Гідропідсилювач рульового управління: пристрій, принцип роботи і схема

Зміст статті:

• Історія появи
• Пристрій
• схема
• Принцип роботи
• Плюси і мінуси
• Основні поломки
• Ціна деталей і ремонту

Гідропідсилювач рульового управління або так же гідропідсилювач керма автомобіля - набір деталей і механізмів, який допомагає створювати додаткове зусилля за рахунок тиску гідравліки, при повороті керма водієм. На сьогодні гідравлічний підсилювач вважається найпоширенішим видом підсилювача. Залежно від виробника, пристрій гідропідсилювача може бути найрізноманітнішим, як з власним приводом, так і привід від коленвала двигуна.

Як з'явився гідропідсилювач керма автомобіля

Найперший підсилювач керма, про який найчастіше згадують фахівці, з'явився ще в 1823 році, винайдений Робертом Гюрней. Вперше про гідравлічному підсилювачі рульового механізму в СРСР заговорили ще 1950 році, а в 1958 році його вперше встановили на автомобіль високого класу (преміальний за сучасними мірками) ЗІЛ-111. Найчастіше цей автомобіль використовували для транспортування перших осіб держави СРСР, комфорт повинен був бути відповідним.

Сьогодні ж гідропідсилювач рульового управління можна зустріти в будь-якому автомобілі, навіть найпростішої базової комплектації. У деяких автомобілях можуть встановити електропідсилювач керма або ж гідроелектроусілітель, але ось звичайний гідропідсилювач керма залишається найпоширенішим. З тим як змінювалися автомобілі і їх пристрій, інженери допрацьовували ГУР, його пристрій і характеристики. Розглянемо більш докладно будову та принцип роботи механізму.

Як влаштований гідропідсилювач рульового управління

На сьогодні практично не можна уявити автомобіль, у якого не було б підсилювача керма. З самої назви стає зрозуміло, що основою всього механізму є гідравліка, за рахунок якої змінюється тиск. Особливих вимог до даної системи немає, встановлюється на рульовий механізм будь-якого типу, в легкових автомобілях, як правило, це рейковий механізм. Найчастіше в список деталей такого підсилювача входить масляний насос, бачок під рідина, розподільник золотниковий, з'єднувальні механізми і шланги, а так само гідроциліндр. Тепер же розглянемо кожну деталь окремо.

Самим серцем всього гідропідсилювача керма автомобіля вважається гидронасос (насос гідропідсилювача керма). Основне завдання насоса - підтримувати постійний тиск в системі в момент роботи, а так само циркулювала рідина по системі. Як правило, гидронасос встановлюють поруч з блоком циліндрів, так як в дію в 99% випадків він приводиться за допомогою ременя від коленвала двигуна. Описати те, як виглядає насос важко, так як у кожного автомобіля він своєю конфігурацією.

Найчастіше до складу гідропідсилювача керма входять лопатеві насоси, так як у них високий ККД і вельми зносостійкі. Корпус насоса металевий або сілуміневий, а всередині встановлено ротор з лопатями. За рахунок такого пристрою лопаті подають робочу рідину під тиском в розподільник і далі в основний гідроциліндр системи.

Як вже говорили, в дію гидронасос наводиться за рахунок шківа, з'єднаного з колінчастим валом за допомогою ременя. Це основна причина, чому тиск і якість роботи насоса безпосередньо залежать від роботи двигуна. Якщо ж тиск надлишкове, то для цього є спеціальний перепускний клапан. За різними даними, в середньому тиск системи складає від 100 до 150 бар.

Фахівці виділяють два основні види насосів - регульовані і нерегульовані. Регульований насос може змінювати і підтримувати тиск системи за рахунок продуктивної частини, а ось нерегульований насос змінює тиск тільки за рахунок редукційного клапана. Якщо з регульованим все зрозуміло, то пристрій другого насоса відрізняється, редуктор тиску являє собою дросель, гідравлічний або пневматичний. Клапан працює автоматично, контролюючи рівень і тиск масла.

бачок вважається основою механізму, так як в ньому зберігається рідина. Пристрій самого бачка гідропідсилювача керма не просте, як правило, в ньому встановлений елемент для фільтрації рідини, щуп для рівня рідини (масла), а так само отвори для забору та подачі рідини. За рахунок рідини змащуються труться механізми. Щуп дозволяє контролювати наявності рідини і її рівень в бачку, хоча візуально рівень так само можна перевірити, так як бачок часто з білого напівпрозорого пластика.

Щоб зручніше було розуміти рівень рідини, на щуп нанесені спеціальні мітки з написами мінімум і максимум. Найчастіше водії вважають за краще витримувати рівень трохи вище середини, з невеликим простором до максимальної позначки. Таким чином, водій зможе зрозуміти, наскільки правильно працює система, її герметичність, а так само потрібно долити рідину в бачок або залишити як є.

Не менш важливу роль в роботі ГУР виконує розподільник. Як правило, його встановлюють на елементах рульового приводу або на сам вал. Основним завданням розподільника вважається напрямок потоку рідини, в гідроциліндр або бачок, в залежності від кута повороту керма. У його склад входить торсіон, вал розподільника і поворотний золотник.

Кожна з перерахованих деталей унікальні і сплутати їх неможливо, торсіон являє собою тонкий прут, який може скручуватися щодо своєї осі за рахунок повороту керма. Що стосується вала і золотника, то з вигляду це два циліндричних елемента, всередині яких є канали для рідини. Конструкція розподільника може змінюватися, він може бути осьовим (в такому випадку золотник переміщається поступально) або ж роторним (в даному випадку золотник буде обертатися).

Останні деталі в системі гідропідсилювача керма - з'єднувальні шланги та сам гидроцилиндр. Без будь-яких варіантів, гідроциліндр завжди вбудований в рульову рейку. До її складу входить поршень і шток, що переміщуються під дією тиску рідини.

Що стосується сполучних механізмів і шланг гідропідсилювача керма, то за їх рахунок забезпечується циркуляція рідини. Варто зазначити, що кожен з таких елементів може витримати високий тиск. Рідина розподіляється між гідроциліндром, насосом і розподільником. Саме за рахунок шлангів масло (рідина) з бачка надходить у систему гідропідсилювача, а по шлангах низького тиску з розподільника назад в бачок.Как бачимо, кожен з перерахованих елементів грає важливу роль в роботі гідропідсилювача автомобіля. Відповідно їх справність, правильна установка і якість забезпечать надійну і безвідмовну роботу рульового управління автомобіля.

Схема пристрою гідропідсилювача керма

На фото представлена ​​схема гідропідсилювача рульового управління автомобіля

1. металева трубка з'єднувач;
2. шланга високого тиску для рідини;
3. муфта колінчастого вала;
4. рульова рейка;
5. насос гідропідсилювача керма;
6. бачок для рідини;
7. ремінь для передачі крутного моменту.

Принцип роботи гідропідсилювача керма автомобіля

Щоб зрозуміти, як працює гідропідсилювач рульового управління автомобіля, розглянемо кілька варіантів, точніше різні ситуації повороту коліс. Одна з найпоширеніших ситуацій, коли автомобіль стоїть на місці, але з заведеним двигуном. В такому випадку рідина просто перекачується насосом з бачка по системі і назад в бачок.

Ще одна сама поширена ситуація, коли водій обертає кермо. В такому випадку крутний момент крутний момент надходить на вал, і згодом на торсіон, який в свою чергу починає закручуватися щодо своєї осі. Як правило, в такий момент поворотний золотник не спрацьовує через коліс, за рахунок чого рідина потрапляє в порожнині гідроциліндра під тиском (залежить від того, в який бік вивернули кермо). Надлишки рідини з іншого порожнини гідроциліндра надходять назад в бачок по магістралі. Основою всього тут можна вважати шток, за рахунок тиску рідини на поршень зі штоком, рульова рейка може переміщатися, відповідно і колеса можуть повертатися.

Чи не менше буває ситуація, коли водій утримує кермо в одному положенні або зовсім вивертає до відмови. Багато фахівців говорять, що це найважчий момент для гідропідсилювача керма. У такій ситуації все навантаження йде на насос ГУР, так як розподільник не може повернутися в початкове положення. Найчастіше з'являється шум, можлива вібрація або інші моменти. Щоб позбавиться від такого, досить вирівняти колеса і почати рух.

Який б не була ситуація, механізм і принцип роботи гідропідсилювача керма влаштований таким чином, що в разі втрати працездатності одного з елементів. Все рульове управління залишається працювати в штатному режимі, але із зусиллям для управління.

Переваги та недоліки ГУР

Незважаючи на поширеність гідропідсилювача рульового управління серед автомобілів, даний механізм отримав як переваги, так і недоліки, хоча плюсів все ж більше. Серед позитивних якостей ГУР можна відзначити:

• покращене і полегшене управління машиною, що істотно знижує стомлюваність водія;
• зменшення і пом'якшення ударів об рульове колесо;
• поліпшення маневреності автомобіля, що так само підвищує безпеку.

Крім переваг, в гідропідсилювачі керма є і недоліки:

• своєчасне обслуговування системи;
• працюючий насос ГУР забирає потужність двигуна;
• збільшення витрати палива за рахунок насоса гідропідсилювача;
• знос або можливе пошкодження сполучних шлангів.

Незважаючи на такі недоліки, основний плюс гідропідсилювача рульового управління - значно полегшує керування автомобілем, особливо якщо машина важка. Тому час від часу потрібно проводити огляд системи і в разі найменшої поломки не затягувати з ремонтів.

Найчастіші поломки гідропідсилювача керма

Як і всі механізми, гідропідсилювач керма рано чи пізно може поламатися. Все ж є часті і досить рідкісні поломки, та й багато що залежить від конструкції, виробника і того, як експлуатують систему гідропідсилювача рульового механізму. Так як механізми в ГУР рухливі, з часом вони виходять з ладу. Як показує практика, найчастіше спливають такі несправності:

• ослаблення або знос ременя насоса ГУР;
• несправність насоса;
• шум насоса;
• засмічення фільтруючого елемента в бачку;
• недостатній рівень рідини в бачку;
• розгерметизація системи;
• засмічення клапана насоса;
• засмічення гідросистеми;
• залита рідина зниженої в'язкості.

Можна сказати це основні несправності, які виникають в будь-якому випадку, в період експлуатації. Прояв таких поломок може бути в повороті керма з великим зусиллям, передача поштовхів на кермо, важко повернути кермо в одну зі сторін з невеликим відхиленням від центру, шум, вібрація і нечітка робота керма (працює ривками). Все це перші ознаки того, що окремі елементи гідропідсилювача керма виходять з ладу.

Найчастіше ремонт таких поломок ГУР полягає у своєчасній заміні або регулюванні ременя, долити рідини в бачок, ремонт або повна заміна насоса ГУР, усунення течі в системі гідропідсилювача, можлива розгерметизація системи в цілому. Здавалося б, дрібниця, але з рульовим управлінням не варто жартувати, так як дорога помилок не прощає.

Вартість ремонту і деталей гідропідсилювача керма

Якщо говорити про ремонт гідропідсилювача рульового управління, а зокрема про вартість деталей, то все залежить від марки, моделі і самого пристрою автомобіля. Ціна може бути пропорційна вартості автомобіля або ж ремонт обійдеться в мінімальну ціну. Розглянемо на прикладі певної моделі вартість деталей.

Як бачимо, ціни на деталі гідропідсилювача рульового керування не космічні, тому не варто економити на такому і своєчасно проводити ремонт. Що стосується вартості послуг ремонту, то тут краще навести приблизні розцінки, так як вони можуть відрізнятися в залежності від СТО. Наведемо приблизні ціни на послуги ремонту ГУР.

Ціна на послуги ремонту так само не особливо високі, але все ж, якщо вчасно ні звернути увагу, і не усунути проблему, в подальшому вона може перетворитися в серйозні наслідки. Якщо говорити про ГУР (гідропідсилювачі рульового управління), то це незамінна система в сучасному автомобілі. Динаміка управління, комфорт і безпека - ті речі, в яких бере участь сучасний механізм гідропідсилювача рульового управління.