Гидроусилитель руля: описание,функции,назначение,устройство,фото,видео

В последнее время, практически все автомобили комплектуются гидроусилителем рулевого управления. Гидроусилитель руля (ГУР) изначально был предназначен для грузовых автомобилей, а также многих всевозможных видов различной техники сельскохозяйственного назначения. В то время данное устройство было предназначено вовсе не для улучшения комфорта. Это связано с тем, что руль многих грузовых автомобилей практически невозможно повернуть без усилителя. Сейчас же он упрощает поворот колес и легковых автомобилей, уменьшая передаточное число механизма и диаметр рулевого колеса. Что же такое гидроусилитель руля и как он работает, а также рассмотрим его достоинства и недостатки.

История создания гидроусилителя руля

К концу 30-х годов на карьерные самосвалы ставили первые усилители рулевого управления. В начале ими были пневмоусилители, они запитывались через компрессор уже существующей системы пневматических тормозов. Однако гидравлика, являясь дороже и сложнее пневматики, выполняла работу точнее и тише. Ее и взяли во внимание конструктора легковушек. Американцы (главные ценители комфорта) первые выпустили серийный ГУР. Первый автомобиль, который имел в стандартной комплектации гидравлический усилитель руля это Chrysler Crown Imperial (1951 г.). Европа в 1954 году поставила гидроусилитель на Citroen DS 19.

Функции и назначение ГУР

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

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

Кратко говоря, ГУР – это устройство, в основе которого является насос. Он приводится от коленвала ремнем, втягивает масло из бачка и подает под большим давлением в распределитель. 

Распределитель следит за усилием на руле и, дозировано, способствует повороту управляемых колес. С этой целью, в устройстве гидроусилителя руля, используется следящий механизм, зачастую это торсион, который встроен в разрез рулевого вала.
Пока машина стоит либо едет прямо, на рулевой вал не действуют никакие усилия, торсион не закручен, закрываются каналы дозировки распределителя, масло сливается в бачок.

При повороте руля, колеса оказывают сопротивление: чем больше идет усилие на руль, тем сильнее закручивается торсион. Дозирующие каналы открываются и масло идет в исполнительный механизм. Он может быть разным, но зачастую, выполнен заодно с рулевым механизмом. Рабочей жидкостью в гидроусилителях на иномарках используют масло ATF – такое же, как и в автоматических коробках передач. Оно доступное по цене и доступности. Вот краткое описание устройства ГУР.

Принцип работы гидроусилителя руля автомобиля

Чтоб понять, как работает гидроусилитель рулевого управления автомобиля, рассмотрим несколько вариантов, точней разные ситуации поворота колес. Одна из самых распространенных ситуаций, когда автомобиль стоит на месте, но с заведенным двигателем. В таком случае жидкость просто перекачивается насосом с бачка по системе и обратно в бачок.

Еще одна сама распространенная ситуация, когда водитель вращает руль. В таком случае крутящий момент крутящий момент поступает на вал, и впоследствии на торсион, который в свою очередь начинает закручиваться относительно своей оси. Как правило, в такой момент поворотный золотник не срабатывает из-за колес, за счет чего жидкость попадает в полости гидроцилиндра под давлением (зависит от того, в какую сторону вывернули руль). Излишки жидкости с другой полости гидроцилиндра поступают обратно в бачок по магистрали. Основой всего тут можно считать шток, за счет давления жидкости на поршень со штоком, рулевая рейка может перемещаться, соответственно и колеса могут поворачиваться.

Не меньше бывает ситуация, когда водитель удерживает руль в одном положении или вовсе выворачивает до отказа. Многие специалисты говорят, что это самый тяжелый момент для гидроусилителя руля. В такой ситуации вся нагрузка идет на насос ГУР, так как распределитель не может вернуться в исходное положение. Чаще всего появляется шум, возможна вибрация или другие моменты. Чтоб избавится от такого, достаточно выровнять колеса и начать движение.

Какой бы не была ситуация, механизм и принцип работы гидроусилителя руля устроен таким образом, что в случае потери работоспособности одного из элементов. Все рулевое управление остается работать в штатном режиме, но с усилием для управления.

Плюсы и минусы ГУР

Бесспорным преимуществом ГУР и его главное свойство – облегчить работу рук при маневрах во время парковки. Но усилитель имеет еще одно полезное свойство – он смягчает усилие на руль от ударов о неровности дороги.

Недостаток ГУР это отсутствие либо малое реактивное усилие на рулевом колесе. Гидроусилитель черезчур сильно помогает водителю, исключая возвращающееся усилие, которое обеспечивает «чувство автомобиля». И конструкторам при разработке и регулировке ходовой части нужно достичь отменной информативности рулевого привода и в то же время не сделать руль слишком тугим.
Учитывать нужно много факторов: продуктивность насоса, геометрию задней и передней подвески, углы монтирования колес, сводные характеристики резины и даже жесткость скручивания кузова!

Потому хорошие автомобили в этом плане попадаются крайне редко. Все же многие фирмы сознательно отказываются от информативности в пользу комфорта, зная симпатию своей клиентуры. Яркий тому пример – автомобили Toyota. Хотя в Европе все наоборот.

Плоды труда конструкторов вызывают восторг. Еще одно задание для них – сделать так, чтобы при небольшой скорости руль оставался легким, а на большой делался упругим и информативным. Есть разные выходы из положения. В схемы немецких гидроусилителей известной фирмы ZF (все модели Jaguar, Audi A6 & A8, BMW 5-й и 7-й серии) добавлен электрогидравлический модулятор давления. При увеличении скорости он сдерживает давление в рабочем контуре, из-за чего помощь гидроусилителя приравнивается к нулю.

Имеется еще один способ решения проблемы – приводить насос гидроусилителя от электромотора вместо коленчатого вала. Меняя частоту вращения электропривода при помощи электроники, есть возможность варьировать эффективность насоса как заблагорассудится.

А можно ли менять передаточное отношение ГУР?

Как ни как около нулевой позиции руля, когда едешь прямо с большой скоростью, избыточная острота рулевого управления пользы не приносит, принуждая водителя напрягаться. А при развороте либо парковке, напротив, хотелось бы обладать меньшим передаточным отношением, для поворота руля на меньший угол. В этих целях в устройство ГУР внедрены схемы реечных рулевых механизмов.

Обслуживание гидроусилителя

Хозяин автомобиля, оснащенного ГУР, может самостоятельно выполнять следующие операции:

  • следить за уровнем и состоянием жидкости в расширительной емкости;
  • периодически осматривать патрубки и штуцеры на предмет растрескивания и протечек масла;
  • менять гидравлическую жидкость с интервалом, указанным в инструкции по эксплуатации;
  • отслеживать появление посторонних шумов, возникающих при критическом износе подшипников насоса;
  • своевременно менять приводной ремень, чтобы он не оборвался где-нибудь по дороге.

Жидкость, залитая в систему гидроусилителя, служит не только рабочим телом, но и смазкой для насоса. Поэтому при доливке либо замене важно использовать рекомендуемые производителем масла, иначе агрегат может преждевременно выйти из строя.

 

Бачок ГУР


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 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.

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

Л

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.

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.

Самые частые поломки гидроусилителя руля

Как и все механизмы, гидроусилитель руля рано или поздно может поломаться. Все же есть частые и весьма редкие поломки, да и многое зависит от конструкции, производителя и того, как эксплуатируют систему гидроусилителя рулевого механизма. Так как механизмы в ГУР подвижные, со временем они выходят из строя. Как показывает практика, чаще всего всплывают такие неисправности:

  • ослабление или износ ремня насоса ГУР;
  • неисправность насоса;
  • шум насоса;
  • засор фильтрующего элемента в бачке;
  • недостаточный уровень жидкости в бачке;
  • разгерметизация системы;
  • засор клапана насоса;
  • засор гидросистемы;
  • залита жидкость пониженной вязкости.

Можно сказать это основные неисправности, которые возникают в любом случае, в период эксплуатации. Проявление таких поломок может быть в повороте руля с большим усилием, передача толчков на руль, тяжело повернуть руль в одну из сторон с небольшим отклонением от центра, шум, вибрация и нечеткая работа руля (работает рывками). Все это первые признаки того, что отдельные элементы гидроусилителя руля выходят из строя.

Чаще всего ремонт таких поломок ГУР заключается в своевременной замене или регулировке ремня, долить жидкости в бачок, ремонт или полная замена насоса ГУР, устранение течи в системе гидроусилителя, возможная разгерметизация системы в целом. Казалось бы, мелочь, но с рулевым управлением не стоит шутить, так как дорога ошибок не прощает.

Стоимость ремонта и деталей гидроусилителя руля

Если говорить о ремонте гидроусилителя рулевого управления, а в частности о стоимости деталей, то все зависит от марки, модели и самого устройства автомобиля. Цена может быть пропорциональна стоимости автомобиля или же ремонт обойдется в минимальную цену. Рассмотрим на примере определенной модели стоимость деталей.

Как видим, цены на детали гидроусилителя рулевого управления не космические, поэтому не стоит экономить на таком и своевременно проводить ремонт. Что касается стоимости услуг ремонта, то здесь лучше навести приблизительные расценки, так как они могут отличаться в зависимости от СТО. Наведем приблизительные цены на услуги ремонта ГУР.

Цена на услуги ремонта так же не особо высокие, но все же, если вовремя ни обратить внимание, и не устранить проблему, в дальнейшем она может превратиться в серьезные последствия. Если говорить о ГУР (гидроусилителе рулевого управления), то это незаменимая система в современном автомобиле. Динамика управления, комфорт и безопасность – те вещи, в которых участвует современный механизм гидроусилителя рулевого управления.

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.