Устройство гидро и электроусилителя руля

Расскажем про устройство гидроусилителя (ГУР) и электроусилителя руля автомобиля (ЭУР). Как работают и их недостатки. Все основные плюсы и минусы.

Гидроусилитель руля - ГУР

Исполнительный механизм гидроусилителя выполнен заодно с рулевым механизмом - их называются интегральными. В качестве рабочей жидкости используется масло ATF - что и в автоматических коробках передач авто.

Внутренняя полость рулевого механизма герметизирована и поделена поршнем на две части. В обеих находится гидравлическая жидкость под одинаковым давлением. Если повернуть руль, то гидрораспределитель соединит одну полость с магистралью подачи, а другую – со сливом. На поршне, вследствие разницы давлений, возникает усилие, которое и помогает повернуть руль.

Насос ГУР, приводимый ремнем от коленвала, засасывает из бачка масло и нагнетает под высоким давлением в 50-100 атм в распределитель. Задача распределителя - отслеживать усилие на руле и дозированно помогать поворачивать управляемые колеса. Для этого используют следящее устройство - торсион, встроенный в разрез рулевого вала. Колёса поворачиваются в основном под воздействием давления жидкости.

Производительность насоса, приводимого ремнем от коленвала, должна быть такова, чтобы при работе мотора на холостом ходу водитель мог крутить руль без «закусываний» со скоростью не меньше 1,5 оборота в секунду. Избыточное давление стравливает перепускной клапан.

Реечный рулевой механизм с гидроусилителем. Если рулевые тяги располагаются по бокам рейки, то поршень размещается посередине корпуса. А если тяги крепятся к центральной части рейки, то поршень выносят вбок. Сделать управление комфортным при парковке и на скоростной трассе помогают рулевые механизмы с переменным передаточным отношением: в центре рейки зубья нарезаны с маленьким шагом, на концах - шаг больше. При незначительных углах поворота машина не так остро реагирует на действия рулем, что важно на больших скоростях. Зато, разворачиваясь, крутить баранку приходится меньше.

Когда руль повернут до упора, срабатывают предохранительные клапаны, сбрасывая давление масла и сохраняя детали от повреждения.

Недостатком системы являются сложность конструкции, необходимость обслуживания и непрерывный отбор мощности от двигателя. Гидравлический насос забирает силы у двигателя и съедает лишнее топливо. Особенно нежелателен для маломощных моторов.

Решение проблемы - давление рабочей жидкости должен нагнетать электрический насос.

Электроусилитель руля - ЭУР

Это усилители руля, в которых не осталось гидравлики. На торсионе стоит датчик и от его сигнала электроника подает ток нужной полярности и силы на обмотки электромотора, связанного с рулевым механизмом через червячную передачу. А по сигналам от датчика скорости можно изменять характеристику усилителя с любой заложенной в память блока зависимостью.

Преимущества

  • независимость работы усилителя от оборотов двигателя и температуры;
  • обеспечивают адекватную обратную связь;
  • информативность - самонастройка усилителя к скорости автомобиля;
  • надежность - отсутствие шлангов, ремней, сальников, жидкостей;
  • не требует обслуживания (замены и доливки рабочей жидкости);
  • выше симметричность руля - отсутствие разницы усилия в левом и правом положении;
Усилитель руля потребляет энергию только при вращении руля. В отличие от гидроусилителя, когда рабочая жидкость всегда гоняется по трубам, на что тратится дополнительная энергия. Благодаря ЭУР автомобиль экономит около 0,2 - 0,5 л/100 км пробега.

Электроусилитель в зависимости от массы и компоновки автомобиля.
Усилитель встроен в рулевую колонку. Для автомобилей среднего класса. Электропривод усилителя интегрирован с рулевой рейкой.
Редуктор с электродвигателем обладают инерцией, что снижает точность и чувствительность рулевого управления. Зато сам рулевой механизм прост, компактен и удобно расположен на подрамнике. В этой схеме рулевой вал разгружен от дополнительных моментов. Недостатки - компоновать такой механизм довольно сложно. Электродвигатель с редуктором установлены низко, подвержены воздействию воды и грязи. Присутствует и инерционность электродвигателя и редуктора. Нагрузка на рулевой вал в этой схеме невелика. Трение маленькое. Минус - сложная конструкция и дороговизна, а также плохая защита низко расположенного привода.

1 — рулевая колонка; 2 — электроусилитель с червячной передачей и электронным блоком управления; 3 — промежуточный вал; 4 — реечный рулевой механизм; 5 — следящее устройство с торсионом; 6 — блок управления; 7 — электропривод с механизмом винт—шариковая гайка—рейка.
Самое главное достоинство электроусилителей руля автомобиля - их легче подчинить электронике, которая поможет водителю в сложных ситуациях, а в будущем полностью возьмет на себя управление автомобилем.
Что ещё почитать