Гидроусилитель рулевого управления автомобиля (ГУР)

Гидравлический усилитель рулевого управления автомобиля

Сейчас почти каждый современный автомобиль оборудуется гидравлическим усилителем рулевого управления. Основная задача этого механизма заключается в создании дополнительного усилия на элементы рулевого управления для облегчения поворота колес во время маневрирования.

Изначально гидроусилитель устанавливался исключительно на грузовые авто и с/х технику по одной простой причине – без этого механизма управлять грузовиком или трактором очень сложно. Но со временем ГУР стал появляться и на легковых авто.

На небольших скоростях и при стоянке для поворота управляемых колес водителю на авто без ГУР приходится прилагать значительные усилия, на большой же скорости сопротивление снижается, то есть для совершения маневра усилия со стороны водителя снижаются.

Усилитель же обеспечивает одинаковое усилие, которое должен приложить водитель, как при малых, так и значительных скоростях. Поэтому парковка, маневрирование при начале движения с гидроусилителем руля значительно легче.

Гидроусилитель не только повышает комфортабельность при поездках но и дополнительно повышает безопасность, поскольку позволяет удержать автомобиль на дороге в случае пробития колеса на скорости.

Также на рулевом механизме наличие ГУРа позволяет уменьшить передаточное число. То есть, снижается количество оборотов рулевого колеса.

Конструкция гидроусилителя руля

Любой гидравлический усилитель рулевого управления, какую бы он не имел конструкцию, состоит из ряда основных составных элементов:

1. насос;
2. распределительное устройство;
3. исполнительный механизм;
4. трубопроводы;
5. бачок для жидкости;

Все составляющие компоненты ГУР соединены при помощи трубопроводов в закрытую систему, по которой циркулирует жидкость под давлением. Именно она и является главным рабочим элементом системы.

Насос включен в схему для создания давления жидкости. В работу он может приводится либо от шкива коленвала посредством ременной передачи, либо же от электродвигателя. Регулировка давления же осуществляется перепускным клапаном, включенным в систему.

Распределительное устройство обеспечивает перераспределение потоков жидкости, которая подается от насоса. Основным элементом его является золотник, который при перемещении открывает и закрывает необходимые каналы.

Если колеса авто установлены ровно, то золотник соединяет между собой трубопровод высокого давления, по которому подается жидкость с патрубком обратной подачи. То есть, жидкость от насоса подается на распределитель и сразу возвращается обратно на него, не выполняя никаких действий. А вот при повороте колеса золотник смещается, открывая и закрывая требуемые каналы, и жидкость направляется на исполнительный механизм.

Этот механизм представляет собой гидроцилиндр двойного действия. В нем имеется поршень, разделяющий цилиндр на две полости. Во время поворота распределитель подает жидкость в необходимую полость, которая за счет давления заставляет перемещаться в необходимую сторону. При этом поршень связан с рулевым механизмом, поэтому при перемещении он передает усилие на механизм.

Виды и их конструктивные особенности ГУР

Ещё кое-что полезное для Вас:

Видео: Устройство гидроусилителя руля.

Существует несколько видов гидроусилителей, отличающихся по своей конструкции:

ГУР с раздельной конструкцией применялся на ряде грузовиков. Особенностью его являлось то, что распределитель устанавливался на рулевом механизме, а вот гидроцилиндр устанавливался отдельно и был поршнем связан с рулевой трапецией посредством рычага. При повороте рулевого колеса золотник распределительного устройства подавал жидкость в требуемую полость, и поршень, перемещаясь, тянул или толкал рычаг рулевой трапеции.

На легковых же авто распространение получила комбинированная конструкция гидроусилителя. Ее особенность заключается в том, что распределитель и гидроцилиндр входят в конструкцию рулевого механизма.

При этом поршень цилиндра располагается непосредственно на рулевой рейке.

При повороте колес в определенную сторону, золотник, смещаясь, открывает нужные каналы, жидкость поступает в требуемую полость и давит на поршень, тот смещается вместе с рейкой.

Принцип работы гидроусилителя руля

Теперь более подробно рассмотрим принцип работы комбинированного ГУР.

В распределительном механизме такого усилителя используется золотник поворотного типа. То есть открытие и закрытие каналов производится за счет проворота этого элемента вокруг оси.

В нейтральном положении, когда колеса авто установлены ровно, золотник соединяет между собой нагнетательную магистраль с трубопроводом обратной подачи. Кроме того открытыми остаются и каналы, ведущие на полости гидроцилиндра.

То есть жидкость не только циркулирует от насоса на распределительное устройство и обратно, она еще и подается в полости, причем в равных количествах и с одинаковым давлением.

При повороте колеса влево, золотник проворачивается, при этом подающая магистраль соединяется с трубопроводом, ведущим к левой полости. Жидкость подается в нее и начинает воздействовать на поршень. При этом золотник соединяет трубопровод обратной подачи с правой полостью, чтобы не создавалось противодействующего давления, и жидкость из нее уходит к насосу.

Если руль выкручен не до упора и оставлен в таком положении, золотник вернется в исходное положение, из-за чего произойдет выравнивание давления в полостях и поршень перестанет перемещаться.

При повороте колес вправо будут происходить процессы, противоположные описанным.

Недостатком такого гидроусилителя является то, что давление, подаваемое на гидроцилиндр одинаково как на малой так и большой скорости. А поскольку при увеличении скоростного режима сопротивление рулевого механизма снижается, то это приводит к такому эффекту как «пустой руль». Результатом такого явления становиться потеря водителем «чувства дороги» из-за того, что руль вращается очень легко.

Чтобы избавиться от этого негативного эффекта, в конструкцию ГУР часто включаются электронные элементы, контролирующие работу усилителя и регулирующие ее в зависимости от скорости.

Все достаточно просто – в систему включен электромагнитный клапан, работающий от электронного блока управления. ЭБУ считывает показания датчиков (скорости, частоты вращения коленвала), и при повышении скорости он подает сигнал на электромагнитный клапан, которые плавно снижает давление жидкости, подаваемой на распределитель. То есть, усилие ГУР на рулевой механизм будет снижаться.

Лада Приора Седан “Барни” › Бортжурнал › 54. ГУР, или почему я его ни кому не советую.

Написать пост с подвигла вчерашняя тема “Что лучше ГУР или ЭУР”. При выборе машины этому уделил большое внимание. Даже пришлось купить машину с кондеем, переплатив 28 тыс руб, лишь бы не покупать с ГУР.
Текста много, почти весь не мой, а перепост с сайта производителя. Самое интересное выделил жирным курсивом. Для торопыг читать только его.
Еще раз говорю, что это мое мнение.

ООО «Рулевые системы» является организацией, которая уже на протяжении 12 лет производит ГУР для автомобилей производства ОАО «АВТОВАЗ» и ЗАО «ДжиЭм-АВТОВАЗ», в партнерстве с ZF Lenksysteme GmbH, одним из ведущих производителей гидроусилителей рулевого управления.

Механизм рулевого управления со встроенным гидроусилителем типа «рейка-шестерня»
Рулевое управление с гидроусилителем семейства автомобилей ВАЗ-2110 и ВАЗ-2170 «Приора» состоит из основных узлов:
рулевой механизм типа «рейка-шестерня» со встроенным гидроусилителем;
масляный насос лопастного типа;
бак масляный;
шланги высокого и низкого давления.

Принцип работы ГУР
Гидроусилитель работает по принципу работы поршня в гидроцилиндре – давление рабочей жидкости, развиваемое насосом, толкает поршень, помогая водителю поворачивать управляемые колеса автомобиля. Основной особенностью конструкции является то, что усилие развиваемое гидроцилиндром пропорционально силе сопротивления управляемых колес повороту, т.е. помогает водителю ровно настолько, сколько требуется, чтобы с легкостью повернуть рулевое колесо, но при этом не потерять чувство дороги. Эту особенность обеспечивает распределительное устройство торсионного типа, встроенное в рулевой механизм. Принцип работы усилителя показан на схеме (картинках). При движении по прямой гидроусилитель практически не участвует в работе и не сказывается на расходе топлива, так как при качении колес усилие сопротивления колес повороту незначительное, но благодаря следящему действию торсиона (его угловая жесткость специально подобрана) гидроусилитель всегда готов к работе.

Преимущества
Преимущество гидроусилителя руля заключается:
В легкости управления автомобилем с обеспечением повышенной безопасности, прежде всего отсутствием потери курсовой устойчивости автомобиля при внезапном выходе из строя (выстреле) шины одного из передних колес.
В демпфировании обратных ударов, т.е. в сглаживании рывков рулевого колеса при наезде на препятствие.
В повышении комфорта при вождении автомобиля и снижении утомляемости водителя.

Основное из достоинств ГУР:
«Чувство руля» — обратная связь в системе «водитель-автомобиль-дорога»

Техническое обслуживание
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 на автомобиле без гидроусилителя руля. Причиной полного отказа гидроусилителя чаще всего является обрыв приводного ремня насоса. Следует регулярно проверять состояние ремня, т.к. 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, когда автомобиль трогается 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, так как неподходящая жидкость может испортить все сальники в системе. Помните, что жидкость используется не только как рабочее тело гидравлической системы, но и как смазочный материал, очень важно, чтобы ее уровень не опускался ниже нормы, иначе насос может выйти из строя. Первыми признаками того, что работа устройства нарушена, является характерный жужжащий шум из моторного отсека, и затруднения поворота рулевого колеса впоследствии. Если вовремя восполнить объем жидкости вкупе с устранением нарушений герметичности гидроусилителя, то работоспособность устройства придет в норму. Иначе все может закончиться заменой насоса.

Следите также за чистотой жидкости. Удаление старой жидкости и промывка позволяют осуществить комплексную очистку всей системы гидроусилителя руля. Грязная или просроченная жидкость быстро разрушит насос и уплотнения гидравлической системы, расположенные на реечном механизме, что потребует потом дорогостоящего ремонта. Замена жидкости требуется крайне редко. Жидкость рекомендуем менять на СТО.

Также наиболее частой неисправностью гидроусилителей является течь жидкости. С таким дефектом автомобилям обычно не удается пройти ежегодный техосмотр. Регулярно осматривайте узлы системы со всех сторон для своевременного обнаружения возможных протеканий 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.

В случае неисправности насоса его можно отремонтировать, воспользовавшись ремонтным комплектом новых сальников. Замена сальников мало что исправит, если насос сильно изношен. Ремонт насоса или его замена не представит больших трудностей, если вы обратитесь к специалисту по гидроусилителям, чтобы он проверил его рабочее давление и правильно определил неисправность насоса.

Помните, Ваша внимательность к автомобилю напрямую влияет на его состояние. При возникновении каких-либо стуков, постороннего шума, утечек рабочей жидкости, следует в самое ближайшее время подъехать на СТО для диагностики. Любую неисправность лучше всего устранить на стадии её развития, пока она не привела к серьезной поломке ГУР.

Необходимо отметить, что многочисленные достоинства рулевой системы с гидроусилителем во много раз перевешивают проблемы, создаваемые ее возможными неисправностями.

Рекомендации по эксплуатации
Для того чтобы гидроусилитель не вышел из строя раньше времени, необходимо следить за его работоспособностью — если она в норме, усилие на руле будет значительно меньше, чем при выключенном двигателе, а также соблюдать требования инструкции по эксплуатации автомобиля и проводить следующие операции:

проверять уровень рабочей жидкости (спец.масла) в бачке;
следить за герметичностью системы и как можно быстрее устранять различные утечки;
проверять и при необходимости регулировать натяжение ремня привода;
заменять фильтрующий элемент и жидкость один раз в 2-3 года;
заменять жидкость, если его цвет изменился;

проводить диагностику 2 раза в год — оптимально это делать весной и осенью.
Практика показывает, что большинство случаев выхода из строя систем ГУР связаны не с производственными дефектами, а именно с нарушениями требуемых условий эксплуатации. Даже если вы производите все плановые ТО на официальных СТО вашего дилера, некорректная или небрежная эксплуатация автомобиля неизбежно приведет к выходу из строя системы ГУР. Поэтому, во избежание выхода их строя деталей гидроусилителя недопустимо:

удерживать рулевое колесо в крайнем положении более 5-10 секунд (например, при выезде с обочины, парковки и т.п.) — может вызвать перегрев рабочей жидкости и, как следствие, необратимое ухудшение её эксплуатационных характеристик, а также раскручивая двигатель при круто вывернутых колесах (крайнее положение вала рулевой рейки), вы существенно повышаете давление в системе ГУР, рискуя при этом выдавить или деформировать уплотнительные элементы системы, и тем самым вывести из строя насос ГУР;

длительно эксплуатировать автомобиль с неработающим насосом — приводит к быстрому износу деталей рулевого механизма и распределителя, так как они не рассчитаны на такой режим;

начинать движение на непрогретом автомобиле в сильные заморозки, а также по возможности избегать интенсивного руления при выезде с места стоянки – так как при низких температурах существенно возрастает вязкость рабочей жидкости, что затрудняет её протекание через клапаны, калиброванные отверстия и, в целом, повышает нагрузку на все элементы системы ГУР;

«запрыгивать» на бордюры – может повлечь за собой жесткий удар о бордюрный камень, связанно это с тем, что насос гидроусилителя руля способен развивать высокие давления и тем самым поддерживать заданное положение вала рулевой рейки, следовательно, система будет стараться сохранить колеса в заданном рулем положении, что фактически спровоцирует этот удар. Повреждения при этом могут быть самыми различными: начиная с разрушений внутри зубчатых зацеплений, приводов и шарниров рулевых тяг и заканчивая деформацией или заклиниванием рулевой рейки. Если вы не ощущаете нагрузки на руле — это вовсе не значит, что ваш автомобиль с легкостью преодолевает любые бордюры.

Если Вы будете соблюдать все правила, Вы существенно продлите срок эксплуатации системы ГУР вашего автомобиля.

А при появлении первых признаков неисправности системы ГУР необходимо установить причину и по возможности как можно быстрее ее устранить (см.раздел — неисправности и методы устранения).

Ремонт системы ГУР возможен только на станциях технического обслуживания или у дилеров, так как для ремонта этой системы необходимы знания и опыт квалифицированного персонала, а также необходимо специализированное высокоточное оборудование.

Что делать если при повороте рулевого колеса появляется вибрация?
Необходимо заменить шланг низкого давления 2110-3408026 на 2110-3408026/01 с измененной конструкцией. Рекомендуем приобретать данные изделия только у официальных дилеров, для исключения возможности приобретения контрафактной продукции. В противном случае вы рискуете не только сохранить дефект, но и получить дополнительные.

Что делать при выявлении течи шлангов высокого давления?
При выявлении дефекта течь шлангов высокого давления 2110-3408100-10, 2110-3408018-10 необходимо их заменить парой на 2110-3408100-20, 2110-3408018-20. Приобретать запчасти рекомендуем только у официальных дилеров, для исключения приобретения контрафактной продукции. В противном случае вы рискуете не только сохранить дефект, но и получить дополнительные.

Вопросы о масле в системе ГУР.
В системах ГУР производства ООО «Рулевые системы» одобрено к использованию рабочая жидкость Pentosin Hydraulic Fluid CHF 11S (Германия). Не допускается смешивать масла, имеющие разные свойства, характеристики, производителя, применение не одобренного масла приводит к снятию с гарантии системы ГУР. Не допускается попадания в масло мусора, пыли и прочих посторонних частиц. Повторно использовать рабочую жидкость не рекомендуется.
Прокачка системы на автомобиле ЛАДА Приора: заполнить масляный бак, не запуская двигатель прокрутить от упора до упора рулевое колесо 5-6 раз. Проверить уровень жидкости по щупу на пробке, при необходимости добавить. Запустите двигатель, на 5-10 сек. и остановить, снова проверить уровень жидкости при необходимости добавить до нормы. Система заполнена и прокачена.

Пенится масло, насос шумит, в масле пузырьки.
Насос ГУР хватает воздух. Требуется диагностика, а возможно и просто долив жидкости.

Цена на масло примерно 1000 рублитр. Но есть аналоги.

Устройство гидроусилителя руля

Сейчас практически все выпускаемые автомобили комплектуются гидравлическим усилителем рулевого управления (аббр. ГУР). Этот механизм позволяет значительно снизить усилие водителя на рулевое колесо при управлении авто, тем самым сделать вождение более комфортабельным.

Изначально ГУР устанавливался исключительно на грузовые авто и спецтехнику, поскольку сопротивления при изменении положения колес, особенно на малых скоростях движения на такой технике – очень большое, водитель попросту не мог повернуть управляемые колеса, не приложив значительного усилия.

Сейчас же ГУР устанавливается и на легковые авто. По-большому счету на легковушках требуемое усилие для поворота колес невелико и управление машиной, не укомплектованной ГУР, сложностей не вызывает. То есть, как бы этот механизм особо и не нужен, но у него есть одно очень положительное качество, благодаря чему, в большей части, усилитель и получил распространение на легковых авто. Сводится оно к тому, что ГУР позволяет сохранить прямолинейное движение автомобиля при взрыве шины ведущей оси, не забываем и о стремлении человека к максимальному комфорту.

Составные части усилителя. Виды ГУР

В общем, основной задачей усилителя на легковом авто является повышение безопасности, а уже потом только – обеспечение комфортабельности.

Устройство гидроусилителя руля включает в себя несколько основных составных элементов:

• насос;
• распределитель;
• силовой цилиндр;
• соединительные трубопроводы.

На технике использовалось два типа гидроусилителей:

1. Комбинированный (интегрированный).
2. Раздельный.

Комбинированный тип отличается тем, что распределитель и цилиндр интегрированы в рулевой механизм, что позволяет в значительной мере уменьшить металлоемкость конструкции и сделать ее более компактной. Благодаря этому он получил широкое распространение, в том числе и на легковых авто.

Раздельный тип применялся на ряде грузовых авто. Его особенность заключена в том, что силовой цилиндр – отдельный элемент, взаимодействующий с приводом рулевого управления. Но из-за такого решения, конструкция ГУР получилась более громоздкой, поэтому на легковых авто она не используется.

Из названия усилителя понятно, что основным рабочим элементом в этом механизме является жидкость. Поскольку она несжимаема, то при создании давления можно получить усилие, которое и будет выполнять требуемую функцию.

И давление это создается насосом. В более простой схеме механизма насос имеет ременной привод от коленчатого вала. Этот элемент конструкции может быть шестеренчатым (менее распространенный тип) или роторным (он же лопастной). Чаще всего на авто используется второй вариант.

Устройство насоса гидроусилителя роторного типа очень простое. Основными его элементами являются корпус с подающим и выходным штуцерами и вал, на одном конце которого установлен приводной шкив, а на другом – ротор с лопастями. Этот ротор располагается в камере особой формы — статоре (его роль выполняет корпус). За счет этой формы статора и обеспечивается нагнетание жидкости, которая затем подается на выходной штуцер, ведущий на распределитель.

Недостатком насоса, приводимого от коленчатого вала, является изменение создаваемого давления в зависимости от оборотов мотора. Из-за этого создаваемое ГУРом усилие на малых оборотах является недостаточным, а на высоких – чрезмерным, что приводит к появлению такого эффекта, как «пустой руль» («обратная связь» рулевого управления – отсутствует, поэтому информативность рулевого управления очень мала).

Чтобы устранить этот недостаток, в устройство насоса гидроусилителя включен регулятор давления, поддерживающий его в заданном значении. Функционирует он очень просто – при превышении давления, регулятор, смещаясь, открывает перепускной канал между подающим и выводным каналами и часть давления сбрасывается.

Распределитель

Жидкость под давлением, созданным насосом, подается на распределитель. В задачу этого составного элемента входит распределение потока жидкости в зависимости от положения рулевого управления. Наибольшее распространение на легковых авто получил золотниковый распределитель поворотного типа. Этот узел является промежуточным звеном между валом колонки и шестерней рулевого механизма.

Устройство распределителя рейки

Состоит распределитель из двух элементов – вала и поворотного золотника. Эти элементы насажены на торсион, который соединяет между собой вал колонки и шестерню.

К распределителю подходит подающий штуцер от насоса, обратка (по ней жидкость возвращается снова в насос) и два вывода, ведущих на силовой цилиндр.

Схема работы распределителя

Суть работы распределителя такая: при вращении руля сопротивление, идущее от колес, приводит к скручиванию торсиона, что в свою очередь обеспечивает проворот золотника относительно вала распределителя. Из-за этого одни каналы открываются, а вторые закрываются, то есть, происходит перераспределение потока жидкости.

Силовой цилиндр выполняет роль исполнительного элемента. В комбинированном типе ГУР он полностью интегрирован в рулевой механизм. В качестве поршня выступает рулевая рейка, на которой дополнительно имеется шайба с уплотнителями, а цилиндра – корпус. Поршень делит цилиндр на две камеры, соединенных трубопроводами с распределителем.

Принцип работы

А теперь о том, как это все взаимодействует между собой. ГУР является герметичным механизмом и жидкость в нем циркулирует по кругу. Но при определенных режимах количество жидкости меняется, поэтому такие перепады компенсируются за счет расширительного бачка (он же и заправочный). Обычно этот бачок располагается на насосе, но может быть и вынесенным.

В целом у ГУР есть два режима работы:

• Прямолинейное движение. В таком режиме золотник соединяет все подходящие к нему каналы. Жидкость в распределителе сразу подается в обратку и возвращается в насос. Также часть ее подается в обе камеры силового цилиндра, обеспечивая равное давление в них;
• Поворот. При вращении руля торсион скручивается, что приводит к смещению золотника относительно вала. Для примера, рассмотрим действие механизма при повороте направо. Итак, золотник провернулся, из-за чего соединяются подающий канал и ведущий на правую камеру гидроцилиндра. При этом левая камера соединяется с обраткой. Поток жидкости в правой камере начинает давить на поршень, из-за чего увеличивается усилие. Из левой же камеры, чтобы не возникло сопротивления давлению, жидкость перетекает через распределитель и поступает в насос. При этом, если руль повернут не до упора, а лишь частично и оставить в таком положении, торсион раскрутиться. Это приведет к возврату золотника в исходное положение – соединение всех каналов и давление в камерах силового цилиндра выровняется, но уже с учетом текущего положения рейки вместе с поршнем.

При повороте налево работа распределителя противоположна описанной. То есть, жидкость под давлением подается в левую камеру цилиндра. Как видно, основная работа у ГУР лежит на распределителе.

Положительные и отрицательные качества

Часть положительных качеств использования гидроусилителя в конструкции рулевого управления уже перечислены, но есть и другие. В целом, к достоинствам можно отнести:

• Повышение безопасности (ГУР позволяет удержать автомобиль при взрыве шины по время движения);
• Снижение усилия, требуемого для совершения или удержания маневра;
• Изменение передаточного числа рулевого механизма (для поворота колес на определенный угол требуется меньше вращать руль, чем в механизме без ГУР);
• Комфортабельность управления авто.

Недостатков же у усилителя меньше, но они достаточно существенны:

• ГУР – это дополнительный механизм, причем конструктивно сложный и требует обслуживания;
• Некоторые элементы очень чувствительны к загрязняющим частицам, поэтому нарушение эксплуатации может привести к поломке;
• Насос с приводом от коленчатого вала «забирает на себя» часть мощности мотора;
• Усилитель работает только при заведенном моторе.

Стоит отметить, что благодаря установке распределителя в рулевой механизм возможно продолжать движение даже в случае выхода из строя одного из элементов ГУР или разгерметизации. Торсион в любом случае будет передавать вращение от вала колонки на шестерню механизма, поэтому управление у авто сохраниться, но усилие на руле возрастет.

Еще одним недостатком такого механизма является зависимость от оборотов коленчатого вала. Решение этой проблемы, и следующим этапом развития ГУР стал электрогидравлический усилитель.

Его особенность заключается в том, что привод осуществляется от отдельного электромотора, который входит в конструкцию насоса. Это позволяет не только поддерживать давление в требуемом значении при всех режимах работы мотора, но еще и обеспечить работу ГУР даже при незаведенном двигателе.

Дополнительно электрогидравлический усилитель управляется ЭБУ. То есть, механизм подстраивается под конкретные условия движения, создавая оптимальное усилие на руле и обеспечивая точную передачу информации – «обратную связь». Для этого ЭБУ собирает данные от ряда датчиков, на основе которых он осуществляет управление насосом и распределителем.

Несмотря на то, что гидроусилитель конструктивно значительно сложнее, чем иной тип усилителя – электрический, благодаря обеспечению «обратной связи» он является более предпочтительным, поэтому он чаще и используется.

Штурвал по ветру: сравниваем усилители рулевого управления

Казалось бы, усилители рулевого управления делятся лишь на гидравлические и электрические. Однако у этого принципиального деления есть свои подвиды. Причем все они имеют эксплуатационные особенности и дарят различные ощущения при езде.

Удовольствие от вождения конкретного автомобиля сложно описать словами, но можно попытаться объяснить его конструктивными особенностями. Если говорить об информативности рулевого управления, то кроме архитектуры шасси автомобиля в целом важную роль играет тип его усилителя.

Неинформативный, или «ватный», руль, его плохой самовозврат, слабая обратная связь с дорогой и так далее — все эти моменты зависят в первую очередь от конструкции рулевой системы. Основополагающую роль здесь играют потери на трение и паразитный момент инерции.

рулевое управление

Эталонная система — гидравлический рулевой редуктор. Это механизм так называемого типа «винт — шариковая гайка». Зачастую его применяют на грузовом транспорте и автобусах, но раньше его также ставили и на дорогие седаны, например на Mercedes-Benz с кузовным индексом W124. Механизм отличается минимальным внутренним трением и дополнен гидравлическим усилителем. При повороте руля вращается входной вал редуктора с винтовыми канавками. Такие же сделаны и на внутренней части закрепленной на нем гайки. Вращение вала вызывает ее осевое перемещение. Внешняя часть гайки соединена зубьями с выходным валом редуктора. Таким образом, ее осевое перемещение вновь преобразуется во вращательное. Трение в паре «входной вал — гайка» снижено за счет циркуляции шариков в канавках. По сути, это подшипниковый узел.

Увы, с массовым приходом привычных рулевых реек внутренние трения неизбежно возросли, а с появлением электрических усилителей (электродвигателей) добавились еще и паразитные моменты инерции. С тех пор инженеры с переменным успехом пытаются привить современным механизмам ту эталонную информативность, присущую легковым рулевым редукторам.

Классический гидравлический усилитель руля (ГУР)

Даже в обычной механической рулевой рейке без усилителя есть приличное внутреннее трение. Больше всего потерь, как ни странно, в зубчатой паре «входной вал — рейка». Свое трение есть также в опорной втулке и сухаре. В случае рейки с гидравлическим усилителем сюда добавляются и сальники.

Классический ГУР

Дополнительные трения ухудшают самовозврат рулевого колеса и обратную связь с дорогой, делая руль ватным и неинформативным. Но инженеры отчасти нивелировали эти моменты. Они увеличили кастор на современных автомобилях (продольный наклон оси передних стоек) и поколдовали над гидравлической частью усилителя: изменили геометрию и характеристики золотниковых клапанов. Благо здесь бал правит только механика. Впрочем, человек, поездивший на легковом автомобиле с рулевым редуктором, все равно ощутит явную разницу.

При эксплуатации таких усилителей больше всего хлопот доставляет гидравлическая часть, например: течи сальников и внешних магистралей; износ насоса ГУР. Однако львиная доля проблем связана с неадекватным вмешательством. При банальной замене рулевых тяг сервисмены ленятся правильно установить пыльники, применяя вместо штатных металлических хомутов обычные пластиковые стяжки. В результате в рейку попадает влага, вызывая коррозию. В запущенных случаях ремонт будет уже невозможен и узел придется менять с сборе. Об этом мы подробно писали в материале про основные неисправности и ремонт рулевых реек. В целом, на сегодняшний день классический ГУР доставляет меньше всего хлопот и требует вменяемых затрат при ремонте по сравнению с остальными вариациями усилителей.

ЭГУР — электрогидравлический усилитель

ЭГУР — это лишь вариация схемы классического гидроусилителя с теми же самыми ощущениями при езде и проблемами в целом. Разница лишь в том, что вместо механического насоса применен электрический. В остальном это та же гидравлическая рейка и контуры. Однако при попытке копнуть глубже всплывает масса скрытых отличий, хороших и не очень.

В такой системе есть отдельный модуль управления. Беда в том, что он объединен в единый сборный узел с электромотором насоса и его гидравлической частью. На многих возрастных машинах герметичность такого бутерброда нарушается и в электронику попадает влага или даже само масло. Происходит это незаметно, и когда дело доходит до явных проблем в работе усилителя, то уже поздно пытаться что-то ремонтировать. Придется менять дорогостоящие элементы.

С другой стороны, у такой схемы со своим блоком управления, в отличие от классического ГУРа, есть важный плюс — своего рода «защита от дурака». Если по какой-то причине произойдет большая утечка масла из системы, то она сама отключит насос, предотвратив его скоропостижную смерть из-за работы на сухую. Как и в случае с классическим гидроусилителем, любая кровопотеря не влечет износа элементов в самой рейке.

Электрический усилитель (ЭУР), встроенный в рулевую колонку

С появлением элекрических усилителей в чистом виде к потерям на трение в рулевых механизмах добавился паразитный момент инерции. Вместо гидравлики и насоса пришли электродвигатели, встроенные в саму рейку или стоящие вне ее. Благодаря их вращению в ту или иную сторону осуществляется помощь при повороте руля. Однако ротор любого электродвигателя имеет свою массу и, следовательно, момент инерции. Поэтому его невозможно мгновенно остановить и изменить направление вращения. Электронике нужно время, чтобы адаптироваться. Этот момент выражается во временном дополнительном сопротивлении на руле, когда человек резко меняет направление его вращения на ходу.

Вдобавок большая часть схем усилителя с электромотором снабжена еще и червячным редуктором. В частности, это касается систем, где ЭУР встроен в рулевую колонку. Из-за этого дополнительно возрастают потери на трение. В результате информативность руля падает еще сильнее, чем в случае с гидроусилителем. Настроить электронику так, чтобы существенно нивелировать подобный недостаток, невозможно. Поэтому человек, пересевший с автомобиля с ГУРом за ЭУР, сразу почувствует разницу и, вероятно, будет разочарован.

В схеме с элементами усилителя в рулевой колонке мы имеем обычную механическую рейку. Простота ее конструкции гораздо предпочтительнее сложного и технологичного гидроузла. Однако и у этой медали есть обратная сторона. В случае возникновения внутренней коррозии обычная рейка будет молчать до последнего, пока валы катастрофично не сгниют и ремонтировать будет уже нечего. Гидравлический же узел очень быстро начнет течь из-за износа сальников, и восстановление будет стоить вменяемых денег.

В защиту такого типа ЭУРа можно добавить, что электронная часть в рулевой колонке отказывает крайне редко. А по ресурсу система, в целом, сопоставима с привычным гидравлическим собратом.

Электрический усилитель (ЭУР) с червячным приводом, встроенным в рулевую рейку

Этот вид открывает группу полноценных электрических реек со встроенными элементами усилителя. По сути, такой ЭУР имеет те же негативные особенности при езде, что и в предыдущем примере. Величина паразитных потерь на трение и моментов инерции схожа.

В процессе эксплуатации тяжесть неисправностей и стоимость ремонта увеличивает то, что все элементы усилителя встроены в рейку.

Устройство и принцип работы гидроусилителя рулевого управления

В настоящее время сложно себе представить автомобиль не оснащенный усилителем рулевого управления. Усилитель может быть электрическим (ЭУР), гидравлическим (ГУР) или электрогидравлическим (ЭГУР). Однако гидроусилитель рулевого управления остается наиболее распространенным типом на данный момент. Он устроен таким образом, что даже при его выходе из строя сохранится возможность управления автомобилем. В этой статье мы разберем его основные функции и подробно узнаем, из чего он состоит.

Функции и назначение ГУР

Гидравлический усилитель руля (ГУР) представляет собой элемент рулевого управления, в котором дополнительное усилие при повороте рулевого колеса образуется за счет гидравлического давления.

Для легковых автомобилей главное назначение ГУР – обеспечение комфорта. Управлять транспортным средством, оснащенным гидравлическим усилителем руля, легко и удобно. К тому же водителю не нужно для совершения маневра делать рулем полных пять-шесть оборотов в сторону поворота. Такое положение вещей особенно актуально при парковке и маневрировании на узких участках.

Сохранение управляемости автомобилем и смягчение ударов, передающихся на руль в результате наезда управляемых колес на неровности дороги, — еще она важная функция гидроусилителя.

Требования к гидроусилителю

Для эффективной работы ГУР к нему предъявляют следующие требования:

• надежность системы и бесшумность при работе;
• простота обслуживания и минимальный размер устройства;
• технологичность и экологическая безопасность;
• небольшой поворотный момент на колесе с автоматическим возвратом в нейтральное положение;
• легкость и плавность рулевого управления;
• обеспечение кинематического следящего действия – соответствие между углами поворота управляемых колес и руля;
• обеспечение силового следящего действия – пропорциональность между силами сопротивления повороту управляемых колес и усилием на руле;
• возможность управления автомобилем при выходе системы из строя.

Устройство гидроусилителя руля

Гидроусилитель руля устанавливается на рулевой механизм любого типа. Для легковых автомобилей наибольшее распространение получил реечный механизм. В этом случае схема ГУР следующая:

• бачок для рабочей жидкости;
• масляный насос;
• золотниковый распределитель;
• гидроцилиндр;
• соединительные шланги.

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

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

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

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

Насос гидроусилителя

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

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

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

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

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

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

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

Распределитель ГУР

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

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

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

Гидроцилиндр и соединительные шланги

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

Схема циркуляции жидкости в гидроусилителе

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

Принцип работы гидроусилителя руля

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

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

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

Периодичность замены жидкости в ГУР

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

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

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

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

Преимущества и недостатки гидроусилителя рулевого управления

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

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

К недостаткам ГУР можно отнести следующие:

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

Заключение

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

Насос гидроусилителя руля: сила для комфортного управления

В каждом современном автомобиле обязательно есть гидроусилитель руля. Давление рабочей жидкости для работы ГУР создается специальным насосом — о назначении насоса гидроусилителя, существующих сегодня типах насосов, их устройстве и работе, а также о техническом обслуживании и ремонте читайте в статье.

Общее устройство гидроусилителя руля

В любом современном автомобиле и колесном тракторе обязательно присутствует система, которая многократно облегчает труд водителя — гидроусилитель руля (ГУР). Усилитель, встроенный непосредственно в рулевое управление, позволяет водителю тратить меньше сил при повороте руля, повышает управляемость и безопасность транспортного средства в любых условиях.

Устройство ГУР зависит от его типа, в настоящее время можно выделить три основных типа гидроусилителей:

• ГУР с раздельным рулевым механизмом и силовым гидравлическим элементом;
• ГУР с совмещенным рулевым механизмом и силовым гидравлическим элементом;
• Реечный ГУР, совмещенный с тягами рулевого привода.

В гидроусилитель с раздельным рулевым механизмом и силовым элементом входит насос, распределительное устройство, силовой гидравлический цилиндр, бачок для рабочей жидкости, система трубопроводов и некоторые вспомогательные элементы. В этом случае силовой цилиндр соединяется с рулевым приводом или непосредственно с колесами, а в штатное рулевое управление вносятся незначительные изменения.

В гидроусилитель с совмещенным рулевым механизмом и силовым элементом входит рулевой механизм с интегрированным распределительным устройством и гидроцилиндром, насос, бачок, трубопроводы и дополнительные элементы. Как и в первом случае, рулевое усилие передается на рулевой привод с помощью дополнительной тяги.

Реечные ГУР — это дальнейшее развитие гидроусилителей с совмещенным рулевым механизмом и силовым элементом. В состав рейки входят поперечные рулевые тяги, а в качестве редуктора используется пара “шестерня-рейка” (откуда данный механизм и получил название). Обычно рейки используются на переднеприводных легковых автомобилях, хотя в последние годы эти механизмы все чаще ставятся на коммерческие грузовики и микроавтобусы.

Во всех этих типах ГУР используются принципиально одинаковые насосы, о которых нужно рассказать подробнее.

Назначение и место насоса в системе ГУР

В системе гидроусилителя в качестве рабочей жидкости используется масло, которое подается к исполнительному механизму под давлением. Насос ГУР как раз и необходим для создания рабочего давления масла в системе.

Насос ГУР устанавливается на силовой агрегат транспортного средства, для чего предусмотрен специальный кронштейн или привалочная поверхность. Привод насоса осуществляется от коленчатого вала двигателя, привод может быть одного из двух типов:

• Клиноременная передача;
• Шестеренчатая передача.

Клиноременный привод в свою очередь бывает трех видов:

• Один клиновый ремень;
• Сдвоенный клиновый ремень;
• Поликлиновый ремень.

Привод с помощью одного клинового ремня сегодня применяется нечасто, его можно встретить на автомобилях ГАЗель, ВАЗ-2121 и т.д. Привод сдвоенным ремнем чаще используется в отечественных грузовых автомобилях. Поликлиновый ремень применяется на легковых автомобилях, микроавтобусах и коммерческих грузовиках.

Шестеренчатый привод насоса ГУР применяется на грузовиках. Он более сложен, так как двигатель должен изначально разрабатываться под определенный тип насоса. Привод насоса в этом случае тоже осуществляется от коленчатого вала, однако непосредственно крутящий момент на шестерню насоса передается от одной из шестерен привода агрегатов двигателя.

Несмотря на разнообразие насосов, все они имеют принципиально одинаковое устройство.

Типы и устройство насосов, используемых в гидроусилителях

В настоящее время наибольшее распространение получили лопастные (пластинчатые или шиберные) насосы двойного действия (в маркировке насосов отечественного производства обычно присутствуют буквы “Л” или “Ш”). Такие насосы наилучшим образом работают с вязкой несжимаемой жидкостью, обладают высокой производительностью и надежностью, и при всем этом имеют довольно простое устройство.

Основу насоса составляют три компонента — ротор с подвижными пластинами, статор и распределительный диск. Ротор вставлен внутрь овального отверстия статора, и вся эта конструкция устанавливается на герметичный корпус или крышку корпуса насоса. С противоположной стороны ротор и статор закрыты распределительной пластиной с расположенными особым образом окнами. Ротор насажен на вал, через подшипники установленный в корпусе, снаружи насоса вал заканчивается шкивом или шестерней. Пакет из корпуса, статора и крышки стягивается четырьмя болтами.

В насосе присутствует ряд дополнительных компонентов — несколько клапанов (перепускной, предохранительный или нагнетательный), датчики, сальники и уплотнительные кольца, штуцеры, патрубки и т.д.

Необходимо отметить, что сегодня существует два типа насосов ГУР, отличных компоновкой и размещением масляного бачка:

• С бачком, установленным на насосе;
• С вынесенным бачком (ставится в моторном отсеке).

В грузовых автомобилях КАМАЗ, ГАЗ, ЗиЛ и других широко используются насосы ГУР, интегрированные с бачком. Но сегодня больше распространены насосы с вынесенным бачком, что обусловлено удобством компоновки агрегатов на двигателе и в моторном отсеке, а также удобством обслуживания гидроусилителя.

Принцип работы насоса ГУР

Работает лопастной насос довольно просто. Ротор, вставленный в статор с овальным отверстием, образует две замкнутых серповидных полости, в которые выходят под два окна — через одно из них масло подается из бачка, а через другое оно под давлением выходит в систему. Лопасти (шиберы) установлены в ротор с некоторым зазором (без натяга), поэтому могут свободно перемещаться по пазам ротора вверх и вниз.

При вращении ротора лопасти под действием центробежной силы выдвигаются из своих пазов и упираются в статор, в результате чего между лопастями образуется ряд герметичных полостей. Так как статор имеет овальную форму, то при вращении ротора объем полостей постоянно изменяется — именно на этом и основа принцип действия насоса.

Окно подачи масла на ротор расположено на участке расширения полости статора, здесь оно захватывается расширяющейся полостью между двумя соседними пластинами. Поступление масла в полости обеспечивается их расширением — при увеличении объема образуется разрежение воздуха, в результате которого масло засасывается в полость, полностью заполняя ее. Этот же эффект обеспечивает и поступление нового масла из бачка в насос.

При дальнейшем движении полость с маслом покидает впускное окно и становится герметичным. Но вскоре начинается сужающийся участок статора, на котором лопатки вжимаются в ротор и объем полости уменьшается. Так как полость герметична, масло сжимается, а его давление растет. В определенный момент полость подходит к выпускному окну, и масло под давлением уходит через него в систему. Некоторая часть масла под давлением подается в пазы лопастей ротора, чем обеспечивается более надежный прижим лопастей к стенкам статора.

Так как отверстие в статоре имеет овальную форму, то серповидные полости образуются с двух сторон от ротора, и в каждой из них происходят описанные выше процессы. Именно поэтому насосы такой конструкции названы насосами двухстороннего действия.

Выпуск масла из насоса осуществляется через калиброванное отверстие, имеющее ограниченную пропускную способность. При увеличении частоты вращения коленчатого вала производительность насоса ГУР возрастает, однако все масло не успевает выйти через калиброванное отверстие, оно по каналу поступает к перепускному клапану, при достижении критического давления клапан открывается и направляет масло либо на впуск насоса, либо в бачок. Это предотвращает неконтролируемый рост давления в системе на высоких оборотах мотора.

Однако давление может возрастать не только из-за роста частоты двигателя, но и по другим причинам — из-за различных засорений или поломок. При чрезмерном росте давления в насосе открывается предохранительный клапан, который также отводит рабочую жидкость на впуск насоса или в бачок. В современных насосах для управления клапанами зачастую используются датчики и электрические приводы.

Вопросы обслуживания и ремонта насосов ГУР

Насос ГУР нуждается в минимальном обслуживании — необходимо следить за появлением утечек, креплением насоса и натяжением его ремня. Обычно насос служит несколько сотен тысяч км пробега и требует вмешательства только при появлении неисправностей.

Наиболее часто в насосе возникают следующие неисправности: износ подшипников, ротора и лопастей, залипание или полная потеря работоспособности клапанов, износ уплотнителей. Все это проявляется ухудшением работы усилителя, а износ деталей выдает себя стуками и повышенным шумом. Также для насоса вредно понижение уровня масла и завоздушивание системы, это тоже проявляется повышенным шумом.

Неисправный насос ГУР, особенно с износом деталей, проще всего заменить в сборе, а большинство современных насосов и вовсе не предусматривают разборки и ремонта. После замены насоса обязательно производится удаление воздуха из системы, и после несложной регулировки ГУР начинает нормально работать.

Прокачка ГУР

Прокачка ГУР и его системы проводится при замене рабочей жидкости, завоздушивании, которое может быть результатом неисправности или выполнения ремонтных работ. Попавший внутрь воздух не только снижает эффективность работы гидроусилителя, но и может вызвать серьезные поломки, в частности, выход из строя насоса ГУРа. Поэтому прокачку гидроусилителя необходимо проводить в строгом соответствии с существующей технологией.

Признаки неисправностей в системе ГУР

Существует несколько признаков завоздушивания системы ГУР, при котором необходимо провести его прокачку. Среди них:

• появление сильного шума в районе установки ГУР или его насоса;
• увеличение давления на рулевом колесе, затруднения при его повороте;
• подтекание рабочей жидкости из системы гидроусилителя.

Кроме этого, существуют еще несколько признаков, свидетельствующих о завоздушивании системы — возникновение пены на поверхности рабочей жидкости в расширительном бачке, самопроизвольные повороты рулевого колеса в одну из сторон. Если вы столкнулись хотя бы с одним из описанных признаков — значит, вам необходимо прокачать гидроусилитель руля.

Как прокачать ГУР

Как залить масло и прокачать ГУР

Процедура замены жидкости и прокачки ГУР выполняется в строгом соответствии с существующим алгоритмом. Некоторые автопроизводители могут вносить в него свои особенности. Если у вас есть мануал к вашему автомобилю, рекомендуем ознакомиться с соответствующим разделом. В общих же чертах шаги необходимо выполнять в такой последовательности:

• Полностью поднимите автомобиль на подъемнике или вывесите его передние колеса.
• При необходимости выполните слив старой жидкости из расширительного бака. Для этого следует снять возвратный шланг (идущий в систему ГУРа) с расширительного бачка и поставить на него заглушку, чтобы жидкость из шланга не выливалась. К освобожденному кранику на бачке присоединяют шланг, идущий к пустой бутылке, куда предполагается сливать старую гидравлическую жидкость.
• Основной объем жидкости удобнее всего откачивать шприцом и сливать в отдельную бутылку. Когда жидкости останется совсем мало переходим к следующему пункту.
• Провести заливку рабочей жидкости в расширительный бак до верха.
• Далее следует покрутить рулевым колесом из стороны в сторону (от упора до упора) несколько раз с тем, чтобы через шланг вытекла оставшаяся в системе старая жидкость. Поскольку новая жидкость вытесняет старую, не забываем следить за уровнем масла в бачке, чтобы в шланг не попал воздух.
• При падении уровня жидкости вновь доливаем ее.
• Запустите двигатель на 2-3 секунды и заглушите. Это делается для того, чтобы жидкость начала распространяться по системе.

Откачка масла шприцом

• Далее следует долить рабочую жидкость в бачок до уровня отметки MAX и повторить процедуру с запуском двигателя. Этот цикл повторить 3-5 раз.
• Сигналом к прекращению прокачки является тот факт, что в сливную бутылку перестает попадать воздух из возвратного шланга. Это означает, что в гидравлической системе воздуха больше не осталось, а бачок попадает свежая чистая жидкость.
• После этого нужно установить на место возвратный шланг (подсоединить к расширительному бачку, где он был изначально установлен).
• Вновь наполнить бачок до уровня MAX, после чего запустить двигатель.
• Для прокачивания гидроусилителя необходимо 4-5 раз медленно покрутить рулем от левого до правого упора. В местах упоров делать паузы на 2-3 секунды. Если воздух остался, он должен выйти в расширительный бак. В процессе проверки следим за тем, чтобы насос не издавал посторонних шумов.
• Сигнализатором того, что прокачка закончилась, будет отсутствие на поверхности жидкости в бачке воздушных пузырьков.
• После этого плотно закройте расширительный бак.

Прокачка системы ГУР

Прокачку системы также можно осуществлять без запуска двигателя, “на холодную”. Для этого достаточно вращать рулем от левого до правого упоров. При этом старая жидкость и воздух выходят из системы. Однако большинство автопроизводителей все же советуют прокачивать систему с запущенным двигателем.

Уровень жидкости в бачке должен находиться между отметками MIN и MAX. Помните, что при нагреве жидкость расширяется, поэтому не следует наливать ее сверх имеющейся отметки.

Характерные неисправности гидроусилителя руля

Неисправности в работе гидроусилителя легко опознать по характерным признакам. Среди них:

• Туго поворачивается рулевое колесо. Вероятные причины — выход из строя насоса ГУР, использование неподходящей рабочей жидкости, залипание каналов золотникового механизма.
• При вывернутом до упора рулевом колесе (в любую сторону) в процессе езды слышен звук высокой частоты (похожий на свист). Вероятная причина — прослаблен приводной ремень.
• Рулевое колесо поворачивается рывками. Вероятные причины неисправности — несоответствие рабочей жидкости спецификации, заявленной производителем, неисправность распределяющего жидкость механизма, неисправность насоса.
• Наличие интенсивного пенообразования в расширительном бачке. Вероятные причины — смешивание жидкостей разных типов, неисправность насоса ГУР.
• При работающем двигателе происходит самопроизвольный поворот рулевого колеса в любую сторону. Вероятная причина — неисправная работа золотникового механизма, чаще всего, засорение его рабочих каналов, неверная сборка (например, после установки ремкомплекта).

Рекомендации по эксплуатации и обслуживанию ГУР

Для того чтобы гидроусилитель руля и его система работали в штатном режиме, а также для продления срока их эксплуатации необходимо придерживаться нескольких несложных правил:

• использовать рабочие жидкости, рекомендованные автопроизводителем, а также проводить их своевременную замену (большинство автопроизводителей рекомендуют производить замену жидкости ГУР через каждые 60. 120 тысяч километра пробега, или один раз в 2 года, это зависит от стиля вождения и интенсивности эксплуатации автомобиля);
• выполнять прокачку системы ГУР в строгом соответствии с описанным выше алгоритмом (или соблюдая отдельные требования, если таковые предъявляет производитель автомобиля);
• следить за состоянием пыльника рулевой рейки, поскольку если он будет порван, то пыль и грязь попадут в систему, что приводит к выходу из насоса ГУР. Признаком уже случившийся проблемы является гул гидроусилителя, который не устраняется даже заменой жидкости.

Стоимость замены жидкости и прокачки ГУРа

Если вы планируете проводить работы по замене жидкости и прокачке ГУРа самостоятельно, то вам необходимо будет купить лишь масло в объеме от 1 до 3 литров (с учетом промывки, при этом объем системы ГУРа легкового автомобиля составляет до 1 литра). Цена жидкости зависит от марки и магазина. Она находится в пределах 4. 15$ за один литр. Если же вы не хотите или не можете самостоятельно выполнять подобные работы — обратитесь за помощью на СТО. Приблизительные цены на январь 2017 года составляют:

• работа по замене жидкости — 1200 рублей;
• прокачка ГУРа — 600 рублей.

Заключение

Прокачка гидроусилителя — несложная процедура, с которой может справиться даже неопытный автовладелец. Главное, придерживаться последовательности действий, рассмотренной выше. Также необходимо обязательно использовать рабочую жидкость с рекомендованными производителем характеристиками. При появлении малейших признаков неисправности системы ГУР необходимо провести профилактические процедуры. В противном случае система может выйти из строя, что грозит не только ремонтом но и потерей контроля над автомобилем на дороге.

ГУР: что это такое в автомобиле

Опытным автолюбителям, конечно же, хорошо известно, что такое ГУР в автомобиле, однако новичкам та информация, которую они смогут получить, прочтя текст, расположенный ниже, наверняка даст достаточно подробный и вполне конкретный ответ на этот вопрос. Если говорить в общем и целом, не особенно вдаваясь в подробности, то ГУР необходим для того, чтобы существенно облегчить рулевое управление автомобилем, причем любого типа: обычной легковой малолитражкой, внедорожником или грузовиком. Расшифровывается эта аббревиатура, как «гидроусилитель рулевого управления» и достаточно полно раскрывает суть действия устройства.

Что такое ГУР и зачем он нужен?

Все, кто хоть раз сидел за рулем автомобиля, который не оборудован гидроусилителем (или же электроусилителем) рулевого управления, наверняка замечали, что на малой скорости для поворота рулевого колеса приходится прилагать немалые усилия. В то же самое время если авто движется на достаточно значительной скорости, то наблюдается обратный эффект: руль поворачивается чрезмерно легко, практически безо всяких усилий. Это создает немалые неудобства при управлении автомобилем (особенно неопытными водителями) и, как свидетельствует опыт и статистика, нередко вызывает аварийные ситуации.

Именно поэтому конструкторы еще на заре автомобилизации задумались о том, как же можно нивелировать этот недостаток. В итоге в 1925 году американец Фрэнсис Дэвис догадался поставить на свой личный автомобиль Pierce-Arrow Roadster гидроусилитель рулевого управления. Следует заметить, что конструкция этого устройства уже тогда отнюдь не была какой-то инновацией: дело в том, что задолго до средины двадцатых годов прошлого века гидравлические усилители уже активно использовались на морских судах.

Как устроен ГУР и как он работает?

Как устроен ГУР

Конструктивно практически любой гидроусилитель рулевого управления автомобиля состоит из таких основных частей, как:

• Насос;
• Распределитель;
• Гидроцилиндр;
• Соединительные шланги;
• Бачок.

Гидравлический насос предназначен для того, чтобы создавать в системе гидроусилителя руля необходимое давление и обеспечивать циркуляцию по ней рабочей жидкости (в ее качестве чаще всего выступает масло). В современных автомобилях чаще всего используются гидравлические насосы пластинчатого типа, поскольку они имеют высокий КПД и отличаются длительным сроком эксплуатации. Практически всегда привод к ним осуществляется при помощи ременной передачи от коленчатого вала двигателя автомобиля.

Распределитель, как нетрудно догадаться из его названия, необходим для того, чтобы распределять рабочую жидкость и направлять ее в строго определенные полости гидроцилиндра, а также в бачок. Специалисты различают две разновидности распределителей: осевые и роторные. Если его золотник совершает вращательные движения, то распределитель является роторным, а если поступательные — то осевым. Сам распределитель может размещаться и непосредственно на валу с рулевым механизмом, и среди элементов рулевого привода.

Гидроцилиндр предназначен для того, чтобы под воздействием давления рабочей жидкости (масла) приводить в движение поршень и шток. Этот элемент ГУР или же встраивается непосредственно в рулевой механизм, или же устанавливается между приводом и кузовом автомобиля.

Что касается соединительных шлангов, то они необходимы для того, чтобы обеспечить свободный ход рабочей жидкости по всему механизму. Эти элементы конструкции принято подразделять на шланги низкого и высокого давления. Первый используются для возврата рабочей жидкости после отработки, а по вторым она следует между такими элементами ГУР, как насос, цилиндр и распределитель.

ГУР в работе. В верхней части показано, как золотник распределяет гидравлическую жидкость.

Бачок в системе ГУР представляет собой ни что иное, как емкость, в которой хранится рабочая жидкость (масло), и через которую она циркулирует. В нем имеется специальный фильтр очистки, а также щуп, который необходим для того, чтобы проверять уровень рабочей жидкости.

Принцип работы всех гидроусилителей рулевых механизмов, вне зависимости от особенностей их конструкции, практически одинаков. Если руль находится в центральном положении, то в таком же располагается и центральный золотник ГУР, который удерживают специальные пружины. При этом обеспечивается совершенно свободное перемещение рабочей жидкости по всей системе. Ее циркуляцию обеспечивает работающий насос. Когда происходит поворот руля, золотник перемещается и перекрывает сливную магистраль, в результате чего рабочая жидкость подается в одну из полостей цилиндра под давлением. Это приводит к тому, что под ее воздействием поворачивают и корпус распределителя, и колеса в ту сторону, в которую движется золотник. В тот момент, когда корпус распределителя «настигает» этот самый золотник, подача рабочей жидкости под давлением в цилиндр прекращается, и это означает, что поворот уже выполнен. Руль возвращается в нейтральное положение, золотник — тоже, и через него рабочая жидкость сливается в магистраль.

Читайте также: Почему гудит ГУР при повороте руля на месте и на скорости.

Признаки неисправности и типичные поломки

Гидроусилитель рулевого управления автомобиля представляет собой достаточно сложную по своей конструкции систему, и, несмотря на то, что отличается высокой надежностью, порой может выходить из строя. О том, что ГУР неисправен, можно определить по целому ряду признаков. Основными из них являются следующие:

• Во время вождения на рулевом колесе чувствуются сильные толчки;
• Для поворота рулевого колеса необходимо прилагать серьезные усилия, или же оно, наоборот, поворачивается чрезмерно легко;
• Руль вибрирует, «шумит» или же с трудом возвращается в исходное положение;
• Рулевое колесо время от времени поворачивается самостоятельно.

Как показывает практика, в тех случаях, когда на рулевом колесе ощущаются сильные толчки, причина чаще всего кроется в приводном ремне ГУР: он имеет очень слабое натяжение. Если это так, натяжение требуется восстановить, или же поменять старый, растянутый от времени ремень.

Если рулевое колесо поворачивается с трудом, то, скорее всего, проблема кроется или в том же приводном ремне, или в том, что в бачке содержится недостаточное количество рабочей жидкости. Поэтому необходимо проверить, соответственно, натяжение ремня и уровень масла, а также бачок и соединительные шланги на наличие трещин и возможных утечек.

Если руль вибрирует или «шумит», то, скорее всего, ослабли соединения трубок ГУР. В тех же случаях, когда руль периодически поворачивается самостоятельно, без участия водителя, чаще всего плохо работает насос, и поэтому следует проверить в первую очередь именно его.

Следует заметить, что гидроусилитель руля автомобиля лучше всего не ремонтировать самостоятельно, а обратиться на станцию технического обслуживания. Там опытные специалисты проведут тщательную диагностику ГУР и оперативно устранят все выявленные неисправности. Самостоятельный же ремонт чаще всего оборачивается тем, что гидроусилитель рулевого управления автомобиля начинает работать еще хуже, чем до его проведения.

Читайте также: Скрип при повороте руля на месте или в движении.

Видео на тему ГУР

Гидроусилитель руля: назначение и устройство

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

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

• насос;
• распределитель;
• силовой цилиндр;
• бачок и соединительные шланги.

Рейки с силовыми цилиндрами и насосы Устройство насоса Распределительный золотниковый клапан Схема ГУР Работа золотникового клапана

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

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

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

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

Принцип действия

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

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

Преимущества и недостатки

К перечисленным выше преимуществам ГУРа можно добавить смягчение ударов, передаваемых на руль от неровностей дороги и более четкое удержание автомобиля на выбранной траектории. Каким образом это происходит? Если, наехав на препятствие, колеса стремятся повернуться в сторону, это вызывает смещение рулевой рейки, ведущей шестерни и закручивание нижней части торсиона. Срабатывает золотниковый клапан, но “в обратную сторону”, так как усилие пришло не от руля, а от колес. Поэтому система будет не способствовать повороту колес, а противодействовать ему. То же самое происходит и при внезапном проколе шины: ГУР помогает автомобилю сохранять траекторию, а водителю – удержать руль в руках. Таким образом, усилитель повышает безопасность движения, а за счет повышения комфортности вождения снижает утомляемость водителя.

А теперь о недостатках. Во-первых, постоянно работающий насос отбирает часть мощности двигателя, даже когда ГУР не задействован. Причем производительность насоса должна быть такой величины, чтобы обеспечить легкий поворот колес на стоящем автомобиле – когда сопротивление максимально. Но ведь большую часть времени автомобиль движется, и усилий для поворота колес при этом нужно намного меньше! Вот и получается, что значительная часть отобранной у двигателя мощности пропадает впустую.

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

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

Электрогидравлический усилитель

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

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

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

Настраивая программу работы блока управления, можно адаптировать ЭГУР к различным моделям автомобилей. Более подробно о конструкции и принципе действия электрогидравлического усилителя можно прочитать здесь (формат PDF).

Принцип работы гидроусилителя руля

Гидроусилитель руля (аббревиатура ГУР) — знакома большинству автолюбителей. Относится она к основной части рулевого механизма. Раньше управление машиной, было очень утомительным занятием, так как приходилось при резкой смене траектории напрягаться для поворота рулевого колеса, особенно это было проблематично на грузовых машинах. Конструкторы, которые всегда совершенствуют детали для удобства, комфорта и безопасности, обратили на это внимание, поэтому рулевое колесо стало не исключением. Чтобы свисти усилие к минимуму, была придумана система гидроусилителя руля.

Основным его предназначением, как и было, задумано выступает, комфортное управление машиной в момент движения, но есть и другие не менее важные заслуги, такие как:

• сохранение «обратной связи»;
• обеспечение устойчивости на дороге;
• повышение безопасности. То есть происходит контроль над ТС после повреждения передней шины и возможность увильнуть от столкновения;
• позволяет «чувствовать» дорожное полотно и создает кинематическое следящее действие;
• уменьшает передаточное отношение рулевой системы, что повышает маневренность;
• продлевает время службы деталей рулевого узла.

По конструкции ГУР компактны и могут поглощать удары, с вибрацией отходящие от дорожного полотна на рулевое колесо. Во время использовании они совершенно бесшумны. С их появлением езда стала безаварийной, даже число парковочных мест снизилось вдвое. Имея в авто гидроусилитель сложные повороты и многоразовые маневры стали даваться на ура. Однако многие не знают принципа работы установленного штатного гидроусилителя, а когда транспортное средство уводит в сторону они пытаются разрешить ситуацию на «сход-развале» делая это неверно. Естественно, бывалые развальщики легко могут выставить углы установки колес для правильного «сопротивления» увода машины вбок, если гидроусилитель неисправен.

Чтобы устройство не подводило и надежно выполняло все предписанные задачи нужно своевременно посещать сервисные центры для диагностики.

Шаг в историю

Так как первые машины по конструкции были не увесистыми и с узкими колесами, то для поворота руля не требовалось особых усилий. Но с появлением первых грузовых автомобилей вращать колеса многотонного грузовика, оказалось занятием достаточно трудоемким, а то и вовсе не посильным. Тут-то и потребовалось уменьшить диаметр «баранки» и изменить устройство рулевой рейки. Изобрел и запатентовал гидроусилитель впервые Фредерик Ланчестер. Сначала, благо автомеханики распространилось только на карьерные самосвалы, пожарные и грузовые машины. Предвестники пневмоусилители — были несложными и подпитывались от компрессора уже существующих пневматических тормозов.

Только в 20-х годах XX-го века компания Rolls-Royse оснастила гидроусилителем машину-визитку Phantom. Понятное дело, гидравлические усилители были сложнее, чем уже существующие пневматические. Но попытка не увенчалась успехом, и эксперимент был отложен на несколько лет. Дальше уже во время Второй мировой войны англичане вновь ввели в работу ГУР, установив его на большие бронированные автомобили. И уже спустя пять лет технология плотно закрепилась в европейском и американском автопроме. С тех пор устройство не претерпевало принципиальных изменений. Сегодня разнообразие системы ГУРа впечатляет, помимо него существуют еще две удивительных технологии облегчающие эксплуатацию транспортных средств – Электроусилитель и Электрогидроусилитель.

Разновидности гидроусилителей

Утверждать, что ГУР в стандартном исполнении крайне необходим нельзя. Он полезен только в определенных моментах. Конечно, он позволяет с успехом маневрировать в городских условия, но вот на открытой трасе при высокой скорости пользы от него вовсе нет. С возрастанием скорости перестаёшь «чувствовать» дорогу, что популярно особенно в зимний период.

Чтобы, как-то перекрыть изъян, было предпринято установить рулевую рейку с переменным придаточным отношением. Однако попытка была безуспешной спасла ситуацию электроника, которая выступила модификацией гидроусилителя. Она сочетает не только комфорт, но и информативность руля. Электрогидроусилитель руля (ЭГУР) служит по тому же принципу, отличия — прибавка электронного блока и исполнительного электроклапана.

Гидроусилитель руля: устройство и принцип работы

Чтобы понять, как устроена конструкция ГУРа, рассмотрим схему гидроусилителя рулевого управления, состоящую из таких частей, как:

1. Силовой гидроцилиндр двойного действия помещен в рулевую часть, где стоит межу деталями привода и кузова. Соединен он с золотниковым управляющим узлом и гидроцилиндром. Основная заслуга — преобразование давления жидкости в перемещение поршня и штока, помогающих двигать колеса в необходимое направление.
2. Насос прикрепляется на двигателе, а его привод от коленчатого вала осуществляется ременной передачей от шкива коленчатого вала. Требуется для сформирования давления масла. Более распространены конструкции лопастого типа, потому что у них хорошее КПД.
3. Рабочая жидкость содержится в бачке, там же имеется фильтр, крышка с щупом для замера уровня. Функция масла смазывать трущиеся детали и передавать усилие от насоса к гидроцилиндру.
4. Бачок, наполненный гидравликой, чтобы содержать его в чистоте внутри есть фильтр.
5. Регулятор давления или распределитель – это прецизионный (высокоустойчивый) и простой по схеме узел. Являет собой редукционный клапан. Располагается на деталях рулевого привода или на одном валу с рулевым элементом. Его задача распределять гидравлику в нужную полость гидроцилиндра или назад в бак. Требуется для контроля частоты вращения коленвала мотора, чтобы тот не повышал допустимую норму давления гидравлической жидкости. Золотниковый распределитель – сложная деталь, состоящая из торсиона и золотникового клапана. Когда находящийся внутри золотник крутится, распределитель называют роторным, а если поступательно перемещается – осевым.
6. Соединительные шланги высокого и низкого давления сводят между собой гидроцилиндр, насос и распределитель. Также по ним циркулирует гидравлическая жидкость из бака в насос и обратно, возвращаясь от распределителя. Там, где требуется создать взаимную подвижность узлов, применяют гибкие шланги.

Принцип работы гидроусилителя руля как с осевым, так и с роторным распределителем, основан на перемещении золотника при перекладке рулевого колеса. Сначала насос формирует давление в узле рулевого управления. Если «баранку» крутят в одну из сторон, начинает двигаться золотник и закрывает одну из сливных магистралей, а рабочая жидкость под давлением идет в нужные полости гидроцилиндра. Гидравлика со штоком давит на поршень, а он двигает колеса.

Когда колеса поворачиваются, они направляют корпус распределителя в сторону движения золотника. А когда золотник принимает обездвиженное состояние начинают восстанавливать свое обычное положение корпуса распределителя. Из нагнетательной магистрали масло легко проходит в сливную. Далее, усилитель просто качает рабочую жидкость при помощи насоса по системе. В то же время колеса направлены прямо. Когда руль заканчивает крутиться, вся схема меняется и останавливается.

Если даже гидронасос сломался (к примеру, оборвался ремень привода) — это не влияет на управление транспортным средством. Потому что от рулевой системы усилие будет идти на корпус распределителя, а после на колеса с золотником. Через предпусковой клапан, гидравлика станет двигаться из одной полости в другую и не создавать препятствия, чем позволит поворачивать руль, только с напрягом. Схема рулевого управления с гидроусилителем наглядно демонстрирует всю суть системы.

Во время поворота рулевого колеса в другую сторону распределитель подает масло в противоположные части гидроцилиндра, соответственно рулевая рейка идет в другую сторону и поворачивает колеса в нужную сторону. Что касается водителя, то он прилагает минимум усилия на поворот руля. Когда автомобиль находится без движения руль поворачивать также просто для этого необходимо чтобы был запущен мотор.

Если транспортное средство наезжает на препятствие, сила отталкивания пытается повернуть колеса. Но вместо этого они относительно золотника двигают корпус распределителя и перекрывают сливную магистраль. После чего гидравлическая жидкость поступает в полость цилиндра, и поршень посылает усилия на колеса, идущие в обратном направлении. Быстрая реакция приводит к тому, что колеса блокируются и не могут поворачивать. Из-за того, что ход золотника малый (где-то 1 мм), транспортное средство практически не меняет направление движения. ГУР ограждает руки водителя от столкновения со спицами руля, когда он во что-то врезается. Маленькие толчки все-таки ощущаются – это происходит из-за того, что над реактивными шайбами, повышается давление.

«Чувство дороги» — это обратная связь от управляемых колес через усилитель к рулю. Сообщает водителю, в каких условиях происходит поворот. Чувствуя силовое следящее действие управлять машиной можно при любой погоде. Поэтому в составе конструкции крепят реактивные шайбы, плунжеры или камеры. Одна из шайб при высоком давлении, пытается поместить золотник в исходную точку, от этого рулевое колесо работает «туже».

Устройство насоса гидроусилителя руля

Узел насоса лопастного типа делится на виды:

1. Лопастный.
2. Шестеренный.

Механизм насоса состоит из корпуса, ротора и уплотнительного кольца. Насос имеет клиноременный привод от шкива коленчатого вала. Шкив матируется в конце наружного вала, находящийся на шариковом и игольчатом подшипнике. Ротор располагается на шлицах вала, в его пазы свободно установлены лопасти. К корпусу насоса приделан распределительным диском и крышкой статор.
Внутренняя поверхность его корпуса имеет сложную форму. Лопасти устанавливаются в ротор, где параллельно его продольной оси предусмотрено несколько прорезей. Эти лопасти под давлением центробежной силы немного выходят из пазов и соприкасаясь, с внутренней поверхностью корпуса, создают замкнутые камеры.

Внутренняя поверхность корпуса устроена таким образом, что когда объём от вращения ротора снижается между ними сжимается масло. Если появляется отверстие, то гидравлическая жидкость стремительно выходит из лопастей. Процесс всасывания жидкости проходит наоборот. Сам по себе насос должен быть высокопроизводительным, чтобы обеспечивать повороты вала максимально быстро.
Запускается передачами от двигателя:

1. Шестеренчатой.
2. Ременной.

Техническое обслуживание гидроусилителя

1. Очень часто приводящий ремень становится причиной поломки гидроусилителя, поэтому нужно следить за уровнем его натяжения.
2. Необходимо смотреть за уровнем масла в бачке, если его показатель ниже нормы, нужно долить. Нехватка масла приведет к тому, что насос выйдет из строя. Какая подходит гидравлическая жидкость больше всего нужно узнать из инструкции или в специализированном магазине.
3. Один раз в год меняйте фильтрующий элемент в бачке.
4. Сливать масло легко, нужно снять шлангу и при открытой крышке бачка жидкость выльется от действия атмосферного давления. Залив свежее масло необходимо при открытой крышке пару раз прокрутить руль в крайние положения, это нужно, чтобы лишний воздух покинул бачок.
5. Учтите, что на ТС с гидроусилителем не стоит держать руль в крайнем поворотном положении свыше 5–6 секунд – перегреется гидравлическая жидкость.
6. Кроме того, следует время от времени осуществлять замену масла, это объясняется загрязнениями, которые влияют на его свойства. При потере основных свойств жидкость способна повредить сальники рулевой рейки, а это приведет к сбою ГУРа.
7. Регулярно проводите визуальный осмотр системы, так как может быть нарушена герметичность системы. Потеки гидравлики говорят, что требуется ремонт.
8. Если гидронасос не работает, использовать машину долгое время нельзя – это приведет к износу распределителя и поломке элементов рулевого механизма.

Недостатки ГУР

1. Нужно просматривать систему каждый день на наличие дефектов.
2. Нанос работает от мотора, тем самым забирая у него часть мощности.
3. Нет функций регулировки положений работы для разных условий.

Как видно минусов не так уж и много.