Гідропідсилювач рульового управління: пристрій і принцип роботи

Пристрій і принцип роботи гідропідсилювача рульового управління

В даний час складно собі уявити автомобіль не оснащений підсилювачем рульового управління. Підсилювач може бути електричним (ЕУР), гідравлічним (ГУР) або електрогідравлічним (Егурен). Однак гідропідсилювач рульового управління залишається найбільш поширеним типом на даний момент. Він влаштований таким чином, що навіть при його виході з ладу збережеться можливість керування автомобілем. У цій статті ми розберемо його основні функції та детально дізнаємося, з чого він складається.

Функції і призначення ГУР

Гідропідсилювач рульового управління: пристрій і принцип роботи Рульова рейка з гідропідсилювачем

Гідравлічний підсилювач керма (ГУР) являє собою елемент рульового управління, в якому додаткове зусилля при повороті рульового колеса утворюється за рахунок гідравлічного тиску.

Для легкових автомобілів головне призначення ГУР – забезпечення комфорту. Керувати транспортним засобом, оснащеним гідравлічним підсилювачем керма, легко і зручно. До того ж водієві не потрібно для здійснення маневру робити кермом повних п'ять-шість оборотів в сторону повороту. Такий стан речей особливо актуально при парковці і маневруванні на вузьких ділянках.

Збереження керованості автомобілем і пом'якшення ударів, що передаються на кермо в результаті наїзду керованих коліс на нерівності дороги, – ще вона важлива функція гідропідсилювача.

Вимоги до гідропідсилювачу

Для ефективної роботи ГУР до нього висувають такі вимоги:

  • надійність системи і безшумність при роботі
  • простота обслуговування і мінімальний розмір пристрою
  • технологічність і екологічна безпека
  • невеликий поворотний момент на колесі з автоматичним поверненням в нейтральне положення
  • легкість і плавність рульового управління
  • забезпечення кінематичного стежить дії – відповідність між кутами повороту керованих коліс і керма
  • забезпечення силового стежить дії – пропорційність між силами опору повороту керованих коліс і зусиллям на кермі
  • можливість керування автомобілем при виході системи з ладу

Пристрій гідропідсилювача керма

Гідропідсилювач рульового управління: пристрій і принцип роботи Основні компоненти гідропідсилювача керма

Гідропідсилювач керма встановлюється на рульовий механізм будь-якого типу. Для легкових автомобілів найбільшого поширення набув рейковий механізм. У цьому випадку схема ГУР наступна:

  • бачок для робочої рідини
  • масляний насос
  • золотниковий розподільник
  • гідроциліндр
  • з'єднувальні шланги

У бачку або резервуарі для робочої рідини встановлений фільтруючий елемент і щуп для контролю за рівнем масла. За допомогою масла змащуються труться пари механізмів і передається зусилля від насоса до гідроциліндра. Фільтром від бруду і металевої стружки, що виникає в процесі експлуатації, в бачку служить сітка.

Рівень рідини всередині бака можна перевірити візуально в разі, коли резервуар зроблений з напівпрозорого пластика. Якщо пластик непрозорий або використовується металевий бачок, рівень рідини перевіряється за допомогою щупа.

У деяких автомобілях рівень рідини можна перевірити тільки після короткочасної роботи двигуна або при обертанні рульового колеса кілька разів в різні боки під час роботи машини на холостому ходу.

На щупах або резервуарах зроблені спеціальні насічки, як для «холодного» двигуна, так і для «гарячого», який вже працює протягом якогось часу. Також необхідний рівень рідини можна визначити і за допомогою позначок «Max» і «Min».

Насос гідропідсилювача

Гідропідсилювач рульового управління: пристрій і принцип роботи Лопатевої насос гідропідсилювача

Насос гідропідсилювача необхідний для того, щоб в системі підтримувалося потрібний тиск, а також відбувалася циркуляція масла. Насос встановлюється на блоці циліндрів двигуна і приводиться в дію від шківа колінчастого вала за допомогою приводного ременя.

Конструктивно насос може бути різних типів. Найбільш поширеними є лопатеві насоси, які характеризуються високим ККД і зносостійкість. Пристрій виконаний в металевому корпусі з обертовим усередині нього ротором з лопатями.

У процесі обертання лопаті захоплюють робочу рідину і під тиском подають її в розподільник і далі в гідроциліндр.

Привід насоса здійснюється від шківа колінчастого вала, тому його продуктивність і тиск залежать від кількості оборотів двигуна. Для підтримки необхідного тиску в ГУР використовується спеціальний клапан. Тиск, який створює насос в системі, може досягати до 100-150 бар.

Залежно від типу управління масляні насоси підрозділяються на регульовані і нерегульовані:

  • регульовані насоси підтримують постійний тиск за рахунок зміни продуктивної частини насоса
  • постійний тиск в нерегульованих насосах підтримує редукційний клапан

Редукційний клапан являє собою пневматичний або гідродросель, діючий автоматично і контролює рівень тиску масла.

розподільник ГУР

Гідропідсилювач рульового управління: пристрій і принцип роботи Схематичне пристрій розподільника

Розподільник гідропідсилювача встановлюється на рульовому валу або на елементах рульового приводу. Його призначення – напрям потоків робочої рідини в відповідну порожнину гідроциліндра або назад в бачок.

Головними елементами розподільника є торсіон, поворотний золотник і вал розподільника. Торсіон являє собою тонкий пружинистий металевий стрижень, який закручується під дією крутного моменту. Золотник і вал розподільника є дві циліндричні деталі з каналами для рідини, вставлені один в одного. Золотник пов'язаний з шестернею рульового механізму, а вал розподільника з карданним валом рульової колонки, тобто з кермом. Торсіон одним кінцем закріплений на валу розподільника, інший його кінець встановлений в поворотний золотник.

Розподільник може бути осьовим, при якому золотник переміщається поступально, і роторним – тут золотник обертається.

Гідроциліндр і сполучні шланги

Гідропідсилювач рульового управління: пристрій і принцип роботи Схема циркуляції рідини в гідропідсилювачі

Гідроциліндр вбудований в рейку і складається з поршня і штока, що переміщує рейку під дією тиску рідини.

Сполучні шланги високого тиску забезпечують циркуляцію масла між розподільником, гідроциліндром і насосом. Масло з бачка в насос і з розподільника назад в бачок надходить по шлангах низького тиску.

Принцип роботи гідропідсилювача керма

Гідропідсилювач рульового управління: пристрій і принцип роботи Схема роботи гідропідсилювача

Розглянемо кілька режимів роботи гідропідсилювача при повороті коліс в будь-яку сторону:

  1. Автомобіль стоїть нерухомо на місці, колеса встановлені прямо. В даний момент гідропідсилювач не працює і рідина просто перекачується насосом по системі (з бачка в розподільник і назад).
  2. Водій починає обертати рульове колесо. Крутний момент від рульового колеса передається на вал розподільника і далі на торсіон, який починає закручуватися. Поворотний золотник в цей момент не обертається, оскільки йому заважає це зробити сила тертя, що перешкоджає повороту коліс. Переміщаючись щодо золотника, вал розподільника відкриває канал для надходження рідини в одну з порожнин гідроциліндра (в залежності від того, куди повернуть кермо). Таким чином, вся рідина під тиском направляється в гідроциліндр. Рідина з другої порожнини гідроциліндра надходить в зливну магістраль і далі в бачок. Рідина тисне на поршень зі штоком, за рахунок чого переміщається рульова рейка і повертаються колеса.
  3. Водій припинив обертання рульового колеса, але продовжує утримує його в повернутому положенні. Рульова рейка, переміщаючись, обертає поворотний золотник і вирівнює його щодо вала розподільника. У цей момент розподільник встановлюється в нейтральне положення і рідина знову просто циркулює по системі, не здійснюючи ніякої роботи, так само як і при прямолінійній положенні коліс.
  4. водій – викрутив. кермо в крайнє положення і продовжує його утримувати. Даний режим є найбільш важким для гідропідсилювача, оскільки розподільник не може повернутися в нейтральне положення, і вся циркуляції рідини відбувається всередині насоса, що супроводжується підвищеним шумом його роботи. Але варто відпустити кермо, і система прийде в норму.

ГУР влаштований таким чином, що в разі його відмови рульове управління буде продовжувати роботу і можливість керувати автомобілем збережеться.

Періодичність заміни рідини в ГУР

Теоретично робочої рідиною можна користуватися протягом усього терміну експлуатації автомобіля, але рекомендується періодично міняти масло.

Терміни заміни залежать від інтенсивності експлуатації транспортного засобу. При середньорічному пробігу 10-20 тисяч км, досить міняти масло раз в два-три роки. Якщо машина експлуатується частіше, то і зміну рідини потрібно робити частіше.

В результаті експлуатації гідропідсилювача підвищується температура його елементів. За рахунок цього гріється і масло, що призводить до погіршення його фізичних властивостей. Якщо при контролі стану рідини помічені сторонні частинки або запах горілого масла – значить, настав час для заміни.

Обсяг рідини при повній заміні не перевищить півтора літрів. Для рідини заміряють два рівня: холодний і гарячий. Холодний рівень – це точка, при якій температура масла знаходиться в межах від нуля до тридцяти градусів. Гарячий рівень – точка, коли температура рідини варіюється від п'ятдесяти до вісімдесяти градусів.

Переваги та недоліки гідропідсилювача рульового управління

Про переваги гідропідсилювача вже було все сказано Коротко підсумуємо, що він дає:

  • полегшення керування автомобілем, зниження стомлюваності водія
  • пом'якшення ударів, переданих на рульове колесо від нерівностей дороги
  • краща керованість і маневреність автомобіля, а значить і підвищена безпека на дорозі

До недоліків ГУР можна віднести наступні:

  • постійно працює насос відбирає частину потужності двигуна
  • необхідність періодичного обслуговування системи

висновок

Гідропідсилювач рульового управління значно полегшує керування автомобілем, особливо якщо мова йде про вантажний транспортний засіб. Тому для безперебійної роботи системи необхідний постійний контроль і догляд за її компонентами.

Гідропідсилювач рульового управління: пристрій і принцип роботи

Пристрій, види і принцип роботи рульового механізму відключені

Гідропідсилювач рульового управління: пристрій і принцип роботи

Пристрій і принцип роботи Егурен Servotronic відключені

Гідропідсилювач рульового управління: пристрій і принцип роботи

Система активного рульового управління AFS відключені

Залишити відповідь