, что увеличивает экономию топлива. Когда водитель хочет повернуть, компьютер может преобразовать поворот рулевого колеса в электродвигатель, который помогает перемещать зубчатую рейку вперед и назад. Подобно HPS, электрическая система изменяет чувствительность на более высоких скоростях для повышения безопасности.Поскольку единственная жидкость, которую использует эта система, находится в зубчатой ​​рейке и шестерне, она не подлежит обслуживанию и не требует промывки жидкостью.

Когда обращаться к эксперту

Если точение становится сложным процессом, причиной может быть утечка жидкости или неисправность компонентов. Если транспортным средством трудно управлять или в нем слишком много свободного хода и блужданий, пора доставить его в сертифицированный ремонтный центр. Знаете ли вы, что неправильно установленные или сбалансированные шины также могут повлиять на работу системы?

Техник осмотрит автомобиль и подробно объяснит, что необходимо для решения проблем с рулевым управлением.Простая промывка или даже балансировка шин могут быть всем, что нужно вашему автомобилю, чтобы облегчить проблемы с системой рулевого управления с гидроусилителем. К кому вы можете обратиться, если вам понадобится эксперт по проблемам рулевого управления с гидроусилителем? Сан Авто Сервис! Посетите нашу страницу с адресами, чтобы найти сервисный центр, которому вы можете доверять для решения всех ваших автомобильных задач.

Как исправить утечки жидкости в гидроусилителе руля

В какой-то момент у большинства автомобилей возникнут проблемы с усилителем рулевого управления.Некоторые из этих проблем можно решить дома, имея немного свободного времени и некоторые инструменты. Важно знать распространенные проблемы рулевого управления с гидроусилителем, как их диагностировать и как их исправить.

Утечка жидкости усилителя рулевого управления

Трудно повернуть автомобиль, обычно это вызвано нехваткой жидкости для гидроусилителя рулевого управления. При выключенном двигателе проверьте уровень жидкости рулевого управления с гидроусилителем. Для этого откручиваем крышку жидкостного насоса ГУР. При необходимости добавьте жидкости. Плотно закройте крышку.Хотя никогда не требуется менять жидкость для гидроусилителя руля, некоторые владельцы автомобилей предпочитают это делать. Корень проблемы с низким уровнем жидкости обычно — это утечка. Хотя можно увидеть, откуда происходит утечка, в этом нет необходимости. Существуют присадки к усилителю рулевого управления, такие как No Leak® Stop Leak с усилителем рулевого управления, предназначенные для устранения утечек. Просто залейте присадку для гидроусилителя рулевого управления в бачок для жидкости, не переполняя ее. Утечки являются наиболее частой проблемой рулевого управления с усилителем, с которой сталкиваются владельцы транспортных средств.Пенистая жидкость — признак того, что в резервуаре не тот тип жидкости. Следует заменить неподходящую жидкость. Если проблема не в жидкости, возможно, проблема в засорении системы.

Шланг гидроусилителя

Поначалу бывает труднее определить признаки засора. Засорение шланга может имитировать проблему с ремнем или проблему утечки . Рулевое колесо может поворачиваться с трудом, и владельцы транспортных средств могут слышать воющий звук при повороте колеса. Когда жидкость гидроусилителя руля проходит через насос и систему, она проходит через сложную сеть шестерен.Важно немедленно устранить возможное засорение. Если засора нет в шланге, это может быть в шестернях и привести к выходу насоса из строя. Засорение редуктора должно быть устранено механиком. Попробуйте исправить засор, заменив шланг. Под шланг на рулевой рейке поставить сливной поддон. Отсоедините шланг и установите новый шланг, используя тот же маршрут подключения.

Насос гидроусилителя

Эта проблема обычно проявляется в гудении или изменении высоты звука при изменении оборотов двигателя.Если проблема серьезная, также может быть утечка вокруг вала насоса, которая вызывает качание шкива. Хотя насос гидроусилителя рулевого управления представляет собой простое устройство, он составляет срок службы всей системы гидроусилителя руля. Насос забирает мощность от двигателя, распределяет ее по системе и упрощает управление транспортным средством. Если насос необходимо заменить, пытайтесь заменить его только в том случае, если процесс понятен. Людям, у которых нет необходимых инструментов или опыта, следует поручить этот ремонт механику.Необходимо приобрести подходящий насос, шланги, шкивы, ремни и инструменты. Используйте руководство, разработанное специально для данного типа транспортного средства, и обратитесь к руководству по эксплуатации для получения информации о деталях. При покупке нового насоса проверьте, принимает ли продавец старые насосы в качестве частичного кредита. Некоторые поставщики принимают их с намерением восстановить и перепродать. Купить отремонтированный насос дешевле. Обязательно взвесьте варианты и потребности в бюджете, прежде чем принимать решение.

Регулировка ремня гидроусилителя рулевого управления

Некоторые люди замечают проблемы с рулевым управлением, которые возникают только тогда, когда транспортное средство достигает определенной скорости, движется по крутым поворотам или когда идет дождь.Проблемы также могут быть заметны по громкому визжащему звуку при запуске двигателя. Если проблемы такого типа станут заметными, возможно, потребуется отрегулировать или заменить ремень. Ремень обычно не ломается или не отрывается, когда автомобиль находится в движении. При выключенном автомобиле откройте капот автомобиля. Этот ремень направлен к передней части двигателя и приводится в движение шкивом на коленчатом валу. Это не тот ремень, который питает генератор или водяной насос. Однако на некоторых автомобилях есть только змеевиковый ремень, который подает питание на все системы.Поскольку насос вращается, ремень легко отодвинуть от двигателя. Это увеличивает натяжение и уменьшает звуки или проблемы, связанные с проскальзыванием ремня. Убедитесь, что натяжение правильное, в соответствии с руководством пользователя. Используйте датчик натяжения, чтобы проверить это.

Замена ремня гидроусилителя руля

Если ремень сломан, треснул или серьезно поврежден, его лучше заменить. Проверьте номер детали старого ремня и убедитесь, что вы покупаете ремень для замены правильного типа. Отвинтите нижнюю и верхнюю точки крепления.Не снимая полностью насос гидроусилителя рулевого управления, снимите ремень. Если это слишком сложно, снимите один из шкивов, чтобы не порезать ремень. При надевании нового ремня убедитесь, что скошенный край совмещен с канавкой шкива. Убедитесь, что он натянут правильно, замените болты и опрыскайте ремень повязкой.

Инструменты для диагностики проблем рулевого управления с усилителем

Полезно иметь помощника, который может повернуть рулевое колесо при работающем двигателе. Владелец транспортного средства должен осмотреть ремень.Убедитесь, что в наличии есть автомобильный домкрат, фонарик, бумажные полотенца для вытирания грязи, лом, разводной ключ и датчик натяжения. Не забудьте также иметь под рукой руководство пользователя. Прежде чем пытаться сделать это, ознакомьтесь с правильной процедурой регулировки или замены ремня. Любые серьезные проблемы должны быть проверены и устранены профессионалом.

Помимо проверки системы при возможных проблемах, владельцы транспортных средств должны проверять свои системы рулевого управления с гидроусилителем каждые 6000–10 000 миль в зависимости от рекомендаций производителя.Если владельцы не проехали так много миль на автомобиле в течение шести месяцев, его следует проверять каждые шесть месяцев.

Действительно ли гидроусилитель рулевого управления лучше электрического?

Среди энтузиастов идет война гиперболических заявлений, которая ведется как в разделах комментариев на сайтах, так и в текстах статей. Не тот, который имеет мирское значение или что-то, что влияет на нашу повседневную жизнь, а вращается вокруг переключения с гидроусилителя на гидроусилитель рулевого управления.Да, я серьезно.

Просмотрите обзор любого нового спортивного автомобиля, который перешел с гидроусилителя руля на электрический, и вы найдете дикие комментарии о состоянии производства спортивных автомобилей или о том, как Mustang GT 95 года был вершиной рулевого управления. чувствую и все, что выходит, так это… [ вставьте сюда вашу любимую фекальную ругань ].

Крис Росалес

Drive и его партнеры могут получать комиссию, если вы покупаете продукт по одной из наших ссылок. Подробнее.

Все это бросает вызов тому факту, что рядовому потребителю наплевать на систему рулевого управления автомобиля. Заглянув внутрь, это может показаться странным холмом, на котором можно умереть, но это аргумент, который очаровал большинство сообществ энтузиастов. Особенно когда дело касается рулевого управления.

Чтобы узнать об этой полнейшей ловушке битве, нерешительные редакторы The Drive, , отказались от наших коллективных знаний о гидроусилителе рулевого управления, ощущении рулевого управления и о том, как все это работает.Будьте готовы к одному педантичному вопросу.

Что такое гидроусилитель руля?

Рулевое управление с усилителем просто означает, что рулевое управление вашего автомобиля использует электричество или гидравлическое давление для увеличения усилия, необходимого для управления автомобилем. Это снижает нагрузку на водителя и облегчает маневрирование на низких скоростях.

Как работает гидроусилитель руля?

Функциональность гидроусилителя руля сводится к волшебному волшебству. Шутка! Давайте разберемся.

Джонатон Кляйн

Авторский старый Scion FR-S.Да, я такой старый.

Электроусилитель руля

Хотя рулевое управление с гидроусилителем было популярной системой на протяжении многих десятилетий, это было не первое. Первая система рулевого управления с усилителем была внедрена на 5-тонном грузовике в Колумбии в 1876 году. Об изобретателе по фамилии Фиттс мало что известно. В грузовике использовался электродвигатель, помогавший водителю поворачивать передние колеса.

Современные системы работают по-другому, и все начинается с датчиков положения и крутящего момента, которые прикреплены как к рулевой колонке, так и к рулевому механизму.Затем ЭБУ автомобиля интерпретирует сигналы, посылаемые этими датчиками, и применяет определенные параметры к рулевому колесу и ведущим колесам в зависимости от определенных условий, переменных и ситуаций.

Поскольку системы рулевого управления с электроусилителем или EPAS управляются электронным способом, к рулевой колонке может быть приложено сопротивление различной степени. Это обеспечивает большую точность как на низких, так и на высоких скоростях.

Джонатон Кляйн

McLaren по-прежнему использует гидроусилитель рулевого управления в своем суперкаре 720S.

Гидравлический усилитель рулевого управления

Гидравлические системы немного сложнее EPAS из-за дополнительных механических частей и жидкости. В системе рулевого управления с гидроусилителем используется гидравлическая жидкость, цилиндр, насос и один или несколько регулирующих клапанов для увеличения силы, прикладываемой к рулевому колесу через его входы.

Как уже говорилось, рулевое колесо управляет одним или несколькими регулирующими клапанами, чтобы обеспечить поток гидравлической жидкости в цилиндр.Чем больше крутящий момент на рулевое колесо вводится водителем, тем больше жидкости проходит через клапаны в цилиндр. Насос обычно приводится в движение ремнем, соединенным с двигателем транспортного средства, который затем проталкивает гидравлическую жидкость через цилиндр к рулевому механизму. Затем это поворачивает колеса.

Большинство гидравлических насосов являются поршневыми, что означает, что расход гидравлической жидкости эквивалентен частоте вращения двигателя, низкая частота вращения двигателя соответствует низкоскоростному рулевому управлению. Высокая частота вращения двигателя означает высокую скорость рулевого управления.Но поскольку это определенно означало бы, что вы улетите с дороги при попытке смены полосы движения, клапан регулирования потока отправляет часть жидкости под давлением насоса обратно в гидравлический резервуар, когда двигатель работает на более высоких оборотах.

Существуют ли другие типы систем рулевого управления?

Электрическое и гидравлическое рулевое управление — не единственные типы рулевых систем в мире. Вот еще несколько примеров.

Аарон Браун

Никакого усилителя руля.

Без посторонней помощи

Ага, хочешь прибыли, братан? Тогда рулевое управление без посторонней помощи — то, что вам нужно! Шучу, ну вроде как. Рулевое управление без посторонней помощи — это именно то, на что похоже, потому что нет системы, помогающей снять нагрузку с рулевого колеса. На автомобилях без гидроусилителя управлять намного сложнее.

Порше

Марк Уэббер демонстрирует электрогидравлическую систему Porsche Macan.

Электрогидравлическое

Электрогидравлическое рулевое управление на самом деле представляет собой смесь электрической и гидравлической систем рулевого управления. Вместо традиционного гидравлического рулевого управления, которое усиливается с помощью шкива, отключающего двигатель, есть электрический насос, который нагнетает гидравлическую жидкость в систему рулевого управления. Gunther Werks 400R использует этот тип системы.

Steer-by-Wire

Steer-by-Wire — это новейшая форма рулевого управления, которая чаще всего ассоциируется с электромобилями будущего.В этом случае рулевое колесо фактически не связано с колесами, в отличие от электрической и гидравлической систем. Вместо этого рулевое колесо и колеса взаимодействуют друг с другом через бортовой ЭБУ автомобиля и через набор проводов.

Плюс в том, что меньше механических деталей, которые могут выйти из строя. Обратной стороной является отсутствие систем резервного копирования на случай, если что-то пойдет не так. И из-за этого недостатка ни одна машина в продаже сегодня не оснащена полностью управляемой по проводам системой — прямое адаптивное рулевое управление Infiniti — это частично управляемая система.

Nissan

Схема рулевого управления Nissan Super HICAS от R32 GT-R.

Рулевое управление задними колесами

Рулевое управление задними колесами — это тип системы рулевого управления, подключенной к системе рулевого управления с гидравлическим или электрическим усилителем, которая приводит в действие не только передние колеса, но и задние колеса. Эти системы не регулируют угол атаки так сильно, как ваши передние колеса, вместо этого работают только с несколькими градусами изменения.Nissan GT-R поколения R32 (названный Super HICAS для «Активно управляемое рулевое управление с высокой пропускной способностью»), а также все последующие GT-R, старый Honda Prelude, большинство новых Porsche 911 и даже Bentley Flying Spur. функция управления задними колесами.

Джонатон Кляйн

An O.G. Tesla Model S с нулевым ощущением рулевого управления.

Что такое чувство руля?

Большинству потребителей наплевать на рулевое управление, ощущение дороги и ваших шин.Все, что их волнует, — это то, что это работает, когда приходит время уклоняться от препятствия или переключаться на полосу движения.

А вот энтузиастам больше всего известно о чувстве рулевого управления. Они жаждут понять точку скольжения на каждом повороте, вес автомобиля, наклоняющегося в поворот, момент, когда их шины теряют сцепление с дорогой, изгиб вершины дороги или его незначительные недостатки. Он соединяет их с дорогой, автомобилем и актом вождения.

Вместо того, чтобы чувствовать руль, как у человека в надувной трубе, беззаботно махающего по кругу.

Джонатон Кляйн

Автор использует электроусилитель руля Miata.

Так что лучше, электрическое или гидравлическое?

Ах, этот вопрос у всех на уме. К сожалению, ответ уже не так однозначен, как раньше. По крайней мере, в смысле ощущения руля.

Если бы вы спросили меня 10 лет назад, ответ был явно гидравлическим.Системы умело передавали дорогу, ее недостатки, неровности и то, что делают шины. Было ощущение связи, которому не было равных среди его собратьев с электроусилителем руля, учитывая, что EPAS в то время находился в зачаточном состоянии и был … бессмысленным.

Но времена изменились, и электроусилитель рулевого управления догоняет своего родного брата, работающего на жидкостях. Такие автомобили, как полностью электрический Taycan от Porsche, обеспечивают максимальную точность и передают те же характеристики, описанные выше, почти так же, как и его предшественники с гидравлическим приводом.Как и почтенный Miata, который отказался от гидроусилителя рулевого управления для EPAS для поколения ND.

Они еще совершенны? Нет, но инженеры очень близки. Я говорю о том, что эти пуристы с гидравлическим приводом быстро превращаются в динозавров, уступая место дедушке Симпсону, который кричит на облако, чтобы тот слез с лужайки.

Джерри Перес

Часто задаваемые вопросы о гидроусилителе руля

У вас есть вопросы, У Drive есть ответы!

В: Опасно ли ехать без гидроусилителя руля?

A: Давайте спросим Alfa Romeo 4C.Альфа?

Альфа. ВСЕ В ПОРЯДКЕ!

A: Ну вот и ответ.

В: Что только что произошло?

A: Вы спросили Alfa Romeo, автомобиль, который идет с завода без гидроусилителя руля, опасно ли ездить без гидроусилителя руля. Пожалуйста.

Q: Уххх… Хорошо, тогда каковы признаки плохого усилителя рулевого управления?

A: Вы можете услышать стоны, жужжание, визг, на самом деле все, что звучит необычно, будет хорошим индикатором того, что что-то не так.Кроме того, если рулевое управление с гидроусилителем внезапно станет трудно использовать, он может сломаться.

В: Могу ли я водить машину без жидкости для гидроусилителя руля?

A: Можно, как показывает «Альфа», но ехать и поворачивать будет сложно. Вы также можете повредить цилиндр гидроусилителя рулевого управления и насос. Особенно, если вы управляете чем-то большим, например F-250 или Suburban.

Григорий Берч

Гоночный мини-автомобиль с рулевым управлением без посторонней помощи, управляемый Стефом Шадером из The Drive!

И вот полезное видео

Важность гидроусилителя руля

Во время вождения вы хотите, чтобы автомобиль был максимально эффективным.Это также включает поддержание автомобиля в отличном состоянии. Если вы заметили проблему с управляемостью автомобиля, обязательно как можно скорее привезите ее. Одна из областей, о которой следует помнить, — это усилитель рулевого управления на автомобиле. Рулевое управление с гидроусилителем — это механизм, который помогает вам легче управлять автомобилем и поворачивать его. Усилитель рулевого управления — обычная черта почти всех современных автомобилей, производимых сегодня. Насос гидроусилителя рулевого управления работает на специальной жидкости для рулевого управления, аналогичной другим жидкостям, которые используются для работы транспортных средств, например, трансмиссионной жидкости.Если вы заметили, что жидкость необходимо доливать чаще, чем следует, завезите автомобиль. Это может указывать на утечку где-то в системе. Устранение утечки может помочь предотвратить неожиданную поломку.

Что такое жидкость для гидроусилителя руля?

Жидкость для гидроусилителя рулевого управления — это гидравлическая жидкость, разработанная специально для использования в системах рулевого управления с гидроусилителем. Основное назначение жидкости рулевого управления с гидроусилителем — действовать как канал, через который мощность передается от рулевого колеса к рулевому механизму транспортного средства.Он также будет действовать как смазка для защиты движущихся частей внутри системы. Жидкость гидроусилителя рулевого управления содержится в области герметичных труб и армированных шлангов, которые соединены с рядом поршней. Когда один поршень вдавливается в жидкость рулевого управления с гидроусилителем, он заставляет уровень жидкости повышаться в другой части системы. Не рекомендуется ездить без жидкости для гидроусилителя руля. Это может привести к повреждению насоса, что приведет к более серьезным проблемам в будущем.

Помните о насосе гидроусилителя рулевого управления

Есть несколько признаков, которые могут предупредить вас о том, что ваш насос гидроусилителя рулевого управления может выйти из строя.Если вы слышите, как гидроусилитель руля в вашем автомобиле начинает завывать, вам следует проверить жидкость для гидроусилителя рулевого управления в вашем автомобиле. Если он низкий, это может быть еще одним признаком утечки, которая может привести к выходу насоса из строя и повлиять на рулевую колонку. Если рулевое колесо становится жестким во время движения, это может указывать на поездку к механику. Также из-под капота могут доноситься визг и стон, когда вы делаете резкие повороты или когда впервые заводите свой автомобиль.

Что делать, если гидроусилитель рулевого управления начинает выходить из строя

Съезд на обочину — это первое, что вы должны сделать, если ваш усилитель рулевого управления выходит из строя на дороге. Если ваш гидроусилитель руля отключится, вы заметите, что вам нужно сильнее нажимать на тормоза. Как только вы остановитесь и отключите автомобиль, перезапустите автомобиль и посмотрите, сбрасывается ли рулевое колесо и движется ли оно свободно. Во избежание выхода из строя гидроусилителя рулевого управления следует регулярно проверять жидкость. Вы также можете привезти автомобиль, и мы проведем его осмотр.

Ремонт гидроусилителя руля

Что-то протекает. Вы не знаете, что именно. Вы добросовестно проверяете все резервуары с жидкостью и обнаруживаете, что уровень жидкости в гидроусилителе руля низкий. Что это значит? В вашем автомобиле течет жидкость для гидроусилителя руля? Давайте посмотрим на доказательства и посмотрим, что можно сделать. Для более качественного ремонта рулевого управления с гидроусилителем запишитесь на прием в сервисный отдел Earnhardt Lexus. Мы работаем со всеми марками и моделями. Наш онлайн-планировщик поможет вам начать работу.

Что такое ремонт гидроусилителя руля?

Перед выполнением любого ремонта рулевого управления с гидроусилителем ваш механик Earnhardt Lexus проведет осмотр, чтобы определить степень проблемы.В лучшем случае жидкость доливается, а шланг гидроусилителя заменяется. Если повреждение длится какое-то время, необходимо заменить такие детали, как насос гидроусилителя руля, рейка, охладитель или шестерня.

Сколько стоит ремонт гидроусилителя руля?

Ценовой диапазон широкий. Недорогие товары включают простую промывку жидкостью или замену линии. Если проблема не устранена долгое время, она становится дороже. Это может привести к полной замене насоса гидроусилителя руля, даже если сам насос жизнеспособен.

Если вас беспокоит стоимость ремонта гидроусилителя руля, имейте в виду, что сервисный отдел Earnhardt Lexus очень конкурентоспособен. Узнай больше о стоимости ремонта, когда посмеешь сравнить.

Какого цвета жидкость для гидроусилителя руля?

Если вы ищете утечку, вы хотите знать, как отличить жидкость для гидроусилителя руля от других автомобильных жидкостей. Новый, светло-янтарный или прозрачный. Старый, становится темно-коричневым. Это затрудняет понимание разницы между жидкостью для гидроусилителя руля и моторным маслом.Итак, вы можете обнаружить, что смотрите, где течет эта жидкость.

Имеет ли запах жидкость гидроусилителя

К счастью для тех, кто пытается диагностировать утечку, запах жидкости для гидроусилителя руля отличается от запаха масла. Вы можете вдохнуть запах масла (потяните щуп вверх). Затем проверьте утечку жидкости. Они пахнут одинаково или протекающая грязь больше пахнет чем-то подгоревшим и, возможно, сладким.

Как звучит плохой усилитель рулевого управления?

Во время движения вы можете услышать плаксивый звук.Это может указывать на неисправность насоса гидроусилителя рулевого управления. Это может вызвать низкий или пустой уровень жидкости.
Этот вой обычно случается при повороте. Вы слышите тихий вой, когда делаете поворот или поворачиваете за угол. Это указывает на низкий уровень жидкости, и с этим нужно быстро бороться.

Что происходит, если вы едете без жидкости для гидроусилителя руля?

Без жидкости система улавливает металлические частицы. Поскольку они множатся, а смазка для поддержания движения отсутствует, возникает опасность для рулевой рейки.Это также влияет на соответствующие клапаны и коробку передач.

Где течет жидкость гидроусилителя руля?

Линия гидроусилителя руля может быть виновата. Если вовремя, не нужно будет заменять весь насос. Вместо этого ваш механик Phoenix AZ Lexus может просто сменить стропу.

Утечки через уплотнения насоса могут действительно вызвать проблемы, если они останутся незамеченными. Жидкость имеет тенденцию задерживаться на обоих концах рулевой рейки. Это потому, что на обоих концах есть резиновые сапоги, которые обычно служат для улавливания дорожного мусора.Жидкость заставит ботинки разбухнуть. В конце концов он просачивается наружу.

В этом случае при ремонте может потребоваться полная замена рулевой рейки. Это отличный пример того, почему регулярное техническое обслуживание с использованием той же механики Lexus может поддерживать ваш автомобиль в рабочем состоянии без больших затрат на ремонт.

Обратитесь в Earnhardt Lexus за консультацией по поводу гидроусилителя руля, уровней жидкости или утечек. Мы занимаемся техническим обслуживанием, ремонтом и жидкостями для всех марок и моделей.

Купить жидкость для гидроусилителя руля: легковые, грузовые и спортивные автомобили

Купить жидкость для гидроусилителя руля: легковые автомобили, грузовики и спортивные автомобили — AMSOIL

Доставка вашего заказа может занять больше времени, чем обычно.Мы испытываем чрезвычайно высокий спрос, и грузовые перевозчики испытывают задержки по всей стране.

1. Дом
2. Продукты
3. Жидкость для рулевого управления, тормозов и подвески
4. Жидкость для гидроусилителя руля

9 долларов.30

Розничная цена (долл. США)

Предпочтительная цена: 6,95 долл. США
Сохранить: 2,35 $ Учить больше PSFCN-EA

9,30 долл. США

Розничная цена (долл. США)

Предпочтительная цена: 6,95 долл. США
Сохранить: 2,35 $ Учить больше

Размер упаковки

Выберите размер 16 унций.Бутылка Ведро 5 галлонов Бочка емкостью 55 галлонов

Единица измерения

Выберите размер Каждый Корпус 12

Нужна помощь? Мы можем помочь вам найти нужный продукт, ответить на технические вопросы, сбросить пароль или что-то еще.