Давление гидроусилителя руля - Moto40.ru
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (пока оценок нет)
Загрузка...

Давление гидроусилителя руля

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.

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 (ГУР)

Гидроусилитель руля является незаменимым устройством, доставляющее комфорт при управлении автомобилем, забирая на себя большее количество усилия, которое нужно для поворачивания колес

Что такое ГУР в автомобиле?

Гидравлический усилитель рулевого управления — это устройство, работа которого позволяет значительно снизить управляющий крутящий момент на руле при движении автомобиля.

Устройство и работа гидроусилителя руля

Работа гидроусилителя строится и основана на законах гидравлики.

Основа работы данного устройства положена на насосе, который непосредственно приводится в движение от коленчатого вала двигателя, где при помощи ременного привода специальное масло для гидроусилителя попадает в рулевую систему (рулевой редуктор или рейка), что впоследствии облегчает усилие рулевого колеса.

В системе ГУР предусмотрен специальный клапан, задача которого состоит в том, что бы помочь произвести помощь в нужном направлении при вращении руля.

Работа данного устройства полагается в том, чтобы в нужном направлении открыть магистраль, где скопилось большое давление жидкости в нужную полость.

Принцип работы гидравлического усилителя руля

Принцип работы ГУРа состоит в следующем:

  • если руль неподвижного золотника занял положение, при котором колеса стоят ровно, то его блокируют центрирующие пружины для обеспечения самопроизвольного проворачивания рулевого колеса;
  • в таком положении жидкость в свободном режиме движется во всей системе, при том условии, если правильно расположен распределитель.
Читайте также:  Первичный вал коробки передач

Данный режим для насоса усиленный, так как его задача в этом этапе состоит в прогонке масла по усилителю.Насос работает всегда и не зависит от того, происходит поворот колес или нет, так он в постоянном зацеплении с коленчатым валом.

При повороте рулевого колеса в стороны, золотник начинает перемещаться. После перемещения, он перекрывает магистраль для удаления масла в полость цилиндра, где под высоким давлением подается жидкость.

В то же время элементы поршня и шток под воздействием давления жидкости проворачивают колеса и корпус распределителя в сторону, в которую движется золотник.

Корпус распределителя начинает достигать золотника только в том случае, если тот прекратил свое движение.

После того, как маневр был завершен, и колеса находятся в ровном положении, золотник возвращается на исходное положение, после чего открывает магистраль для удаления рабочей жидкости в бачок.

Бачок ГУР

Бачок гидроусилителя руля является емкостью, в которой хранится необходимое колличество гидравлической жидкости для полноценной работы системы.

К бачку подведены две магистрали: первая магистраль для поступления жидкости в насос, а через вторую магистраль попадает масло из рулевой рейки или редуктора, которое окончило свою работу.

[box type=»download»] На бачке есть две метки «MIN» и «MAX», которые указывают на уровень жидкости в системе. В нерабочем состоянии жидкость должна быть ближе к верхней отметке или «MAX». Через бачок ГУРа сливается и заливается новое масло.[/box]

Насос ГУР

Роторно –лопастной насос гидравлического усилителя обеспечивает гидравлическое давление в системе. Насос состоит из бачка, лопастей, ротора и предохранительного клапана.

В действие насос приводится чаще всего посредством ремня от коленчатого вала, либо через шкив. На роторе содержатся выдвижные лопатки, задача которых перемещаться по поверхности овальной камеры насоса. На входном отверстии насоса давление такое же как и в атмосфере, а на выходе оно может составлять более, чем несколько атмосфер.

Давление жидкости в насосе и его объем напрямую зависит от оборотов коленчатого вала. Одна из основных задача насоса – полностью обеспечивать нужным давлением в системе не только в диапазоне рабочих оборотах, но и на холостых оборотах двигателя для полноценной работы ГУР.

Во время движения автомобиля, когда насос начинает подавать больший объем жидкости под высоким давлением, чем требуется, то осуществляется автоматическая регулировка, которую обеспечивает обратный клапан.

Обратный клапан настроен так, что бы на максимальном рабочем давлении и при его значительном росте сбросить на вход насоса избыток жидкости.

Если шланг гидроусилителя руля начал покрываться чёрным налётом, то очень вероятно, что скоро он выйдет из строя.

Поворотный клапан ГУР

Задача гидроусилителя помогать только в том случае, когда водитель прилагает усилие на рулевое колесо. Если водитель не оказывает силу на руль при прямолинейном положении, то система ни в коем случае не должна влиять на угол установки колес.

Поворотный клапан предназначен для распознания силы на рулевом колесе. На данный клапан возложена функция распределять давление в гидравлических линиях, которые помогают перемещать руль в заданном направлении.

На выходе имеется две линии, и когда смещается давление в одной из них, относительно другой поршень передвигается в рулевой рейке, и колеса меняют угол установки.

Принцип распределения давления поворотным клапаном:

  1. Положение руля – прямолинейно. При центральном положении рулевого колеса, гидравлическая жидкость поступает и протекает в клапанную систему, в это же время в линиях, которые идут к рулевой рейке давление не повышается и становится уравновешенным.
  2. Положения руля – повернут. В таком положении, при поворачивании клапана начинается открытие линии, где подается жидкость в трубопровод, который обеспечивает перемещение колеса в заданную сторону. Если руль поворачивается влево, то откроется линия, которая обеспечивает поворачивание колес в левую сторону.

[box type=»download»] В поворотном клапане имеется некая особенность: при распределении учитывается момент, что чем больше крутящий момент прикладывается к рулю, тем с большей площадью начинается открытие сечения управляющей линии, а значит — колеса поворачиваются с той силой, которая может преодолеть большое усилие.[/box]

Рулевая рейка ГУР

Рулевая рейка является исполнительным механизмом в рулевой системе автомобиля. Он непосредственно участвует в поворачивании колес относительно продольной оси автомобиля.

По факту, в этом механизме реализована обычная рулевая рейка, как и на транспортных средствах без гидроусилителя.

Разница между данными рейками состоит в том, что в рейке с гидроусилителем есть две гидравлические камеры с поршнем, который расположен между ним.

Поршень непосредственно связан с рулевой рейкой. В зависимости от того, смещается ли давление относительно камер, поршень старается переместится в правую или левую сторону, этим самым он помогает прямому воздействию, через зубчатое сцепление от руля.

Подбор жидкости гидроусилителя (по марке автомобиля)

Существует два вида жидкости для ГУРа:

  1. Минеральное масло. Это самое популярное масло и применяется в большинстве автомобилей. В конструкции гидроусилителя предусмотрено множество резиново – технических изделий, которые из-за высокой температуры высыхают. Минеральное масло для гидроусилителя предостерегает от процесса разрушения резиново -технических изделий, тем самым продлевая им срок службы.
  2. Синтетическое. Данный тип масла является вредным, так как полностью разрушает структуру РТИ, которые основаны на каучуковом волокне. Такое масло следует выбирать для таких автомобилей, где предусмотрена замена масла без риска для системы.

Так же масло различается по цвету, и каждый цвет несет в себе разную функцию:

  1. Красное масло. Применяется только для автомобилей, которые оснащены АКПП.
  2. Желтое масло. Это универсальное масло.
  3. Зеленое масло. Применяется только для автомобилей с МКПП.

Важно знать, что гидравлическая жидкость взаимозаменяема по производителям, при условии такого же цвета.

Подбор масла по марке автомобиля

В старых автомобилях, где гидроусилитель руля выполнен в классической схеме и безо всяких дополнительных устройств, допускается заливать любое масло для ГУР, при условии, что оно минеральное.

Для дорогих автомобилей выпускаются специальные масла с допусками, поэтому заливать жидкость ГУР нужно только ту, которую указывает завод – изготовитель.

Замена жидкости ГУР автомобиля

Меняется жидкость в системе в двух случаях:

  1. Плановая замена по пробегу. В инструкции по эксплуатации автомобиля указан пробег, после которого необходима замена масла. Если пробег автомобиля в год составляет в среднем 15 000 км, то замена масла производится каждые 2-3 года.
  2. При ремонте гидроусилителя.

Шаги по замене масла:

  1. Предварительно слить из бачка жидкость шприцом.
  2. Ослабить хомут подводящего и отводящего патрубков к бачку. Трубопровод опускается в емкость для слива масла.
  3. Запустить двигатель и повернуть руль в правую и левую сторону до упора 2-3 раза, тем самым выкачав все масло из системы.

Заправка новой жидкости:

  1. Подсоединить патрубки на место и залить тонкой струей новое масло до верхней отметки.
  2. Для удаления воздуха из системы легким движением руля поворачивать в стороны до упора. После система полностью заполнится маслом.
  3. Заглушить мотор, и проверить уровень.

Какое давление в ГУР автомобиля?

Средние показатели нормального давления в системе:

  1. прямолинейное положение – в среднем 1.2 МПа;
  2. крайнее положение (до 10 секунд) – в среднем 7.5 – 8.5 МПа.

Неисправности гидроусилителя руля

Можно отметить 7 неисправностей, которые могут возникнуть в системе гидроусилителя руля?

  1. Внешняя проблема. При удерживании руля ощущаются толчки – это значит, что приводной ремень недостаточно натянут. При большем прикладывании сил на повороте обратить внимание на состояние ремня и уровня жидкости в бачке.
  2. Сложно поворачивать руль. Отсутствие жидкости в системе.
  3. Если шкив насоса легко отвинтился, то неисправность находится в дефекте вала, на котором неправильно закреплен шкив. Ослабление шарнира сопровождается свистом.
  4. Посторонние шумы в руле может означать, что патрубки ГУРа плохо закреплены с кузовом.
  5. Если возвращение руля в исходное положение вызывается сильным усилием, то причина кроется в неверном выравнивании клапана контроля потоком жидкости.
  6. Самопроизвольное проворачивание руля. Это значит, что в гидроусилителе недостаточно давления, либо заклинивает клапан, управляющий потоком.
  7. Тяжело поворачивать руль на месте. Чаще всего является дисфункция клапана управления потоком или критически малое давление.

konsulan.ru

Гидроусилитель руля — Энциклопедия японских машин


Дает информацию об условиях, в которых происходит поворот колес. Для этого, как и на автомобиле без усилителя, на скользкой дороге руль должен поворачиваться легче, чем на сухом асфальте. «Чувство дороги» (силовое следящее действие) помогает водителю правильно работать рулем в любых условиях. Для его осуществления в различных конструкциях распределителей предусмотрены плунжеры, камеры или реактивные шайбы (рис.

2, б). Чем больше сопротивление повороту колес, тем выше давление в цилиндре и распределителе. При этом одна из реактивных шайб с большим усилием стремится вернуть золотник обратно в нейтральное положение.

Работа гидроусилителя руля и насоса

Если сборка прибора для проверки выполнена в соответствии с инструкциями, обязательно иметь в виду то, чтобы двигатель, при проведении всей проверки давления, работал на числе оборотов, отвечающих работе двигателя на холостом ходу. С каждым повышением числа оборотов сразу повышается давление масла. В данном случае не исключена возможность повреждения магистрали под давлением или возможность заклинивания насоса.

Проверка гидроусилителя руля.

Между деталями ограничителя колеса устанавливают регулировочные щупы (толщиной 15 мм), которые изготовлены таким способом, ограничивающим разворот гидроусилителя руля на 1/2 до 3/4 поворота руля при достижении крайнего конечного положения. Рулевое колесо повернуть до конца в правую сторону, и в течение приблизительно

Какое давление в системе гидроусилителя руля

При измерении обратного давления, манометр должен показывать величины не более чем 1000 кПа (10 кг/см 2 , 142 psi).

Читайте также:  Как правильно подключить автомагнитолу

Все системы ГУР это по сути вариации следящего гидропривода. Но для обеспечения некоторого уровня обратной связи на руль его чувствительность ограничена.

В любом случае, все они имеют золотниковое устройство.

Система гидроусилителя руля

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

Насос обеспечивает давление и циркуляцию рабочей жидкости в системе. Наибольшее распространение получили пластинчатые насосы (рис. 2) благодаря их высокому к. п.

Принцип работы гидроусилителя руля автомобиля

При помощи его в гидроусилителе руля создается давления и происходит циркуляция масла в системе.

Он закреплен возле двигателя, и приводиться в работу от коленвала, при помощи ременной или шестеренчатой передачи (привода). Самый распространенный вид насоса – лопастной, обычно пластинчатый, он обеспечивает высокую износоустойчивость и большой КПД. Однако имеет слабое звено, а именно подшипник, из-за чего приходиться ремонтировать его.

Давление в насосах такого типа около 150 бар, что является очень высоким.

Распределитель в гидроусилителе руля, это своего рода регулировщик, который направляет масло из бачка в гидроцилиндр и обратно.

Он может устанавливаться, как на валу рулевого механизма, так и на некоторых частях рулевого механизма. Существует два вида распределителя:

  1. осевой – если золотник совершает поступательные движения;
  2. роторный – если совершает вращательные движения.

Или как еще называют силовой цилиндр, выполняет функцию поворота колес.

Какое давление в гидроусилителе руля

Теперь нужно отсоединить шланг высокого давления от самого масляного насоса и на это место установить специальное дополнительное оборудование (датчик давления гидроусилителя руля, соединительные переходные шланги, переходная колодка).

Патрубок переходной колодки соединяем с манометром давления гидравлической системы и с выходным шлангом, и снимаем ранее закрепленный зажимПосле чего нужно убрать из-под машины двухстоечный подъемник и завести двигатель.

Автомобиль должен некоторое время поработать на холостом ходу при средних оборотах. Чтобы полностью прогреть рабочую жидкость в системе ГУР, следует несколько раз повернуть рулевое колесо в обе стороны до максимальных положений. Если, в момент поворота руля, слышны скрипы, то скорей всего в гидравлику попал воздух, в таком случае ее необходимо развоздушить.Теперь, когда все предыдущие шаги выполнены и все неполадки устранены, можно переходить

Насос гидроусилителя руля: сила для комфортного управления

В каждом современном автомобиле обязательно есть гидроусилитель руля. Давление рабочей жидкости для работы ГУР создается специальным насосом — о назначении насоса гидроусилителя, существующих сегодня типах насосов, их устройстве и работе, а также о техническом обслуживании и ремонте читайте в статье.

Общее устройство гидроусилителя руля

В любом современном автомобиле и колесном тракторе обязательно присутствует система, которая многократно облегчает труд водителя — гидроусилитель руля (ГУР). Усилитель, встроенный непосредственно в рулевое управление, позволяет водителю тратить меньше сил при повороте руля, повышает управляемость и безопасность транспортного средства в любых условиях.

Устройство ГУР зависит от его типа, в настоящее время можно выделить три основных типа гидроусилителей:

  • ГУР с раздельным рулевым механизмом и силовым гидравлическим элементом;
  • ГУР с совмещенным рулевым механизмом и силовым гидравлическим элементом;
  • Реечный ГУР, совмещенный с тягами рулевого привода.

В гидроусилитель с раздельным рулевым механизмом и силовым элементом входит насос, распределительное устройство, силовой гидравлический цилиндр, бачок для рабочей жидкости, система трубопроводов и некоторые вспомогательные элементы. В этом случае силовой цилиндр соединяется с рулевым приводом или непосредственно с колесами, а в штатное рулевое управление вносятся незначительные изменения.

В гидроусилитель с совмещенным рулевым механизмом и силовым элементом входит рулевой механизм с интегрированным распределительным устройством и гидроцилиндром, насос, бачок, трубопроводы и дополнительные элементы. Как и в первом случае, рулевое усилие передается на рулевой привод с помощью дополнительной тяги.

Реечные ГУР — это дальнейшее развитие гидроусилителей с совмещенным рулевым механизмом и силовым элементом. В состав рейки входят поперечные рулевые тяги, а в качестве редуктора используется пара “шестерня-рейка” (откуда данный механизм и получил название). Обычно рейки используются на переднеприводных легковых автомобилях, хотя в последние годы эти механизмы все чаще ставятся на коммерческие грузовики и микроавтобусы.

Во всех этих типах ГУР используются принципиально одинаковые насосы, о которых нужно рассказать подробнее.

Назначение и место насоса в системе ГУР

В системе гидроусилителя в качестве рабочей жидкости используется масло, которое подается к исполнительному механизму под давлением. Насос ГУР как раз и необходим для создания рабочего давления масла в системе.

Насос ГУР устанавливается на силовой агрегат транспортного средства, для чего предусмотрен специальный кронштейн или привалочная поверхность. Привод насоса осуществляется от коленчатого вала двигателя, привод может быть одного из двух типов:

  • Клиноременная передача;
  • Шестеренчатая передача.

Клиноременный привод в свою очередь бывает трех видов:

  • Один клиновый ремень;
  • Сдвоенный клиновый ремень;
  • Поликлиновый ремень.

Привод с помощью одного клинового ремня сегодня применяется нечасто, его можно встретить на автомобилях ГАЗель, ВАЗ-2121 и т.д. Привод сдвоенным ремнем чаще используется в отечественных грузовых автомобилях. Поликлиновый ремень применяется на легковых автомобилях, микроавтобусах и коммерческих грузовиках.

Шестеренчатый привод насоса ГУР применяется на грузовиках. Он более сложен, так как двигатель должен изначально разрабатываться под определенный тип насоса. Привод насоса в этом случае тоже осуществляется от коленчатого вала, однако непосредственно крутящий момент на шестерню насоса передается от одной из шестерен привода агрегатов двигателя.

Несмотря на разнообразие насосов, все они имеют принципиально одинаковое устройство.

Типы и устройство насосов, используемых в гидроусилителях

В настоящее время наибольшее распространение получили лопастные (пластинчатые или шиберные) насосы двойного действия (в маркировке насосов отечественного производства обычно присутствуют буквы “Л” или “Ш”). Такие насосы наилучшим образом работают с вязкой несжимаемой жидкостью, обладают высокой производительностью и надежностью, и при всем этом имеют довольно простое устройство.

Основу насоса составляют три компонента — ротор с подвижными пластинами, статор и распределительный диск. Ротор вставлен внутрь овального отверстия статора, и вся эта конструкция устанавливается на герметичный корпус или крышку корпуса насоса. С противоположной стороны ротор и статор закрыты распределительной пластиной с расположенными особым образом окнами. Ротор насажен на вал, через подшипники установленный в корпусе, снаружи насоса вал заканчивается шкивом или шестерней. Пакет из корпуса, статора и крышки стягивается четырьмя болтами.

В насосе присутствует ряд дополнительных компонентов — несколько клапанов (перепускной, предохранительный или нагнетательный), датчики, сальники и уплотнительные кольца, штуцеры, патрубки и т.д.

Необходимо отметить, что сегодня существует два типа насосов ГУР, отличных компоновкой и размещением масляного бачка:

  • С бачком, установленным на насосе;
  • С вынесенным бачком (ставится в моторном отсеке).

В грузовых автомобилях КАМАЗ, ГАЗ, ЗиЛ и других широко используются насосы ГУР, интегрированные с бачком. Но сегодня больше распространены насосы с вынесенным бачком, что обусловлено удобством компоновки агрегатов на двигателе и в моторном отсеке, а также удобством обслуживания гидроусилителя.

Принцип работы насоса ГУР

Работает лопастной насос довольно просто. Ротор, вставленный в статор с овальным отверстием, образует две замкнутых серповидных полости, в которые выходят под два окна — через одно из них масло подается из бачка, а через другое оно под давлением выходит в систему. Лопасти (шиберы) установлены в ротор с некоторым зазором (без натяга), поэтому могут свободно перемещаться по пазам ротора вверх и вниз.

При вращении ротора лопасти под действием центробежной силы выдвигаются из своих пазов и упираются в статор, в результате чего между лопастями образуется ряд герметичных полостей. Так как статор имеет овальную форму, то при вращении ротора объем полостей постоянно изменяется — именно на этом и основа принцип действия насоса.

Окно подачи масла на ротор расположено на участке расширения полости статора, здесь оно захватывается расширяющейся полостью между двумя соседними пластинами. Поступление масла в полости обеспечивается их расширением — при увеличении объема образуется разрежение воздуха, в результате которого масло засасывается в полость, полностью заполняя ее. Этот же эффект обеспечивает и поступление нового масла из бачка в насос.

При дальнейшем движении полость с маслом покидает впускное окно и становится герметичным. Но вскоре начинается сужающийся участок статора, на котором лопатки вжимаются в ротор и объем полости уменьшается. Так как полость герметична, масло сжимается, а его давление растет. В определенный момент полость подходит к выпускному окну, и масло под давлением уходит через него в систему. Некоторая часть масла под давлением подается в пазы лопастей ротора, чем обеспечивается более надежный прижим лопастей к стенкам статора.

Так как отверстие в статоре имеет овальную форму, то серповидные полости образуются с двух сторон от ротора, и в каждой из них происходят описанные выше процессы. Именно поэтому насосы такой конструкции названы насосами двухстороннего действия.

Выпуск масла из насоса осуществляется через калиброванное отверстие, имеющее ограниченную пропускную способность. При увеличении частоты вращения коленчатого вала производительность насоса ГУР возрастает, однако все масло не успевает выйти через калиброванное отверстие, оно по каналу поступает к перепускному клапану, при достижении критического давления клапан открывается и направляет масло либо на впуск насоса, либо в бачок. Это предотвращает неконтролируемый рост давления в системе на высоких оборотах мотора.

Однако давление может возрастать не только из-за роста частоты двигателя, но и по другим причинам — из-за различных засорений или поломок. При чрезмерном росте давления в насосе открывается предохранительный клапан, который также отводит рабочую жидкость на впуск насоса или в бачок. В современных насосах для управления клапанами зачастую используются датчики и электрические приводы.

Вопросы обслуживания и ремонта насосов ГУР

Насос ГУР нуждается в минимальном обслуживании — необходимо следить за появлением утечек, креплением насоса и натяжением его ремня. Обычно насос служит несколько сотен тысяч км пробега и требует вмешательства только при появлении неисправностей.

Читайте также:  Замена сальника редуктора заднего моста

Наиболее часто в насосе возникают следующие неисправности: износ подшипников, ротора и лопастей, залипание или полная потеря работоспособности клапанов, износ уплотнителей. Все это проявляется ухудшением работы усилителя, а износ деталей выдает себя стуками и повышенным шумом. Также для насоса вредно понижение уровня масла и завоздушивание системы, это тоже проявляется повышенным шумом.

Неисправный насос ГУР, особенно с износом деталей, проще всего заменить в сборе, а большинство современных насосов и вовсе не предусматривают разборки и ремонта. После замены насоса обязательно производится удаление воздуха из системы, и после несложной регулировки ГУР начинает нормально работать.

Принцип работы системы гур

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

К появлению усилителей привела необходимость снизить усилие, прилагаемое водителем к рулевому колесу, что особенно важно для грузовых автомобилей. Даже при сложном устройстве и, как следствие, высокой стоимости гидроусилители получили большое распространение благодаря тому, что помимо основной функции (усиления) они:
позволяют уменьшить передаточное отношение рулевого механизма. Это снижает количество оборотов руля между его крайними положениями и, соответственно, увеличивает маневренность;
смягчают удары, передаваемые на руль от неровностей дороги, снижая утомляемость водителя и помогая удержать руль при разрыве передней шины;
сохраняют возможность управления автомобилем при выходе усилителя из строя;
обеспечивают “чувство дороги” и кинематическое следящее действие (см. ниже).


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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Рекомендации

Для того чтобы гидроусилитель не вышел из строя раньше времени, необходимо следить за его работоспособностью – если она в норме, усилие на руле будет значительно меньше, чем при выключенном двигателе, а также соблюдать требования инструкции по эксплуатации автомобиля и проводить следующие операции:

  • проверять уровень масла в бачке;
  • следить за герметичностью системы и как можно быстрее устранять различные утечки;
  • проверять и при необходимости регулировать натяжение ремня привода;
  • заменять фильтрующий элемент и масло один раз в 1-2 года. Необходимо также производить их замену, если изменился цвет масла.

Во избежание выхода их строя деталей гидроусилителя недопустимо:

  • удерживать рулевое колесо в крайнем положении более 5 с – это может вызвать перегрев масла;
  • длительно эксплуатировать автомобиль с неработающим насосом – это приводит к быстрому износу деталей рулевого механизма и распределителя, так как они не рассчитаны на такой режим.
  • При появлении первых признаков неисправности необходимо установить причину и по возможности как можно быстрее ее устранить.

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

Комментарии

28.03.17 12:30Автор: vlad_501

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

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

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

09.08.14 16:39Автор: allegrodouble

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

Ссылка на основную публикацию