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

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

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

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

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

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

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

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 (формат PDF).

В данной статье я решил дать краткое описание устройства ГУР ШНКФ 453461.100, ШНКФ453461.120 и ответить на некоторые вопросы, связанные с его эксплуатацией. Все данные взяты с официального издания по эксплуатации ГУР, разработанного РУПП «Борисовский завод „Автогидроусилитель“, ну и некоторый свой опыт по ремонту и настройке этого устройства.

Устройство ГУР

Краткое описание конструкции рулевых механизмов с гидроусилителем ШНКФ 453461.100, ШНКФ453461.120
Механизмы рулевого управления с гидроусилителем выполнены по интегральной схеме, то есть в одном корпусе с рулевым механизмом размещен гидравлический распределитель и силовой цилиндр (рис.1, рис.2).
Тип рулевой передачи: винт-шариковая гайка-зубчатая рейка-трёхзубый сектор. Зубчатая рейка выполнена заодно с поршнем и шариковой гайкой винтовой передачи. Винт рулевого механизма, взаимодействующий с шариковой гайкой, установлен на двух упорных подшипниках, один из которых размещен в картере рулевого механизма, а второй - в корпусе распределителя. Регулировка преднатяга подшипников осуществляется регулировочной гайкой, размещенной в картере. После регулировки поясок гайки заминается в пазы.

Гидравлический распределитель механизмов - тангенциальный, роторного типа с центрирующим элементом в виде торсиона.

Вал-золотник распределителя одним концом с рабочими гидравлическими элементами размещен в осевом отверстии винта рулевого механизма, а вторым - опирается на роликовый радиальный подшипник в корпусе распределителя.
Вал-золотник и винт связаны между собой торсионом, угол закрутки которого ограничивают сегментные упоры, установленные между вал-золотником и винтом. Через сегментные упоры осуществляется механическая связь между вал-золотником и винтом при повороте автомобиля с неработающим гидроусилителем. Гидравлическое нейтральное положение вал-золотника устанавливается в процессе сборки и приемочных испытаний распределителя и фиксируется штифтом. В эксплуатации разборка и регулировка не допускается.

В рулевом механизме ШНКФ 453461.100 трехзубый сектор с валом установлен в картере рулевого механизма на двух роликовых радиальных игольчатых однорядных подшипниках. Регулировка зубчатого зацепления с целью устранения зазора осуществляется выворачиванием регулировочного винта, установленного в вал-секторе и боковой крышке картера. После регулировки винт фиксируется стопорной гайкой.

В рулевом механизме ШНКФ 453461.120 трехзубый сектор с валом установлен в картере рулевого механизма на двух роликовых радиальных подшипниках в эксцентриковых втулках. Регулировка зубчатого зацепления с целью устранения зазора осуществляется одновременным поворотом эксцентриковых втулок из исходного положения по часовой стрелке, если смотреть со стороны шлицевого конца вал-сектора.

После регулировки эксцентриковые втулки фиксируются стопорными болтами, размещенными на картере рулевого механизма, путем деформации стопорного буртика втулки каждым болтом, а сами болты стопорятся контргайками.

Рис. 1. Рулевой механизм ШНКФ 453461.100
1 - картер; 2 - поршень-рейка; 3 - подшипник роликовый упорный; 4 - боковая
крышка; 5 - вал сектор; 6 - входной вал; 7 - винт; 8 - контргайка; 9 - винт регули-
ровочный; 10,11 - подшипники роликовые радиальные; 12 - шайба регулировоч-
ная; 13 - гайка регулировочная; 14 - манжета; 15 - крышка защитная; 16 - кольцо
запорное; 17 - сальник; 18 - усилитель манжеты; 19 - клапан обратный

Рис. 2. Рулевой механизм: ШНКФ 453461.120
1 - картер; 2 - поршень-рейка; 3 - подшипник роликовый упорный; 4 - опора вал-сектора;
5 - вал-сектор; 6-входной вал;7 - винт; 8 и 9 -крышки защитные; 10 - кольцо стопорное;
11 - болт стопорный;12 - контр гайка; 13 - гайка регулировочная; 14 - манжета;15 - крышка защитная; 16 - кольцо запорное; I7 - кольцо уплотнительное; 18 - кольцо уплот-
нительное; 19 - кольцо защитное; 20 - кольцо защитное; 21 - клапан обратный

Краткое описание насоса гидроусилителя руля ШНКФ 453471.100 и его мо­дификаций.

Насос гидроусилителя руля предназначен для нагнетания под давлением рабочей жидкости в систему гидроусилителя руля. Тип насоса пластинчатый со встроенными клапанами расхода и максимального давления. Насос состоит из корпуса 1 (рис. 3), валика 7, шкива 8, комплекта рабочего и крышки с клапанами 3. К крышке подсоединяются всасывающий и нагнетательный трубопроводы. В зависимости от применяемого на автомобилях двигателя насосы комплектуются различными шкивами (одноручьевым клиновым или поликлиновым).

Рабочая частота вращения входного вала должна быть:
в пределах 600-6000 об/мин,
Минимальная объёмная подача при 600±20 об/мин и давлении 5,0+0,3 Мпа (50+3 кгс/см2) должна быть не менее 4 л/мин,
Номинальная объёмная подача насосов при давлении 5,0+0,3 Мпа (50+3 кгс/см2) должна быть:
при частоте вращения 800 об/мин - 4,8 л/мин, не менее
при частоте вращения 2000 об/мин - 7.3 л/мин, не более.
Давление срабатывания предохранительного клапана должно быть для насосов серии ШНКФ453471.100 в пределах 8,5-9,5 Мпа (85-95 кгс/см2), для насосов серии ШНКФ453471.115 в пределах 11.0-11.5 Мпа (110-115 кГс/см2) при частоте вращения вала насоса 800+_20 об/мин.

Рис. 3. Насос усилителя рулевого управленияШНКФ 453471.100
1 -корпус насоса; 2 -статор; 3 -крышка насоса с клапанами; 4 -винт; 5 -штифт; 6 -шарикоподшипник радиальный; 7 -валик; 8 -шкив; -9 -клапан перепускной; 10 -шайбы регулировочные; 11 -пробка заглушка; 12 -седло предохранительного клапана; 13 -пружина перепускного клапана; 14 - предохранительный клапан; 15 –ротор

Работа системы гидроусилителя рулевого управления.

При движении по прямой вал-золотник 1 (рис. 5) рулевого механизма удерживается в нейтральном положении посредством торсиона 2. Линии нагнетания и слива, а также рабочие полости А и Б гидроцилиндра усилителя соединены между собой. Масло свободно проходит от насоса 3 через гидравлический распределитель в полости А и Б, и по линии слива возвращается в бачок 7 гидросистемы. При этом в нейтральном положении вал золотника обеспечивается равенство давлений в рабочих полостях А и Б гидроцилиндра усилителя. При повороте рулевого колеса рабочая жидкость, поступающая под давлением из насоса, проходит через гидравлический распределитель, который направляет ее в соответствующую полость (в полость А, на рис.6; в полость 5, на рис.7) гидроцилиндра. Под действием давления рабочей жидкости происходит перемещение поршня-рейки 5 и поворот вал-сектора б рулевого механизма с сошкой и далее управляемых колес. Одновременно из противоположной полости (из полости Б, рис. 6; из полости А рис.7) жидкость вытесняется поршень-рейкой в сливную линию, и далее в поступает бачок, проходит через фильтрующий элемент и по всасывающей магистрали поступает в насос.

Приведу еще цветную схему работы гидроусилителя.

Это все вкраце об устройстве. Могу, конечно, еще развести теории, но думаю достаточно, чтобы иметь представление о принципе работы гидроусилителя.

Теперь давайте рассмотрим некоторые характерные неисправности ГУР и в чем они проявляются.

Неисправности насоса

Неисправности редуктора

Эти неисправности выявлены практикой. Относятся в основном к самим агрегатам ГУР. Не все из указанных неисправностей возможно устранить в гаражных условиях, тем более если недостаточно практики, лучше обратиться в сервис.

Теперь давайте коснемся масел используемых в системе гидроусилителя руля и способе их замены.

Рабочие жидкости (масла), используемые в системе гидроусилителя руля,
должны быть следующие:
основное - масло марки „Р“ ТУ 38.1011282;
заменители (по стандартам ISO-L-HM класс 22):
- DIN 51524 часть 2 масла HPL;
- AF NOR NFE 48600 НМ category;
- Denison HF-2 тип AGIP OSO SD;
- ATF (dexron) nach ZF-oelliste TE-ML09;
- масло марки „А“ ТУ 38.1011282.

Однако масла типа „Р“ ТУ 38.1011282 и „А“ ТУ 38.1011282 я не рекомендую использовать, т.к. в 99% это подделка. Настоящее масло „Р“ имеет цвет от темно-коричневого до коричнево-желтого (но в любом случае темное по цвету), в магазине продают веретенку (желтого цвета), а она портит сальники ГУРа. Не следует думать, что слив масло с насоса и бачка вы произведете полную замену масла. Даже если выгнать из редуктора часть масла, в нем останется не менее 250 мл., которые можно слить, только разобрав редуктор. А так как 250 мл. - это почти 20% от всего объема, то не стоит никогда доливать веретенку. Даже если Вы потом и поменяете масло, остатки веретенки сделают свое черное дело.
Дополнительно можно выгнать часть масла оставшегося в редукторе, повернув колеса в обе стороны несколько раз при окрученных штуцерах питающего и обратного шлагов. Но это не обеспечивает полный слив масла.
Отечественное масло заливаемое на заводе не так и плохо, при разборке таких редукторов все резинки сохраняют эластичность и упругость и лишь в тех, в которые добавляли фальшивые масла марки „Р“ или „А“ отличаются задубевшими резинками.
Для систем гидравлики наиболее приемлимо - это минеральное масло, но настоящее (не паленое) минеральное гидравлическое масло достать трудно, поэтому наиболее распространенное масло подходящее для замены это DEXRON II - п/синтетика и DEXRON III – синтетика, предпочтение лучше отдать первому. Оба масла имеют красный цвет.

Теперь как заменить масло?
Наиболее правильным было бы открутить обратный шланг от расширительного бачка и опустить его конец в какую-нибудь тару. А заливной шланг, идущий к гидронасосу подключить к емкости с маслом, запустить двигатель и прогнать масло через всю систему, тем самым гарантируя полную замену масла, но такой способ слишком расточительный, поэтому поступаем следующим образом:

Вывешиваем передние колеса, это нам понадобится для последующей прокачки и выгона излишек старого масла. Откручиваем штуцер шланга высокого давления, идущий к насосу и сливаем масло в тару. Через обратку и насос масло вытечет из бачка и частично из редуктора (из насоса выйдет все). Теперь проворачиваем не спеша колеса в обе стороны несколько раз даем стечь маслу. Ставим штуцер на место и заливаем масло в бачок, ждем пока уровень перестанет опускаться, заводим ненадолго двигатель и прогоняем масло через систему, затем операцию повторяем – откручиваем сливаем… и т.д. (т.е. делаем по сути промывку системы).

Теперь окончательная операция:
- Установить рулевое колесо в положение движения по прямой,
- Снять крышку бачка насоса гидроусилителя руля и залить чистое масло немного выше уровня сетки заливного фильтра. Через 3...5 минут после заливки проконтролировать уровень масла в бачке и при необходимости долить до уровня сетки,
- Запустить двигатель и дать поработать не вращая рулевое колесо в течение 10...15 с. При этом если уровень понижается, необходимо доливать масло в бачок до уровня сетки. Затем на холостых оборотах двигателя плавно повернуть рулевое колесо из положения движения по прямой в каждое крайнее положение и обратно, при этом контролировать и доливать в бачок масло до уровня сетки заливного фильтра. Продолжая плавно поворачивать управляемые колеса из края в край убедиться, что уровень масла в бачке остается неизменным.
Удерживать рулевое колесо в крайних положениях не допускается.

Останавливаем двигатель. Теперь поворачиваем снова колеса в крайнее левое положение по ходу движения. На крышке редуктора есть клапан для стравливания воздуха. На его штуцер одеваем прозрачную трубку, чтобы видеть выходящий воздух и отворачиваем немного. Поворачиваем колеса плавно в противоположную сторону при открытом штуцере, должен пойти воздух. В крайнем правом положении закрываем клапан и возвращаем колеса в левое положение. Откручиваем клапан и вновь колеса вправо. В принципе таким способом воздух выгоняется за 3-4 раза почти полностью. Остатки его выйдут потом через бачок, что будет видно по мелким пузырькам в бачке, однако масло при этом не должно вспениваться.
Чрезмерное вспенивание свидетельствует о негерметичности соединений гидросистемы.

В полностью заправленной гидросистеме масло в бачке насоса гидроусилителя должно находиться на уровне сетки заливного фильтра.

Теперь все можно отправляться в путь.

Некоторых автовладельцев интересует вопрос: как работает гидроусилитель руля. Принцип работы гидроусилителя руля заключается в облегчении управления автомобилем. Его необходимость назревала долгие годы. Раньше, автомобили были легкие, и водителям не требовалась помощь в управлении ими, но с появлением грузовиков, автобусов и прочей тяжелой техники ГУР стал необходимостью, потому что повернуть колеса многотонного автомобили не простая задача даже для сильного мужчины.

Позже гидроусилителем руля были снабжены и легковые машины, где приспособление отлично прижилось. Теперь вместо того чтобы выворачивать руль двумя руками, мы можем сделать это одним пальцем. Комфорт и безопасность поездок стал выше, ведь теперь надо приложить меньше усилий для маневра в экстренной ситуации.

Устройство гидроусилителя руля

Гидроусилитель руля это замкнутая, взаимосвязанная гидравлическая система компонентов, состоящая из:

1. Насоса.
2. Распределительного устройства.
3. Гидроцилиндра.
4. Бачка.
5. Шлангов высокого и низкого давления.

Насос

Главная деталь конструкции гидроусилителя руля это насос. При помощи его в гидроусилителе руля создается давления и происходит циркуляция масла в системе. Он закреплен возле двигателя, и приводиться в работу от коленвала, при помощи ременной или шестеренчатой передачи (привода). Самый распространенный вид насоса – лопастной, обычно пластинчатый, он обеспечивает высокую износоустойчивость и большой КПД. Однако имеет слабое звено, а именно подшипник, из-за чего приходиться ремонтировать его. Давление в насосах такого типа около 150 бар, что является очень высоким.

Распределитель

Распределитель в гидроусилителе руля, это своего рода регулировщик, который направляет масло из бачка в гидроцилиндр и обратно. Он может устанавливаться, как на валу рулевого механизма, так и на некоторых частях рулевого механизма. Существует два вида распределителя:

• осевой – если золотник совершает поступательные движения;
• роторный – если совершает вращательные движения.

Гидроцилиндр

Или как еще называют силовой цилиндр, выполняет функцию поворота колес. Жидкость в гидроусилителе рулевого управления давит на поршень под давлением и заставляет выдвигаться шток, что приводит к повороту колес. Для того чтобы задвинуть шток назад, жидкость с обратной стороны давит на поршень и колеса возвращаются в исходное положение. Гидроцилиндр может быть расположен, как на рулевом механизме, так и между рулевым приводом и корпусом автомобиля.

Бачок

Резервуар для рабочей жидкости, которая обеспечивает работу и смазку всех связующих гидроусилителя руля. В нем находиться специальный фильтр, для избегания попадания грязи, так как распределитель очень чувствительный к этому. Для проверки уровня масла имеется специальный щуп и отметки на нем. Бачок находиться под капотом, обычно, на видном месте рядом с бачком антифриза и имеет цилиндрическую форму.

Шланги высокого и низкого давления

Конечно, всю циркуляцию жидкости по системе гидроусилителя руля обеспечивают шланги, которые подразделяются на:

• шланг высокого давления;
• шланг низкого давления.

Шланги гидроусилителя руля высокого давления циркулируют масло между насосом, распределителем роторным или осевым и гидроцилиндром. А низкого давления возвращают это масло из распределителя в бачок, а так же из бачка в насос. Важно следить за состоянием шлангов, чтобы избежать утечек жидкости и поломки всего механизма.

Принцип работы электроусилителя руля

Насос ГУР приводиться в действие двигателем автомобиля и создает гидравлическое давление. Ротор насоса приводиться в действие и вращается со скоростью двигателя. За счет центробежной силы, пластины находящиеся в канавках ротора, выдвигаются и удерживаются на внутренней поверхности насоса. Зазор между пластинами и внутренней поверхностью насоса изменяется в зависимости от скорости работы мотора. Тем самым изменяется объем жидкости, нагнетаемой насосом.

Гидроусилитель руля сложная система, которая постоянно работает при включенном двигателе. Если автомобиль не поворачивает, то золотник находиться в спокойном (нейтральном) положении. И жидкость беспрепятственно циркулирует в системе. При повороте руля в ту или иную сторону происходит перемещение золотника в ту же сторону, в результате чего перекрывается одна из магистралей.

Под давлением жидкости поршень гидроцилиндра выдавливает шток, и происходит доворот колес. Как только руль возвращается в исходное положение, золотник занимает нейтральное положение. Через вторую открывшийся сливную магистраль масло выравнивает давление в поршне и возвращает сток назад.

Электрогидроусилитель руля

Основное отличие электрогидроусилителя заключается в том, что работа гидравлики связана не с коленчатым валом двигателя, а с электромотором, который питается от аккумулятора автомобиля.

Так называемый гибрид стал логическим продолжением гидроусилителя руля. Он более экономичный и надежный. Ведь энергия на гидронасос идет не с двигателя, а с электромотора. Назначение электронного блока в самостоятельной регулировке вращения гидронасоса в зависимости от показаний датчика скорости и датчика поворота руля.

Надежность обеспечивается устройством защиты в электронном блоке. Оно не дает повторно включить гидроусилитель руля при неисправности. Тем самым защищая от серьезной поломки. Для разблокировки нужно выключить зажигание и снова включить его через пятнадцать минут.

В основу гидроусилителя руля с электромотором заложено три режима:

• комфорт;
• обычный;
• спортивный.

При таком подходе ощущение дороги (обратной связи) значительно повышается. Что положительно сказывается на безопасности езды на высоких скоростях. Стоит заметить, что даже при поломке двигателя ЭГУР будет работать, что облегчит Вам его транспортировку.

Итог

Устройство гидроусилителя руля является сложным и ненадежным ввиду высокого давления в системе. Однако на данный момент только он позволяет облегчить управление большегрузным автомобилям. Что делает его незаменимым в ряде случаев. К неоспоримым плюсам относятся это передача высокого усилия при повороте рулевого колеса.

Гидравлический усилитель руля (ГУР) не только обеспечивает комфорт, но и повышает безопасность движения. Он помогает водителю сохранить контроль над автомобилем даже в случае разрыва передней шины. Надежность этого дорогостоящего устройства зависит от своевременного обслуживания.

К появлению усилителей привела необходимость снизить усилие, прилагаемое водителем к рулевому колесу, что особенно важно для грузовых автомобилей. Даже при сложном устройстве и, как следствие, высокой стоимости гидроусилители получили большое распространение благодаря тому, что помимо основной функции (усиления) они:

• позволяют уменьшить передаточное отношение рулевого механизма. Это снижает количество оборотов руля между его крайними положениями и, соответственно, увеличивает маневренность;
• смягчают удары, передаваемые на руль от неровностей дороги, снижая утомляемость водителя и помогая удержать руль при разрыве передней шины;
• сохраняют возможность управления автомобилем при выходе усилителя из строя;
• обеспечивают «чувство дороги» и кинематическое следящее действие (см. ниже).

Устройство гидроусилителя руля

Усилитель руля (рис.1) представляет из себя гидравлическую систему, состоящую из следующих элементов.

Насос обеспечивает давление и циркуляцию рабочей жидкости в системе. Наибольшее распространение получили пластинчатые насосы (рис. 2) благодаря их высокому к. п. д. и низкой чувствительности к износу рабочих поверхностей. Насос крепится на двигателе, а его привод осуществляется ременной передачей от коленчатого вала.

Распределитель направляет (распределяет) поток жидкости в необходимую полость гидроцилиндра или обратно в бачок. Если его золотник (подвижный элемент) перемещается при этом поступательно — распределитель называют осевым, если вращается — роторным. Он может находиться на элементах рулевого привода или на одном валу с рулевым механизмом. Распределитель — это прецизионный (высокоточный) узел, очень чувствительный к загрязнению масла.

Гидроцилиндр преобразует давление жидкости в перемещение поршня и штока, который через систему рычагов поворачивает колеса. Может быть встроен в рулевой механизм или располагаться между кузовом и элементами рулевого привода.

Рабочая жидкость (специальное масло) передает усилие от насоса к гидроцилиндру и смазывает все пары трения. Резервуаром для жидкости служит бачок. В нем расположен фильтрующий элемент, а в пробке — щуп для определения уровня.

Соединительные шланги обеспечивают циркуляцию жидкости по системе усилителя. Шланги высокого давления соединяют насос, распределитель и гидроцилиндр, а по шлангам низкого давления жидкость поступает в насос из бачка и возвращается в него из распределителя.

В современных автомобилях электронный блок (на рисунке не показан) корректирует работу гидроусилителя в зависимости от скорости движения. Это дополнительно повышает безопасность на высокой скорости, так как водителю сложнее резко (непроизвольно) повернуть руль и, соответственно, отклонить автомобиль от траектории.

Схема работы ГУР

Работа гидроусилителя с осевым распределителем (без электронного блока) схематично представлена на рис. 2.

При неподвижном рулевом колесе (рис. 2, а) золотник удерживается в среднем (нейтральном) положении центрирующими пружинами. Полости распределителя соединены между собой так, что жидкость свободно перетекает из нагнетательной магистрали в сливную. Насос усилителя работает только на прокачку жидкости по системе, а не на поворот колес.

При повороте руля (рис. 2, б) золотник перемещается и перекрывает сливную магистраль. Масло под давлением поступает в одну из рабочих полостей цилиндра. Под действием жидкости поршень со штоком поворачивает колеса. Они, в свою очередь, перемещают корпус распределителя в сторону движения золотника. Как только рулевое колесо перестает вращаться, золотник останавливается и корпус его «догоняет». Восстанавливается нейтральное положение распределителя, при котором опять открывается сливная магистраль и прекращается поворот колес. Так реализуется кинематическое следящее действие усилителя — обеспечение поворота колес на угол, задаваемый водителем при вращении руля.

«Чувство дороги» — это обратная связь от управляемых колес через усилитель к рулю. Дает информацию об условиях, в которых происходит поворот колес. Для этого, как и на автомобиле без усилителя, на скользкой дороге руль должен поворачиваться легче, чем на сухом асфальте. «Чувство дороги» (силовое следящее действие) помогает водителю правильно работать рулем в любых условиях. Для его осуществления в различных конструкциях распределителей предусмотрены плунжеры, камеры или реактивные шайбы (рис. 2, б). Чем больше сопротивление повороту колес, тем выше давление в цилиндре и распределителе. При этом одна из реактивных шайб с большим усилием стремится вернуть золотник обратно в нейтральное положение. В результате руль становится «тяжелее».

При наезде на препятствие (например, камень) оно воздействует на управляемые колеса, стремясь их повернуть, что особенно опасно на высоких скоростях. Колеса, начав вынужденный поворот, перемещают корпус распределителя относительно золотника, перекрывая сливную магистраль. Масло под давлением поступает в полость цилиндра. Поршень передает усилие на колеса в обратном направлении, не позволяя им поворачиваться дальше. Так как ход золотника небольшой (около 1 мм), автомобиль практически не изменит направление движения. Гидроусилитель не только облегчает водителю поворот колес, но и оберегает пальцы его рук от ударов спицами руля при наездах на препятствия. Небольшой толчок на руле все же будет ощущаться из-за реактивных шайб, давление над которыми возрастет.

В случае прекращения работы насоса (например, при обрыве ремня привода) возможность управления автомобилем сохраняется. Усилие от рулевого механизма в этом случае будет передаваться самим золотником на корпус распределителя и далее на колеса. Жидкость, перетекая через перепускной клапан (на схеме не показан) из одной полости гидроцилиндра в другую, практически не будет препятствовать повороту колес. Но так как гидроусилитель не работает, руль становится «тяжелее».

Принцип работы гидроусилителя с вращающимся (роторным) золотником аналогичен вышеописанному.

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 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 масло один раз в 1-2 года. Необходимо также производить их замену, если изменился цвет масла.

Во избежание выхода их строя деталей гидроусилителя недопустимо :

• удерживать рулевое колесо в крайнем положении более 5 с — это может вызвать перегрев масла;
• длительно эксплуатировать автомобиль с неработающим насосом — это приводит к быстрому износу деталей рулевого механизма и распределителя, так как они не рассчитаны на такой режим.

При появлении первых признаков неисправности необходимо установить причину и по возможности как можно быстрее ее устранить.

Узлы рулевого гидроусилителя требуют для ремонта квалифицированного персонала и высокоточного оборудования, поэтому он возможен только в специализированных мастерских. Целесообразность ремонта или замены узла определяется его ценой. В большинстве случаев для отечественных автомобилей выгодней приобретение нового узла, для иномарок — ремонт

Сейчас на смену рулевым гидроусилителям все чаще приходят электронные усилители. За время эксплуатации гидроусилители зарекомендовали себя великолепно. Наша сегодняшняя статья будет посвящена их устройству, основным принципам работы, а также рекомендациям по техническому обслуживанию.

Назначение гидроусилителя руля (ГУР)

Основная функция рулевых гидроусилителей заключается в облегчении вращения рулевого колеса во время движения. Изначально их установки производились на грузовые коммерческие автомобили. Помимо легкости вращения, гидроусилительные механизмы уменьшают передаточные отношения руля. Выражаясь простым языком, водителю автомашины, оснащенной ГУР, не требуется делать несколько полных оборотом руля при выполнении любого, даже незначительного, маневра. Кроме того, гидравлические компоненты прекрасно гасят ударные воздействия во время проездов по неровностям. Это позволяет в разы улучшить управляемость транспортного средства, полностью сохраняя её во многих опасных ситуациях.

Устройство ГУР (гидроусилителя руля)

Все элементы гидроусилителя выстроены в единую конструктивную схему. Главными частями ГУР являются:

1. Бачок гидравлической жидкости . В него заливается рабочая жидкость. У иностранных автомобилей это, как правило, трансмиссионная смазка «ATF», аналогичная используемой в автоматических трансмиссиях. В отечественных авто применяется жидкость с индексом «Р», по своему составу очень напоминающую стандартную «веретёнку».
2. Распределитель . Задача этого высокоточного механизма заключается в направлении потока гидравлической «жижи» в нужную часть гидроцилиндра. Распределитель обычно установлен на частях рулевого привода, либо на рулевом валу. Различается два вида распределителей: осевой, имеющий поступательное перемещение подвижного золотника, и роторный, золотник которого совершает вращательное движение.
3. Гидроцилиндр . Это встраиваемый в рулевой узел элемент, призванный осуществлять дополнительные усилия по повороту колес в результате давления гидравлики и специального поршня.
4. Насос . Основное назначение насоса заключается в поддержании нужного уровня масляного давления системы ГУР. Приводом насоса выступает коленвал, который передает свое вращение с помощью ременной передачи.
5. Соединительные шланги . Как не трудно догадаться, именно по шлангам осуществляется циркуляция гидравлической жидкости между основными элементами гидроусилителя. Различают шланги высокого давления, установленные между насосом, распределительным блоком и узлом гидроцилиндра, и низкого, отвечающие за подачу масла между бачком и насосом, а также бачком и распределителем.

Принцип работы насоса гидроусилителя руля

Основные принципы работы ГУР не зависят от установленного в них типа распределителя. Все процессы происходят практически идентично. Они основаны на движении золотника, возникающего при повороте руля. Сдвигаясь, он закрывает одну из масляных магистралей, открывая доступ к другому гидравлическому каналу. Жидкость, в зависимости от направления поворота рулевого колеса, попадает в правый или левый отсек гидроцилиндра. Она оказывает мощное давление на соответствующий поршень, который способствует поворачиванию колес. Корпус распределителя совершает поворот по направлению смещения золотника.

При остановке вращения руля схема работы изменяется. Золотник совершает остановку, возвращая распределитель в нейтральное состояние. Из рабочего канала масло перемещается в сливную магистраль. В это время функционирует исключительно насос, прокачивающий гидравлическую жидкость по контурам системы. Отдельно отметим, что при отказе насоса управление автомашиной полностью сохраняется, однако водителю не придется ждать дополнительной помощи от ГУР. Потребуется прилагать дополнительные усилия самому.

Техническое обслуживание гидроусилителя, замена жидкости ГУР

ГУР является вполне надежной системой. Она не требует какого-то особенного обслуживания, впрочем, без ухода её оставлять тоже не стоит.

1. Необходимо тщательно следить за уровнем натяжения приводящего ремня. Именно он становится наиболее распространенной причиной поломок гидроусилителя. При сильном уровне износа или ослаблении его натяжения, ремень требуется заменить. Характерными признаками этого является обратная отдача на руле.
2. Требуется поддерживать необходимый уровень гидравлической жидкости в бачке и в случае необходимости пополнять его. Недостаточное количество жидкости выведет из строя насос. Какое именно масло требуется для работы ГУР, можно узнать в рекомендациях производителя своего автомобиля.
3. Жидкость ГУР следует периодически заменять. Как и моторная смазка, гидравлическое масло подвержено загрязнению и снижению рабочих качеств. При потери рабочих свойств гидравлика может вызвать сбои в работе основных элементов ГУР, а также поспособствует нарушению целостности уплотнительных сальников рулевой рейки. Их ремонт будет весьма дорогостоящим.
4. Слив жидкости производят путем отсоединения одного из шлангов при открытой крышке расширительного бачка. Под воздействием атмосферного давления масло полностью сольется. После этого целостность контура следует восстановить, а в резервуар необходимо залить новую гидравлическую жидкость. Чтобы исключить появление воздушных пробок требуется несколько раз прокрутить руль в крайние положения при открытой пробке расширительного бачка. Попавший воздух в виде пузырьков выйдет из системы.
5. Автолюбителям не стоит забывать о периодическом визуальном осмотре жидкостных контуров на предмет протечек. В случае следов масла целостность соединений требуется устранить.

Подведем итоги

В конце статьи скажем, что гидроусилитель имеет достаточно простое устройство, однако та помощь, которую он оказывает водителю, является по-настоящему неоценимой. Именно благодаря ГУР во время поворотов руля приходится прилагать заметно меньше усилий. Порекомендуем не забывать о проведении его обслуживания, дабы исключить любые сбои в работе.