Гидроусилитель

Гидроусилитель - гидравлический усилитель рулевого управления.

Данное устройство основано на использовании принципа гидравлики. Давление в системе, заправленной специальной жидкостью, создается гидравлическим насосом, приводимым в действие коленчатым валом двигателя. В конструкции предусмотрен золотниковый клапан, который при повороте руля переключает подачу жидкости в ту или иную полость, обеспечивая дополнительный механизм рулевого управления (редуктор или рейку).

Задача состоит в том, чтобы сделать поворачивание рулевого колеса достаточно легким при маневрировании с малой скоростью и более ощутимым по усилию на рулевом колесе при движении с большей скоростью, чтобы управление автомобилем стало как можно более безопасным.

У большинства гидроусилителей вне зависимости от скорости движения автомобиля коэффициент усиления остается постоянным. Однако все большее число поступающих на рынок автомобилей сегодня оснащается системами с переменным коэффициентом усиления, у которых степень усиления уже изменяется в зависимости от скорости движения автомобиля. Они обеспечивают точную и быструю реакцию при движении автомобиля на поворотах и требуемое усилие при маневрировании автомобиля с малой скоростью.

Одним из путей достижения этого является использование рейки рулевого механизма с переменным передаточным отношением зубчатого зацепления. С этой целью по длине рейки изменяется шаг и диаметр делительной окружности зубьев, а на шестерне шаг зубьев остается постоянным. Когда колеса автомобиля выставлены для движения в прямом направлении, передаточное число рулевого механизма равно единице и коэффициент усиления наименьший, но по мере приближения рулевого колеса к его крайним положениям, передаточное число возрастает и усиление, необходимое для поворачивания колес, уменьшается.

Гидроусилитель рулевого механизма, управляемый компьютером, также перестает быть чем-то необычным. Такие системы рулевого управления обрабатывают информацию от спидометра автомобиля.

Их работа определяется не только числом оборотов двигателя, но и скоростью движения автомобиля. Микропроцессор компьютера анализирует поступающие от датчика сигналы и вычисляет требуемый на каждый момент коэффициент усиления, который реализуется с помощью электрогидравлического преобразователя. Идея разработчиков таких систем: взять лучшее из двух видов рулевого управления - при скоростях, характерных для паркования автомобиля, сделать рулевое управление наиболее легким, а при движении с высокой скоростью действие усилителя уменьшать до такой степени, чтобы система работала почти так же, как обычное механическое рулевое управление без усилителя.

Как правило, рулевой механизм с гидроусилителем обладает высокой надежностью и не требует сложного обслуживания при эксплуатации автомобиля. Даже в случае отказа насоса усилителя, движение на автомобиле можно продолжать, хотя для поворачивания рулевого колеса в этом случае потребуется прикладывать значительно больше усилий, чем даже на автомобиле без гидроусилителя.

Гидроусилитель в значительной степени облегчает выполнение манёвров, берёт большинство трудностей управления на себя.

Гидравлический усилитель руля (ГУР) не только обеспечивает комфорт, но и повышает безопасность движения. Он помогает водителю сохранить контроль над автомобилем даже в случае разрыва передней шины. Надежность этого дорогостоящего устройства зависит от своевременного обслуживания.

К появлению усилителей привела необходимость снизить усилие, прилагаемое водителем к рулевому колесу, что особенно важно для грузовых автомобилей. Даже при сложном устройстве и, как следствие, высокой стоимости гидроусилители получили большое распространение благодаря тому, что помимо основной функции (усиления) они:

• позволяют уменьшить передаточное отношение рулевого механизма. Это снижает количество оборотов руля между его крайними положениями и, соответственно, увеличивает маневренность;
• смягчают удары, передаваемые на руль от неровностей дороги, снижая утомляемость водителя и помогая удержать руль при разрыве передней шины;
• сохраняют возможность управления автомобилем при выходе усилителя из строя;
• обеспечивают «чувство дороги» и кинематическое следящее действие (см. ниже).

Устройство гидроусилителя

Усилитель руля представляет из себя гидравлическую систему, состоящую из следующих элементов.

Насос обеспечивает давление и циркуляцию рабочей жидкости в системе. Наибольшее распространение получили пластинчатые насосы благодаря их высокому КПД и низкой чувствительности к износу рабочих поверхностей. Насос крепится на двигателе, а его привод осуществляется ременной передачей от коленчатого вала.

Распределитель направляет (распределяет) поток жидкости в необходимую полость гидроцилиндра или обратно в бачок. Если его золотник (подвижный элемент) перемещается при этом поступательно — распределитель называют осевым, если вращается — роторным. Он может находиться на элементах рулевого привода или на одном валу с рулевым механизмом. Распределитель — это прецизионный (высокоточный) узел, очень чувствительный к загрязнению масла.

Гидроцилиндр преобразует давление жидкости в перемещение поршня и штока, который через систему рычагов поворачивает колеса. Может быть встроен в рулевой механизм или располагаться между кузовом и элементами рулевого привода.

Рабочая жидкость (специальное масло) передает усилие от насоса к гидроцилиндру и смазывает все пары трения. Резервуаром для жидкости служит бачок. В нем расположен фильтрующий элемент, а в пробке — щуп для определения уровня.

Соединительные шланги обеспечивают циркуляцию жидкости по системе усилителя. Шланги высокого давления соединяют насос, распределитель и гидроцилиндр, а по шлангам низкого давления жидкость поступает в насос из бачка и возвращается в него из распределителя.

В современных автомобилях электронный блок корректирует работу гидроусилителя в зависимости от скорости движения. Это дополнительно повышает безопасность на высокой скорости, так как водителю сложнее резко (непроизвольно) повернуть руль и, соответственно, отклонить автомобиль от траектории.

Рекомендации

Причиной полного отказа гидроусилителя чаще всего является обрыв приводного ремня насоса.

Регулярно проверяйте состояние ремня - он может быть изношен или слабо натянут. Одним из признаков слабого натяжения ремня является появление отдачи (обратного толчка) на рулевом колесе. Обычно это заметнее всего при трогании автомобиля с места, когда колеса повернуты до отказа.

Поддерживайте на должном уровне количество жидкости в бачке усилителя. При необходимости долить жидкость только указанной в руководстве по обслуживанию марки. Учесть, что гидрожидкость, предназначенную для автоматических коробок передач, можно использовать не для всех гидроусилителей рулевого управления. Неподходящая жидкость может испортить все сальники в системе.

Так как жидкость используется не только как рабочее тело гидросистемы, но и как смазочный материал, очень важно, чтобы ее уровень не опускался ниже нормы, иначе насос может выйти из строя. Следите также за чистотой жидкости. Грязная или просроченная жидкость быстро разрушит насос и уплотнения гидросистемы, расположенные на реечном механизме, что потребует потом дорогостоящего ремонта. Замена жидкости требуется редко (проверить в руководстве по эксплуатации автомобиля, входит ли эта операция в число периодических работ по техобслуживанию. Обычно она не предусматривается).

Если же нужно слить жидкость, необходимо открыть крышку расширительного бачка, отсоединить один из трубопроводов системы и несколько раз повернуть рулевое колесо из стороны в сторону для выдавливания жидкости из гидросистемы. Специальное отверстие для слива жидкости обычно отсутствует. Заправка новой жидкости производится через расширительный бачок. Как правило, при этом в гидросистеме образуются воздушные пробки, нарушающие ее работоспособность. Их следует удалить. Проще всего сделать это следующим образом. Запустить двигатель, открыть крышку расширительного бачка и прокачайте систему, поворачивая руль несколько раз из одного крайнего положения в другое.

По мере прокачивания гидросистемы уровень жидкости в бачке будет понижаться. Повторить процедуру до тех пор, пока он не стабилизируется. После этого долить жидкость до требуемого уровня и закрыть крышку, предварительно проверив, не засорено ли в ней вентиляционное отверстие (если оно имеется).

Наиболее частой неисправностью гидроусилителей является течь жидкости. С таким дефектом автомобилям обычно не удается пройти ежегодный техосмотр. У некоторых старых гидросистем допускалось небольшое просачивание жидкости через подшипники, валы и т.п., поскольку их практически невозможно сделать полностью герметичными. Регулярно осматривать узлы системы со всех сторон для своевременного обнаружения возможных подтеканий из трубопроводов и штуцеров, а также из не туго закрепленных трубопроводов и других деталей.

Выяснить, не трутся ли трубки и шланги о детали шасси и подвески. Неисправность гидропривода может приводить к прорыву жидкости через чехлы. Производя проверку, поворнуть рулевое колесо из одного крайнего положения в другое. Небольшие течи часто можно устранить, введя в жидкость специальные герметизирующие добавки, которые имеются в продаже. Однако это будет только кратковременной мерой. В случае неисправности насоса его можно отремонтировать, воспользовавшись ремонтным комплектом новых сальников. Замена сальников мало что исправит, если насос сильно изношен.

Прежде чем устанавливать отремонтированный насос на автомобиль, желательно проверить его на стенде. Если вы подозреваете, что насос изношен, то обратитесь к специалисту по гидроусилителям, чтобы он проверил его рабочее давление и правильно определил неисправность.

Для того чтобы гидроусилитель не вышел из строя раньше времени, необходимо следить за его работоспособностью — если она в норме, усилие на руле будет значительно меньше, чем при выключенном двигателе, а также соблюдать требования инструкции по эксплуатации автомобиля и проводить следующие операции:

• проверять уровень масла в бачке;
• следить за герметичностью системы и как можно быстрее устранять различные утечки;
• проверять и при необходимости регулировать натяжение ремня привода;
• заменять фильтрующий элемент и масло один раз в 1-2 года. Необходимо также производить их замену, если изменился цвет масла.

Во избежание выхода их строя деталей гидроусилителя недопустимо:

• удерживать рулевое колесо в крайнем положении более 5с — это может вызвать перегрев масла;
• длительно эксплуатировать автомобиль с неработающим насосом — это приводит к быстрому износу деталей рулевого механизма и распределителя, так как они не рассчитаны на такой режим.

При появлении первых признаков неисправности необходимо установить причину и по возможности как можно быстрее ее устранить.

Многочисленные достоинства рулевой системы с гидроусилителем во много раз перевешивают проблемы, создаваемые ее возможными неисправностями.