2 
Одним из важных изобретений, обеспечивающих качественное управление транспортным средством, есть гидроусилитель руля (ГУР). Думаю, для водителей со стажем не секрет, что управление автомобилем часто бывает довольно утомительным занятием, особенно если при резком изменении траектории движения, приходится прикладывать немалые усилия для поворота рулевого колеса. Именно необходимость снижения такого усилия и привела к появлению неких «помощников» водителя, роль которых и выполняют гидроусилители. ГУР не только обеспечивает комфорт передвижения, но и в значительной мере повышает уровень безопасности: во-первых, повышается вероятность ухода от столкновения, а во-вторых, даже при разрыве передней шины, гидроусилитель поможет сохранить контроль над автомобилем.
В этой статье, мы более детально рассмотрим функции данного устройства, разберемся в принципе его работы и ознакомимся с его основными составляющими элементами.
1. Функции гидроусилителя руля
Изначально, цель создания гидроусилителя руля была всего одна – облегчить управление транспортным средством. Соответственно, и сейчас, в роли главной функции выступает обеспечение более легкого поворота рулевого колеса, необходимого при выполнении определенных маневров. Более того, наличие в рулевом управлении данного устройства, существенно увеличивает качество маневренности, ведь водителю уже не нужно быстро и сильно вращать руль.
Когда колеса автомобиля попадают на неровность (камень, палка, бордюр и т.д.), ГРУ смягчает отдающуюся в руль вибрацию , а в случае прокола шины, устройство поможет удержать руль в ровном положении, предотвращая тем самым, изменение траектории движения транспортного средства.
Как видите, широкое распространение, гидроусилители обрели благодаря тому, что помимо основной функции, они также:
- при выходе из строя сохраняют возможность управления транспортным средством;
- занимаются гашением ударов, передающихся на рулевое колесо от езды по неровным дорогам, снижая утомляемость водителя и помогая ему удерживать руль даже при разрыве передней шины (шин);
- снижают передаточное отношение механизма руля: количество оборотов руля уменьшается между крайними его положениями, благодаря чему возрастает маневренность машины;
- позволяют лучше «чувствовать» дорогу и обеспечивают кинематическое следящее действие;
- увеличивают срок эксплуатации механизмов рулевой системы управления, смазывание которых происходит под давлением.
2. Конструктивные элементы гидроусилителя руля
Думаю, не для кого уже не секрет, что гидроусилитель является важным узлом управления транспортным средством. В его конструкцию входят насос, распределитель, гидроцилиндр, соединительные шланги, рабочая жидкость и бачок в котором она находится. Теперь рассмотрим каждый из элементов более детально.
Главная задача насоса – обеспечить всю систему необходимым уровнем давления, которое используется при создании циркуляции масла в системе. Чаще всего, на многих современных автомобилях, устанавливают пластичные насосы, так как они обладают сравнительно большим коэффициентом полезного действия и отличаются повышенным сроком эксплуатации. Зачастую, данную деталь можно найти на самом силовом агрегате, а работа привода выполняется благодаря наличию ременной передачи, взаимодействующей с коленвалом.
Еще один элемент системы – распределитель, используется для направления и распределения в полостях цилиндра мотора рабочей жидкости (масла), а также, для ее обратной подачи в бачок. Выделяют всего два вида таких деталей: роторный и осевой, а сам процесс распределения зависит от способа движения золотника. Если его движение имеет поступательный характер, значит распределитель именуют осевым, а если они вращательные, то роторным. Установку распределителя производят как на валу, с размещенным на нем рулевым механизмом, так и на других элементах рулевого привода. Эта часть гидроусилителя очень чувствительна к загрязнению масла и длительное использование некачественной смазочной жидкости может создать проблемы в ее работе.
Гидроцилиндр активизирует работу поршня и штока, путем воздействия на них масла, подающегося под сильным давлением. Поворот колес выполняется при помощи рычага, который либо помещается на рулевой механизм, либо устанавливается между приводом и кузовом транспортного средства.
Не менее важными составляющими элементами гидроусилителя руля являются соединительные шланги. Их основная задача – обеспечить рабочей жидкости беспрепятственный ход по всему механизму. В зависимости от уровня давления, все соединительные элементы разделяют на два типа: высокого и, соответственно, низкого давления. Шланги высокого давления организовывают движение рабочей жидкости между насосом, распределителем и цилиндром; второй тип шланга (низкого давления) обеспечивает возврат масла из бачка в насос, а после того как оно пройдет фазу отработки – обратно в бачок.
Рабочая жидкость гидроусилителя представлена в виде специального масла, обеспечивающего подачу усилия от насоса к гидроцилиндру. Кроме того, благодаря ему, все элементы системы получают необходимую для качественной роботы смазку.
Бачок – это довольно заурядная емкость, суть существования которой сводится к хранению и циркуляции рабочей жидкости. В нем имеется специальный фильтр, выполняющий очистку жидкости, подающейся в систему. Также, кроме фильтра, здесь расположен щуп с характерными отметками, который используется для проверки уровня масла.
Более современные модели автомобилей, помимо уже названных составляющих гидроусилителя руля, оборудуются еще и электронным блоком управления, работа которого направлена на корректировку деятельности ГРУ в соответствии с меняющейся скоростью движенья. При езде на высоких скоростях, данный фактор существенно повышает безопасность, ведь водителю становиться сложнее непроизвольно поворачивать руль, а значит, автомобиль не будет отклоняться от заданной траектории.
3. Как работает гидроусилитель руля
Значительных принципиальных отличий в схеме работы гидроусилителей с осевым и с роторным передвижением золотника, нету. Принцип работы ГРУ заключается в следующих действиях: при пребывании в центральном положении, рулевое колесо неподвижного золотника удерживается с помощью специальных центрирующих пружин. В таких условиях, рабочая жидкость свободно перемещается по всей системе, конечно, при условии, правильной установки распределителя. Задачей насоса, на этом этапе, является прокачка масла по усилителю, что заставляет его усилено работать, даже не смотря на то, поворачиваются колеса или нет. Тоесть, прогон рабочей жидкости по системе – это основная задача насоса гидроусилителя.
Поворачивая руль, водитель и не подозревает, что вместе с ним перемещается и золотник, который меняя положение, перекрывает собой сливную магистраль, в следствии чего, рабочая жидкость под давлением подается в одну из полостей цилиндра. Одновременно с этим, когда масло начинает воздействовать на шток и элементы поршня, они, поддаваясь давлению, поворачивают колеса и корпус распределителя в сторону передвижения золотника. Корпус «догоняет» золотник только тогда, когда тот останавливается. Все, на этом поворот считается выполненным.
Далее, когда рулевое колесо занимает прямолинейное положение, золотник возвращается в нейтральное положение, а магистраль снова открывается для слива жидкости. Если руль продолжает пребывать в неподвижном состоянии, золотник находится в среднем положении, удерживаясь в нем при помощи центрирующих пружин. Конструкция распределителя позволяет рабочей жидкости свободно перемещаться из нагнетательной магистрали в сливную, при чем, насос работает только на прокачку жидкости, а не на поворот колес. Таким образом, происходит реализация кинематического следящего действия гидроусилителя руля, которое выражается в повороте колес на тот угол, который задается водителем при вращении рулевого колеса.
Многие автовладельцы отмечают способность ГУР повышать «чувство дороги». Данным термином, обычно, характеризуют обратную связь, которая, проходя через гидроусилитель, направляется от управляемых колес к рулю. Такое «чувство» снабжает водителя информацией о характере условий, в которых поворачиваются колеса.
Хорошее восприятие дорожной обстановки и эффективное управление транспортным средством, помогают водителю правильно использовать руль в любых условиях. Для реализации задачи по улучшению «чувства дороги», различные конструкции распределителей предусматривают наличие разных деталей: плунжеров, камер или реактивных шайб. Чем больше колеса сопротивляются повороту, тем выше уровень давления в цилиндре и распределителе, при чем, одна из установленных реактивных шайб, прилагает большое усилие для возвращения золотника обратно, в нейтральное положение. В результате данного действия, рулевое колесо, как-будто становится тяжелее.
В случае наезда на какое-то препятствие (бордюр, камень и т.д.), происходит попытка поворота управляемых колес, что в условиях высоких скоростных режимов более чем опасно. Начав свой вынужденный поворот, колеса передвигают корпус распределителя, и сливная магистраль снова оказывается перекрытой. Высокое давление заставляет рабочую жидкость поступать в полость цилиндра, поршень начинает передавать усилие на колеса в обратном направлении, препятствуя их дальнейшему повороту. Поскольку ход золотника минимальный (примерно 1 мм), машина практически не меняет направление движения.
Кроме того, установленный гидроусилитель не только гарантирует водителю облегченный поворот рулевого колеса, но и при наезде на преграду, защищает его пальцы от ударов спицами руля. Однако, полностью погасить колебания все равно не удается и небольшой толчок будет чувствоваться. Причиной этого является возрастание давления над реактивными шайбами.
В случае резкого рабочего отказа насоса (к примеру, когда происходит обрыв приводного ремня), гидроусилитель руля сохраняет возможность управления автомобилем, а усилие от рулевого механизма начинает передаваться на корпус распределителя и колеса посредством самого золотника.
zurzmansor
2015-10-28
Константин Широкун
2015-10-29
