Размещено на http://www.allbest.ru/

Гидроусилитель рулевого управления

Гидроусилителем рулевого управления (обиходное название - гидроусилитель руля) называется конструктивный элемент рулевого управления автомобиля, в котором дополнительное усилие при повороте рулевого колеса создается с помощью гидравлического привода. Гидроусилитель руля является самым распространенным видом усилителя рулевого управления.

Простейший гидроусилитель руля имеет привод гидронасоса от коленчатого вала двигателя. У такого усилителя производительность прямо пропорциональна частоте вращения коленчатого вала двигателя, что противоречит реальным потребностям рулевого управления (при максимальной скорости движения требуется минимальный коэффициент усиления, и наоборот).

Наиболее совершенным с точки зрения потребительских свойств и конструкции является электрогидравлический усилитель руля. Преимуществами электрогидравлического усилителя являются компактность, возможность функционирования на неработающем двигателе, экономичность за счет включения в нужный момент. В конструкции данного гидроусилителя предусмотрена возможность электронного регулирования коэффициента усиления. Поэтому, наряду с комфортностью управления усилитель может обеспечить легкость маневрирования на малых скоростях, что недоступно обычному гидроусилителю.

Электрогидравлический усилитель рулевого управления состоит из насосного агрегата, гидравлического узла управления и системы управления.

Насосный агрегат представляет собой объединенный блок, включающий гидравлический насос, электродвигатель насоса и бачок для рабочей жидкости. На насосный агрегат устанавливается электронный блок управления.

Гидравлический насос может быть лопастного или шестеренного типа. Наиболее простым и надежным является шестеренный насос.

Гидравлический узел управления является исполнительным механизмом усилителя руля. Он включает торсион с поворотным золотником и распределительной гильзой и силовой цилиндр с поршнем.

Гидравлический узел управления объединен с рулевым механизмом. Шток поршня силового цилиндра является продолжением рейки рулевого механизма.

Система управления обеспечивает работу гидроусилителя. На современных автомобилях используется электронная система управления, которая обеспечивает регулирование коэффициента усиления в зависимости от скорости поворота рулевого колеса и скорости движения автомобиля. Усилитель с такими характеристиками называется адаптивным усилителем рулевого управления.

На автомобилях концерна Volkswagen и BMW электронная система управления гидравлическим усилителем руля имеет торговое название Servotronic.

Система Servotronic включает входные датчики, электронный блок управления и исполнительное устройство.

Входными датчиками системы являются датчик усилителя руля (датчик угла поворота рулевого колеса - на автомобилях, оборудованных ESP), датчик спидометра. Помимо датчиков, система использует информацию о частоте вращения коленчатого вала двигателя, поступающую от системы управления двигателем.

Электронный блок управления гидроусилителем руля принимает и обрабатывает сигналы датчиков и в соответствии с установленной программой воздействует на исполнительное устройство.

В разных модификациях системы Servotronic используются следующие исполнительные устройства: электродвигатель насоса, электромагнитный клапан в гидросистеме. В первом случае изменение производительности гидроусилителя осуществляется за счет изменения скорости вращения электродвигателя. Во-втором, за счет изменения проходного сечения гидросистемы (открытие-закрытие клапана).

Работа гидроусилителя руля

При прямолинейном движении автомобиля гидравлический узел управления обеспечивает циркуляцию жидкости по кругу (от насоса по каналам напрямую в бачек).

При повороте рулевого колеса происходит закрутка торсиона, которая сопровождается поворотом золотника относительно распределительной гильзы. По открывшимся каналам жидкость поступает в одну из полостей (в зависимости от направления поворота) силового цилиндра. Из другой полости силового цилиндра жидкость по открывшимся каналам сливается в бачек. Поршень силового цилиндра обеспечивает перемещение рейки рулевого механизма. Усилие от рейки передается на рулевые тяги и далее приводит к повороту колес.

При осуществлении поворота на небольшой скорости (при парковке, маневрах в ограниченном пространстве) гидроусилитель руля работает с наибольшей производительностью. На основании сигналов датчиков электронный блок управления увеличивает частоту вращения электродвигателя насоса (обеспечивает открытие электромагнитного клапана). Соответственно увеличивается производительность насоса. В силовой цилиндр интенсивнее поступает специальная жидкость. Усилие на рулевом колесе значительно снижается.

С увеличением скорости движения частота вращения электродвигателя насоса снижается (срабатывает электромагнитный клапан и уменьшает поперечное сечение гидросистемы).

Работа гидравлического усилителя осуществляется в пределах поворота рулевого колеса и ограничивается предохранительным клапаном.

Рассмотрим его на рулевом управлении реечного типа. Жидкость из масляного бачка поступает в насос. Там она сжимается и под давлением поступает на рулевой механизм посредством масляной магистрали высокого давления.

Давление в этой системе примерно 70-180 bar в зависимости от модели. В рулевом механизме находится узел распределения потоков, так называемые золотники, которые работают в двух основных режимах:

1. Состояние покоя. В этом режиме к рулевому колесу не приложено усилие. В этот момент в системе совмещены маслопровода подачи и стока в золотниковом устройстве. Из нагнетающего шланга жидкость перетекает в масляный резервуар и не производит никакой работы.

2. Действие. Происходит в момент поворота рулевого колеса. В этот момент в системе масляные магистрали совмещаются, в золотниковом устройстве в зависимости от того в какую сторону поворачивается руль.

Под давлением жидкость поступает в рабочий цилиндр и создаёт усилие сдвига вала, посредством воздействия на рабочий поршень. В этом и заключается принцип гидравлического пресса. Полость обратной стороны поршня соединяется со шлангом низкого давления, через который жидкость идёт в масляный резервуар. Как только поворот заканчивается система переходит в состояние покоя.

Современные системы гидроусилителей руля представлены в двух основных типах: реечные рулевые системы и угловые системы. Все эти системы можно оснастить системой гидроусиления рулевого управления.

В особенности ярко преимущества автомобилей, оснащённых системой рулевого гидроусилителя, проявляются при парковке или движении на малых скоростях.

Все существующие системы гидроусилителей рулевого управления можно разделить на два подкласса: с постоянным во времени коэффициентом усиления и с дифференцированным коэффициентом усиления, значение которого зависит от скорости движения (SERVOTRONIC).

Принцип работы гидроусилителя руля с осевым распределителем изображён на рисунке:

На рисунке 2а центрирующие пружины удерживают в нейтральном положении золотник. Полости распределителя состыкованы таким образом, что жидкость беспрепятственно перетекает из нагнетающей магистрали в отводящую. В данный момент насос работает только лишь на прокачку жидкости по системе, а не на поворот колёс.

На рисунке 2б изображена работа ГУРа при повороте руля. Золотник в данном случае перемещается и закрывает отводящую магистраль. Под давлением масло поступает в одну из рабочих полостей цилиндра. Жидкость, воздействуя на поршень со штоком, поворачивает колёса. Они передвигают корпус распределителя в сторону движения золотника. Золотник останавливается, как только прекращается движение рулевого колеса, и корпус его «догоняет». Распределитель переходит обратно в нейтральное положение. Опять открывается отводящая магистраль и поворот колёс завершается.

«Чувство дороги» - этот эффект достигается обратной связью от колёс к рулю. На рисунке 2б видно, что конструкция распределителей снабжена большим количеством плунжеров, камер и реактивных шайб. С увеличением сопротивления повороту колёс увеличивается и давление в распределителе. При этом реактивная шайба производит большое усилие, чтобы вернуть золотник в нейтральную позицию. В результате этого процесса появляется ощущение, что руль становиться тяжелее.

При наезде на препятствие колёса перемещают распределитель относительно золотника и перекрывают отводящую магистраль. Масло начинает поступать в полость цилиндра. Поршень возвращает усилие на колёса обратно. С учётом небольшого хода золотника, автомобиль практически не изменяет направление. Таки образом, гидроусилитель руля не только помогает поворачивать колёса, но и сглаживает рулевые удары при наезде на препятствие.

Если гидроусилитель вышел из строя возможность управления автомобилем сохраниться. Просто усилие от руля будут передаваться непосредственно самими золотниками на распределитель и далее - на колёса. Жидкость, проходя через перепускной клапан, не препятствует повороту, но руль станет «тяжелее».

Принцип работы гидроусилителя руля с вращающимися золотниками такой же, как описанный выше.

Прокачка гидроусилителя руля

гидроусилитель рулевой управление прокачка

Как прокачать гидроусилитель руля? Таким вопросом задаются водители автомобилей, которые при повороте, при повороте рулевого колеса в крайнее правое или крайнее левое положение, слышат из-под капота неприятный звук.

Именно это может указывать на наличие воздушной пробки в системе. Для того чтобы прокачать гидроусилитель руля из инструментов вам понадобится только гаечный ключ.

Далее приводим подробную инструкцию, в которой по пунктам опишем, как прокачать гидроусилитель руля:

1. Как правило, воздух в систему гидроусилителя попадает в тот момент, когда вы проводите манипуляции по техническому обслуживанию автомобиля. Например, когда осуществляется замена жидкости в системе. Именно поэтому рекомендуется заливать жидкость в бачок со скоростью около 5, 5 литров в минуту, что предотвратит от попадания воздуха во всасывающую магистраль. Если всё же в ходе замены жидкости вы заметили в бачке пузырьки, дайте ей отстояться в течение минут двадцати, чтобы попавший в систему воздух вышел из неё.

2. Также поможет вам избежать подобных проблем заполнение бачка маслом «под завязку», то есть выше указанного уровня.

3. Залив масло «под завязку», примерно по истечении минут пяти вы заметите, что уровень начал снижаться. Доливайте масло в бачок до рекомендуемой отметки до того момента, пока не увидите, что уровень остаётся постоянным.

4. Остановите двигатель. Переднюю балку необходимо подвесить на жесткой опоре. При заглушенном двигателе перемещаем рулевое колесо в крайнее левое положение, затем, в крайнее правое.

Повторяем повороты в каждую сторону по три раза. Ни в коем случае не задерживайте рулевое колесо в крайнем положении на время более 5 секунд, так как жидкость в системе закипит. В тот момент, когда вы начинаете крутить руль в крайнее левое положение, на корпусе гидроусилителя отпускается штуцер прокачки, посредством которого и удаляется воздушная пробка.

После того, как из штуцера пойдёт масло, руль переводится в крайнее правое положение. Не изменяя его положение, когда воздух вышел и вы видите, что идёт масло, закрутите штуцер. "

Размещено на Allbest.ru