0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Что такое гидроусилитель в двигателе

Из чего состоит и как работает гидроусилитель руля?

Автомобилисты старшего поколения хорошо помнят, как нелегко было поворачивать колеса старых машин на стоянке либо при движении на малой скорости. Решением проблемы стал гидравлический усилитель (ГУР), который сначала был добавлен в рулевой механизм грузовиков, а затем перекочевал и на легковые автомобили. Его задача – помочь водителю преодолеть сопротивление механизмов и силу трения шин о дорожное покрытие, тем самым облегчая вращение баранки. Автолюбителям, уделяющим пристальное внимание обслуживанию собственного «железного коня», не помешает ознакомиться, как работает гидроусилитель руля и узнать его слабые места.

В гидроусилителях могут использоваться гидрораспределители различной конструкции. Рассмотрим один из самых распространённых вариантов — гидрораспределитель с поворотным золотником.

Руль с помощью карданных валов соединён с поворотным золотником. При вращении руля вращается и золотник. На золотнике расположено несколько пазов, через которые и будут соединяться заданные каналы при повороте золотника Золотник размещён внутри поворотной втулки. Во втулке выполнены окна для подвода жидкости к золотнику и канавки, через которые жидкость подводится к отверстиям для присоединения трубопроводов, выполненным в корпусе.

При повороте золотника, он поворачивается относительно втулки, через паз соединяются окна, через которые жидкость от насоса подводится в одну из полостей гидроцилиндра, а из другой полости жидкость отводится на слив.

При прекращении поворота, окна должны закрыться это происходит за счёт того, что втулка объединена с зубчатым колесом рулевой рейки. И при движении колес и рейки поворачивается втулка, в результате чего окна перекрываются. Получается, что при в повороте золотника открываются каналы для течения жидкости, а при повороте колес втулка «догоняет» золотник, и окна перекрываются.

Втулка и золотник связаны еще через один элемент — торсион. Это тонкий, но упругий вал, который работает на скручивание. С одной стороны торсион соединён с золотником, с другой со втулкой. При повороте руля, а значит и золотника торсион скручивается, жидкость поступает в гидроцилиндр, его шток движется увлекая за собой рулевую рейку, которая вращает шестерню и поворачивает втулку. При повороте втулки скручивание нивелируется.

Максимально возможное рассогласование между положением золотника и втулки ограничено. В золотнике выполнен паз в которым перемещается штифт, соединённый со втулкой, при достижении максимального положения штифт упирается в кромку и золотник движется вместе со втулкой. Таким образом сохраняется механическая связь золотника и втулки, позволяющая управлять автомобилем даже в случае отказа гидроусилителя руля.

Схема устройства ГУР

Всего существует два вида гидроусилителей рулевого механизма: стандартный и ЭГУР, который комплектуется специальным электронным блоком управления и электромагнитным клапаном. В целом их конструкция схожа и прекрасно впишется в любой рулевой механизм. Сейчас же, большая часть автомобилей комплектуется рулевой рейкой, поэтому рассмотрим устройство ГУР и ЭГУР на ее примере.

Читать еще:  Чем испортить двигатель газели

В состав основных частей гидроусилителя входят:

  1. Распределитель золотникового типа
  2. Специальный насос
  3. Бачок, в котором хранится рабочая жидкость
  4. Рабочий цилиндр
  5. Система шлангов патрубков для перемещения жидкости

ЭГУР же может дополнительно комплектуется датчиком скорости, электромагнитным клапаном и специальным блоком управления.

Рабочий цилиндр и распределитель устанавливаются на рулевую рейку и представляют с ним единое целое. Назначение насоса заключается в том, чтобы создать необходимое давление жидкости и приводится в движение при помощи ременной передачи от коленчатого вала двигателя.

Требования к гидроусилителю

Исправный гидроусилитель должен отвечать следующим требованиям:

  • поворотный момент на колесе не должен быть слишком велик;
  • руль всегда должен самостоятельно возвращаться в нейтральное положение под действием разности давления в различных участках гидросистемы;
  • гидроусилитель должен обеспечивать большой угол разворота колес при вращении рулевого колеса;
  • гидравлика должна работать бесшумно;
  • усилитель должен гасить удары и толчки, которые передаются от колес на руль в результате проезда по неровному дорожному покрытию;
  • система обязательно должна позволять полноценно управлять транспортным средством в случае ее поломки;
  • время между поворотом руля и срабатыванием системы должно быть минимально возможным;
  • поворот колеса должен пропорционально соответствовать повороту руля.

Кроме того, ГУР должен:

  • быть надежным и обеспечивать максимально возможную продолжительность работы без возникновения неисправностей;
  • быть простым в обслуживании;
  • иметь несложное устройство, которое позволяет максимально быстро устранить неисправность или заменить жидкость.

Пример гидроусилителя, совмещённого с рулевым механизмом — гидроусилитель, применяемый на автомобилях ЗИЛ-130 и ЗИЛ-131

Основные части гидроусилителя руля автомобиля ЗИЛ-130:

  • Корпус
  • Корпус золотника
  • Крышки
  • Винт
  • Золотник
  • Упорные шариковые подшипники
  • Плунжеры
  • Пружины плунжеров
  • Регулировочная гайка
  • Шариковая гайка
  • Шарики
  • Поршень с зубчатой рейкой
  • Кольца поршня
  • Зубчатый сектор с валом
  • Регулировочный винт

Принцип работы гидроусилителя руля автомобиля ЗИЛ-130:

При прямолинейном движении — золотник за счёт плунжеров и пружин удерживается в нейтральном положении, при этом все каналы открыты. Масляный насос получает вращение от коленчатого вала через ремённую передачу и накачивает масло в усилитель. Из усилителя масло уходит на слив в бачок гидроусилителя.

При повороте — при вращении руля винт вращается и вкручивается в шариковую гайку. При этом он смещается вместе с золотником и подшипниками и смещает плунжеры, сжимая пружины. Как только подшипники упрутся в корпус, винт с золотником перестанет смещаться, а смещаться начнёт шариковая гайка с поршнем и рейкой, при этом как бы накручиваясь на винт. При смещении золотника центральный канал от насоса останется связанным с одним из боковых каналов, а другой боковой канал останется связанным с каналом слива. При смещении поршня усилие будет передаваться от рейки сектору, а от него через вал сошке. Так как центральный канал от масляного насоса связан с одним из боковых каналов, то масло пойдёт из него в одну из полостей гидроцилиндра и будет давить на поршень, помогая смещать его и облегчая усилие, прилагаемое на рулевое колесо.

Читать еще:  My summer car как ставить двигатель

При прекращении вращения руля — винт перестаёт вкручиваться в гайку и минимальное движение поршня передаётся на винт и золотник. Золотник возвращается в нейтральное положение. Все каналы открываются, масло от насоса начинает уходить на слив, и усилитель прекращает свою работу. Кроме того, возвращению золотника в нейтральное положение способствуют пружины, давящие на плунжеры и на подшипники.

При увеличении сопротивления повороту — начнёт возрастать давление в линии от насоса через золотник в одну из полостей гидроцилиндра. Эта линия связана с полостью между плунжерами, где находятся пружины. Повышенное давление будет давить на плунжеры, а они — на подшипники. Плунжеры будут стараться вернуть золотник в нейтральное положение. Часть масла начнёт уходить на слив, а водитель почуствует дополнительное сопротивление вращению руля — следящее действие за усилием.

При неработающем двигателе — насос не накачивает масло и усилитель не работает. Управление автомобилем может осуществляться. При вращении руля поршень смещается и вытесняет масло из одной полости в другую через обратный клапан, и масло не мешает движению поршня.

Пример гидроусилителя, совмещённого с продольной тягой — гидроусилитель, применяемый на автомобилях МАЗ и КрАЗ-255

Основные части гидроусилителя руля автомобиля КрАЗ-255:

  • Цилиндр с поршнем и штоком
  • Корпус пальцев
  • Корпус золотника
  • Золотник
  • Обратный клапан
  • Стакан с сухарями, пальцем и пружиной
  • Палец продольной тяги с сухарями и пружиной
  • Упоры пальцев

Принцип работы гидроусилителя руля автомобиля КрАЗ-255:

При прямолинейном движении — золотник находится в нейтральном положении, все каналы открыты и масло от насоса уходит на слив.

При повороте — усилие от рулевого колеса передаётся через рулевой механизм на сошку. Сошка тянет шаровый палец, а он смещает стакан и золотник примерно на 1 мм. Как только стакан упрётся в корпус, усилие будет передаваться корпусу, а от него через другой шаровый палец продольной тяге и далее. Так как золотник сместился, канал от насоса остался связанным только с одной полостью цилиндра, а другая полость осталась связана с каналом слива. Масло, поступающее в цилиндр, смещает корпус за счёт давления в ту сторону, в которую его тянет сошка, облегчая водителю поворот руля. Масло, поступающее в цилиндр, давит на корпус за счёт давления, а опорой для него является поршень и шток, соединенные с балкой переднего моста.

При прекращении поворота руля — золотник возвращается в исходное положение за счёт остаточного давления масла, которое давит на торец золотника. Торцевая полость золотника связана с основным каналом отверстием в бурте.

При увеличении сопротивления повороту — растёт давление в усилителе, которое действует и на торцевую поверхность золотника и старается вернуть его в исходное положение, создавая дополнительное сопротивление на рулевом колесе. Следящее действие осуществляется по принципу остановки вращения руля.

Читать еще:  Что сделать из двигателя аристон

Правила при эксплуатации ГУР

Гидроусилитель руля – довольно дорогостоящий механизм. Это касается как его обслуживания, так и полной замены. Хотя автомобиль и способен передавать усилие от руля к колесам при неисправности ГУР, долго ездить с наличием данной поломки нельзя. Это приведет к быстрому износу деталей гидравлического насоса и распределителя.

Потому безопаснее и дешевле эксплуатировать автомобиль должным образом, не допуская выхода гидроусилителя из строя.

Следует придерживаться таких рекомендаций:

  • уровень масла в системе и его качество нужно проверять регулярно проверять, при необходимости — доливать или полностью менять. При замене жидкости система тщательно промывается;
  • необходимо систематически проверять механизм на предмет утечки масла. Если герметичность системы нарушается, ее следует немедленно устранить, так как парные механизмы не смогут функционировать должным образом;
  • нужно следить за уровнем натяжения ремня привода, при необходимости – регулировать его;
  • замена масла и фильтра в гидроусилителе должна происходить не реже, чем раз в полтора-два года, а при интенсивной езде – раз в год.

Для нормального функционирования механизма недопустимо во время движения автомобиля удерживать рулевое колесо в крайнем положении дольше пяти секунд, так как масло в системе может перегреться.

Наглядно о работе гидроусилителя руля можно узнать из предоставленного ниже видео:

Электрогидравлический усилитель

На помощь механике и гидравлике, как всегда, пришла электроника. В результате такого симбиоза появился электрогидравлический усилитель. Впервые его применили на автомобилях “Аudi” под названием “Servotronic”. 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. Таким образом, получаем искомое чувство “обратной связи”.

Во второй, более совершенной конструкции, гидронасос заменен электронасосом, т.е. приводится не от коленвала, а отдельным электромотором. Управляет его работой опять же 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.

Настраивая программу работы блока управления, можно адаптировать ЭГУР к различным моделям автомобилей. Более подробно о конструкции и принципе действия электрогидравлического усилителя можно прочитать здесь (формат PDF).

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector