ᐉ Гидравлический усилитель рулевого управления с электронным управлением

Чем выше скорость автомобиля, тем меньшие усилия должен прилагать водитель к рулевому колесу, чтобы изменить направление движения, что может привести к потере управляемости. Такая принципиальная закономерность характерна для всех систем рулевого управления (с постоянным и переменным передаточным отношением). Поэтому при разработке рулевого управления принимаются компромиссные решения.

Для улучшения управляемости автомобиля следует повышать крутящий момент при высоких скоростях и сводить его до минимума при малых скоростях движения и при парковке. Для выполнения этих требований современные легковые автомобили оснащаются гидроусилителями с электронным управлением и регулированием типа Servotronic. Эта система регулирует усилия на рулевом колесе в зависимости от скорости автомобиля.

Рис. Зависимость момента на рулевом колесе от скорости движения автомобиля при применении гидроусилителя типа Servotronic. Нулевая скорость соответствует парковке.

Усилитель руля Servotronic создан на базе обычного гидроусилителя. Измененная конструкция клапана управления с поворотным золотником позволяет реализовать принцип непосредственной гидравлической обратной связи. Применением электрогидравлического преобразователя и соответствующим приспособлением клапана управления удалось обеспечить зависимость степени усиления от скорости автомобиля.

Необходимое для работы системы Servotronic давление рабочей жидкости порядка 130 кгс/см2 создается гидронасосом обычной конструкции. Под этим давлением рабочая жидкость поступает к поворотному золотнику 7 клапана управления.

В свободном состоянии торсион удерживает клапан управления в среднем (нейтральном) положении.

Рис. Схема рулевого управления оборудованного гидроусилителем с электронным управлением:
1,7 – поворотный золотник; 2,5 – торсион; 3 – электронный блок управления; 4 – датчик сигнала скорости; 6 – штифт; 8 – насос гидравлический; 9 – резервуар; 10 — предохранительный и перепускной клапан; 11 – реактивный поршень; 12 – электромагнитный клапан; 13,18 – распределительная втулка; 14 – правая полость силового цилиндра;15 — левая полость силового цилиндра; 16 – подвод жидкости к правой полости; 17 – подвод жидкости к левой полости; 19- поршень; а – нейтральное положение; б – поворот вправо; в – поворот влево

В блоке клапана управления находится торсион 5. Верхняя часть торсиона соединена штифтом с золотником 7. Нижняя его часть соединена также штифтом с ведущей шестерней 19 и с втулкой распределителя 13. Торсион связан с рулевым валом через карданный шарнир. Соединения торсиона выполнены посредством штифтов 6.

Рис. Соединения торсиона:
5 – торсион; 6 – штифт; 7 – поворотный золотник; 13 – распределительная втулка; 19 – ведущая шестерня

Подаваемая гидронасосом рабочая жидкость поступает через входное сверление в корпус клапана управления и далее через кольцевой паз и радиальные отверстия в распределительной втулке клапана к регулирующим кромкам золотника. При нейтральном положении клапана рабочая жидкость перетекает через приточные кромки золотника 1 и поступает во все продольные пазы распределительной втулки и далее мимо сливных кромок золотника в его сливные пазы. Через эти пазы рабочая жидкость отводится в сливную полость и далее в бачок. При этом правая и левая полости силового цилиндра оказываются соединенными между собой через подключенные к ним трубопроводы и кольцевые пазы в корпусе клапана.

При повороте рулевого колеса налево создаваемый водителем крутящий момент передается на торсион 2, верхний конец которого соединен штифтом 6 с поворотным золотником, а нижний конец – с распределительной втулкой 18 и приводной шестерней рулевого механизма. В результате торсион скручивается подобно стабилизатору при наезде одного из колес автомобиля на неровность дороги.

При закрутке торсиона золотник вместе с верхней частью торсиона поворачивается в распределительной втулке, изменяя относительное положение пазов золотника и перепускных отверстий втулки. По мере поворота золотника относительно втулки одни каналы открываются, а другие закрываются.

Рабочая жидкость поступает через щели, раскрывающиеся при перемещении приточных кромок, в продольные пазы и далее через отверстие в кольцевой паз и через трубопровод в правую полость 14 силового цилиндра. На поршень 19 воздействует давление жидкости, что облегчает поворот рулевого колеса.

При поступлении рабочей жидкости в правую полость силового цилиндра происходит ее вытеснение из левой полости в сливную магистраль.

Если отпустить рулевое колесо, распрямляющийся торсион вернет золотник в нейтральное положение относительно распределительной втулки.

При повороте рулевого колеса направо рабочая жидкость поступает в левую полость 15 силового цилиндра и происходит ее вытеснение из правой полости.

Электронный блок управления системы Servotronic обрабатывает сигнал скорости автомобиля и изменяет в соответствии с ним ток управления электромагнитным клапаном 4. При повышении скорости автомобиля блок управления системы уменьшает ток управления электромагнитным клапаном. В результате этот клапан частично открывается и перепускает ограниченное количество рабочей жидкости из приточного кольцевого паза 5 в полость 9 над реактивным поршнем 8. При этом жиклер 6 препятствует сильному оттоку рабочей жидкости на слив, благодаря чему в полости над реактивным поршнем создается достаточно высокое давление. В зависимости от величины этого давления изменяется усилие, передаваемое поршнем на шарики и далее на втулку распределителя.

Чем выше давление рабочей жидкости, тем большие усилия создаются усилителем и тем большие усилия должен прилагать водитель к рулевому колесу.

Действующее на реактивный поршень давление передается на шарики 7, которые установлены между ним и скошенными поверхностями центрирующей втулки 10, жестко соединенной с распределительной втулкой. Точное центрирование клапана управления особенно благоприятно при движении автомобиля по прямой. При вращении клапана управления, находящиеся под нагрузкой шарики противодействуют повороту золотника относительно распределительной втулки. Таким образом, гидравлический способ создания реактивных усилий используется для повышения момента на рулевом колеса до уровня, подбираемого индивидуально для каждой модели автомобиля.

При высоких скоростях движения ток управления снижается до нуля, в результате чего электромагнитный клапан открывается полностью. В результате на реактивный поршень действует максимальное давление, соответствующее его величине в приточном кольцевом пазе. В результате этого при повороте рулевого колеса на реактивный поршень действует повышенное давление рабочей жидкости. Если действующее на реактивный поршень давление достигло установленного для данного автомобиля предела, открывается ограничительный клапан 3, через который рабочая жидкость перетекает в сливную полость. При этом дальнейший рост давления прекращается.

Рис. Блок клапана управления:
1 – распределительная втулка; 2 – сливная полость; 3 – ограничительный клапан; 4 – электромагнитный клапан; 5 – приточный кольцевой паз; 6 – жиклер; 7 – шарик; 8 – реактивный поршень; 9 – полость над реактивным поршнем;10 – центрирующая втулка

При небольшой или нулевой скорости движения сила протекающего через электромагнитный клапан тока достигает максимальной величины, в результате чего электромагнитный клапан 4 закрывается и предотвращает поступление рабочей жидкости в полость 9 над реактивным поршнем. При этом в полости над реактивным поршнем поддерживается такое же давление, как и в сливной полости 2, так как они соединены между собой посредством жиклера 6. Таким образом клапан управления системы Servotronic действует так же, как обычный клапан с поворотным золотником. Так как действие реактивного поршня отсутствует, для поворота колес автомобиля требуются относительно небольшие усилия на рулевом колесе.

При воздействии на рулевой механизм силы в противоположном направлении, например, в результате наезда на неровность, усилитель действует как демпфер. В этом случае торсион закручивается под действием усилия, передаваемого на него через рейку и ведущую шестерню. При этом золотник поворачивается из нейтрального положения относительно втулки распределителя. В результате рабочая жидкость поступает под давлением в ту полость силового цилиндра, которая создает противодействие движению рейки.

Рис. Схема работы гидроусилителя при наезде на препятствие

Например, при переезде неровности на колесо автомобиля действует сила FA, которая стремится его повернуть вокруг точки D (по часовой стрелке). При этом на рейку передается сила FZ, которая поворачивает шестерню и закручивает торсион. В результате открывается проход рабочей жидкости под давлением в правую полость силового цилиндра, а левая полость сообщается со сливом. Действующая на поршень и рейку реактивная сила FR уравновешивает силу FZ и противодействует таким образом повороту колес автомобиля.

На привод насоса гидроусилителя затрачивается значительная мощность (5…7 л.с.), поэтому в целях экономии топлива в современных автомобилях применяют гидравлические насосы с приводом не от коленчатого вала, а от электродвигателя, который включается в работу по сигналу блока управления. Такая конструкция позволяет также повысить долговечность насоса гидроусилителя, так как он работает только во время поворота рулевого колеса.

[dwqa-list-questions tag=»gidrousilitel»]

Принципы работы усилителя руля автомобиля – ЭУР, ЭГУР и ГУР

Запись на услуги

Устройство усилителя руля может быть трех видов: электрическим (ЭУР), электрогидравлическим (ЭГУР) и самым распространенным гидравлическим (ГУР). Он устроен таким образом, что даже при его выходе из строя сохранится возможность управления автомобилем.

Неинформативный, или «ватный», руль, его плохой самовозврат, слабая обратная связь с дорогой и так далее — все эти моменты зависят в первую очередь от конструкции рулевой системы. Основополагающую роль здесь играют потери на трение и паразитный момент инерции.

При выборе типа усилителя рулевого управления лучше ориентироваться именно на ездовые ощущения. Гидравлические и электрические системы имеют серьезные конструктивные отличия и свои слабые и сильные стороны.

В нашем автосервисе можно произвести диагностику и ремонт уселителя руля любой категории – ЭУР, ЭГУР и ГУР. Специалисты сервиса работают на современном оборудовании (стендах), и имеют большой опыт. Монтаж и демонтаж на месте. Гарантия на работы 2 года.

Электроусилитель рулевого управления (ЭУР)

При повороте водителем рулевого колеса происходит скручивание торсионного вала. Эту информацию блоку управления передает датчик крутящего момента. ЭБУ обрабатывает данные, соотносит их с показаниями других датчиков и вычисляет усилие, которое необходимо приложить, чтобы помочь водителю повернуть колеса. Электрический двигатель получает команду и воздействует на вал рулевой колонки либо на рулевую рейку.

Режимы работы электроусилителя:

• Поворот автомобиля в обычном режиме
• Поворот машины на большой скорости
• Поворот машины на малой скорости
• Возврат колес в среднее положение
• Поддержание колес в среднем положении

Электрогидравлический усилитель (ЭГУР)

На помощь механике и гидравлике пришла электроника. В результате такого симбиоза появился электрогидравлический усилитель. Существует два типа ЭГУРа: с электромагнитным клапаном и с электронасосом. Управляет работой усилителя электронный блок на основании показаний датчиков скорости, поворота руля, оборотов коленвала. Набор датчиков может меняться в зависимости от модели автомобиля.

В первой конструкции в распределитель ГУРа дополнительно встраивается электромагнитный клапан и камера обратного действия с поршнем. При повороте колес на месте или при движении с малой скоростью клапан открыт, давление в системе максимально – руль крутить легко. При наборе скорости клапан, управляемый блоком, пропорционально закрывается. В результате давление в системе уменьшается, а усилие на руле увеличивается.

Во второй, более совершенной конструкции, гидронасос заменен электронасосом, приводится не от коленвала, а отдельным электромотором. Управляет его работой блок управления. На малых скоростях скорость вращения насоса максимальна, а на больших – ограничивается блоком управления. Поэтому чем выше скорость движения – тем тяжелее становится руль. Замена гидронасоса электронасосом позволяет снизить расход топлива до 0,2 л на 100 км.

Гидравлический усилитель руля (ГУР)

ГУР – это гидравлический усилитель руля, который преобразует механическую энергию в давление жидкости, нагнетая масло под давлением в рулевой механизм.

Гидроусилитель руля устанавливается на рулевой механизм любого типа. Для легковых автомобилей наибольшее распространение получил реечный механизм. В этом случае схема ГУР следующая:

Бачок гидроусилителя – в резервуаре для рабочей жидкости установлен фильтрующий элемент и щуп для контроля за уровнем масла. С помощью масла смазываются трущиеся пары механизмов и передается усилие от насоса к гидроцилиндру. Фильтром от грязи и металлической стружки, возникающей в процессе эксплуатации, в бачке служит сетка.

Уровень жидкости внутри бака можно проверить визуально в случае, когда резервуар сделан из полупрозрачного пластика. Если пластик непрозрачный или используется металлический бачок, уровень жидкости проверяется с помощью щупа.

В некоторых автомобилях уровень жидкости можно проверить только после кратковременной работы двигателя либо при вращении рулевого колеса несколько раз в разные стороны во время работы машины на холостом ходу.

На щупах или резервуарах сделаны специальные насечки, для холодного двигателя, так и для горячего, работающего определенное времени. Также необходимый уровень жидкости можно определить и с помощью отметок «Max» и «Min».

Насос гидроусилителя – необходим для того, чтобы в системе поддерживалось нужное давление, а также происходила циркуляция масла. Насос устанавливается на блоке цилиндров двигателя и приводится в действие от шкива коленчатого вала при помощи приводного ремня.

Конструктивно насос может быть разных типов. Наиболее распространенными являются лопастные насосы, которые характеризуются высоким КПД и износоустойчивостью. Устройство выполнено в металлическом корпусе с вращающимся внутри него ротором с лопастями.

В процессе вращения лопасти захватывают рабочую жидкость и под давлением подают ее в распределитель и далее в гидроцилиндр.

Привод насоса осуществляется от шкива коленчатого вала, поэтому его производительность и давление зависят от количества оборотов двигателя. Для поддержания необходимого давления в ГУР используется специальный клапан. Давление, которое создает насос в системе, может достигать до 100–150 бар.

В зависимости от типа управления масляные насосы подразделяются на регулируемые и нерегулируемые:

• Регулируемые насосы поддерживают постоянное давление за счет изменения производительной части насоса
• Постоянное давление в нерегулируемых насосах поддерживает редукционный клапан.

Редукционный клапан представляет собой пневматический или гидравлический дроссель, действующий автоматически и контролирующий уровень давления масла.

Распределитель гидроусилителя – устанавливается на рулевом валу или на элементах рулевого привода. Его назначение – направление потоков рабочей жидкости в соответствующую полость гидроцилиндра или обратно в бачок.

Главными элементами распределителя являются торсион, поворотный золотник и вал распределителя. Торсион представляет собой тонкий пружинистый металлический стержень, который закручивается под действием крутящего момента. Золотник и вал распределителя представляют собой две цилиндрические детали с каналами для жидкости, вставленные друг в друга. Золотник связан с шестерней рулевого механизма, а вал распределителя с карданным валом рулевой колонки, то есть с рулем. Торсион одним концом закреплен на валу распределителя, другой его конец установлен в поворотный золотник.

Распределитель может быть осевым, при котором золотник перемещается поступательно, и роторным – здесь золотник вращается.

Гидроцилиндр – встроен в рейку и состоит из поршня и штока, перемещающего рейку под действием давления жидкости. Соединительные шланги высокого давления обеспечивают циркуляцию масла между распределителем, гидроцилиндром и насосом. Масло из бачка в насос и из распределителя обратно в бачок поступает по шлангам низкого давления.

Принцип работы гидроусилителя руля

Режимы работы гидроусилителя при повороте колес в любую сторону:

• Автомобиль стоит неподвижно на месте – колеса установлены прямо. В данный момент гидроусилитель не работает и жидкость просто перекачивается насосом по системе (из бачка в распределитель и обратно).
• Водитель начинает вращать рулевое колесо – крутящий момент от рулевого колеса передается на вал распределителя и далее на торсион, который начинает закручиваться. Поворотный золотник в этот момент не вращается, поскольку ему мешает это сделать сила трения, препятствующая повороту колес. Перемещаясь относительно золотника, вал распределителя открывает канал для поступления жидкости в одну из полостей гидроцилиндра (в зависимости от того, куда повернут руль). Таким образом, вся жидкость под давлением направляется в гидроцилиндр. Жидкость из второй полости гидроцилиндра поступает в сливную магистраль и далее в бачок. Жидкость давит на поршень со штоком, за счет чего перемещается рулевая рейка и поворачиваются колеса.
• Водитель прекратил вращение рулевого колеса – продолжая удерживать его в повернутом положении. Рулевая рейка, перемещаясь, вращает поворотный золотник и выравнивает его относительно вала распределителя. В этот момент распределитель устанавливается в нейтральное положение и жидкость вновь циркулирует по системе, не совершая работы, как и при прямолинейном положении колес.
• Руль выкручен в крайнее положение и удерживается – самый тяжелый режим для гидроусилителя, поскольку распределитель не может вернуться в нейтральное положение, и вся циркуляции жидкости происходит внутри насоса, что сопровождается повышенным шумом его работы. Но стоит отпустить руль, и система придет в норму.

Когда производить замену жидкости в ГУР

Теоретически рабочей жидкостью можно пользоваться в течение всего срока эксплуатации автомобиля, но рекомендуется периодически менять масло.

Сроки замены зависят от интенсивности эксплуатации транспортного средства. При среднегодовом пробеге 10–20 тысяч км, достаточно менять масло раз в два–три года. Если машина эксплуатируется чаще, то и смену жидкости нужно делать чаще.

В результате эксплуатации гидроусилителя повышается температура его элементов. За счет этого греется и масло, что приводит к ухудшению его физических свойств. Если при контроле состояния жидкости замечены посторонние частицы или запах горелого масла – значит, настало время для замены.

Объем жидкости при полной замене не превысит полутора литров. Для жидкости замеряют два уровня: холодный и горячий. Холодный уровень – это точка, при которой температура масла находится в пределах от нуля до тридцати градусов. Горячий уровень – точка, когда температура жидкости варьируется от пятидесяти до восьмидесяти градусов.

Преимущества и недостатки ГУР

Преимуществом системы гидроусилителя является:

• Облегчение управления автомобилем, снижение утомляемости водителя
• Смягчение ударов, которые передаются на рулевое колесо от неровностей дороги
• Лучшая управляемость и маневренность автомобиля

Недостатки системы:

• Постоянно работающий насос отбирает часть мощности у двигателя
• Необходимость периодического обслуживания системы

Вернуться в блог статей

Полезные статьи из блога

• Как работает рулевая рейка – устройство и виды механизмов
• Выявление неисправностей и ремонт рулевых реек

Что это такое и как это работает • D S Auto

Точно так же, как Apple iPhone изменил мобильную индустрию, рулевая рейка с гидравлическим усилителем является аналогом в автомобильной промышленности.

Автомобили являются чрезвычайно тяжелым объектом и могут весить до 1500 кг. Представьте, что вы пытаетесь управлять этим чудовищем голыми руками — это просто невозможно! Именно поэтому у нас есть рулевая рейка для начала, она сделала возможным .

Но это было не идеально. Если вы ездили на Perodua Kancil, вы знаете, как трудно было управлять автомобилем. Мы знали, что нам нужно вывести рулевую рейку на новый уровень. Ответом была рулевая рейка с гидроусилителем. Рулевая рейка давала возможность управлять автомобилем, но рулевая рейка с усилителем облегчала эту задачу.

Те, кто пробовал оба типа рулевых реек, наверняка оценят их влияние на нашу повседневную жизнь. И из-за этого эта технология стала настолько широко распространена, что все автомобили, произведенные в 21 веке, используют ту или иную форму гидроусилителя руля.

По состоянию на 2018 год у нас есть три типа усилителя руля: (i) гидравлический усилитель руля, (ii) электрогидравлический усилитель руля и (iii) электрический усилитель руля. Сегодня мы изучим и получим более глубокое понимание дедушки всех систем рулевого управления с гидроусилителем — рулевой рейки с гидравлическим усилителем: что это такое и как это работает.

• Что такое гидроусилитель руля?
• Подъем гидроусилителя руля
• Как это работает?
  • Руководящая жидкость
  • Руководящий насос
  • Роторный клапан
  • Гидравлическая камера
• Ограничение гидравлической силы
  • #10018.
  • Будущее гидравлического усилителя руля

  Что такое гидравлический усилитель руля?

  Вы знаете, инженеры могут быть весьма буквальными и практичными, когда дело доходит до именования вещей, и это действительно помогает понять вещи! Разберем слово за словом.

  Слово « Гидравлическое » является просто причудливым словом для обозначения жидкости, которая может означать воду, масло и т. д. В данном случае мы используем масло для гидравлического рулевого управления ярко-розового цвета для наших автомобилей.

  Итак, у нас есть слово – «Усилитель руля». Когда мы создаем давление в жидкости рулевого управления и используем ее разумно (подробнее об этом позже), мы получаем дополнительные мощность которая помогает нам управлять нашей машиной легче.

  И вот оно!

  По сути, гидроусилитель руля создает давление гидравлической жидкости, чтобы дать нам дополнительную мощность, которая облегчает управление нашей машиной. Это эргономичное средство для улучшения контроля и безопасной маневренности.

  Рулевая рейка с гидравлическим усилителем – один из основных компонентов системы рулевого управления нашего автомобиля.

  Так выглядит типичная рулевая рейка с гидроусилителем. Вот хитрый трюк. Чтобы узнать, гидравлическая ли это рулевая рейка, все, что вам нужно сделать, это обратить внимание на центр рулевой рейки. Если вы видите две металлические трубы, торчащие из рулевой рейки, вы знаете, что это гидравлический тип. Кроме того, вы не сможете сказать по картинке, но они на самом деле очень громоздкие. Длина каждой рулевой рейки может достигать 1,5 метра.

  Подъем гидравлического усилителя руля – откуда взялась вся эта мощность?

  Усилитель руля существует уже очень давно. Я говорю примерно о ста годах. Первое в мире рулевое управление с гидравлическим усилителем было запатентовано в 1876 году. Затем оно было усовершенствовано Фредериком У. Ланчестером в 1902 году. Он установил его в свои 19 лет.21 Pierce-Arrow и долетел из Нью-Йорка в Лос-Анджелес всего за 12 дней. К сожалению, никто толком не увидел его потенциала, и он так и не был коммерциализирован. По крайней мере, до 1939 года, когда разразилась Вторая мировая война.

  Фрэнсис Дэвис — отец гидравлического усилителя руля.

  Во время войны люди начали искать способы лучше, быстрее и проще управлять своей тяжелобронированной боевой машиной. В поисках конкурентного преимущества в битве технология, лежащая в основе гидравлического усилителя рулевого управления, быстро получила известность. К моменту окончания войны в 1945 году 10 000 военных машин были оснащены гидроусилителем руля.

  После испытаний и испытаний в таком крупном масштабе трудно не увидеть потенциал этой относительно «новой» технологии. Так и случилось. В 1951 году Chrysler стал первым производителем автомобилей, выпустившим на рынок усилитель руля. Он был доступен для публики через их легковой автомобиль — Chrysler Imperial.

  Chrysler Imperial 1951 — первый коммерческий легковой автомобиль, оснащенный гидроусилителем руля. Такая красота!
  

  Источник

  Изображение предоставлено order_242.

  Скрыть

  Вскоре после этого многие другие производители автомобилей, такие как General Motors, Toyota и Honda, быстро придумали и внедрили свои варианты усилителей руля. И это приводит нас туда, где мы сейчас находимся. В 21 веке практически все автомобили оснащены гидроусилителем руля.

  Если серьезно подумать, гидроусилитель руля — это технология, родившаяся в трудные времена и превратившаяся во что-то, что полностью изменило нашу жизнь к лучшему. Это действительно замечательно.

  Как работает гидравлический усилитель руля?

  Если вы совсем новичок в автомобильном рулевом управлении, я настоятельно рекомендую начать с «Как работает автомобильное рулевое управление — сначала на простом английском языке». Это связано с тем, что обычная рулевая рейка без усилителя работает очень похоже на систему рулевого управления с гидравлическим усилителем .

  Единственное отличие состоит в том, что гидроусилитель руля имеет несколько дополнительных деталей для обеспечения дополнительной мощности . Я говорю о…

  • Hydraulic fluid
  • Steering fluid reservoir
  • Steering pump
  • Rotary Valve
  • Hydraulic Chamber

  Steering Fluid Reservoir

  Just like how we have a petrol tank for petrol, у нас есть бачок для жидкости рулевого управления. Всякий раз, когда мы используем жидкость, у нас всегда есть контейнер, в котором она хранится, когда мы ее не используем.

  Здесь нет ничего особенного в этой части, и ее назначение также не требует пояснений. Но путешествие гидравлического усилителя руля начинается здесь. Когда мы заливаем жидкость для рулевого управления, мы заливаем ее в этот резервуар. Он удерживает жидкости и подает их к насосу рулевого управления по резиновым шлангам.

  Бачок для жидкости рулевого управления — , обычно — это желтый контейнер со словом «жидкость для гидроусилителя руля», написанным на крышке.
  

  Источник

  Исходное изображение schwartz.mark (CC BY 2.0)

  Скрыть

  Насос рулевого управления

  Насос рулевого управления прикреплен к двигателю автомобиля, обычно рядом с автомобильным генератором переменного тока и компрессором кондиционера. Подсоединяем насос рулевого управления к двигателю через ременно-шкивные механизмы с помощью моторного ремня.

  Когда двигатель вашего автомобиля работает, ремень двигателя вращается по петле, что также приводит в действие насос рулевого управления. При этом насос всасывает жидкость рулевого управления из бачка для жидкости рулевого управления и создает в них давление.

  Как именно они это делают? Что ж, я не хочу перегружать вас всеми мельчайшими деталями, но если вам интересно узнать больше, у нас скоро появится статья о насосе рулевого управления. На данный момент подумайте о насосе рулевого управления как о черном ящике. Мы заливаем жидкость рулевого управления низкого давления, а жидкость рулевого управления высокого давления выходит с другого конца.

  Насос гидроусилителя руля.

  Эта жидкость рулевого управления под высоким давлением затем покидает насос рулевого управления через шланги рулевого управления и попадает в рулевую рейку, в частности, в поворотный клапан.

  Поворотный клапан

  Внутри рулевой рейки находится так называемый поворотный клапан. Поворотный клапан представляет собой высокочувствительный металлический корпус со стратегически расположенными отверстиями, которые перенаправляют жидкость рулевого управления либо обратно в насос рулевого управления, либо в рулевую рейку.

  Подробный обзор внутренних компонентов рулевой рейки с гидравлическим усилителем.

  Думайте об этом как о дорожной полиции на оживленном перекрестке. Он сообщает рулевой жидкости, в какую сторону двигаться, в зависимости от того, куда вы поворачиваете руль. Вот как это работает…

  • Если рулевое колесо находится в исходном положении, поворотный клапан перенаправляет жидкость рулевого управления обратно в насос рулевого управления, и ничего не происходит. Цикл движения жидкости рулевого управления из бачка к насосу и поворотному клапану постоянно повторяется.
  • Но когда водитель поворачивает руль, поворотный клапан открывается, и жидкость рулевого управления из насоса рулевого управления перенаправляется. На этот раз он не возвращается к насосу рулевого управления, а выходит из поворотного клапана через линии подачи жидкости в одну из гидравлических камер рулевой рейки.

  Гидравлическая камера

  Поскольку жидкость рулевого управления из поворотного клапана перенаправляется в гидравлическую камеру, мы начинаем получать усиление! Но давайте сделаем шаг назад и посмотрим, как все это было.

  В гидравлической камере прямо посередине находится гидравлический поршень. Он разделяет гидравлическую камеру на две равные части: левую и правую. Жидкость рулевого управления перенаправляется в эти две камеры, но вот в чем загвоздка — они не получают одинакового количества жидкости рулевого управления!

  Когда жидкости рулевого управления больше на одной стороне гидравлической камеры, это создает перепад давления в камере. Затем жидкость рулевого управления толкает гидравлический поршень к более слабой стороне гидравлической камеры, и рулевая рейка перемещается соответственно.

  Некоторым из вас может быть интересно, почему возникает перепад давления.

  Из-за динамики жидкости. Или, точнее, уравнение Бернулли. Чтобы дать вам метафору, которая поможет вам понять это, представьте себе две комнаты одинакового размера с подвижной стеной, которую вы можете толкнуть посередине. В одной комнате 50 человек, а в другой 100 человек. Поскольку в комнате так жарко и душно, я раздвигал стену, чтобы освободить место в своей комнате. Но эй, другая комната тоже хочет больше места! Очень быстро это превращается в перетягивание каната, когда более сильная команда толкает стену на другую сторону.

  Так или иначе, это «толкание стены» дает нам дополнительную силу. Поскольку оба конца рулевой рейки соединены с колесами автомобиля, при движении рулевой рейки вправо будут двигаться и колеса автомобиля. И… Вуаля ! Автомобиль меняет направление, и жидкость рулевого управления течет обратно в бачок для жидкости рулевого управления, чтобы повторить весь процесс снова.

  Друзья мои, так работает гидравлический усилитель руля.

  Неотъемлемые ограничения гидравлического усилителя рулевого управления – недостаточно?

  Гидравлический усилитель руля потрясающий. Он обеспечивает столь необходимую помощь рулевого управления в наших повседневных поездках на работу. Но, как и все в этом мире… Нет ничего идеального . Гидроусилителю руля тоже присущи недостатки.

  Ограничение №1: Несоответствие вспомогательной мощности.

  К сожалению, мы не можем контролировать количество получаемой нами помощи. Мощная помощь, которую мы получаем, может быть не тем, что нам нужно.

  Я объясню, что я имею в виду.

  К настоящему времени мы все знаем, что автомобильный двигатель приводит в действие насос рулевого управления через ремень двигателя. Они связаны физически, и мы никак не можем контролировать, сколько энергии давать или не давать. Нравится вам это или нет, но скорость нашего насоса рулевого управления напрямую связана с оборотами двигателя автомобиля. Когда мы едем быстрее, обороты двигателя автомобиля увеличиваются, а насос работает быстрее. И наоборот, когда мы едем медленнее, обороты двигателя автомобиля уменьшаются, а насос замедляется. Теперь рассмотрим эти 3 сценария…

  • При движении на низкой скорости / в неподвижном состоянии
  • При движении на высокой скорости
  • При движении по прямой

  При движении на низкой скорости или на холостом ходу нам требовалось больше усилителя, потому что управлять автомобилем без импульса сложнее. Но на самом деле обороты двигателя автомобиля на холостом ходу низкие, и поэтому мы получаем наименьшее количество вспомогательной мощности, например, при въезде и выезде с парковки.

  При движении на высокой скорости полезно иметь более жесткое рулевое колесо, чтобы рулевое колесо ощущалось более устойчивым и устойчивым. Но при быстрой езде двигатель автомобиля перегружает насос рулевого управления, и мы получаем слишком много усилителя. Легкое нажатие на рулевое колесо может привести к избыточной поворачиваемости автомобиля в нежелательном направлении.

  При прямолинейном движении нам вообще не нужен усилитель, потому что мы не поворачиваем машину. Но двигатель по-прежнему приводит в действие насос рулевого управления, нужно нам это или нет. Когда вы перемещаете ненужные детали, энергия тратится впустую, что снижает экономию топлива.

  Ограничение №2: склонность к утечкам

  Есть еще одна проблема.

  Из-за самой природы гидравлики нам нужна жидкость для рулевого управления, чтобы система работала. Жидкости очень коварны, куда бы они ни пошли, они найдет любую лазейку, чтобы сбежать. Это означает, что всякий раз, когда мы используем жидкость, вы можете быть уверены, что придет время, когда она начнет протекать.

  Утечка жидкости является одним из наиболее распространенных и легко обнаруживаемых симптомов рулевой рейки.

  В нашем случае не редкость обнаружить утечки жидкости рулевого управления на шланге рулевого управления, насосе рулевого управления или рулевой рейке всего через несколько лет эксплуатации. Когда это произойдет, вы начнете замечать, что руль становится труднее поворачивать. Или вам придется постоянно доливать жидкость для рулевого управления каждые 2 недели или около того.

  Это лишь одна из многих проблем, с которыми мы можем столкнуться в гидравлической системе рулевого управления. Если вы хотите узнать больше, мы перечислили 7 основных проблем с рулевой рейкой, которые вы можете определить [с помощью видео!] специально для вас.

  Прочтите, это будет стоить каждой минуты.

  Будущее гидравлической системы рулевого управления

  Да, есть недостатки. Но гидравлический усилитель рулевого управления прошел долгий путь и сделал вождение проще и безопаснее, чем когда-либо прежде. Не знаю, как вы, а я уже не представляю вождение без гидроусилителя руля!

  Технология великолепна, поэтому мы постоянно пытаемся ее улучшить. Или, по крайней мере, мы пытались. Плохая новость заключается в том, что мы достигаем зрелости для гидравлической системы рулевого управления из-за некоторых присущих ей ограничений.

  Хорошей новостью является то, что именно благодаря этому, , мы начинаем видеть переход к электронной системе рулевого управления с усилителем, потому что мы можем ввести гораздо больший контроль над всей системой рулевого управления с усилителем. Точно так же, как датчики ABS улучшили тормозную систему, мы можем сделать то же самое и с усилителем руля. И кто знает, может быть, это просто ступенька к беспилотному автомобилю в будущем. Но, это была бы другая история для другого дня.

  А пока водите осторожно и разумно!

  Совместное использование помогает нам делать для вас лучший контент!

  Гидравлический Против. Рулевое управление с электроусилителем

  Как можно легко маневрировать тысячами фунтов стали, просто поворачивая руль? Спасибо гидроусилителю руля.

  Современное рулевое управление с усилителем появилось в 1951 году с выпуском автомобиля Chrysler Imperial, в котором для облегчения управления автомобилем использовалась гидравлическая мощность. Сегодня многие автомобили перешли на электроусилитель руля.

  Но в чем разница между электрическим и гидравлическим усилителем руля? Продолжайте читать, чтобы узнать о недостатках и преимуществах рулевого управления с электроусилителем по сравнению с гидравлическим и о том, как выявить потенциальные проблемы с вашей системой.

  Что такое гидроусилитель руля?

  Проще говоря, гидроусилитель руля снижает усилие, необходимое для поворота рулевого колеса в автомобиле. Без электрического или гидравлического усилителя рулевого управления рулевое колесо было бы тяжелым и его было бы трудно поворачивать. Если у вас когда-нибудь отключался гидроусилитель руля, вы знаете, что прохождение поворотов, парковка и маневрирование — особенно на низких скоростях — внезапно становятся полноценной тренировкой верхней части тела.

  Рулевое управление с гидравлическим и электрическим усилителем

  В современных автомобилях существует три типа усилителя руля: электрический, гидравлический и гибридная гидроэлектрическая система. Ниже мы обсудим разницу между электроусилителем руля и гидравлическим усилителем руля.

  В системе рулевого управления с полностью электрическим усилителем (EPS) для помощи водителю используется электродвигатель, который размещается либо на рулевой рейке, либо на рулевой колонке. Датчики, прикрепленные к двигателю, измеряют, какой крутящий момент или вращательное усилие водитель прикладывает к рулевому колесу. Затем датчики используют эту информацию, чтобы решить, какая помощь требуется водителю для поворота передних колес.

  Скорость — самый важный фактор, определяющий объем помощи, оказываемой EPS. Вы можете заметить, что рулевое колесо очень легко поворачивается на низких скоростях, например, во время парковки, что упрощает маневрирование. На более высоких скоростях большее сопротивление рулевого колеса обеспечивает большую устойчивость.

  Гидравлические системы, однако, используют гидравлическую жидкость, питаемую насосом гидроусилителя рулевого управления, чтобы помочь водителям поворачивать колесо. В то время как EPS питается от бортовой сети автомобиля с напряжением 12 вольт (или выше), насос гидроусилителя руля приводится в действие поликлиновым ремнем или другим приводным ремнем, соединенным с двигателем. Насос гидроусилителя руля использует жидкость гидроусилителя руля для создания гидравлического давления на рулевой механизм или шестерню, которую водитель должен перемещать, чтобы повернуть колеса.

  Чтобы узнать больше о системах рулевого управления, ознакомьтесь с этой статьей: Как работает система рулевого управления автомобиля?

  Преимущества рулевого управления с гидравлическим усилителем

  Рулевое управление с гидравлическим усилителем является доминирующей системой рулевого управления уже более 50 лет. Благодаря этому сроку пребывания он выиграл от десятилетий разработки и тонкой настройки. Сторонники метода гидравлической помощи выделяют одно важное преимущество: способность чувствовать дорогу через руль.

  Более четкая обратная связь с дорогой или ощущение руля делает вождение более плавным, поскольку водитель может лучше понять, как ведет себя автомобиль. В некотором смысле дорога общается с водителем через рулевое колесо, что позволяет принимать более интуитивные решения и делает вождение в целом более безопасным. По этой причине многие водители спортивных и гоночных автомобилей высокого класса предпочитают гидроусилитель. Это позволяет им принимать более быстрые и обоснованные решения при движении на высокой скорости.

  Недостатки гидроусилителя руля

  Несмотря на то, что гидроусилитель руля использовался так долго, у него есть несколько недостатков. Во-первых, гидравлическая мощность требует использования гидравлической жидкости, также известной как жидкость для гидроусилителя руля. Хотя некоторые производители автомобилей не требуют, жидкость для гидроусилителя руля можно заменять регулярно — примерно каждые пять лет или 50 000 миль. Более того, если эта жидкость в какой-либо момент вытечет ниже определенного порога, вы можете потерять помощь гидроусилителя руля.

  Во-вторых, гидроусилитель «всегда включен», то есть двигатель должен постоянно работать, чтобы гидроусилитель руля работал. Системы, для работы которых требуется механическая энергия двигателя, могут повлиять на эффективность использования топлива и расход бензина.

  Наконец, системы рулевого управления с гидравлическим усилителем более сложны и требуют большего количества деталей, чем система рулевого управления с электрическим усилителем. Таким образом, они могут занимать больше места в моторном отсеке.

  Преимущества электроусилителя руля

  С начала 2000-х годов электроусилитель руля стал нормой для большинства автомобилей. В первую очередь это связано с тем, что система EPS, как правило, проще и легче в обслуживании, чем ее гидравлический аналог. Электрическим системам не требуется жидкость гидроусилителя руля для работы, и они потребляют мощность только тогда, когда это необходимо, что делает их более экономичными, чем гидравлические системы.

  Более того, EPS обеспечивает современные функции помощи водителю, на которые мы привыкли полагаться, такие как автоматическая парковка и помощь в удержании полосы движения. Это также будет важно, когда мы движемся к будущему самоуправляемых автомобилей.

  По сравнению с рулевым управлением с гидравлическим усилителем EPS лучше компенсирует несоосность колес и условия вождения, влияющие на рулевое управление, например сильный ветер и неровности поверхности. А поскольку система полностью электронная, проще настроить точность усиления с помощью простых обновлений программного обеспечения.

  Недостатки рулевого управления с электроусилителем

  Несмотря на то, что системы рулевого управления с электроусилителем теперь входят в стандартную комплектацию, у них все еще есть несколько недостатков. В отличие от традиционных гидравлических систем, в более ранних системах EPS изначально не было ощущения рулевого управления или обратной связи с дорогой, которая помогала водителям информировать водителей о том, как ведет себя их автомобиль. В наши дни производители в значительной степени исправили эту проблему, сделав рулевое управление с электрическим и гидравлическим усилителем почти неотличимым.

  Другим недостатком рулевого управления с электроусилителем является то, что его нельзя легко отремонтировать с помощью стандартных деталей и труда, как гидравлическую систему. Для систем EPS может потребоваться специальное оборудование и знания для диагностики и устранения проблем с электричеством, которые могут быть вызваны неисправностью бортового компьютера или различных датчиков. В результате ремонт блоков рулевого управления с электроусилителем обычно обходится дороже, чем ремонт гидравлических блоков.

  Как определить проблемы с усилителем руля

  Поскольку руки водителя всегда находятся на руле, проблемы с усилителем руля обычно быстро обращаются к вам. Если вы заметили какие-либо из следующих симптомов, возможно, вы имеете дело с неисправной системой рулевого управления с усилителем или с низким уровнем жидкости для рулевого управления с усилителем:

  • Плохая реакция автомобиля при рулевом управлении
  • Воющие или стонущие звуки при рулевом управлении.