Усилитель руля: система усиления в автомобиле, виды, устройство, назначение

Какие бывают усилители рулевого управления?

Современный автомобиль сложно представить без усилителя рулевого управления. Ведь легкость вращения «баранки» — один из важнейших потребительских параметров. Разные производители предлагают различные варианты усилителей. Чем они отличаются друг от друга?

Первые усилители были использованы серийно в 30-х годах ХХ века на грузовиках. Тогда водитель уже с трудом справлялся с поворотами колес, несмотря на огромный диаметр «баранки», и даже помощнику шофера (тогда существовала и такая должность) помимо обязанностей по обслуживанию автомобиля добавили новую повинность – в крутых виражах он помогал крутить руль. По сути, машиной управляли «в четыре руки».

Пневматический усилитель руля

Поскольку в тормозах работал сжатый воздух, решение лежало на поверхности — сделать усилитель пневматическим. Такие устройства были просты и дешевы, но очень шумны. При этом точно спрогнозировать, насколько надо крутить «баранку», чтобы вписаться в поворот, мог только очень опытный водитель. Дело в том, что пневматика работала по принципу «включено-выключено» — если руль повернуть чуть-чуть, усилитель не работал, на больших же углах «баранка» уже не сопротивлялась вращению, а уже сама рвалась из рук и колеса мгновенно выворачивались полностью. А попадись на дороге яма или выбоина, колеса из-за большой упругости воздуха могли повернуть, куда им вздумается.

Гидравлический усилитель руля

Поэтому в середине столетия воздух сменила жидкость. Гидравлические усилители лишены недостатков предшественника. Приводимый двигателем насос создает необходимое давление. Распределитель, связанный с рулевым валом, отслеживает угол поворота «баранки» и сопротивление на ней, дозируя количество масла, направляемого в дополнительное устройство, которое и поворачивает колеса. Оно может стоять отдельно от рулевого механизма или составлять с ним единое целое. В последнем случае гидроусилитель называют интегральным. Его-то в основном и применяют на легковых автомобилях — от «Лады» до «Мерседеса».

Гидроусилитель еще и сглаживает толчки от неровностей дороги, приходящие на «баранку». При этом «гидравлика» настолько эффективна, что позволяет удержать машину на дороге, даже если вдруг лопнет покрышка и сопротивление на рулевом колесе резко многократно возрастет. Улучшается маневренность — от упора до упора «баранку» крутить надо меньше.

Минусы гидроусилителя вытекают из его сложности. В нем необходимо контролировать уровень жидкости, следить за герметичностью магистралей, менять масло и т.п. Насос усилителя работает постоянно, независимо от того, поворачивает водитель руль или нет. Значит, двигатель теряет впустую ни много ни мало около 7% мощности (для городской микролитражки — существенная цифра). Давление в системе напрямую зависит от оборотов коленвала. Поэтому при маневрах на малых скоростях или при быстром вращении «баранки» производительности насоса не хватает. Руль, как говорится, «закусывает». А на трассе он, наоборот, становится «пустым», теряется «чувство дороги» — ведь при высоких оборотах мотора усилитель работает по максимуму, чтобы решить эту проблему применяют специальные устройства (насос с переменной производительностью, различные клапаны, модуляторы и т.д.), усложняя и удорожая и без того сложный механизм. Кроме того, вся система очень тяжелая. Покупателю это не принципиально, а вот конструктор для сохранения заданных параметров автомобиля (ресурс, максимальная скорость и т.д.) вынужден увеличивать мощность двигателя, усиливать другие элементы, что в свою очередь удорожает машину.

Электрогидроусилитель

Электрогидроусилитель лишен большинства недостатков «чистой» гидравлики. Такие устройства устанавливаются, например, на «Ford Focus» второго поколения. По конструкции электрогидравлический усилитель аналогичен гидравлическому, но только давление в нем создает насос, приводимый не двигателем машины, а собственным электромотором. Его работой руководит электроника. Иногда водитель даже сам может выбрать режим работы. Например, «городской» (руль работает легче) или «движение по трассе» (руль становится «тяжелее», что повышает точность управления на высоких скоростях). Производительность электрогидроусилителя не зависит от оборотов мотора, его мощность теряется только на привод генератора, но масса системы в целом и ее сложность остаются на прежнем уровне. Таким образом, электрогидроусилитель – переходный вариант от гидравлики к электроусилителю.

Электроусилитель руля

Электрический усилитель год от года все популярнее. Им оснащены большинство автомобилей последних моделей. Его конструкция проще, чем у гидро- и электрогидроусилителя — электромотор просто доворачивает рулевой вал.

Электроусилитель компактен и расположен на рулевой колонке. Командует им электронный блок, собирающий и обрабатывающий сигналы от нескольких датчиков (углы и скорости поворотов «баранки», скорость автомобиля, обороты двигателя и т.п.). Такой усилитель в целом легче и проще своих предшественников, не требует обслуживания‚ но усилие на руле многим водителям кажется искусственным. У них возникает ощущение управления автомобилем в компьютерной игре. Тем не менее большинство изготовителей работает над совершенствованием именно этой системы. Ведь кроме всего прочего, электроусилитель позволяет реализовать большинство новомодных функций: автопарковка, удержание машины в своей полосе, а также будущее использование автопилотов. А это значит, что электрические усилители – самые перспективные.

Гидроусилитель или электроусилитель руля: что лучше

Впервые в автомобилях усилитель рулевого управления появился в 30-ых годах прошлого века. Первоначально это были простые пневматические усилители, помогавшие водителю справиться с управлением тяжелым карьерным самосвалом. Постепенно пневматику сменила гидравлика, и в 50-ых годах в Европе и Америке стали выпускаться первые легковые автомобили, оснащенные гидроусилителем руля. И уже совсем недавно в обиходе появился электроусилитель рулевого механизма, который постепенно стал вытеснять гидравлику.

Трудности выбора

Отношение автомобилистов к этим системам неоднозначное. Одним нравится современный электроусилитель (ЭУР), для других предпочтительнее классический гидроусилителя (ГУР). Каждая система имеет свои преимущества и недостатки.

Исходя из чисто логического подхода, можно подумать, что новое инженерное решение, в данном случае ЭУР, должно быть лучше прежнего. Оно должно учитывать недостатки системы предыдущего управления и исправлять их. Однако, лучшее, как говорится, враг хорошего. И не факт, что старая система, ГУР, плоха сама по себе. Да и не стоит забывать инертность мышления человека, который уже привык к управлению автомобилем, выработал свой стиль и не желает что-либо менять.

Как снять подшипник, подробно

Когда насос снят, положите его на заранее подготовленное место. Удалите с корпуса агрегата масло и грязь.

Воспользовавшись съемником, уберите стопорное кольцо подшипника.

Открутите болты, крепящие заднюю крышку. Аккуратно подденьте ее небольшой отверткой и снимите. Делать это необходимо аккуратно, во избежание выпадения из корпуса лопастей ротора.

Вытащите лопасти и положите на пронумерованные бумажки, которые необходимо приготовить заранее, чтобы при сборке ничего не перепутать. Важно запомнить расположение лопастей, при монтаже их закругленная часть должна быть обернута наружу.

Снимите пластину и все элементы, которые находятся под ней.

Осторожно постукивая отверткой, выбейте вал.

Выпрессуйте с вала насоса подшипник.

Электрический усилитель руля

Электроусилитель рулевого управления (в обиходе называемый элетроусилителем руля) — это конструктивный элемент в рулевом управлении автомобиля, который создает дополнительное усилие во время поворота рулевого колеса при помощи электрического привода. В современном автомобилестроении происходит постепенная замена гидроусилителя руля электроусилителем рулевого управления.

Основное преимущество электроусилителя руля по сравнению с гидроусилителем складывается из нескольких факторов:

• удобное регулирование характеристик управления;
• высокая информативность управления;
• надежность из-за отсутствия гидравлической системы;
• экономия топлива из-за экономного расходования энергии.

Принципиальная схема

Имеется две схемы электроусилителя руля: усилие электродвигателя поступает на вал рулевого механизма, либо оно может передаваться на рейку рулевого колеса.

Электромеханический усилитель- это наиболее совершенная конструкция, с точки зрения инженерного решения. Имеется две конструкции этого усилителя: с двумя шестернями или с параллельным приводом.

Электромеханический усилитель состоит из следующих составных частей:

• система управления;
• электродвигатель;
• механическая передача.

Электроусилитель руля (схема)

Электромеханический усилитель c двумя шестернями

Электроусилитель руля объединяется с рулевым механизмом в едином блоке. В усилителе устанавливается обычно асинхронный электродвигатель. Передача крутящего момента от электродвигателя на рейку рулевого механизма обеспечивается механической передачей.

Одна шестерня служит для передачи крутящего момента к рейке рулевого механизма собственно от рулевого колеса, а еще одна – от электродвигателя усилителя. На рейке имеется два участка специальных зубьев. Один из них и является приводом усилителя.

Электрический усилитель руля c параллельным приводом

В таком электроусилителе усилие от электродвигателя переходит на рулевой механизм при помощи ременной передачи, а также установлен специальный шариковинтовой механизм.

Электрический усилитель рулю с параллельным приводом

При этой схеме усиление может передаваться как на рейку рулевого колеса, так и на вал управления рулевым механизмом. Принципиального значения для управления автомобилем во время движения это не имеет. Обе схемы зарекомендовали себя одинаково надежными.

Блок управления

Управление электроусилителем включает несколько элементов:

• входные датчики;
• блок управления;
• исполняющее устройство.

К входным датчикам относят датчики крутящего момента и датчик, определяющий угол поворота на рулевом колесе. Система электронного управления электроусилителем использует информацию, которая поступает от блока ABS (датчик скорости) и блока управления двигателем (датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя).

Электронный блок управления служит для обработки сигналов датчиков. Соответствующая программа вырабатывает сигналы управления и отсылает их исполнительному устройству – электродвигателю усилителя.

Электроусилитель руля призван обеспечить управление автомобилем в таких режимах:

• при повороте автомобиля;
• при повороте автомобиля на малых скоростях;
• при повороте автомобиля на больших скоростях;
• активное возвращение колес в среднее положение;
• поддержание колес в среднем положении.

Как это работает

Электрический усилитель руля:

Управление автомобилем происходит с помощью поворотов рулевого колеса. От рулевого колеса крутящий момент передается посредством торсиона на рулевой механизм. При этом происходит замер закрутки торсиона специальным датчиком крутящего момента, а также замеряется угол поворота рулевого колеса. Для этого используется отдельный датчик. Информация от обоих датчиков, а также дополнительная информация о скорости движения автомобиля, показатель частоты вращения коленчатого вала, передаются электронному блоку управления.

Имеющаяся в блоке программа рассчитывает нужный крутящий момент электродвигателя усилителя и, изменяя величину силы тока, поддерживает работу электродвигателя в нужном режиме. От электродвигателя крутящий момент передается на рулевой механизм и затем, рулевыми тягами, на ведущие колеса.

Поворот колес, таким образом, происходит за счет объединения усилий электродвигателя усилителя и рулевого колеса.

Поворот на небольших скоростях, обычно при парковке, характерен большим углом поворота рулевого колеса. Электронной системой управления обеспечивается крутящий момент максимальной работы электродвигателя (называемый еще «легкий руль»).

На высоких скоростях электронная система обеспечивает наименьший уровень крутящего момента («тяжелый руль»).

Для активного возврата колес в среднее положение система управления увеличивает возникающее во время поворота реактивное усилие. Если возникает необходимость поддержать среднее положения колес, например, при движении во время бокового ветра, или разности давления в шинах, система управления корректирует среднее положение управляемых колес.

Плюсы ЭУР

На большинстве легковых автомобилей, в том числе кроссоверах и внедорожниках, устанавливаются электрические усилители руля. Эпоха гидравлики на машинах с полной массой до 3.5 тонн постепенно уходит в прошлое.

Плюсов у электроусилителей много:

1. В них нет шлангов высокого давления и масла.
2. Их не надо прогревать даже в мороз.
3. С ними меньше расход топлива.
4. Электроусилитель руля позволяет внедрить функцию автоматической парковки, автономного удержания автомобиля в пределах заданной полосы.
5. У водителя появляется возможность изменения обратной связи между колесами и рулем.

На многих машинах уровень возвращающего усилия можно выбирать через меню настроек по своему вкусу.

Гидравлический усилитель рулевого механизма

Схема гидравлического усилителя руля

Механизм гидроусилителя на легковом автомобиле выполнен вместе с рулевым механизмом. Такой усилитель называется интегральным. Рабочей жидкостью в гидроусилителе иномарок является масло ATF, такое же, как в автоматической коробке передач. Отечественные автомобили используют масло марки Р.

Аксиально-поршневой или роторный насос приводится в работу с помощью ремня от коленчатого вала. Он забирает масло из бачка и нагнетает под давлением в 50-100 атмосфер в золотниковый распределитель. При этом задача распределителя в отслеживании усилий на руле и строго дозированной помощи по управлению колесами.

Для этого используется следящее устройство. В этой роли чаще всего выступает торсион, который встроен в рулевой вал. Если машина едет по прямой или стоит, то усилий на рулевой вал никаких не прилагается, торсион не закручивается и, соответственно, дозирующие каналы в распределителе остаются перекрытыми. Масло при этом сливается в бачок.

Если водитель поворачивает автомобиль, колеса в результате сопротивляются, при этом торсион закручивается настолько сильно, насколько большое усилие приложено на руль. Золотник открывает масляные каналы и направляет рабочую жидкость исполнительному устройству. В механизме «винт-шариковая гайка» давление подается за поршень, или перед ним, помогая ему перемещаться по рулевому валу. В реечном механизме происходит подача масла в корпус рейки, в одну из сторон от связанного с рейкой поршня, и подталкивает ее, соответственно, вправо или влево. Если баранка руля повернута до упора, происходит срабатывание предохранительного клапана и сбрасывается давление масла, что предохраняет от повреждения детали механизма.

Обучающее видео о гидроусилителе от TOYOTA:

Принципы работы ГУР

Гидроусилитель основан на простом принципе: гидравлический насос, приводимый в движение двигателем автомобиля, поддерживает давление гидравлической жидкости. Это позволяет механизму рулевого управления направлять шины при повороте руля.

Схема ГУР

Самой популярной системой ГУР является реечная передача мощности. При вращении руля внутренний поворотный клапан направляет поток жидкости в соответствующий конец силового цилиндра. Разница в давлении на любой стороне этого цилиндра помогает перемещать стойку, тем самым облегчая рулевое управление. Затем регулирующий клапан возвращает избыточную жидкость в основной резервуар.

В состоянии покоя давление, создаваемое насосом ГУР, достигает 11-14 килограмм на квадратный сантиметр. При повороте колес давление возрастает до 35-40.

Плюсы:

1. Ремонт вполне можно провести самостоятельно.
2. Относительно невысокая стоимость составляющих.

Минусы:

1. ГУР потребляет много энергии, больше, чем автомобильный кондиционер.
2. Насос всегда использует энергию двигателя, независимо от того, вращаете вы руль или нет.
3. Сложность гидравлического рулевого управления делает его более подверженным поломкам.
4. Шланги и ремни нуждаются в замене. Уплотнения в поршнях и насосе со временем будут стареть и протекать.

Принцип действия

Электрогидравлический тип усилителя рулевого управления устроен так, что во время движения он работает в различных режимах. В то время, когда машина движется прямо, гидравлическая система обеспечивает циркуляцию жидкости в трубопроводе. Это нужно для, чтобы жидкость была нужной температуры и нужного химического состава.

В тот момент, когда водитель начинает поворачивать, в этой системе происходит следующее.

• Во-первых, закручивается торсион, который открывает каналы для поступления жидкости в них.
• Во-вторых, жидкость перетекает в открывшуюся часть, а из закрывшейся части перетекает обратно в распределительный бачок.
• В-третьих, во время поступления жидкости поршень перемещает рулевую рейку.
• В-четвертых, за счет вышеперечисленных действий в системе появляется дополнительное усилие, которое способствует повороту колес.

Главная особенность этого типа усилителя заключается в том, что он работает даже тогда, когда машина стоит на месте или с выключенным зажиганием. Дело в том, что усилие создается специальным насосом. Отличие работы системы во время движения и когда автомобиль стоит на месте заключается лишь в том, что насосу приходится прилагать большие усилия, чтобы облегчить усилия, которые приложит водитель, чтобы провернуть руль.

Достоинства и недостатки

Каждый механизм неидеален и имеет ряд достоинств и недостатков. К примеру, ГУР считается громоздкой системой, но одновременно с этим является дешевой в ремонте и эксплуатации. Стоимость ГУР в итоге сказывается на стоимости всей машины, на которой он установлен. Достоинством можно считать мощность, которая передается во время поворота рулевого колеса. Недостатков у этой системы несколько больше чем достоинств.

• Главным недостатком считается то, что нельзя долго держать руль в крайнем положении, это приводит к перегреву масла и выходу из строя всего устройства.
• Вторым недостатком считается то, что за системой нужно следить, а именно не нарушать герметичность системы и периодически подливать масло в трубопровод.
• Третьим недостатком принято считать то, что мотор ГУР забирает у двигателя мощность. Она расходуется просто так в то время, когда ГУР не работает.
• Четвертый недостаток — это то, что нет возможности настройки режима вождения.

ЭУР в отличие от первой системы имеет меньше недостатков, чем достоинств, поэтому начнем именно с них.

• Первым недостатком считается стоимость оборудования.
• Вторым недостатком считается недостаточная мощность поворота колес.

На этом минусы заканчиваются и начинаются плюсы.

• Во-первых, простота конструкции и быстрая замена любого устройства, которое пришло в негодность.
• Во-вторых, эта система занимает меньше места, чем первая, что значительно сказывается на общем весе машины.
• Третьим плюсом считается экономия топлива и мощности двигателя автомобиля.
• Четвертым минусом считается то, что есть возможность настройки режима работы.

Устройство и принцип работы гидроусилителя рулевого управления

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

1. Функции и назначение ГУР
2. Требования к гидроусилителю
3. Устройство гидроусилителя руля
4. Бачок ГУР
5. Насос гидроусилителя
6. Распределитель ГУР
7. Гидроцилиндр и соединительные шланги
8. Принцип работы гидроусилителя руля
9. Периодичность замены жидкости в ГУР
10. Преимущества и недостатки гидроусилителя рулевого управления
11. Заключение

Функции и назначение ГУР

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

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

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

Требования к гидроусилителю

Для эффективной работы ГУР к нему предъявляют следующие требования:

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

Устройство гидроусилителя руля

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

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

Бачок ГУР

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

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

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

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

Насос гидроусилителя

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

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

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

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

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

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

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

Распределитель ГУР

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

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

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

Гидроцилиндр и соединительные шланги

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

Схема циркуляции жидкости в гидроусилителе

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

Принцип работы гидроусилителя руля

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

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

Схема работы гидроусилителя

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

Периодичность замены жидкости в ГУР

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

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

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

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

Преимущества и недостатки гидроусилителя рулевого управления

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

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

К недостаткам ГУР можно отнести следующие:

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

Заключение

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

Гидроусилитель руля: принцип работы

Гидравлический усилитель руля (ГУР) – это система, которая является частью рулевого механизма автотранспорта и предназначена для облегчения усилий рук водителя при управлении направлением движения. ГУР полностью сохраняет необходимую «обратную связь», обеспечивает устойчивость движения автотранспорта и однозначность задаваемой ему траектории.

Автовладельцы старших поколений прекрасно помнят, какие явные мускульные усилия требовались для каждого проворачивания рулём колёс, особенно при движении на малых скоростях. Потому и женщин за рулём было меньше (это не единственная причина, конечно, но одна из основных).

Решил эту проблему стал гидравлический усилитель (ГУР) – специальный механизм, которым стали оборудовать сначала рулевые механизмы грузовых машин, а потом он был перенесён и на легковые автомобили. ГУР помогает водителю преодолевать силу естественного сопротивления механизмов и трения шин о землю, облегчая вращения рулём. Он создаёт дополнительные усилия при повороте рулевого колеса, за счёт гидравлического давления.

В советском автопроме гидроусилитель руля впервые был применён ещё в 1950 году, на карьерных самосвалах МА3-525. Первым советским легковым автомобилем, оснащённым ГУРом, стал автомобиль представительского класса ЗИЛ-111 (в 1958 года). Широкого распространения гидроусилитель руля в автопроме долго не получал.

Однако в наше время уже стало трудно себе представить автомобиль, не оснащённый усилителем рулевого управления. Усилители могут стать электрическими (ЭУР), гидравлическими (ГУР), или электрогидравлическими (ЭГУР). Однако наиболее распространённым типом механизма усиления рулевого управления стал именно ГУР – благодаря лучшей экономической целесообразности его использования. Гидроусилитель немного более громоздкий, чем электроусилитель. Зато он и не требует точной, скоординированной работы датчиков, ЭБУ и самого электропривода.

Он устроен таким образом, что в случае выхода усилителя из строя полностью сохраняется возможность управления автомашиной. Хотя усилие на рулевом колесе, конечно, и становится более тяжёлым.

Для легковушек главным назначением ГУРа является обеспечение комфорта. Управлять транспортным средством, которое оснащено гидравлическим усилителем руля, намного легче и удобнее. Плюс к снижению мускульных усилий, водителю требуется совершать меньше оборотов руля. Такое положение вещей важно при выполнении парковок и маневрировании на узких участках, в стеснённых условиях.

Сохранение управляемости автомашиной, со смягчением ударов, которые передаются на руль при наезде управляемых колёс на дорожные неровности дороги. В этом состоит ещё она важная функция ГУРа.

Местонахождение частей и состав гидравлического усилителя руля

Гидронасос расположен неподалёку от шкива коленчатого вала и соединяется с ним приводным ремнём. В зависимости от конструкции автомобиля, тот же привод может приводить в движение вал генератора и помпы. Управляющий клапан, он же – распределитель, является встроенным в механизм рулевого вала и отзывается на повороты рулевым колесом в ту или иную сторону, благодаря специальному устройству – торсиону.

Местонахождение гидравлического цилиндра зависит от вида рулевого механизма. В большинстве автомашин он является вмонтированым в рейку и представляет собою поршень, который толкает её в необходимом направлении. В машинах с червячным приводом руля (так называемая рулевая колонка) цилиндр является отдельным агрегатом. К нему подсоединены тяги, которые отвечают за повороты передних колёс.

Указанные элементы объединяются в единую систему патрубками, которые рассчитаны на высокое давление. По ним циркулирует рабочая жидкость – масло. Её запас размещён в расширительном бачке, который установлен в самом высоком месте гидросистемы.

В этом бачке для рабочей жидкости размещён фильтрующий элемент и щуп для контроля за её уровнем. При помощи масла трущиеся пары смазываются механизмов, плюс передаются усилия от насоса к гидроцилиндру. Фильтром от грязи и мелкой металлической стружки, образующейся в процессе эксплуатации, служит имеющаяся в бачке сетка.

В некоторых автомашинах уровень рабочей жидкости ГУРа есть возможность проверить только после кратковременной работы мотора, либо при вращении рулевым колесом несколько раз в разные стороны, в процессе работы двигателя на холостом ходу. На щупе (или же на самом расширительном бачке) имеются специальные насечки или отметки.

Конструкция механизма

Состоит гидравлический усилитель рулевого колеса из нескольких основных элементов, которые соединены между собою маслопроводами. Это

• роторный насос, приводимый в движение ременной передачей от коленвала мотора автомобиля;
• гидрораспределитель, который направляет усилие в нужные стороны;
• гидравлический цилиндр с поршнем, который жёстким образом (рейками либо тягами) связан с рулевым механизмом;
• расширительный бачок с необходимым запасом гидравлической жидкости (масла).

Насос

Насос гидроусилителя руля нужен для того, чтобы в системе поддерживалось необходимое давление, а также постоянно происходила циркуляция масла. Он устанавливается на блоке цилиндров двигателя, работает от шкива коленвала с помощью приводного ремня.

В принципе, конструктивно данный насос может быть разного типа. Однако на практике повсеместное распространение получили насосы лопастные. Они отличаются высоким коэффициентом полезного действия и серьёзной устойчивостью к износу. Рабочие механизмы данного насоса – вращающийся ротор с лопастями – размещены в металлическом корпусе. В ходе вращения лопасти захватывают рабочую жидкость и под давлением нагнетают её в гидрораспределитель, а далее – в гидроцилиндр.

Поскольку привод насоса производится от шкива коленвала, его производительность и давление напрямую зависят числа оборотов двигателя. Чтобы давление поддерживалось на нужном для нормальной работы уровне (100-150 Бар), применён специальный клапан. Это пневматический либо гидравлический дроссель, который действует автоматически.

Гидрораспределитель

Распределитель гидравлического усилителя руля смонтирован на рулевом валу, или же на элементах рулевого привода. Его назначением является направление потоков рабочей жидкости в соответствующую полость гидроцилиндра, либо её возвращение в расширительный бачок.

Главные элементы распределителя ГУРа – это торсион, поворотный золотник и вал распределителя. Торсион – это тонкий пружинистый металлический стержень, который закручивается под воздействием крутящего момента. Золотник и вал распределителя – это две цилиндрические детали с каналами для жидкости. Они вставлены друг в друга. Золотник связывается с шестернёй рулевого механизма, а вал распределителя – с карданным валом рулевой колонки, т.е. с рулём. Торсион одним концом прикреплён к валу распределителя, а его другой конец вставлен в поворотный золотник.

Распределитель бывает осевым (если его золотник перемещается поступательно), либо роторным (когда золотник вращается).

Гидроцилиндр + соединительные шланги

Гидравлический цилиндр встроен в рейку. Он состоит из поршня и штока, который перемещает рейку под действием давления рабочей жидкости. Соединительными шлангами высокого давления обеспечивается циркуляция масла между распределителем, гидроцилиндром и насосом. Из расширительного бачка в насос, и из распределителя обратно в расширительный бачок масло течёт по шлангам низкого давления.

Гидроцилиндр + соединительные шланги

Принцип работы гидроусилителя

Главная особенность гидроусилителя руля состоит в том, что система задействуется сразу же после запуска двигателя автомобиля, так как вал гидронасоса вращается синхронно с коленчатым валом мотора. Пока водитель не работает рулём, образующееся в маслопроводах давление сбрасывается в расширительный бачок. Принцип работы гидравлического усилителя руля заключается в преобразовании давления рабочий жидкости, создаваемого гидронасосом, в механическую работу, совершаемую поршнем гидроцилиндра. Алгоритм функционирования ГУРа таков:

Рабочая жидкость перекачивается по системе, а избыток давления отправляется в расширительную ёмкость, пока водитель не начнёт поворачивать рулевым колесом. Во время поворота рулём торсион распределителя улавливает направления вращений, за счёт чего срабатывает один из двух клапанов, который открывает проток гидравлической жидкости к поршню цилиндра.

Масло с одной стороны надавливает на поршень, заставляет его толкать рейку или тягу в нужном направлении, пока шофёр не перестанет поворачивать руль. Когда рулевое колесо останавливается в любом положении, то гидрораспределитель закрывает клапан, а поршень прекращает подталкивать рейку.

При вращении рулевого колеса в обратную сторону первый клапан закрывается, и сразу же срабатывает второй. Жидкость поступает к поршню с другой стороны, заставляя его передвигаться и толкать рейку в другом направлении.

К примеру, автомобиль стоит с работающим двигателем на месте, и его колёса при этом установлены прямо. В этом положении гидроусилитель руля не работает, а его жидкость просто перекачивается насосом по системе – из расширительного бачка в гидрораспределитель и назад.

Водитель начинает вращения рулевым колесом. Крутящий момент от руля передаётся валу гидрораспределителя и дальше – торсиону, который начинает закручиваться. Поворотный золотник в тот момент не вращается, так как ему не даёт это делать сила трения. Перемещаясь относительно золотника, вал распределителя открывает канал для поступления масла в одну из полостей гидроцилиндра (в зависимости от того, куда водитель поворачивает руль). Вся рабочая жидкость под давлением отправляется в гидроцилиндр. Масло из второй полости гидроцилиндра поступает в сливную магистраль, и далее в расширительный бачок. Оно надавливает на поршень со штоком, за счёт чего рулевая рейка перемещается и колёса поворачиваются.

Когда водитель прекращает поворот рулевого колеса, однако продолжает удерживать его в повёрнутом положении, рулевая рейка при её перемещении вращает поворотный золотник и выравнивает его относительно вала гидрораспределителя. В тот момент распределитель ставится в нейтральное положение, и рабочая жидкость снова начинает просто вхолостую циркулировать по системе, не совершая работы (как это было при стоящей на месте машине и прямолинейном положении её колёс).

Схема работы гидравлического усилителя руля

Если поворачивать рулевое колесо до упора и при этом увеличивать обороты двигателя нажатием на педаль газа, то давление в контуре гидроусилителя повышается до максимальных значений. Это может привести к протечке сальников и даже к разрыву шлангов. Поэтому производителями автомобилей с гидроусилителями и не рекомендуется удерживать рулевое колесо в крайнем положении дольше пяти секунд.

Если по каким-либо причинам мотор автомобиля заглохнет, или сам гидроусилитель руля сломается и откажет, то у водителя при этом сохранится полный контроль над передними колёсами его автомашины. Просто для поворачивания рулевого колеса водителю уже придётся прилагать некоторые мускульные усилия. Как в «старые добрые времена».

Плюсы и минусы гидроусилителя руля

Нет никаких сомнений в том, что достоинств у системы гидроусиления рулевого управления гораздо больше, чем недостатков. Иначе ГУР не завоевал бы такой всеобщей популярности: ведь им в наше время оснащается абсолютное большинство новых машин всех ведущих автопроизводителей.

Гидравлическая система усиления руля очень надёжна. Она испытана многолетней практикой на различных видах автомашин и показывает практически безупречную безотказность.

Гидравлический усилитель руля обладает способностью развивать серьёзную мощность и преодолевать значительное сопротивление силе трения со стороны колёс. Поэтому применять его есть возможность на автомобилях любой грузоподъёмности и габаритных размеров.

Комфорт в управлении автомобилем для водителя – основная характерная черта и главный плюс рулевого гидроусилителя. ГУР, собственно, и создавался именно с такой целью – значительно облегчить человеку процесс управления автомобилем, избавить его от необходимости прилагать мышечные усилия при оборотах рулевого колеса.

Так как рулевое колесо вращается с ГУРом гораздо легче, чем без него, и оборотов «баранки» требуется меньше, у водителя появляется возможность живее и оперативнее реагировать на любые быстрые изменения в дорожной ситуации.

Лучшая точность и острота управляемости

Возможности, которые предоставляет использование гидравлического усилителя, дают дополнительный бонус всем производителям автомобилей. Так как ГУР фактически выполняет вместо водителя его физическую работу, в конструкции машин появилась возможность применять рулевые механизмы с меньшим передаточным отношением.

Среди недостатков гидравлического усилителя руля, отмечаются следующие его свойства.

Устройство привода гидронасоса выполнено таким образом, что он функционирует безостановочно вместе с двигателем авто. Из-за этого насос изнашивается быстрее и отнимает часть энергии мотора, пусть незначительно, но всё же увеличивая расход горючего.

Все элементы системы гидроусилителя руля нуждаются в периодическом обслуживании, а также требуется следить за уровнем гидравлической жидкости в его расширительном бачке.

ГУРы на автомобилях эконом-класса и машинах бюджетных ценовых категорий при передвижении на больших скоростях делают рулевые колёса малоинформативными. Только в дорогих автомашинах реализовано особенное устройство насоса гидроусилителя руля, которое позволяет снижать давление масла в системе при повышении оборотов силового агрегата. Руль при этом как бы «наливается» некоторой тяжестью, и ощущение «пустоты» при управлении машиной на значительных скоростях не возникает.

Что предусматривается правилами обслуживания ГУРа

Для обеспечения бесперебойной работы гидроусилителя руля требуется периодически выполнять такие операции по уходу и обслуживанию:

контролировать уровень и состояние рабочей жидкости ГУРа в расширительном бачке;

время от времени осматривать патрубки и штуцеры системы: не появились ли растрескивания и протечки масла;

производить замену гидравлической жидкости – в соотвествии с интервалом, который указан в инструкции по эксплуатации и ремонту;

обращать внимание на появление посторонних шумов, говорящих о серьёзном износе подшипников гидронасоса;

своевременно менять износившийся приводной ремень гидроусилителя руля, чтобы он не порвался в самый неподходящий момент – где-нибудь в дальней дороге. Если проявляются толчки и удары в рулевое колесо – то это характерный признак растянутого, изношенного приводного ремня гидронасоса. Когда ремень проскальзывает, то насос начинает работать рывками, и масло поступает в систему с хорошо различимой пульсацией.

Масло для ГУРа

Жидкость, которая заливается в систему гидроусилителя руля, играет роль не только рабочего тела всего механизма, но ещё и смазки для насоса. В связи с этим, при её доливках либо заменах необходимо использовать масла, рекомендованные производителями, чтобы не допустить преждевременного выхода насоса из строя.

В теории, рабочей жидкостью ГУРа можно пользоваться весь срок эксплуатации автомобиля (как и маслом в коробке переключения передач). Однако на практике рекомендуется всё-таки периодически (примерно раз в 3-5 лет) менять масло гидроусилителя.

Ведь в ходе эксплуатации ГУРа всегда повышается температура его элементов. За счёт этого греется и рабочая жидкость, что ведёт к ухудшению её физических свойств. Присадки в её составе ведь деградируют от нагрева и трения, и гидравлическая жидкость постепенно начинает терять свои качества.

Когда при контроле состояния масла ГУРа в нём замечены мелкие посторонние частицы, или чувствуется горелый запах – это значит, что точно настало время для замены, и произвести её нужно как можно быстрее.

Менять надо масло и тогда, когда проявились признаки неисправности в гидроусилителе. Это тяжёлый ход руля, шумная работа насоса. Они говорят о том, что во время работы появиляются воздушные пробки, и надо масло поменять либо долить.

Объём рабочей жидкости при полной её замене не превышает полутора литров. Для масла ГУРа замеряется два уровня: холодный и горячий. Холодный уровень – это та точка, при которой температура рабочей жидкости находится в пределах от 0 до 30-ти градусов. Уровень горячий – та точка, при которой температура масла находится в пределах от 50-ти до 80-ти градусов.

Масло, которое заливается в систему гидроусилителя руля – это универсальные жидкости ATF или Multi HF, которые применяются не только в ГУРах, но и в автоматических коробках переключения передач. Любо – специализированные масла, разработанные специально и только для гидроусилителя, которые маркируются как PSF.

Выбирая масло для ГУРа, лучше ориентироваться на рекомендации автопроизводителя, и делать указание из сервис-книжки машины «выбором №1».

Как и моторное масло, рабочие жидкости для ГУРов могут делаться на минеральной, полусинтетической или синтетической основе. Выбирать надо тот, что рекомендован именно для данной модели автомобиля, во избежание возможного несоответствия химического состава разных рабочих жидкостей и, соответственно, повреждения металла отдельных элементов системы или резиновых уплотнителей.

Гидроусилитель руля стал для автомобилистов всего мира счастливой возможностью крутить руль практически без мускульных усилий – что называется, «двумя пальцами». А особенно – для автомобилисток.

Комфортное и лёгкое управление машиной превратились из роскоши в общераспространённый стандарт. ГУР надёжен и безотказен, однако, как и любой механизм, требует некоторого минимального внимания к себе, своевременного ухода и устранения неисправностей.

Усилители рулевого управления

Водители со стажем на всю жизнь запомнили специфику управления машиной без усилителя рулевого управления: на стоящем автомобиле колеса провернуть очень сложно, крутить рулем необходимо в движении. К счастью, необходимость в овладении подобными навыками осталась в прошлом, практически все современные машины оснащены усилителями руля.

• легко вращать руль;
• при маневрировании необходимо меньшее количество поворотов руля;
• легче удержать машину на нужной траектории при повреждении колеса или иных экстремальных ситуациях;
• при наезде на препятствие усилитель действует как демпфер, сглаживая удар при передаче на руки водителя.

В автосалонах ГК FAVORIT MOTORS представлены автомобили с разными типами усилителей рулей.

Классификация усилителей рулевого управления

Гидравлический усилитель руля (ГУР)

Это один из наиболее распространенных типов, применяемый с 50-х годов прошлого века. Состоит из насоса, гидроцилиндра, бачка с запасом гидравлической жидкости (также называют маслом ГУР) и распределителя, соединенных между собой трубками. Насос, соединенный приводом с двигателем, создает необходимое давление в системе. Гидроцилиндр преобразует давление жидкости в перемещение поршня и штока, тем самым облегчает вращение колес.

Гидравлический усилитель нравится опытным водителям по той причине, что обеспечивает информативное и точное управление. При выходе из строя, руль будет сложно вращать, но все же доехать до сервиса можно.

Минусы такой системы:

• на насос уходит часть энергии двигателя, что приводит к увеличению расхода топлива;
• есть вероятность протечек системы.

При нарушении герметичности системы жидкость постепенно уходит. Если это вовремя не заметить, то из строя может выйти дорогостоящий узел. Когда вы заметите снижения уровня жидкости в бачке ГУР, необходимо немедленно связаться с технической службой ГК FAVORIT MOTIRS. Квалифицированные мастера в короткие сроки устранят неисправность.

Электрический усилитель руля (ЭУР)

Миром правит электричество, и сейчас большое распространение получили электрические усилители руля, состоящие из электродвигателя, механической передачи и системы управления (датчиков). Датчик фиксирует действия водителя и активирует мотор, интегрированный в рейку рулевого колеса. В результате от водителя требуется минимальное усилие.

Такая система компактна, не так уж дорога, требует минимальных настроек. Вероятность выхода из строя, по сравнению с гидравлической, мала. Чаще всего причина неисправности состоит в окислении контактов или неисправности датчика. Бывают случаи, когда причиной дефекта становятся сбои в работе блоков управления или скачки напряжения бортовой сети. В этом случае на панели приборов загорится сигнал неисправности, и нужно оперативно связаться с технической службой ГК FAVORIT MOTORS.

Электрогидравлический усилитель руля (ЭГУР)

Замкнутая система состоит из тех же элементов, что и классический гидравлический усилитель руля: насос, гидроцилиндр, распределитель, бачок с запасом жидкости ГУР. Основное отличие в том, что насос вращает дополнительный электродвигатель, получающий питание от генератора. Такая система работает не постоянно, а только в момент вращения колеса, что снижает расход топлива. Вероятность утечки жидкости ГУР и выхода из строя электрических блоков, разумеется, есть, но и преимущества налицо: энергоэффективность, сочетающаяся с информативностью и точностью управления.

Деление по принципу действия

Усилители могут быть адаптивными (также используется термин активный) и неадаптивными. Первые имеют переменный коэффициент усиления, который зависит от скорости машины: на малом ходу руль крутится легко, при наборе скорости рулевое колесо наливается тяжестью. Это сделано в целях безопасности, поскольку сильный и резкий поворот руля на скорости может привести к аварии. В конструкцию адаптивного усилителя руля входит дополнительный датчик скорости.

Как сберечь и продлить жизнь усилителю руля

Часто водители сами выводят из строя системы. Классический случай: попытка забраться на высокий бордюр с сильно вывернутыми колесами. Создается повышенное давление в гидравлической системе, что приводит к утечке. От повышенной нагрузки может выйти из строя электромотор. Эксперты ГК FAVORIT MOTORS не рекомендуют удерживать руль в крайнем положении более 4 секунд – опять же по причине возникновения избыточного давления.

В морозы перед стартом нужно слегка разогреть жидкость ГУР. Для этого достаточно пары-тройки вращений рулем. И, разумеется, нужно периодически проверять натяжение ремня привода насоса гидроусилителя, контролировать уровень рабочей жидкости в бачке, своевременно производить замену жидкости ГУР вместе с фильтром.

Как видите, большинство рекомендаций относится к гидравлическим или электрогидравлическим системам. Электрические усилители требуют меньшего ухода.

Современные системы усилителя руля

Статья о современных системах усилителя руля. Их особенности, достоинства и недостатки. В конце статьи — видео о том, как установить усилитель руля своими руками. Статья о современных системах усилителя руля. Их особенности, достоинства и недостатки. В конце статьи — видео о том, как установить усилитель руля своими руками.

Если бы водитель тратил на рулевое управление столько же усилий, сколько в действительности требуется на поворот передних колес, то сам процесс не только не приносил бы удовольствия, но и вряд ли был бы возможен вообще.

Разумеется, для того, чтобы облегчить автолюбителю пользование рулевым управлением, существуют разного рода приспособления, которые усиливают поворотные движения руля, совершаемые руками водителя. Об этих приспособлениях – о системах усиления рулевого управления, и пойдет речь в данной статье.

Для чего нужен усилитель руля

Хороший усилитель руля не только облегчает физическое напряжение рук водителя, но также предохраняет рулевую систему от ударов, которые возникают от некачественной дороги. Помимо этого, водитель с помощью усилителя руля может легко удерживать машину на месте, если повредились шины колес переднего моста.

Приспособления для усиления руля можно разделить на следующие категории: электрические усилители, электрогидравлические, а также гидравлические.

Самые простые и проверенные временем – это гидравлические устройства для усиления рулевого управления. Впервые они появились в США в середине ХХ столетия. Это изобретение оказалось настолько надежным и, соответственно, востребованным, что сохранило свою актуальность до сего дня.

В 90-е годы прошлого столетия появились рулевые усилители нового поколения – электрогидравлические, которые зарекомендовали себя далеко не худшим образом. Однако прогресс не стоял на месте, и уже в нашем новом ХХI веке мир познакомился с электрическими усилителями руля.

Все три разновидности моделей усилителей рулевого управления имеют право на существование, поскольку у каждого из них есть свои преимущества. Рассмотрим каждую разновидность в отдельности.

Гидравлический усилитель

С общим принципом работы гидравлики каждый образованный человек знаком еще со школьной скамьи. Если объяснять на пальцах, то скажем так: берутся два сообщающихся трубчатых сосуда, один из которых имеет широкий диаметр, а другой — узкий. Сосуды заполняются жидкостью. После этого поршнем создается давление в сосуде узкого диаметра, отчего в широкой части сосуда сила давления увеличивается многократно. Вот и весь принцип, который довольно широко используется как в машиностроении, так и в других отраслях промышленности.

Гидравлический усилитель действует следующим образом: гидронасос активирует гидродвигатель, в результате чего возникает давление масла в системе гидравлики. Это давление по принципу цепной реакции начинает воздействовать на поршень рулевой рейки, значительно облегчая вращение «баранки» руля.

Преимущества гидравлического усилителя:

облегчение маневрирования путем снижения передаточного отношения механизма руля;

амортизация ударов на рулевое колесо от неровной дороги;

фиксация руля в экстремальных ситуациях;

безопасность при поломке гидроусилителя;

точное и «послушное» управление.

Недостатки гидравлического усилителя:

беспрерывно работающий гидродвигатель значительно повышает расход топлива;

ненадежность гидравлических трубок может стать причиной протечек;

повышенная сложность устройства гидроусилителя.

Гидроусилитель состоит из следующих компонентов:

масло.

Электрогидравлический усилитель

Устройство электрогидравлического усилителя по принципу действия во многом соответствует принципу работы гидравлического усилителя. Однако разница есть, и она довольно выгодна для водителя, потому что такой усилитель руля дает экономию горючего более одного литра на 100 километров.

Дело в том, что гидронасос не приводится в движение от двигателя автомобиля, а своевременно запускается электродвигателем именно тогда, когда это нужно. Такая необходимость возникает при повороте руля. Как только водитель начинает поворачивать руль, включается электродвигатель, который вращается от генератора, и от электромотора уже начинает функционировать насос.

Достоинства такого усилителя рулевого управления:

эффективность.

Недостатки: электрогидравлический усилитель может отказать при поломке электрооборудования и при сбоях в электронике.

Электрический усилитель

Этот механизм усиливает поворот руля при помощи специально разработанного электропривода. Поскольку это самая последняя версия усилителя рулевого управления, во многих новых автомобилях чаще всего можно встретить именно ее.

Принцип действия электроусилителя гениально прост: любое вращательное движение рулевого колеса фиксируется специальными датчиками, которые тут же передают соответствующий импульс в электронный блок управления. Там сигнал подлежит обработке и затем пересылается на электродвигатель, который и помогает водителю вращать рулевой вал.

Благодаря электрическому усилителю рулевого управления водитель может:

без особых усилий и совершенно безопасно поворачивать автомобиль на малых и больших скоростях;

возвращать передние колеса в среднее положение;

легко фиксировать колеса в средней позиции.

Преимущества электрического рулевого привода:

удобное регулирование и упрощенный процесс настройки;

отсутствие системы гидравлики;

топливная экономичность.

Недостатки электрического усилителя являются общими с недостатками электрогидравлических рулевых усилителей – отказ работы устройства в результате экстремальных ситуаций. Такие ситуации возникают при нарушениях работы блока управления, падения напряжения в электрооборудовании, а также при некачественных контактах на клеммах. При такого рода сбоях электродвигатель усилителя обесточивается, а на приборную панель приходит сигнал неисправности оборудования.

Надо заметить, что управление автомобилем особо не пострадает, хотя неопытных водителей это может обескуражить. Но не стоит бояться ни подобных ситуаций, ни самих машин с электрическим рулевым усилителем: производители дают надежную гарантию безопасности.

Составными элементами электроусилителя являются:

электродвигатель.

Сравнительные функции

Самыми популярными и востребованными в среде автолюбителей являются гидроусилители и электроусилители рулевого управления. Эти две разновидности усиления рулевого управления имеют свои достоинства и недостатки, поэтому разберем в этой связи каждый усилитель в отдельности.

При поломке гидравлической системы управление автомобилем становится вообще невозможным – это довольно серьезный недостаток. Кроме того, гидравлический усилитель вынужден работать беспрерывно, и поэтому об экономии топлива говорить не приходится. И, наконец, обслуживать гидравлический усилитель намного дороже, чем, например, усилитель электрический.

Электрический усилитель рулевого управления имеет более простой механизм и, соответственно, является более простым и дешевым в обслуживании. Это выгодно.

Как мы уже говорили, при неисправной гидравлике у гидравлического привода движение автомобиля невозможно.

А вот если в дороге сломается электрический усилитель, положение будет не таким безнадежным: рулить автомобилем все равно будет можно. Единственное неудобство при этом – водителю придется прикладывать намного больше усилий при вращении «баранки», но это для крайнего случая это не такая уж и большая беда.

Кроме того, в самом устройстве электроусилителя за ненужностью не имеется гидрошлангов, прокладок, жидкости и сальников, что избавляет водителя от излишних проблем. Об экономии топлива при электрическом усилителе вообще говорить не приходится: устройство работает от электрогенератора и к потреблению топлива вообще не имеет никакого отношения.

Заключение

Исходя из приведенных фактов, стоит сделать заключение, что именно электрический усилитель управления рулем является самым удобным и самым надежным. Но это совсем не значит что буквально все автолюбители, которые еще не сделали свой выбор, прочтя эту статью, должны сразу же приобретать именно электрические усилители.

Надо заметить, такие устройства для усиления руля могут быть не для всех водителей удобными. Некоторые автолюбители полагают, что у электрических усилителей рулевого управления не слишком высокая информативность. Но, надо сказать, что этот недостаток не очень большой, и те достоинства, которые имеются, вполне его компенсируют.

У электрических усилителей, все-таки довольно высокая степень эффективности, экономичности и надежности. Поэтому, надо думать, будущее останется за ними.

Установка усилителя руля своими руками — в видео:

Строение автомобильных шин

Благодаря колесам автомобиль имеет возможность передвигаться по дороге. На них подается вращение от двигателя через трансмиссию, а за счет сил трения колеса отталкивается от поверхности, и авто движется.

Автомобильные колеса состоят из двух компонентов – шины и диска. Основным рабочим элементом колеса является шина или по-другому скат, а диск выступает в роли посадочного места для нее, а также обеспечивает крепление колеса к ступицам.

• Сцепление с дорожным полотном;
• Сглаживание мелких неровностей дороги;
• Возможность движения по поверхностям с разными характеристиками;
• Управляемость авто.

Также от этих элементов зависит шумность при движении.

Внутреннее устройство

Устройство автомобильной шины – сложное, несмотря на простой внешний вид. В поперечном сечении скат имеет С-образную форму, которая формируется рядом слоев.

Одна из схем шины

Эти слои имеют свое название:

• кордовый каркас;
• брекер;
• протектор.

Дополнительно может использоваться подложка между последними слоями.

Кордовый каркас – основа шины. Основой каркаса выступает корд – прорезиненные слои нитей (из хлопка, вискозы, капрона, стальной проволоки), покрывающих всю площадь каркаса и расположенных определенным образом. Каркас может состоять из одного или нескольких кордовых слоев.

По расположению нитей каркаса шины делятся на диагональные и радиальные. В первом случае используется перекрестное расположение слоев корда. В радиальных шинах нити проходят перпендикулярно направлению вращения колеса. Диагональные шины сейчас практически не выпускаются.

Брекер – еще один слой корда, но он располагается не по всей площади каркаса, а лишь на рабочей поверхности. Помимо этого, в брекере используются более прочные нити, что обеспечивает повышение прочности и устойчивости каркаса к повреждениям. По сути, брекер выступает в качестве армирующей соединительной прослойки между каркасом и протектором. Кордовые нити брекера располагаются исключительно диагонально.

Протектор – внешняя рабочая часть шины. Представляет собой достаточно массивный резиновый слой из высококачественных материалов и с нанесенным узором, формируемым углублениями в резине. Этот узор получил название «беговой дорожки», которой контактирует с дорогой. Протектор не только обеспечивает нужное сцепление с поверхностью, он также выступает и в качестве защитного слоя, предохраняющего каркас от повреждения. Тип рисунка, наносимого на протектор, влияет на сцепные качества шины и подразделяет их на дорожные, универсальные, повышенной проходимости.

Внешнее устройство

Если рассматривать устройство автомобильной шины только снаружи, то она состоит из:

• бортов;
• боковин;
• плеч;
• беговой дорожки.

Борта обеспечивают надежную посадку шины на диск. Жесткость этих элементов обеспечивается силовыми кольцами из металлической проволоки, вплавленными в каркас по окружности. Если рассматривать поперечное сечение шины, то борта – это вершины в С-образной форме.

От бортов отходят боковины – боковые части каркаса, покрытые дополнительно защитным слоем резины, предотвращающим повреждение кордового каркаса.

Плечи обеспечивают переход от боковин к беговой дорожке. Помимо этого, при деформации (при наезде на препятствие, вхождении в поворот) плечи принимают участие в обеспечении сцепления с дорогой.

К плечам подходит беговая дорожка, являющаяся основной рабочей поверхностью, поэтому именно она имеет наиболее многослойную структуру.

В поперечном сечении устройство шины такое: имеется два борта, соединенных с двумя боковинами, которые переходят к плечам, а те – подходят к краям одной беговой дорожки, что и формирует С-образную форму.

Классификация

Существует несколько критериев, по которым делится автомобильная «резина»:

• Способ герметизации внутреннего пространства;
• Сезонность использования;
• Тип протектора;
• Сфера использования.

Все эти критерии достаточно важны и учитываются при выборе авторезины.

Метод герметизации

По способу герметизации, существующие виды автошин делятся на камерные и бескамерные.

В камерных воздух, обеспечивающий необходимое давление внутри, закачивается в специальный резиновый баллон – камеру. Основным недостатком таких колес является легкость повреждения, поскольку даже незначительный прокол камеры приведет к спусканию колеса. Но с другой стороны, изгибы обода диска при сильных ударных нагрузках не приводит к спусканию. На легковых авто камерный тип сейчас используются очень редко.

В бескамерных воздух закачивается в пространство, образованное внутренней поверхностью шины и диском. Они менее «чувствительны» к проколам и способны выдержать до 7-8 пробитий (при условии, что элемент, проколовший шину, остается в ней). Но даже незначительный изгиб обода приведет к «отслаиванию» борта и колесо стравит воздух.

Сезонность использования

По сезонности использования шины делятся на летние, зимние и всесезонные. Отличия между ними сводятся к материалу изготовления (в летних используется жесткая резина, а зимних – мягкая), форме рисунка и глубине протектора. Всесезонный вариант является промежуточным, и должных сцепных качеств не обеспечивает ни зимой, ни летом. Оптимальный период использования такой резины – ранняя весна и поздняя осень.

Тип протектора

По типу протектора виды автошин бывают дорожными, повышенной проходимости и универсальными. Первые предназначены для эксплуатации по твердой поверхности. Шинам повышенной проходимости характерны глубокий протектор и ярко выраженные грунтозацепы, обеспечивающие отличные ходовые качества авто по пересеченной местности. Универсальные колеса подходят как для движения по дороге, так и по бездорожью, но не сильному, поскольку грунтозацепы в них есть, но они не очень «мощные».

Сфера использования

По сфере использования шины бывают общего назначения и спортивные. Все виды автошин общего назначения обладают определенным соотношением высоты профиля к ширине, что обеспечивает необходимый объем для закачки воздуха.

К спортивной резине относятся низкопрофильные шины, слики и полуслики. Низкопрофильные отличаются небольшой высотой боковин. Но для обеспечения нужного объема для закачки воздуха, конструкторы увеличили ширину шин. В результате площадь контакта беговой дорожки возросла, поэтому низкопрофильные шины отличаются улучшенными сцепными качествами. Предназначены они для езды только по твердой поверхности. Благодаря наличию протектора, допускается их использование на дорогах общего назначения.

Слики – исключительно спортивные шины. Их особенность – полное отсутствие рисунка протектора, что обеспечивает максимальное пятно контакта колеса с дорогой. Они применяются только на сухих твердых покрытиях.

Полуслики отличаются от сликов наличием небольшого протектора, в центральной части беговой дорожки, по краям же на поверхности узора нет. Несмотря на имеющийся протектор, использовать такую резину на дорогах общего назначения нельзя, на них можно ездить только по автотрекам.

Самая частая проблема, связанная с шинами во время эксплуатации авто, — проколы, в результате которых воздух их колеса выходит и дальнейшая его эксплуатация невозможна.

Частично эта проблема решилась с появлением бескамерных шин. Как уже указывалось, они способны выдержать определенное количество проколов.

Технология Flat

Попытки решить эту проблему привели к появлению так называемой «беспрокольной» резины, она же – Run Flat шина.

Существует две технологии Run Flat, применяемых на автомобилях. Первая из них – усиление боковин. Благодаря увеличению жесткости боковин, при стравливании воздуха вес авто начинает на себе удерживать именно боковины. Благодаря этой технологии на колесе без воздуха можно преодолеть до 100 км пути при сравнительно неплохой скорости – до 80 км/ч.

Технология run flat

Вторая технология – использование поддерживающего кольца. Это кольцо, изготовленное из высокопрочного пластика или металла, устанавливается и фиксируется на диске внутри шины. В случае прокола колеса, при стравливании воздуха, колесо начинает опираться на кольцо, что позволяет продолжать движение без возможного повреждения диска. Несмотря на то, что кольцо изготовлено из твердых материалов, шумность при движении повышается не сильно, поскольку между дорогой и кольцом постоянно находится прослойка резины.

Технология Run Flat действительно позволяет решить проблему с проколами. Но в случае с колесами, имеющими усиленные боковины, то они не помогут при сильном порезе боковины. А колеса с поддерживающим кольцом стоят дорого и для обслуживания требуют специализированное оборудование.

Стоит отметить, что Run Flat – это общее обозначение технологии беспрокольных шин. Производители же зачастую используют свое обозначение такой резины, что создает определенную путаницу.

«Самолечащиеся шины»

Но существует еще одна технология «беспрокольных» шин – «самолечащихся». Она к Run Flat не относится.

Суть этой методики сводится к нанесению на внутреннюю поверхность шины специального вязкого материала. Он в случае прокола полученное отверстие закупоривает и не дает воздуху стравливаться. Эта технология является самой простой и при этом дешевой. Стоимость шин с таким внутренним покрытием практически не отличается от обычной бескамерной резины.

Кстати, на рынке автоаксессуаров сейчас можно встретить специальные составы, которые позволяют из обычных бескамерок сделать «самолечащиеся». И для этого достаточно через вентиль закачать состав внутрь колеса, а в процессе эксплуатации залитый материал равномерно распространяется по внутренней поверхности шины, минус этого способа в том что и вся внутренняя поверхность диска покроется этим составом.