Гидроусилитель руля - устройство и принцип работы

Гидроусилитель рулевого управления, он же – гидроусилитель руля, это узел в системе рулевого управления, предназначенный для увеличения крутящего момента, передаваемого от руля к колесам, и предназначенного для изменения угла их поворота относительно направления движения. С практической точки зрения, применения гидроусилителя позволяет в значительной степени облегчить процесс поворота руля, снизив тот объем усилий, который необходим для поворота колес без использования гидроусилителя. С инженерной точки зрения, конструкция гидроусилителя руля представляет из себя такой узел, в котором усилие крутящего момента, получаемое от водителя, значительно увеличивается через гидравлический привод. Фактически, гидроусилитель руля является самым распространенным усилителем рулевого управления среди прочих – он достаточно прост, его конструкция надежна, а затраты энергии достаточно невелики.

Существует большое количество вариаций в конструкциях гидравлического усилителя руля, однако, большая из них часть, берет свое начало на коленчатом вале двигателя, в узле, называемом насосным агрегатом гидравлического усилителя руля. Фактически, этот узел является механическим насосом, приводимым в действие коленчатым валом двигателя через рабочую шестерню или ременный привод. Изнутри, насос имеет шестеренчатую или лопастную конструкцию, нагнетая рабочую жидкость с помощью двух или более шестерней, либо лопастей, совершающих поворот в направлении трубки, по которой нагнетается эта жидкость. Самым надежным и наиболее распространенным является насос шестеренчатого типа. Насосный агрегат, в большинстве случаев, так же включает в себя блок управления гидравлическим усилителем и расширительный бачок рабочей жидкости. Блок управление представляет из себя электронный узел с набором реле и микросхем, регулирующих скорость вращения насоса и соответственно, давление в контуре гидроусилителя. Расширительный бачок хранит в себе некоторый запас рабочей жидкости, который может либо покидать бачок в направлении насоса, либо возвращаться вовнутрь, в зависимости от температуры окружающей среды, интенсивности работы насоса и других факторов.

Внутренняя часть насосного блока так же включает в себя начальную часть системы нагнетания рабочей жидкости под давлением в рабочее пространство рулевой рейки, редукционный клапан, и в тех конструкциях, где используется электрический привод, а не механическая передача крутящего момента от коленчатого вала – электрический двигатель.

Насосный блок соединяется двумя трубками с рулевым механизмом, расположенным внутри рулевой рейки. Рулевой механизм представляет из себя цилиндр, внутри которого находится поршень, соединенный с одной стороны с левой рулевой тягой, а с другой стороны – с правой рулевой тягой. Этот поршень располагается в замкнутом цилиндре, и имеет некоторый свободный ход влево и вправо от своего начального положения. Соответственно, поршень разделяет цилиндр на две части, не соединяющиеся между собой. Ближе к концу левой части цилиндра, так же, как и ближе к концу правой части цилиндра, к ним подводится трубка от насосного блока. В результате, образуется замкнутая система гидравлического усиления. Таким образом, когда необходимо повернуть руль влево, происходит нагнетание давление в правую часть цилиндра и уменьшение давления в левой части цилиндра, а когда необходимо повернуть руль вправо, наоборот – давление нагнетается в левой части цилиндра и уменьшается в правой его части. Таким образом, возникает перепад давления, и клапан двигается в определенную сторону.

гидроусилитель руля, насос гидроусилителя руля, купить гидроусилитель руля, ремонт гидроусилителя руля, гидроусилитель руля цена, замена гидроусилителя руля  

Для того, чтобы была техническая возможность поочередно, в зависимости от положения руля, выбирать тот цилиндр, в котором давление будет увеличиваться, и тот, в котором давление будет уменьшаться, в насосном блоке располагается редукционный клапан. Непосредственно магистраль, выполняющая подвод рабочей жидкости к рулевой рейке, является условно-замкнутой системой, имея один вход в месте подключения шестеренчатого или лопастного насоса, и один выход в месте соединения с временным хранилищем рабочей жидкости. Таким образом, система является достаточно простой, и логичным образом в ней используется так называемый редукционный клапан, выполняющий функции управления потоком жидкости, в зависимости от полученного с электронного блока управления сигнала. В тот момент, когда водитель поворачивает руль в одну сторону, редукционный клапан остается в своем изначальном, закрытом положении. Когда же руль поворачивается в другую сторону, редукционный клапан открывает обратную магистраль, и закрывает прямую. В результате, поток жидкости разворачивается, и система начинает работать обратным образом, поворачивая руль в другую сторону. Фактически же, редукционный клапан срабатывает в тот момент, когда руль автомобиля начинает выполнять сколь либо значительный поворот в одну из сторон.

В любом механизме гидравлического усиления существует система активной защиты, которая предотвращает аварии на больших скоростях, и в то же время, способствует большей маневренности автомобиля на скоростях низких. В более простых моделях автомобилей, данная система обеспечивает исключительно защиту от поломок самого гидроусилителя, а в более дорогих – защиту от аварийных ситуаций. В условно-минимальной комплектации, такая система защиты представляет из себя обратный клапан, расположенный на самом блоке гидравлического усиления руля. В тот момент, когда давление внутри рабочего цилиндра превышает допустимое значение, либо, исходя из сигнала блока управления, срабатывает обратный клапан, снижая это давление, и выполняя регулирование крутящего момента, поступающего на рулевые тяги.

В качестве рабочей жидкости гидроусилитель использует специальные составы, которые могут быть представлены либо специальной жидкостью для гидроусилителей, либо тормозной жидкостью для автоматических трансмиссий. В большинстве конструкций гидравлических усилителей, конечно, используется жидкость ГУР, именуемая как Power Steering Fluid. Её отличительной особенностью является красный, либо желтый цвет. При активной эксплуатации автомобиля, и конечно же, в целях предотвращения фатального износа узла и предупреждения аварийных ситуаций, рекомендуется периодически проверять уровень жидкости в соответствующем гидроусилителю расширительном бачке. В том случае, если жидкость полностью покинет систему, существует большой риск либо заклинивания механизма, либо его крайне быстрый износ. Быстрая же потеря жидкости из системы гидравлического усиления может привести к крайне быстрому отказу механизма усиления, блокировке руля и возникновению аварийной ситуации. В особенности, повышенное внимание целостности механизма стоит уделить в том случае, если автомобиль побывал в аварии, либо пережил лобовое столкновение. При неудачном стечении обстоятельств, такого рода аварии могут приводить к повреждениям трубок, несущих жидкость гидроусилителя, их изломам или трещинам, которые, в свою очередь, будут постоянно протекать.

Для того, чтобы Ваш гидроусилитель исправно работал, рекомендуется производить плановую замену жидкости гидроусилителя 1 раз в 2 года. Однако, перед заменой следует точно узнать, что именно используется в качестве тормозной жидкости – спецжидкость ГУР, либо жидкость для автоматических трансмиссий. В случае, если будет допущено смешение рабочей жидкости с нетипичной для автомобиля жидкостью, могут наступить фатальные для гидроусилителя последствия – забиться трубка или уменьшиться коэффициент сопротивления среды, что пагубно повлияет на работоспособность системы и потребует дорогостоящего ремонта.

Для того, чтобы гидроусилитель работал правильным образом, усиливая движение руля в нужную сторону и на нужный угол, электронный блок управления постоянно обрабатывает множество параметров, поступающих на него с различных датчиков или из центрального блока управления автомобилем. Основными параметрами, исходя из которых производится расчет, являются скорость движения автомобиля, скорость вращения коленчатого вала, и конечно же, текущий угол поворота руля. При этом, угол поворота руля считывается через специальную шину, расположенную на рулевой колонке, и представляющую из себя цилиндр с магнитными, или контактными датчиками. В результате, поворачивая руль, Вы автоматически передаёте информацию на блок управления гидравлическим усилителем, который, исходя из этого, практически моментально нагнетает давление в блок гидравлического усилителя, помогающего Вам поворачивать колёса на необходимый угол.

Во многих автомобилях, и в особенности это касается автомобилей бизнес-класса, применяется система активной защиты, дополняющая обратный клапан, и выполняющая аналогичные функции защиты автомобиля от аварий на высоких скоростях, и увеличивающая маневренность на низких. Суть системы заключается в том, что исходя из считываемых блоком управления параметров скорости, текущей величины оборотов коленчатого вала и других, регулируется скорость работы насоса рабочей жидкости, что позволяет достичь улучшенного управления коэффициентом, меняющим соотношение оборотов рулевого колеса и вала рейки. С конструктивной точки зрения, этот узел называется «системой адаптивного усиления управления». В обиходе, и применимо к автомобилям концернов VAG и BMW, система называется «Servotronic», и является зарегистрированным товарным знаком. В результате, при поездке на высокой скорости, резкий поворот руля так же не влечет за собой такой же резкий поворот колес, что защищает автомобиль от аварии и поломок. Для обеспечения эффективности работы, сервотроник, в зависимости от комплектации, может включать в себя электромагнитный клапан, либо мощный электродвигатель, увеличивающий или уменьшающий обороты, в зависимости от обстоятельств.

В ходе длительной эксплуатации, гидроусилитель руля изнашивается – стирается и теряет герметичность рабочий поршень, редукционный и обратный клапан получают зазоры или люфт. В результате, люфт появляется и у руля, что вызывает неточность при повороте колес, посторонние шумы, вибрации и прочие неприятные симптомы в работе рулевой системе. К сожалению, специфического ремкомплекта гидроусилителя не существует, и большая часть таких комплектов представляет из себя набор прокладок и сальников, применяемых в том случае, когда возникает течь в одном из внешних блоков, и работая жидкость начинает покидать систему. В случае же, когда проблема не связана с разгерметизацией системы, ремонт гидравлического усилителя сводится либо к замене рулевой рейки целиком, либо к замене блока гидравлического усилителя в частности, если он является съемным.

Существуют как автомобили, имеющие удачную конструкцию гидравлического усилителя руля, так и модели, которые не могут похвастаться должной надежностью. При покупке автомобиля обязательно уделите внимание вопросу о том, насколько часто выходит из строя гидравлический усилитель на этой модели автомобиля. В случае, если тематические форумы имеют много негативных отзывов, лучше откажитесь от этой модели в пользу другого автомобиля, поскольку неудачная конструкция рулевой рейки является достаточно значимой проблемой, которая требует постоянного внимания и техническое обслуживание.

Как определить неисправность гидравлического усилителя? С большой долей вероятности, вы почувствуете очевидную неполадку рулевого управления. С одной стороны, может появиться значительный «люфт» - при повороте руля на определенный градус, колеса не будут поворачиваться на него же, а будут либо отставать от руля, либо опережать его. Во-вторых, при повороте руля может появится нетипичный шум, дрожание руля, либо треск сразу под лобовым стеклом. Третьей очевидной проблемой является банальная невозможность повернуть колеса на любой градус относительно их текущего положения. Обнаружив один из таких симптомов, в первую очередь, проверьте уровень жидкости в системе гидроусилителя, после чего попросите кого-либо прокрутить руль при заведенном двигателе, и посмотреть при открытом капоте, происходит ли движение рулевых тяг, отходящих от рейки, или же не происходит. В последнем случае, готовьтесь к поиску подходящего сервиса и срочной замене гидравлического усилителя или рулевой рейки в сборе.

На сегодняшний день, гидравлические усилители производятся многими компаниями, и подобрать качественную замену к своему автомобилю не является сложной или трудоемкой задачей. Если на модель Вашего автомобиля данный узел производится, будьте готовы к экономии порядка 50% от стоимости при покупке неоригинальной замены. При выборе в пользу того или иного производителя обращайте внимание на страну происхождения и отзывы покупателей в интернете. Существуют как добросовестные производители гидравлических усилителей, так и те, который откровенно экономят на важных узлах. В результате, купив непроверенную замену, Вы рискуете повторить процесс замены уже через пол года эксплуатации своего автомобиля.

Гидравлические усилители, в большинстве случае, продаются вместе с рулевой рейкой, будучи соединенными с ней в заводских условиях. Это продиктовано сложностью самостоятельной замены усилителя в домашних условиях. И если классическая прокачка тормозной системы не вызывает особых вопросов, то замена гидравлического усилителя без должного опыта может привести в негодностью всю рулевую рейку. Однако, если Вы все-таки изыскали возможность отдельной покупки усилителя от рейки, и так же, убеждены в том, что замена возможна и более экономична или предпочтительна замене рулевой рейки в сборе, рекомендуем найти хорошего мастера, и заручиться его предварительным согласием на выполнение этой непростой операции.

В подавляющем большинстве случаев, как и было сказано выше, гидравлические усилителя комплектуются вместе с рулевой рейкой. В полный комплект, присущий рулевой рейке «в сборе», включает в себя рулевые тяги, а так же рулевые наконечники. При покупке оригинальной рулевой рейки, обязательно ищите на ней фирменный знак производителя, выбитый, выдавленный или выгравированный лазером, или голографическую наклейку, поскольку оригинальные запчасти такого класса всегда сопровождаются соответствующей маркировкой. Дополнительным советом, который будет совсем не лишним при замене столь дорогостоящего узла, будет информация о том, что гарантия на агрегат и рулевой рейки в сборе, и гидравлического усилителя в частности будет действительна только в том случае, если автосервис, выполнивший данные работы, обладает всеми необходимыми лицензиями и сертификатами, позволяющими им выполнять данный вид ремонта и нести соответствующую ответственность за качество выполненных работ. Таким образом, перед началом замены вышеуказанного блока, следует поинтересоваться у мастеров о том, является ли их автосервис авторизованным, и может ли он отвечать за работу своих мастеров.