Гидроусилитель руля: устройство, принцип работы насоса, рейки

По сути своей все реечные рулевые механизмы с гидроусилителем одинаковы. Однако при более подробном изучении можно выделить некоторые нюансы. Например, насечка зубьев на штоке рулевого механизма может быть прямой, под углом и с переменным шагом зубьев. Достоинства и недостатки каждого из вариантов в рамках этого материала рассматривать не будем.

Итак, принцип действия, как мы уже выяснили, один: шток перемещается во втулках, установленных в корпусе рулевого механизма, и уплотняется сальниками. Также существуют реечные механизмы с треугольным валом, как его называют мастера.

Правда, одним и чуть ли не единственным из его достоинств можно назвать лишь возможность более раннего определения износа.

Шток рулевого механизма, независимо от исполнения, поджимается специальным упором, с помощью которого регулируется зазор в зацеплении. Вал ведущей шестерни рулевого механизма представляет собой единое целое с золотником.

Золотник – это специальный перепускной клапан, который в зависимости от того, в какую сторону вы крутите руль, перенаправляет поток рабочей жидкости в полость справа или слева от поршня, смонтированного на штоке рулевого механизма, помогая тем самым вам во вращении руля.

Поршень этот двигается внутри цилиндра, который является частью корпуса всего рулевого механизма.

Отдельно стоит упомянуть о вентиляции внутри рулевого механизма.

Дело в том, что пыльники довольно плотно прижимаются к рулевым тягам и корпусу рулевого механизма, а потому при перемещении штока в одном из пыльников может создаться разрежение, что, в свою очередь, чревато ускоренным износом самого пыльника или, что еще хуже, подсосом пыли или грязи снаружи в корпус.

Конструкторских решений данной проблемы существует три: вентиляционные каналы в штоке рулевого механизма, вентиляционные каналы в корпусе рулевого механизма, соединенные трубкой, и вентиляционные каналы в пыльниках, которые также соединены трубкой.

Последний подход, надо признать, самый ненадежный. Если трубку сорвет или повредится пыльник в месте подсоединения, рулевой механизм сразу же наполнится водой и грязью, что незамедлительно приведет вас туда, где побывали мы, чтобы создать данный материал.

Насосы ГУР

Прежде чем перейти к нюансам эксплуатации и поломок, стоит отдельно упомянуть один из наиболее дорогостоящих элементов ГУР – его насос. Существует два типа насосов, отличающихся по типу привода – с приводом от коленчатого вала двигателя и с приводом от электродвигателя. Сегодня мы рассматриваем насос в первом исполнении.

Устроен он довольно просто: две плиты, в которых вырезаны каналы забора и подачи рабочей жидкости, накрывают статорное кольцо с эллипсоидным профилем, внутри которого вращается ротор с лопатками.

Все это помещено в корпус, сверху которого установлен расширительный бачок, хотя зачастую он может быть смонтирован и отдельно от насоса.

С чего все начинается?

Начинается все, как правило, с жалоб клиента на стук или утечку рабочей жидкости. Другим, менее распространенным поводом обращения в сервис может быть резко потяжелевшее рулевое колесо и повышенный люфт руля. Ну а уже после обращения алгоритм действий вполне стандартен.

Прежде всего машина отправляется на подъемник, где проходит диагностика.

Опытный мастер без снятия определяет, рейка это или все же какой-то элемент ходовой части. Если причиной беспокойства все же является рейка, то ее демонтируют и отправляют в цех мойки и очистки.

В этом же цеху установлена пескоструйная машина, благодаря которой корпус рулевого механизма можно привести в почти идеальное состояние.

Почему почти? Потому что в идеальное состояние (можно сказать, первозданное) его могут привести в покрасочном цеху, если того пожелает заказчик.

Предварительно

Как только рулевой механизм оказывается в руках мастера, он устанавливает его на специальный диагностический стенд.

Установив, подсоединяет к нему шланги, по которым течет та же рабочая жидкость, что и на автомобиле (и которую, как мы помним, надо еще и изредка менять). Имитируя работу механизма на автомобиле, мастер проверяет его на наличие утечек, а также рабочее и максимальное давление в системе. По последним параметрам определяется техническое состояние золотникового клапана.

Диагностика и ремонт

Теперь рассмотрим все по порядку, от элемента к элементу, чтобы потом собрать для себя полную картину масштаба трагедии ремонта простого на первый взгляд механизма. Начнем с видимого: это корпус рулевого механизма и золотник.

На самом первом этапе, когда еще ничего не демонтировано, корпус можно только осмотреть и проверить на наличие явных дефектов или повреждений – например, трещин. Потом, когда механизм отправляют на разборку с целью восстановления и ремонта, проводят более детальную дефектовку корпуса. Она, в свою очередь, может выявить царапины на внутренней поверхности цилиндра.

Причиной царапин могут быть частички пыли, попавшие через порвавшийся или неплотно усаженный пыльник. Также пыли и грязи рулевой механизм может набрать через оборванную вентиляционную трубку, соединяющую пыльники.

Найденную трещину – небольшую и в не очень ответственном месте корпуса – может, еще и заварят, но если повреждение более существенное, то скорее всего вам посоветуют заменить корпус. Ну а царапины или коррозию на зеркале цилиндра удаляют шлифовкой.

Если корпус золотникового клапана является неотъемлемой частью корпуса рулевого механизма, то проверяют и его внутреннюю поверхность.

Часто на внутренней стороне контактной поверхности образовывается выборка (выемка), ведь уплотнительные кольца на золотнике все-таки тефлоновые.

Из-за этой выборки золотник может подклинивать и, как следствие, руль будет вращаться с ощутимыми рывками – или же вовсе усилие при вращении вправо будет отличаться от усилия при вращении влево.

Лечится этот недуг расточкой и гильзовкой: внутреннюю поверхность цилиндра растачивают до определенного диаметра и запрессовывают новую деталь из латуни с нужным внутренним диаметром и уже просверленными отверстиями под каналы.

Сам золотник тяжело привести в негодность, но вот его уплотнительные кольца могут наделать беды. На одном из фото видно, как кольцо расслоилось.

Тефлоновые кольца как элемент, в принципе, заменяются без проблем.

Однако от производителя к производителю конструкции могут быть разными, и золотник вместе со своим корпусом может быть отдельной деталью. Более того – отдельной неремонтируемой деталью. В этом случае возможна только замена в сборе.

Шток рейки – один из наиболее информативных элементов рулевого механизма в плане определения недугов без разборки.

Тут все логично и просто: если что-то случилось с зубьями – появится стук или закусывания, если разбилась втулка – тоже стук, износились сальники – утечка. Поэтому первое, что делает мастер, если рейка поступила с жалобой на стук – затягивает оную в тисках. Далее, вращая вал ведущей шестерни одной рукой, второй рукой через инструмент прикладывает к штоку усилие, как бы проворачивая его.

Таким образом определяют люфт в зубчатом зацеплении. В исправном рулевом механизме этого люфта быть не должно. В нашем случае люфт был, причем на всем ходе штока.

Чтобы точнее понять, в чем дело, мастер подтянул регулировочную гайку упора штока, уменьшив тем самым зазор в зацеплении. Если при этом люфт пропал, значит можно еще покататься. На подопытном же механизме люфт пропал, но не на всем ходу.

Из-за этого мастер посоветует отдать рейку в ремонт – однако владелец, конечно, может и отказаться, решив, что на данный момент это не очень критично.

Далее, выдвинув шток в крайнее правое положение, мастер проверил износ боковой втулки.

Действо довольно простое: одной рукой берешься за корпус и прикладываешь большой палец к штоку, второй рукой пытаешься качать этот самый шток, а под приложенным пальцем при этом явно ощущается биение.

Хотя быть его, разумеется, не должно. В таком случае необходимо извлекать из корпуса шток рулевой рейки вместе с сальниками, втулками и отправлять на ремонт.

У самого штока может быть несколько дефектов: износ зубьев, износ уплотнительного кольца поршня, износ рабочей поверхности штока или коррозия, а также износ боковой втулки.

В принципе все дефекты можно устранить, кроме чрезмерного износа зубьев или сколов на них. Кольца и втулки заменяются, при необходимости даже с поршнями.

А износ или коррозия «выравниваются» шлифовкой вала.

При этом уменьшение диаметра вала после шлифовки не беда, так как существуют сальники ремонтных размеров.

Ну а теперь, как и обещали, поговорим о треугольных штоках. Их называют так, потому что с торца шток действительно треугольный – правда, только в зубчатой его части. Неудобство заключается в том, что один сальник со втулкой мы можем заменить без проблем, а вот второй сальник и втулку – никак, потому что сальник круглый.

Поэтому, чтобы выполнить столь простое действие, необходимо отдать шток в токарный цех: там аккуратно срежут поршень, заменят то, что нужно заменить, и так же аккуратно поставят поршень на место и обкаткой закрепят на штоке. Как и ожидалось, по закону Мерфи у нас в ремонтируемом ГУР именно треугольный шток.

Еще пару слов по сальникам: это расходный материал, потому на производстве его в избытке.

Уже было указано, что существуют сальники первого, а иногда и второго ремонтных размеров. Это хорошая новость для клиентов, так как восстановление вала все же дешевле его замены.

Еще один важный и интересный нюанс – взаимозаменяемость штоков. Иногда, если того требуют обстоятельства или возникает острая нужда, мастера прибегают к небольшим хитростям.

Например, бывает так, что штоки есть в большом количестве только на праворульную модификацию очень популярной у нас модели. И если насечка зубьев на штоке прямая, то проблем со взаимозаменяемостью нет.

Если же косая – пиши пропало и готовься к растратам.

Еще один пример взаимозаменяемости – соплатформенные модели. Вспомним, кто у нас самые яркие представители глобализации. Вот, например, Audi Q7, Porsche Cayenne и VW Touareg – соплатформенники, это известно всем.

Иной шаг – значит, другой ход, значит, другое положение датчика угла поворота руля, а это и усилие на руле, и системы стабилизации, и так далее… Вывод очевиден: просто взять и «перебросить» рейку с одного автомобиля на другой не получится.

Переходим к насосу гидроусилителя. Его неисправность можно определить еще на работающем автомобиле. Он может гудеть постоянно, при изменении числа оборотов или в крайнем положении рулевого колеса. Последнее – скорее не неисправность, а взывание к благоразумию, так как удерживание руля в данном положении более 20 секунд может быть чревато неприятными последствиями.

После демонтажа с автомобиля, не разбирая, насос можно проверить на специальном стенде, в который заложены изначально эталонные параметры технически исправных насосов.

Стенд автоматически разгоняет насос до 500, 1 000 и 1 500 оборотов в минуту и отслеживает работу – в первую очередь, регулятора давления.

Сравнивая графики работы эталонного и диагностируемого насосов, мастер делает вывод о техническом состоянии последнего.

Если исключить завоздушенность системы и предположить, что рабочая жидкость системы в норме, то причиной шума может быть износ деталей насоса.

Самые нагруженные детали в насосе – лопатки. Из-за сил, действующих на них, вырабатываются прорези в роторе – они из прямоугольных превращаются в более округлые, а лопатка начинает болтаться.

Самым плачевным состоянием насоса может быть разрушение ротора, как произошло в нашем примере.

К счастью, каждый из элементов можно заменить новым – они есть в наличии.

Ремонт окончен

Окончив ремонт насоса гидроусилителя, его отправляют на специальный стенд для окончательной диагностики. Если все в порядке – на очереди звонок клиенту и радостные вести.

После устранения всех дефектов и неисправностей детали рулевого механизма поступают мастеру на сборку.

Одновременно с этим к нему «заходят» и все сальники, уплотнительные кольца и втулки. Мастер собирает все воедино, после чего снова отправляет рейку на диагностический стенд: в нашем случае MSG MS502M.

Повторив весь диагностический процесс и убедившись в технической исправности рулевого механизма, мастер со спокойной душой передает его в отдел выдачи (он же приемки).

Кстати, после сборки на все места соединения и регулировочную гайку упора штока наносится краска – своего рода пломба, чтобы избежать возможных претензий от недобропорядочных клиентов.

Чем раньше, тем безопаснее и дешевле

В заключение напомню, что любой, даже самый тихий и неприметный стук, исходящий от рулевого механизма, зачастую выливается в большие растраты, а потому, если вы не планируете «слить» машину при первой же проблеме, не откладывайте диагностику на потом.

Уделяйте особое внимание усилию на рулевом колесе и при малейшем подозрении на что-то неладное отправляйтесь прямиком в нормальный, проверенный сервис.

Рулевое управление – одна из систем, напрямую отвечающих за безопасность движения, и отношение к ней должно быть на соответствующем уровне.

Особая благодарность в подготовке материала и консультациях компании Мастер Сервис (MSG), контактные данные +7 (800) 350-99-23 (Москва), +380 (57) 738-33-08 (Харьков).

Опрос

А вам приходилось ремонтировать рулевую рейку с ГУР?

Источник: https://www.kolesa.ru/article/dorogo-i-slozhno-chto-lomaetsya-v-rulevyh-rejkah-s-gur-i-kak-ih-remontiruyut

Схема работы гидроусилителя рулевого управления

Гидроусилитель руля (аббревиатура ГУР) — знакома большинству автолюбителей. Относится она к основной части рулевого механизма.

Раньше управление машиной, было очень утомительным занятием, так как приходилось при резкой смене траектории напрягаться для поворота рулевого колеса, особенно это было проблематично на грузовых машинах.

Основным его предназначением, как и было, задумано выступает, комфортное управление машиной в момент движения, но есть и другие не менее важные заслуги, такие как:

• сохранение «обратной связи»;
• обеспечение устойчивости на дороге;
• повышение безопасности. То есть происходит контроль над ТС после повреждения передней шины и возможность увильнуть от столкновения;
• позволяет «чувствовать» дорожное полотно и создает кинематическое следящее действие;
• уменьшает передаточное отношение рулевой системы, что повышает маневренность;
• продлевает время службы деталей рулевого узла.

По конструкции ГУР компактны и могут поглощать удары, с вибрацией отходящие от дорожного полотна на рулевое колесо. Во время использовании они совершенно бесшумны. С их появлением езда стала безаварийной, даже число парковочных мест снизилось вдвое. Имея в авто гидроусилитель сложные повороты и многоразовые маневры стали даваться на ура.

Однако многие не знают принципа работы установленного штатного гидроусилителя, а когда транспортное средство уводит в сторону они пытаются разрешить ситуацию на «сход-развале» делая это неверно.

Естественно, бывалые развальщики легко могут выставить углы установки колес для правильного «сопротивления» увода машины вбок, если гидроусилитель неисправен.

Чтобы устройство не подводило и надежно выполняло все предписанные задачи нужно своевременно посещать сервисные центры для диагностики.

Шаг в историю

Так как первые машины по конструкции были не увесистыми и с узкими колесами, то для поворота руля не требовалось особых усилий. Но с появлением первых грузовых автомобилей вращать колеса многотонного грузовика, оказалось занятием достаточно трудоемким, а то и вовсе не посильным.

Тут-то и потребовалось уменьшить диаметр «баранки» и изменить устройство рулевой рейки. Изобрел и запатентовал гидроусилитель впервые Фредерик Ланчестер. Сначала, благо автомеханики распространилось только на карьерные самосвалы, пожарные и грузовые машины.

Предвестники пневмоусилители — были несложными и подпитывались от компрессора уже существующих пневматических тормозов.

Дальше уже во время Второй мировой войны англичане вновь ввели в работу ГУР, установив его на большие бронированные автомобили. И уже спустя пять лет технология плотно закрепилась в европейском и американском автопроме. С тех пор устройство не претерпевало принципиальных изменений.

Сегодня разнообразие системы ГУРа впечатляет, помимо него существуют еще две удивительных технологии облегчающие эксплуатацию транспортных средств – Электроусилитель и Электрогидроусилитель.

Разновидности гидроусилителей

Утверждать, что ГУР в стандартном исполнении крайне необходим нельзя. Он полезен только в определенных моментах. Конечно, он позволяет с успехом маневрировать в городских условия, но вот на открытой трасе при высокой скорости пользы от него вовсе нет. С возрастанием скорости перестаёшь «чувствовать» дорогу, что популярно особенно в зимний период.

Чтобы, как-то перекрыть изъян, было предпринято установить рулевую рейку с переменным придаточным отношением.

Однако попытка была безуспешной спасла ситуацию электроника, которая выступила модификацией гидроусилителя. Она сочетает не только комфорт, но и информативность руля.

Электрогидроусилитель руля (ЭГУР) служит по тому же принципу, отличия — прибавка электронного блока и исполнительного электроклапана.

Гидроусилитель руля: устройство и принцип работы

Чтобы понять, как устроена конструкция ГУРа, рассмотрим схему гидроусилителя рулевого управления, состоящую из таких частей, как:

1. Силовой гидроцилиндр двойного действия помещен в рулевую часть, где стоит межу деталями привода и кузова. Соединен он с золотниковым управляющим узлом и гидроцилиндром. Основная заслуга — преобразование давления жидкости в перемещение поршня и штока, помогающих двигать колеса в необходимое направление.
2. Насос прикрепляется на двигателе, а его привод от коленчатого вала осуществляется ременной передачей от шкива коленчатого вала. Требуется для сформирования давления масла. Более распространены конструкции лопастого типа, потому что у них хорошее КПД.
3. Рабочая жидкость содержится в бачке, там же имеется фильтр, крышка с щупом для замера уровня. Функция масла смазывать трущиеся детали и передавать усилие от насоса к гидроцилиндру.
4. Бачок, наполненный гидравликой, чтобы содержать его в чистоте внутри есть фильтр.
5. Регулятор давления или распределитель – это прецизионный (высокоустойчивый) и простой по схеме узел. Являет собой редукционный клапан. Располагается на деталях рулевого привода или на одном валу с рулевым элементом. Его задача распределять гидравлику в нужную полость гидроцилиндра или назад в бак. Требуется для контроля частоты вращения коленвала мотора, чтобы тот не повышал допустимую норму давления гидравлической жидкости. Золотниковый распределитель – сложная деталь, состоящая из торсиона и золотникового клапана. Когда находящийся внутри золотник крутится, распределитель называют роторным, а если поступательно перемещается – осевым.
6. Соединительные шланги высокого и низкого давления сводят между собой гидроцилиндр, насос и распределитель. Также по ним циркулирует гидравлическая жидкость из бака в насос и обратно, возвращаясь от распределителя. Там, где требуется создать взаимную подвижность узлов, применяют гибкие шланги.

Принцип работы гидроусилителя руля как с осевым, так и с роторным распределителем, основан на перемещении золотника при перекладке рулевого колеса. Сначала насос формирует давление в узле рулевого управления.

Если «баранку» крутят в одну из сторон, начинает двигаться золотник и закрывает одну из сливных магистралей, а рабочая жидкость под давлением идет в нужные полости гидроцилиндра.

Гидравлика со штоком давит на поршень, а он двигает колеса.

  Датчик дмрв ваз 2114 фото

Когда колеса поворачиваются, они направляют корпус распределителя в сторону движения золотника. А когда золотник принимает обездвиженное состояние начинают восстанавливать свое обычное положение корпуса распределителя.

Когда руль заканчивает крутиться, вся схема меняется и останавливается.

Если даже гидронасос сломался (к примеру, оборвался ремень привода) — это не влияет на управление транспортным средством. Потому что от рулевой системы усилие будет идти на корпус распределителя, а после на колеса с золотником.

Через предпусковой клапан, гидравлика станет двигаться из одной полости в другую и не создавать препятствия, чем позволит поворачивать руль, только с напрягом.

Схема рулевого управления с гидроусилителем наглядно демонстрирует всю суть системы.

Во время поворота рулевого колеса в другую сторону распределитель подает масло в противоположные части гидроцилиндра, соответственно рулевая рейка идет в другую сторону и поворачивает колеса в нужную сторону. Что касается водителя, то он прилагает минимум усилия на поворот руля. Когда автомобиль находится без движения руль поворачивать также просто для этого необходимо чтобы был запущен мотор.

Если транспортное средство наезжает на препятствие, сила отталкивания пытается повернуть колеса. Но вместо этого они относительно золотника двигают корпус распределителя и перекрывают сливную магистраль. После чего гидравлическая жидкость поступает в полость цилиндра, и поршень посылает усилия на колеса, идущие в обратном направлении.

Быстрая реакция приводит к тому, что колеса блокируются и не могут поворачивать. Из-за того, что ход золотника малый (где-то 1 мм), транспортное средство практически не меняет направление движения. ГУР ограждает руки водителя от столкновения со спицами руля, когда он во что-то врезается.

Маленькие толчки все-таки ощущаются – это происходит из-за того, что над реактивными шайбами, повышается давление.

«Чувство дороги» — это обратная связь от управляемых колес через усилитель к рулю. Сообщает водителю, в каких условиях происходит поворот.

Одна из шайб при высоком давлении, пытается поместить золотник в исходную точку, от этого рулевое колесо работает «туже».

Устройство насоса гидроусилителя руля

Узел насоса лопастного типа делится на виды:

Механизм насоса состоит из корпуса, ротора и уплотнительного кольца. Насос имеет клиноременный привод от шкива коленчатого вала. Шкив матируется в конце наружного вала, находящийся на шариковом и игольчатом подшипнике. Ротор располагается на шлицах вала, в его пазы свободно установлены лопасти.

К корпусу насоса приделан распределительным диском и крышкой статор. Внутренняя поверхность его корпуса имеет сложную форму. Лопасти устанавливаются в ротор, где параллельно его продольной оси предусмотрено несколько прорезей.

Эти лопасти под давлением центробежной силы немного выходят из пазов и соприкасаясь, с внутренней поверхностью корпуса, создают замкнутые камеры.

Внутренняя поверхность корпуса устроена таким образом, что когда объём от вращения ротора снижается между ними сжимается масло.

Если появляется отверстие, то гидравлическая жидкость стремительно выходит из лопастей. Процесс всасывания жидкости проходит наоборот.

Сам по себе насос должен быть высокопроизводительным, чтобы обеспечивать повороты вала максимально быстро. Запускается передачами от двигателя:

Техническое обслуживание гидроусилителя

1. Очень часто приводящий ремень становится причиной поломки гидроусилителя, поэтому нужно следить за уровнем его натяжения.
2. Необходимо смотреть за уровнем масла в бачке, если его показатель ниже нормы, нужно долить. Нехватка масла приведет к тому, что насос выйдет из строя.

   Какая подходит гидравлическая жидкость больше всего нужно узнать из инструкции или в специализированном магазине.

3. Один раз в год меняйте фильтрующий элемент в бачке.
4. Сливать масло легко, нужно снять шлангу и при открытой крышке бачка жидкость выльется от действия атмосферного давления.

   Залив свежее масло необходимо при открытой крышке пару раз прокрутить руль в крайние положения, это нужно, чтобы лишний воздух покинул бачок.

5. Учтите, что на ТС с гидроусилителем не стоит держать руль в крайнем поворотном положении свыше 5–6 секунд – перегреется гидравлическая жидкость.

6. Кроме того, следует время от времени осуществлять замену масла, это объясняется загрязнениями, которые влияют на его свойства. При потере основных свойств жидкость способна повредить сальники рулевой рейки, а это приведет к сбою ГУРа.
7. Регулярно проводите визуальный осмотр системы, так как может быть нарушена герметичность системы.

   Потеки гидравлики говорят, что требуется ремонт.

8. Если гидронасос не работает, использовать машину долгое время нельзя – это приведет к износу распределителя и поломке элементов рулевого механизма.

Недостатки ГУР

1. Нужно просматривать систему каждый день на наличие дефектов.
2. Нанос работает от мотора, тем самым забирая у него часть мощности.
3. Нет функций регулировки положений работы для разных условий.

Как видно минусов не так уж и много.

Управляемость автомобиля напрямую зависит от конструкции и состояния узлов рулевого управления. Практически все современные автомобили оснащаются гидроусилителем руля. Но не все автолюбители представляют принцип работы гидроусилителя руля. В связи с этим, когда машину начинает уводить в сторону, основная масса водителей пытается решить проблемы неправильной работы рулевого управления на “сход-развале”. Конечно опытный развальщик может выставить углы установки колес таким образом, что бы они “сопротивлялись” уводу автомобиля в сторону из-за неправильной работы гидроусилителя. Например если неправильно работает золотниковый механизм, то давление в силовом цилиндре при повороте вправо и влево будет разным, а значит и усилие на руле будет разным. Другой пример, при отсутствии усилия на руле (прямолинейное движение автомобиля) рабочая жидкость все равно попадает в цилиндр под давлением по одной магистрали высокого давления, при этом руль, а самое главное и колеса, будет поворачиваться в сторону, при этом машину начинает тянуть. Бывали случаи, когда на стенде сход-развала (на пятаках) на заведенной машине, при отпущеном руле, колеса поворачивались сами до упора. В золотниковом механизме (роторный управляющий клапан) совмещены маслопровод подачи и стока. Гидравлическая жидкость перетекает из трубопровода высокого давления в масляный резервуар, не выполняя никакой работы

.

Конструкция и принцип функционирования элементов гидроусилителя рулевого управления – схема работы

Принцип действия реечного механизма с гидроусилителем. В корпусе рейки – торсионный стержень, связанный с рулевым валом. При повороте рулевого вала (колеса), стержень, поворачиваясь, перемещает золотник.

Золотник приоткрывает отверстия каналов, идущих к силовому цилиндру. Цилиндр передвегает рейку, снижая усилие на руле.

При отсутствии усилия на руле, ротор возвращается в исходное положение, а жидкость перепускается обратно в бачок.

1 — Силовой цилиндр 2 — Поршень рулевой рейки 3 — Шток рулевой рейки 4 — Вал ведущей шестерни 5 — Трубка А 6 — Трубка В 7 — Роторный управляющий клапан 8 — Рулевой вал 9 — Рулевое колесо

10 — Чувствительный к изменениям давления клапан

Источник: https://womaninred.ru/shema-raboty-gidrousilitelja-rulevogo-upravlenija/

Принцип работы системы ГУР, насос ГУР, гидроусилитель руля

Усилитель рулевого управления

Управление транспортными средствами, особенно это касается тяжелых грузовиков и тракторов, за счет мускульной силы водителя зачастую бывает просто невозможным. Для снижения величины мышечного усилия при управлении машиной, а также в целях создания комфортных условий работы водителя, снижения его утомляемости автомобили и трактора оборудуются усилителем руля.

• Классификация усилителей по типам проивода:
• — механический — за счет увеличения передаточного числа (по сравнению с обычным);
• — пневматический — сейчас практически не используется;
• — гидравлический;
• — электрический;
• — электрогидравлический.

Наиболее широко сегодня применяются гидравлический и электрогидравлический усилители руля. Оба типа имеют много общего и отличаются, по большому счету, лишь приводом гидравлического насоса, то есть, можно сказать, что электрогидроусилитель рулевого управления (ЭГУР) — лишь разновидность гидроусилителя рулевого управления (ГУР).   

Устройство гидроусилителя руля

Гидроусилитель руля — изолированная гидросистема, состоящая из следующих составных частей (Рис. 1):

Рис. 1. Принципиальная схема гидроусилителя руля

1.     — насос;
2.     — регулятор давления;
3.     — компенсационный бачек рабочей жидкости;
4.     — распределитель;
5.     — силовой гидроцилиндр.

    Гидроцилиндр — двойного действия (передает усилие в двух направлениях). Он интегрирован в рулевую рейку, передает усилие на рулевые тяги.

    Золотник (распределитель) монтируется на рулевой колонке, реагирует на повороты руля.

    Привод насоса осуществляется от двигателя автомобиля или электродвигателя.

    Регулятор давления — это перепускной клапан. Он сливает избыток рабочей жидкости, минуя золотник.

    Насос ГУР — устройство, принцип действия

    Насос приводится в движение от коленчатого вала силовой установки транспортного средства посредством ременной или зубчатой (на грузовиках и тракторах) передачи. Таким образом, гидропривод функционирует, пока работает двигатель.

•     В гидроприводе рулевого управления используются насосы двух типов:
•     — шестеренчатый;
•     — пластинчатый (лопастной или шиберный).

    Пластинчатые насосы имеют высокую производительность, они надежные и просты в обслуживании. Поэтому они получили широкое распространение.

    Рассмотрим устройство и принцип действия пластинчатого насоса.

    Насос состоит из таких основных деталей (см. рис. 2):

1.     — корпус;
2.     — ротор;
3.     — уплотнительное кольцо.

       Рис. 2. Устройство пластинчатого насоса ГУР

     На наружном конце вала, опирающегося на подшипники качения, крепится ременный шкив. На противоположном, шлицевом конце вала смонтирован ротор, в пазах которого свободно установлены пластины (лопасти).

    К корпусу крепится статор, имеющий внутреннюю поверхность сложной формы. 

    При вращении ротора за счет центробежной силы пластины выдвигаются из пазов и образуют замкнутые камеры.

    На участке всасывания, там, где объем камер при вращении ротора увеличивается, в них попадает из магистрали рабочая жидкость, которая на участке нагнетания при уменьшении объема камер и повышении давления выбрасывается в напорную магистраль через выходной патрубок. Таким образом обеспечивается непрерывный, без пульсаций, поток рабочей жидкости.

    Это можно проиллюстрировать схемой на рис. 3.

Рис. 3. Работа пластинчатого насоса ГУР

•       Если давление в системе превышает допустимое, перепускной клапан сбрасывает излишки рабочей жидкости в компенсационный бачек.
•      На автомобилях применяются два вида насосов:
•     — одноконтурные;
•     — двухконтурные.

    Одноконтурные насосы работают исключительно на ГУР. Они менее мощные, чем двухконтурные, их устройство проще, они дешевле.

    Двухконтурные насосы обслуживают также и гидроподвеску. Они гораздо дороже и более производительные.

    Компенсационный бак может устанавливаться непосредственно на насосе, или отдельно. Чаще бак располагают в моторном отсеке, используя подкапотное пространство. Это значительно облегчает обслуживание ГУРа.

    Особенности функционирования ГУР

    Пока работает силовая установка транспортного средства, работает и насос ГУР. При прямолинейном движении машины рабочая жидкость циркулирует от насоса к золотнику, от него — в компенсационный бак. То есть насос работает с минимальной нагрузкой. При повороте руля золотник направляет поток рабочей жидкости в гидроцилиндр, поворачивая колеса.

    Таким образом, детали насоса ГУР изнашиваются даже на холостом ходу. Несмотря на хорошие смазывающие качества рабочей жидкости и высокую надежность всей конструкции, со временем износ дает о себе знать, и насос приходится заменять.

    Система ЭГУР

    Электродинамический гидроусилитель руля отличается от обычного ГУРа наличием электронасоса, питающегося от бортовой электросети автомобиля.

Рис. 4. Электрогидроусилитель руля

    Система ЭГУР имеет в своем составе датчики движения. Именно их показания указывают на необходимость включения или отключения насоса в нужные моменты. Таким образом ресурс насоса расходуется гораздо экономнее. Еще одно преимущество — компактность, связанная с отсутствием громоздкой ременной передачи. Недостаток — более высокая цена.

    Насос ЭГУР

    Насос для ЭГУР выполнен в виде насосного агрегата — компактного блока, который объединяет в себе насос, электромотор и компенсационный бачек. Насосный агрегат оснащен электронным блоком управления.

Рис. 5. Насос для ЭГУР

    Преимущества электрогидравлического насоса — отсутствие ременной передачи, а также меньший износ деталей — ведь чистое время его работы меньше, чем обычного гидронасоса. Есть и недостатки — высокая цена и зависимость от работы бортовой системы электроснабжения.

1.     Возможные неисправности ГУР
2.     Проявляются неполадки в системе гидроусилителя по-разному. Основные признаки такие:
3.     — обратные толчки на рулевом колесе;
4.     — затрудненное проворачивание руля в одну или обе стороны;
5.     — вибрация;
6.     — посторонний шум при работе;
7.     — нечеткая работа руля.

    Причин появления подобных неполадок может быть много.

Это и изношенный либо слабо натянутый ремень привода насоса, завоздушивание гидросистемы, потеря герметичности и связанное с этим падение уровня рабочей жидкости, и некачественная либо пришедшая в негодность рабочая жидкость.

Если вышел из строя насос, вердикт однозначный — замена. И чем раньше, тем лучше, так как работа гидросистемы с неисправным насосом чревата выходом из строя других элементов.

    Как продлить жизнь насосу?

    Насос ГУР — агрегат надежный и долговечный, он не требует сложного обслуживания. Даже при полном отказе насоса движение на автомобиле можно продолжать. Правда, для управления машиной придется прикладывать больше усилий.

    1. Проверяйте состояние и степень натяжения приводного ремня. Появление биения рулевого колеса, особенно в начале движения — первый признак недостаточного натяжения ремня.

    2. Поддерживайте необходимый уровень рабочей жидкости в компенсационном бачке. Выбирайте только ту жидкость, которая рекомендована производителем.

    3. Регулярно проверяйте состояние агрегатов гидросистемы ГУР. Своевременно устраняйте нарушение герметичности в местах подтекания рабочей жидкости. В гидросистеме она выполняет, помимо прочего, и функцию смазывания трущихся сопряжений. Снижение уровня рабочей жидкости ниже предельно допустимого может привести к ускоренному износу деталей насоса и быстрому выходу его из строя.

    4. Контролируйте состояние пыльников, сальников, предохраняющих систему от попадания грязи. Загрязненная рабочая жидкость наносит непоправимый вред сопряжениям насоса и других агрегатов.

    5. Регулярно осматривайте шланг, штуцеры и их соединения. Не допускается перекручивание шлангов, чрезмерное их провисание, расслоение оплетки, окисление штуцеров и хомутов.

Источник: http://autozapas.com/stati-i-obzory/rulevoe-upravlenie/nasos-gur-osobennosti-ustrojstva-i-ekspluatatsii

Подробное устройство гидроусилителя руля

Многие водители начинали свою карьеру за рулем с управления автомобилем отечественного производства, оснащенного рулевой колонкой или рулевой рейкой.

Пересев за руль более современных отечественных или , водители испытывают несказанное облегчение от легкости обращения с рулем.

Объяснение этого блага кроется в рассмотрении подробного устройства гидроусилителя руля (далее ГУР).

Подробное устройство гидроусилителя руля

Превращение механизма рулевой рейки и уменьшение самого рулевого колеса началось с Фредерика Ланчестера, который первым изобрел гидроусилитель и запатентовал его.

Изначально это благо автомеханики превалировало только в грузовых автомобилях и автотранспорте специального назначения (пожарные машины). А уже в 20-х годах XX-го века компания Rolls-Royse оборудовала ГУРом свой автомобиль-визитку Phantom.

Хотя на тот момент все так и закончилось пробными образцами данного ноу-хау.

Следующим «выходом в свет» гидроусилитель руля обязан Второй мировой войне. В это время американские и английские машиностроители оборудовали ими тяжелые и неповоротливые бронемашины. А в 50-х годах эта технология получила широкое применение в автопроме Америки и Европы.

В настоящее время существует много видов ГУРа, а также других доработанных технологий облегчения вращения рулевого колеса:

• Электрогидроусилитель;
• Электроусилитель.

Как устроен гидроусилитель руля

Как говорилось выше, гидроусилитель руля – это модернизированная рулевая рейка. К ее простой конструкции добавили следующие детали:

• Масляный насос;
• Бачок с рабочей жидкостью;
• Золотниковый распределитель;
• Силовой гидроцилиндр;
• Регулятор давления;
• Соединители и шланги.

Узлы гидроусилителя руля

Устройство насоса гидроусилителя руля определяет деление этого узла на виды:

Еще устройство насоса включает в себя корпус, уплотнительное кольцо, ротор. Насос отвечает за создание и поддержание определенного давления специальной жидкости в системе и обеспечивает ее движение. Запускается передачами от двигателя:

Устройство насоса гидроусилителя руля

Насос ГУР подает под высоким давлением в золотниковый распределитель специальную жидкость. Золотниковый распределитель – сложная деталь, состоящая из торсиона и золотникового клапана.

Она регулирует жидкостную подачу в полость цилиндра и возвратное движение жидкости в бачок. Силовой гидроцилиндр обладает бинарным действие, то есть создает усилие в двух направлениях.

В  этот узел, передающий усилие в рулевую рейку, в неё же и интегрирован.

Изобретено много способов трансформировать усилие поворота руля в работу золотника. Многие из них основываются на движении отдельно взятого промежутка вала рулевой колонки. В роль этого промежутка выполняет торсион, представляющий собой пружинящий лучевым способом промежуток вала рулевой колонки.

Золотник отзывается на угол смещения концов при прикладывании усилия к рулю.

Еще применяют конструкции валов с участком с осевой подвижностью, в которых движение соответствующей направленности создается путём винтовой передачи, которая превращает поворот руля в поступательное движение золотникового штока.

Есть также механизмы, в которых усилие вращения рулевого колеса отмечается не на рулевой колонке, а на других узлах передачи между рулём и колесами.

Принцип работы ГУР

Схема работы ГУР

Если автомобиль находится без движения, двигается прямо, насос перекачивает вхолостую гидравлическое масло внутри системы. Когда рулевое колесо приходит в движение, начинает закручиваться торсион, а золотник поворачивается относительно гильзы распределения.

Одновременно открываются соединительные шланги, по которым масло из бачка попадает в определенную камеру в силовом цилиндре (это зависит от того, в какую сторону маневрирует автомобиль под действием поворота руля). А из другой камеры одновременно по открытым протокам гидравлическое масло попадает в бачок.

Поршень цилиндра перемещает рулевую рейку, с одновременной передачей усилия рулевым тягам, поворачивающим колёса.

Если авто маневрирует на невысокой скорости, то КПД гидроусилителя руля максимален. Это достигается возрастанием количества оборотов электродвигателя насоса.

Увеличение его производительности способствует интенсивному притоку гидравлической жидкости в цилиндр и сила, прикладываемая к повороту руля, уменьшается в разы.

Повышение скорости движения машины снижает частоту вращения электродвигателя, при этом в действие вступает электромагнитный клапан, который уменьшает проходимость каналов гидросистемы, а для поворота руля приходится прикладывать больше усилий.

Бочка мёда и ложка дегтя в наличии ГУРа

Несомненным положительным качеством этого узла являются:

1. Улучшение управляемости авто;
2. Экономия усилий, прикладываемых к рулю;
3. Уменьшение передачи ударных явлений от дорожного покрытия.

К самым существенным отрицательным моментам при использовании гидроусилителя рулевого управления многие автомобилестроители причисляют потерю автомобилем информативности. Пока решение вопроса совмещения комфорта, обеспечиваемого ГУРом, и четкости управления машиной остается не по силам лучшим конструкторам гигантов автомобилестроения.

➤ Adblockdetector

Источник: http://PortalVAZ.ru/podrobnoe-ustrojstvo-gidrousilitelya-rulya/

Принцип работы гидроусилителя руля автомобиля

Некоторых автовладельцев интересует вопрос: как работает гидроусилитель руля.  Принцип работы гидроусилителя руля заключается в облегчении управления автомобилем. Его необходимость назревала долгие годы.

Раньше, автомобили были легкие, и водителям не требовалась помощь в управлении ими, но с появлением грузовиков, автобусов и прочей тяжелой техники ГУР стал необходимостью, потому что повернуть колеса многотонного автомобили не простая задача даже для сильного мужчины.

Позже гидроусилителем руля были снабжены и легковые машины, где приспособление отлично прижилось. Теперь вместо того чтобы выворачивать руль двумя руками, мы можем сделать это одним пальцем. Комфорт и безопасность поездок стал выше, ведь теперь надо приложить меньше усилий для маневра в экстренной ситуации.

Устройство гидроусилителя руля

Гидроусилитель руля это замкнутая, взаимосвязанная гидравлическая система компонентов, состоящая из:

1. Насоса.
2. Распределительного устройства.
3. Гидроцилиндра.
4. Бачка.
5. Шлангов высокого и низкого давления.

Насос

Главная деталь конструкции гидроусилителя руля это насос. 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

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:

• осевой – если золотник совершает поступательные движения;
• роторный – если совершает вращательные движения.

Гидроцилиндр

Или как еще называют силовой цилиндр, выполняет функцию поворота колес. Жидкость в гидроусилителе рулевого управления давит на поршень под давлением и заставляет выдвигаться шток, что приводит к повороту колес.

Для того чтобы задвинуть шток назад, жидкость с обратной стороны давит на поршень и колеса возвращаются в исходное положение.

Гидроцилиндр может быть расположен, как на рулевом механизме, так и между рулевым приводом и корпусом автомобиля.

Бачок

Резервуар для рабочей жидкости, которая обеспечивает работу и смазку всех связующих гидроусилителя руля. В нем находиться специальный фильтр, для избегания попадания грязи, так как распределитель очень чувствительный к этому. Для проверки уровня масла имеется специальный щуп и отметки на нем. Бачок находиться под капотом, обычно, на видном месте рядом с бачком антифриза и имеет цилиндрическую форму.

Шланги высокого и низкого давления

Конечно, всю циркуляцию жидкости по системе гидроусилителя руля обеспечивают шланги, которые подразделяются на:

• шланг высокого давления;
• шланг низкого давления.

Шланги гидроусилителя руля высокого давления циркулируют масло между насосом, распределителем роторным или осевым и гидроцилиндром. А низкого давления возвращают это масло из распределителя в бачок, а так же из бачка в насос. Важно следить за состоянием шлангов, чтобы избежать утечек жидкости и поломки всего механизма.

Принцип работы электроусилителя руля

Насос ГУР приводиться в действие двигателем автомобиля и создает гидравлическое давление. Ротор насоса приводиться в действие и вращается со скоростью двигателя.

За счет центробежной силы, пластины находящиеся в канавках ротора, выдвигаются и удерживаются на внутренней поверхности насоса.

Зазор между пластинами и внутренней поверхностью насоса изменяется в зависимости от скорости работы мотора. Тем самым изменяется объем жидкости, нагнетаемой насосом.

Под давлением жидкости поршень гидроцилиндра выдавливает шток, и происходит доворот колес. Как только руль возвращается в исходное положение, золотник занимает нейтральное положение. Через вторую открывшийся сливную магистраль масло выравнивает давление в поршне и возвращает сток назад.

Основное отличие электрогидроусилителя заключается в том, что работа гидравлики связана не с коленчатым валом двигателя, а с электромотором, который питается от аккумулятора автомобиля.

Так называемый гибрид стал логическим продолжением гидроусилителя руля. Он более экономичный и надежный. Ведь энергия на гидронасос идет не с двигателя, а с электромотора. Назначение электронного блока в самостоятельной регулировке вращения гидронасоса в зависимости от показаний датчика скорости и датчика поворота руля.

Надежность обеспечивается устройством защиты в электронном блоке. Оно не дает повторно включить гидроусилитель руля при неисправности. Тем самым защищая от серьезной поломки. Для разблокировки нужно выключить зажигание и снова включить его через пятнадцать минут.

В основу гидроусилителя руля с электромотором заложено три режима:

• комфорт;
• обычный;
• спортивный.

При таком подходе ощущение дороги (обратной связи) значительно повышается. Что положительно сказывается на безопасности езды на высоких скоростях. Стоит заметить, что даже при поломке двигателя ЭГУР будет работать, что облегчит Вам его транспортировку.

Итог

Устройство гидроусилителя руля является сложным и ненадежным ввиду высокого давления в системе. Однако на данный момент только он позволяет облегчить управление большегрузным автомобилям. Что делает его незаменимым в ряде случаев. К неоспоримым плюсам относятся это передача высокого усилия при повороте рулевого колеса.

Источник: https://automorum.ru/sistemy-avtomobilya/rulevoe-upravlenie/gidrousilitel-rulya.html