Hino-avto.ru

официальный дилер Hino Motors
0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Современные системы усилителя руля

Гидроусилитель рулевого управления

Гидроусилителем рулевого управления (обиходное название – гидроусилитель руля) называется конструктивный элемент рулевого управления автомобиля, в котором дополнительное усилие при повороте рулевого колеса создается с помощью гидравлического привода. Гидроусилитель руля является самым распространенным видом усилителя рулевого управления.

Простейший гидроусилитель руля имеет привод гидронасоса от коленчатого вала двигателя. У такого усилителя производительность прямо пропорциональна частоте вращения колнечатого вала двигателя, что противоречит реальным потребностям рулевого управления (при максимальной скорости движения требуется минимальный коэффициент усиления, и наоборот).

Наиболее совершенным с точки зрения потребительских свойств и конструкции является электрогидравлический усилитель руля. Преимуществами электрогидравлического усилителя являются компактность, возможность функционирования на неработающем двигателе, экономичность за счет включения в нужный момент. В конструкции данного гидроусилителя предусмотрена возможность электронного регулирования коэффициента усиления. Поэтому, наряду с комфортностью управления усилитель может обеспечить легкость маневрирования на малых скоростях, что недоступно обычному гидроусилителю.

Электрогидравлический усилитель рулевого управления состоит из насосного агрегата, гидравлического узла управления и системы управления.

Насосный агрегат представляет собой объединенный блок, включающий гидравлический насос, электродвигатель насоса и бачок для рабочей жидкости. На насосный агрегат устанавливается электронный блок управления.

Гидравлический насос может быть лопастного или шестеренного типа. Наиболее простым и надежным является шестеренный насос.

Гидравлический узел управления является исполнительным механизмом усилителя руля. Он включает торсион с поворотным золотником и распределительной гильзой и силовой цилиндр с поршнем.

Гидравлический узел управления объединен с рулевым механизмом. Шток поршня силового цилиндра является продолжением рейки рулевого механизма.

Система управления обеспечивает работу гидроусилителя. На современных автомобилях используется электронная система управления, которая обеспечивает регулирование коэффициента усиления в зависимости от скорости поворота рулевого колеса и скорости движения автомобиля. Усилитель с такими характеристиками называется адаптивным усилителем рулевого управления.

На автомобилях концерна Volkswagen и BMW электронная система управления гидравлическим усилителем руля имеет торговое название Servotronic.

Система Servotronic включает входные датчики, электронный блок управления и исполнительное устройство.

Входными датчиками системы являются датчик усилителя руля (датчик угла поворота рулевого колеса – на автомобилях, оборудованных ESP), датчик спидометра. Помимо датчиков, система использует информацию о частоте вращения коленчатого вала двигателя, поступающую от системы управления двигателем.

Электронный блок управления гидроусилителем руля принимает и обрабатывает сигналы датчиков и в соответствии с установленной программой воздействует на исполнительное устройство.

В разных модификациях системы Servotronic используются следующие исполнительные устройства: электродвигатель насоса, электромагнитный клапан в гидросистеме. В первом случае изменение производительности гидроусилителя осуществляется за счет изменения скорости вращения электродвигателя. Во-втором, за счет изменения проходного сечения гидросистемы (открытие-закрытие клапана).

Работа гидроусилителя руля

При прямолинейном движении автомобиля гидравлический узел управления обеспечивает циркуляцию жидкости по кругу (от насоса по каналам напрямую в бачек).

При повороте рулевого колеса происходит закрутка торсиона, которая сопровождается поворотом золотника относительно распределительной гильзы. По открывшимся каналам жидкость поступает в одну из полостей (в зависимости от направления поворота) силового цилиндра. Из другой полости силового цилиндра жидкость по открывшимся каналам сливается в бачек. Поршень силового цилиндра обеспечивает перемещение рейки рулевого механизма. Усилие от рейки передается на рулевые тяги и далее приводит к повороту колес.

При осуществлении поворота на небольшой скорости (при парковке, маневрах в ограниченном пространстве) гидроусилитель руля работает с наибольшей производительностью. На основании сигналов датчиков электронный блок управления увеличивает частоту вращения электродвигателя насоса (обеспечивает открытие электромагнитного клапана). Соответственно увеличивается производительность насоса. В силовой цилиндр интенсивнее поступает специальная жидкость. Усилие на рулевом колесе значительно снижается.

С увеличением скорости движения частота вращения электродвигателя насоса снижается (срабатывает электромагнитный клапан и уменьшает поперечное сечение гидросистемы).

Работа гидравлического усилителя осуществляется в пределах поворота рулевого колеса и ограничивается предохранительным клапаном.

Современные системы усилителя руля

Важнейшей опцией современного автомобиля является усилитель рулевого колеса. У него множество функций.

Снижение усилий прилагаемых водителем к рулю и количества ударов приходящихся на руль от неровной дороги, увеличение маневренности и чувства дороги. Усилитель руля сможет удержать машину на дороге при повреждении передних шин.

Хотя это полезное новшество появилось сравнительно недавно, современный безопасный автомобиль довольно трудно представить без него. Рулевые усилители делятся на гидравлические, электрогидравлические и электрические.

Первый легковой автомобиль с гидравликой вышел в свет в 50-е годы в Америке, производством занималась компания Chrysler Imperial, гидравлика используется до сих пор, и принцип действия особо не изменился. Гидравлике на смену в 90-е года прошлого века пришел электрогидравлический усилитель, а полностью электрический вошел в обиход только в 21 веке.

Какие же из них лучше и надежнее? Проверенная временем гидравлика или новые электроусилители? Чтобы ответить на этот вопрос необходимо разобраться с принципами их действия и их преимуществами.

Гидравлический усилитель

Принцип работы следующий: насос вызывает активизацию гидродвигателя, создает давление масла в гидравлической системе, которая в свою очередь воздействует на поршень рейки руля, обеспечивая более легкое вращение рулевого колеса. Постоянно действующий гидродвигатель увеличивает топливный расход, а гидравлические трубки являются слабым местом в системе, т.к. могут стать источником протечек.

  • снижение передаточного отношения механизма руля, облегчение выполнения сложных маневров;
  • уменьшение силы ударов от неровностей дороги, передаваемых на рулевое колесо;
  • удержание руля в непредвиденных ситуациях;
  • безопасность при выходе гидроусилителя из строя;
  • управление более точное и информативное.

Недостатками можно считать повышенный расход топлива и сложность самого устройства.

Устройство гидроусилителя

Он включает в себя следующие части:

  1. насос
  2. масло
  3. гидроцилиндр
  4. распределитель
  5. соединительные трубки

Электрический усилитель

Он способен создавать дополнительное усилие при повороте руля с помощью электропривода. Всё чаще в наше время можно встретить в автомобилях именно электрический, а не гидравлический усилитель.

Принцип действия заключается в работе датчиков, отслеживающих угол поворота руля и усилия, которые прилагает водитель. Далее от датчика в блок управления передается сигнал, информация обрабатывается и переходит на электромотор, который переместит рейку руля или заставит рулевой вал вращаться.

Электрический усилитель обеспечивает управление машиной в следующих случаях:

  • поворот автомобиля на высоких и малых скоростях;
  • возвращение колес в среднее положение;
  • удержание колес в среднем положении.
  • отсутствие гидравлических магистралей;
  • минимальное энергопотребление;
  • компактность;
  • простота настройки, удобное регулирование управления;
  • экономия топлива.

К недостаткам можно отнести внезапное отключение или отказ электроусилителя при возникновении экстренной ситуации.

Такие неполадки чаще всего возникают при сбоях в блоке управления, плохом контакте соединений и падении напряжения в системах автомобиля. При сбоях электромотор усилителя отключается, на приборную панель поступает информация о неисправности.

Управляемость сильно не пострадает, но неподготовленных водителей это может изрядно напугать. Но всё же не нужно бояться машин с электроусилителем, на сегодняшний день автомобиль полностью проходит проверку на безопасность, поэтому системы очень надежны.

Устройство электроусилителя руля

Его составными частями являются:

  1. электродвигатель
  2. система управления
  3. механическая передача

Электрогидравлический усилитель

Это устройство работает по тому же принципу, что и гидравлический усилитель. Только есть небольшое различие. Гидронасос запускается от электродвигателя, питающегося от генератора. Поэтому он работает не постоянно, а только тогда, когда водитель поворачивает руль. Экономия топлива при этом составляет около литра на 100 километров.

Плюсы: точность, эффективность, информативность усилителя, экономия топлива.

Минусы те же, что и у электроусилителя.

Рулевые усилители в сравнении

Наиболее популярными среди автовладельцев являются электрические и гидравлические усилители. Но какой же из них выбрать?

Рулевой усилитель призван облегчить работу при парковке, при поворотах и сложных маневрах, когда требуется много усилий и оборотов руля. Гидравлический является более сложным устройством, занимает больше пространства под капотом машины, а этого пространства в автомобиле и так не хватает. Электрический усилитель с этой точки зрения более выгоден, его механизм намного проще. Обслуживание гидравлического усилителя более дорогое и затратное по сравнению с электрическим.

Если сломается гидравлика, то продолжать движение своим ходом будет невозможно, а при поломке электроусилителя нужно будет лишь приложить побольше сил, вращая рулевое колесо. Второй вариант и более надежный, т.к. в нем отсутствуют сальники, шланги, прокладки и жидкости. С точки зрения потребления топлива электроусилитель также выигрывает. Гидравлический усилитель работает постоянно, а значит, топливный расход увеличивается, а электрический начинает работать только при повороте руля, значительно экономя топливо.

Читать еще:  Как определить авто утопленника

Но электроусилители удобны не для всех водителей, некоторые считают, что они не достаточно информативны и могут внезапно отключиться. Однако такой небольшой недостаток с лихвой перекрывают его многочисленные достоинства. Электроусилители отличаются большей эффективностью, экономичностью и простотой и им, без сомнения, принадлежит будущее.

Разновидности современных систем усилителя руля: достоинства и недостатки

Многие автомобилисты со стажем прекрасно помнят о том, как сложно было в прошлом управлять автомобилями, которые не оснащались гидроусилителем руля. Действительно, если бы для рулевого управления требовалось столько же усилий, сколько требуется в действительности на поворот передних колёс, то процедура управления автомобилем не доставляла бы нам никакого удовольствия. Специально для упрощения управления были разработаны усилители руля, о современных модификациях которых мы и поговорим в этой статье.

Используемые сегодня усилителя руля позволяют существенно уменьшить необходимое усилие для поворота руля, при этом вся рулевая система отлично защищена от ударов и вибрации, которые неизменно возникают при использовании автомобиля на разбитых дорогах.

В настоящее время на автомобилях используется три различных типа усилителей рулевого управления:

3. Электрические усилители.

Первоначально использовались простейшие гидравлические устройства, которые впервые появились в США еще в середине прошлого века. Это надежная и простая в ремонте конструкция, которая с успехом использовалась на протяжении многих десятков лет.

В девяностых годах прошлого века появилось новое поколение электрогидравлических рулевых усилителей, в которых часть работа выполнялась электродвигателями, что, по замыслу инженеров, должно было повысить эффективность использования таких автомобилей. Однако электрогидравлические рулевые усилители зарекомендовали себя не с лучшей стороны. Они не отличались надежностью, были сложны в ремонте и эксплуатации, при этом не было каких-либо существенных преимуществ в сравнении с классической гидравликой у автомобилей, оснащенных такими технологиями.

Лишь в начале двухтысячных годов появились первые электрические усилители, которые пользовались большой популярностью у автовладельцев, они обеспечивали не только простоту управления автомобилем, но и повышали безопасность на высокой скорости.

Рассмотрим поподробнее такие современные технологии усилителей рулевого управления.

Гидравлический усилитель

Гидравлические усилители, несмотря на свою относительную простоту конструкции, отличаются эффективностью, при этом они надежны и просты в использовании. Такой усилитель включает бачок с гидравлической жидкостью, а также насос с приводом от двигателя, который и отвечает за нагнетание в системе необходимого давления. Принцип действия таких гидравлических усилителей чрезвычайно прост. Используемая помпа обеспечивает давление в системе гидравлики, что путем воздействия на рулевую рейку существенно упрощает вращение руля.

Преимущества гидравлических усилителей:

1. Точное управление.

2. Безопасность при отказе гидроусилителя.

3. Амортизация ударов и полная защита рулевой колонки от повреждения.

4. Упрощение маневрирования на низкой скорости.

Однако и недостатки у таких гидравлических усилителей всё же имеются. Это ненадежность гидравлических трубок, что приводит к протечкам и необходимости ремонта. Также постоянно работающий гидродвигатель усилителя приводит к увеличению расхода топлива.

Электрогидравлические усилители

Электрогидравлический усилитель представляет собой модернизированную технологию гидравлики, в котором привод насоса осуществляется не от двигателя, а от электромотора. Подобное позволяет существенно сократить расход топлива, причём экономия может составить порядка 1 литра бензина на 100 километров пробега автомобиля.

В таких электрогидравлических усилителях насос работает не постоянно, а лишь при изменении положения руля. При этом механическое соединение рулевой колонки и рейки сохраняется, соответственно обеспечивается качественная обратная связь водителя с дорогой.

Преимущества электрогидравлических усилителей рулевых управлений:

2. Экономия топлива.

Недостаток у электрогидравлического усилителя – это ненадежность используемого электрооборудования, что приводит к необходимости частого ремонта, а сама система крайне критична к качеству сервиса.

Электрические усилители руля

Основой такого механизма является специальный электропривод, который передает соответствующие сигналы от рулевой колонки на рейку и к сервоприводу каждого колеса. В зависимости от своей модификации у такого электрического усилителя может отсутствовать прямая связь между баранкой и рулевой рейкой.

Принцип действия электрического усилителя чрезвычайно прост. Вращение рулевого колеса измеряется соответствующими датчиками, после чего сигналы передаются электронному блоку управления и в последующем пересылаются на электродвигатель, вращающий рейку.

Преимуществом данной технологии является следующее:

1. Экономия расхода топлива.

2. Наличие обратной связи с дорогой.

3. Возможность изменения передаточного числа на высокой и низкой скорости.

4. Надежность используемого оборудования.

В сравнении с электрогидравлической системой последнее поколение усилителей отличаются лучшей надежностью, при этом отсутствие механической связи рулевой колонки и рейки избавляет водителя от вибрации и ударов на руле, которые могут возникать при эксплуатации автомобиля на разбитых дорогах.

Большинство новых автомобилей сегодня оснащаются именно таким электрическим усилителем руля, что объясняется простотой обслуживания, надежностью и эффективностью такой системы.

Выводы

На сегодняшний день именно электрические усилители руля являются самыми надежными и практичными. Использование данной технологии позволяет обеспечить существенное упрощение управление автомобилем, при этом на малых скоростях руль от упора до упора делает около одного-полутора оборотов, тогда как на высокой скорости управление становится максимально острым и информативным. Современные электрические усилители руля обеспечивают удобство управления автомобилем вне зависимости от скорости машины, при этом водитель получает полный контроль над транспортным средством, отличную обратную связь и возможность значительной экономии топлива в сравнении с использованием классических гидравлических усилителей руля.

Принцип работы системы гур

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).


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.

Читать еще:  Cadillac Escalade 4 2016

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.

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.

Рекомендации

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 может обойтись дешевле.

Комментарии

Добрый день!
Подскажите пожалуйста такой вопрос. У меня Ауди 100 84-года, рейка течёт через сальник (манжету) штока.
Рейку переберал, всё равно течёт, но меньше, и только при повороте руля налево, когда шток выходит через этот сальник (манжету).
Так же только при повороте налево из любого положения слышен гул (в рейке или в насосе, определить сложно).
Трубки подающие масло в цилиндр, крепятся банджо болтами: 10М1 с диаметром отверстия 1мм., 12М1.5 с диаметром отверстия 1мм., и 2 шт. 12М1.5 с диаметром отверстия 6мм. (Также имеются ещё болты с немного другими отверстиями).
Так вот эти болты я расположил так, чтобы на каждой трубке стояли болты с диаметром отверстия 1мм. Эти болты можно ещё поставить так, чтобы на одной трубке (подача масла для поворота руля налево) стояли болы с диаметром 1мм., а на второй трубке (подача масла для поворота руля направо) стояли болты с диаметром 6мм.
Как правильно расположить болты? Или на какой-то трубке должны стоять болты с большим диаметром, чем на второй?
Подача масла (поворот налево) идёт только через болт 10М1 с диаметром 1мм (имеется другой болт 10М1 с диаметром 5мм.), и обратка (та полость откуда масло течёт через сальник (манжет)) проходит через болт с диаметром 1 мм (но можно поставить болт с диаметром 6мм.).

Есть предположение, что обратка, из той полости (она кстати большая по объёму) откуда течёт масло через сальник (манжет)(при повороте налево), должна выходить через болты с большим диаметром отверстия. Но так же и подача масла (при повороте направо) будет осуществляться через большое отверстие, а вот обратка будет через маленькое.

Подскажите как поступить с этими болтами? Мне кажется, что из-за них эта течь и гул.

Кастер (продольный наклон шкворня назад/вперед):
под этим следует понимать наклонное положение поворотной оси в продольном
направлении автомобиля. Это также помогает стабилизировать прямолинейное
движение по инерции и предотвращать вибрацию колес. Кроме того, благодаря
продольному наклону происходит возвращение рулевого управления после поворотов.

Устройство автомобилей

Усилители рулевого управления

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

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

Требования к усилителям рулевого управления

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

Усилители рулевого управления должны соответствовать следующим основным требованиям:

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

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

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

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

Читать еще:  Полезные советы, статьи

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

Классификация усилителей рулевого управления

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

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

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

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

Что выбрать: гидроусилитель или электроусилитель руля

Современный автомобиль сложно представить без усилителя рулевого управления, облегчающего водителю поворот руля. На данный момент наиболее популярны два типа усилителей: электрический и гидравлический. Первый появился сравнительно недавно, а второй применяется уже с середины двадцатого века. Конструкция и принцип работы каждого из усилителей имеют свои особенности. Рассмотрим подробно каждое из устройств, выделим их преимущества и недостатки, а также сделаем вывод относительно того, что лучше ГУР или ЭУР.

  1. Электроусилитель рулевого управления
  2. Устройство и принцип работы электроусилителя руля
  3. Преимущества и недостатки ЭУР
  4. Гидроусилитель рулевого управления
  5. Устройство и принцип работы гидроусилителя руля
  6. Преимущества и недостатки ГУР
  7. Чем отличается гидроусилитель руля от электроусилителя
  8. Конструкция устройства
  9. Удобство управления
  10. Надежность и эффективность
  11. Область применения
  12. Подводим итоги

Электроусилитель рулевого управления

В электроусилителе рулевого управления (ЭУР) дополнительное усилие при повороте рулевого колеса создается за счет электродвигателя.

Устройство и принцип работы электроусилителя руля

К основным элементам электроусилителя относятся:

  • электродвигатель;
  • торсионный стержень и вал рулевой колонки;
  • рулевой механизм (редуктор);
  • датчик положения рулевого колеса;
  • датчик крутящего момента;
  • электронный блок управления.

При повороте водителем рулевого колеса начинает скручиваться торсионный стержень. Датчик крутящего момента измеряет это закручивание, определяет по нему величину момента и передает данную информацию блоку управления. Последний обрабатывает данные с датчиков ЭУР и соотносит их с показаниями других датчиков автомобиля (скорости, оборотов коленчатого вала и т.д.).

Блок управления вычисляет усилие, которое необходимо приложить, чтобы помочь водителю прокрутить руль, и дает соответствующую команду электродвигателю. Последний воздействует на вал рулевой колонки или рулевую рейку, тем самым облегчая вращение руля.

Преимущества и недостатки ЭУР

К основным преимуществам электроусилителя можно отнести:

  • топливная экономичность – ЭУР не отбирает мощность у двигателя и включается только при повороте руля;
  • надежность, связанная с отсутствием гидравлической системы;
  • компактность и простота обслуживания;
  • возможность регулировать характеристики и настройки рулевого управления;
  • возможность реализации автоматического управления автомобилем.

Несмотря на многочисленные плюсы, ЭУР имеет и некоторые минусы. К ним относятся:

  • малая мощность при сохранении минимальных габаритных размеров и стоимости;
  • возможность перегрева и временного выхода из строя при неблагоприятных условиях движения;
  • дорогостоящий ремонт.

Однако следует заметить, что в конструкции современных автомобилей ЭУР постепенно выходит на первое место, вытесняя ГУР.

Гидроусилитель рулевого управления

В гидроусилителе рулевого управления (ГУР) дополнительное усилие при повороте рулевого колеса создается за счет гидравлического привода.

Устройство и принцип работы гидроусилителя руля

Конструктивно ГУР состоит из следующих элементов:

  • бачок с рабочей жидкостью;
  • насос;
  • гидроцилиндр;
  • золотниковый распределитель;
  • соединительные шланги.

Насос гидроусилителя приводится в действие ремнем от коленчатого вала двигателя и подает рабочую жидкость под давлением в золотниковый распределитель. При повороте водителем рулевого колеса распределитель направляет поток жидкости от насоса в левую или правую полость гидроцилиндра. Давление жидкости перемещает поршень гидроцилиндра, осуществляя поворот управляемых колес автомобиля посредством рулевого привода.

Преимущества и недостатки ГУР

Как и ЭУР, гидроусилитель рулевого управления имеет как преимущества, так и недостатки. Основными положительными моментами ГУР являются:

  • восприимчивость к большим нагрузкам, дающая возможность устанавливать ГУР на тяжелых внедорожниках и грузовиках;
  • менее затратное производство устройства (в отличие от ЭУР), что влияет на стоимость автомобиля в целом;
  • комфорт управления транспортным средством на разных скоростях.

Плюсы – это, конечно, хорошо. А что же с минусами? Имеются и такие:

  • расход мощности двигателя;
  • мелкие поломки, связанные с утечкой рабочей жидкости;
  • необходимость следить за уровнем рабочей жидкости;
  • периодическая замена жидкости;
  • отсутствие возможности регулировать характеристики и настройки рулевого управления.

Чем отличается гидроусилитель руля от электроусилителя

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

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

Конструкция устройства

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

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

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

Удобство управления

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

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

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

Надежность и эффективность

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

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

Область применения

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

Подводим итоги

Согласно приведенной сравнительной характеристике, оба механизма находятся в равных условиях. Что выбрать – дело вкуса и привычки каждого отдельно взятого автолюбителя. Но принимая во внимание тот факт, что электроусилитель был разработан позже гидроусилителя с целью устранения недостатков последнего, можно сделать вывод, что ЭУР немного превосходит ГУР и является более передовой разработкой.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector