Что такое гур в двигателе

Устройство гидроусилителя руля

Сейчас практически все выпускаемые автомобили комплектуются гидравлическим усилителем рулевого управления (аббр. ГУР). Этот механизм позволяет значительно снизить усилие водителя на рулевое колесо при управлении авто, тем самым сделать вождение более комфортабельным.

Изначально ГУР устанавливался исключительно на грузовые авто и спецтехнику, поскольку сопротивления при изменении положения колес, особенно на малых скоростях движения на такой технике – очень большое, водитель попросту не мог повернуть управляемые колеса, не приложив значительного усилия.

Сейчас же ГУР устанавливается и на легковые авто. По-большому счету на легковушках требуемое усилие для поворота колес невелико и управление машиной, не укомплектованной ГУР, сложностей не вызывает. То есть, как бы этот механизм особо и не нужен, но у него есть одно очень положительное качество, благодаря чему, в большей части, усилитель и получил распространение на легковых авто. Сводится оно к тому, что ГУР позволяет сохранить прямолинейное движение автомобиля при взрыве шины ведущей оси, не забываем и о стремлении человека к максимальному комфорту.

Зачем в машине гидроусилитель рулевого управления

Передние управляемые колёса поворачиваются с помощью достаточно сложного привода от рулевого колеса. Наибольшее усилие для их поворота потребуется в том случае, когда автомобиль стоит на месте или катится на очень небольшой скорости.

При этом возникает значительная сила трения протектора по асфальту, связанная с тем, что без частичного проскальзывания повернуть достаточно широкое колесо невозможно.

И чем больше пятно контакта шины с покрытием дороги, тем сопротивление выше. А современные шины как раз и стремятся сделать такими, чтобы улучшить управляемость автомобиля и снизить вероятность срыва в скольжение увеличением площади этого пятна.

К тому же свойства резиновой смеси максимально оптимизируют под увеличение коэффициента трения в любых дорожных условиях.

На пути от руля до колёс расположено ещё несколько пар трения, усилие рук водителя ослабляется в подшипниках рулевой колонки, зубчатой передаче рулевого механизма и шаровых сочленениях рулевых тяг и наконечников.

Ось поворота колеса также зафиксирована шаровыми шарнирами и подшипниками опор амортизационных стоек, в зависимости от типа подвески. Все эти механизмы не просто добавляют паразитное усилие, они умножают нужный для поворота момент.

Наступает ситуация, в которой подобное ослабление возможностей водителя становится не просто некомфортным, но и небезопасным. Автомобили создаются не только для чемпионов мира по тяжёлой атлетике.

Между тем, совсем рядом под капотом находится мощный источник энергии в виде силового агрегата. Вполне логичным решением стало отобрать немного его возможностей и направить их в помощь рукам водителя.

Заодно уменьшить диаметр рулевого колеса, который стал достигать в некоторых старых машинах совсем уже гигантской величины. Был придуман и построен гидравлический усилитель, который способен чутко реагировать на обозначенный водителем поворот руля, прикладывая в ту же сторону многократно большее усилие.

Гидравлический – потому что тогда электрические моторы, датчики и системы управления ещё не были достаточно развиты и проработаны.

Как устроен ГУР и как он работает?

Как устроен ГУР

Конструктивно практически любой гидроусилитель рулевого управления автомобиля состоит из таких основных частей, как:

• Насос;
• Распределитель;
• Гидроцилиндр;
• Соединительные шланги;
• Бачок.

Гидравлический насос предназначен для того, чтобы создавать в системе гидроусилителя руля необходимое давление и обеспечивать циркуляцию по ней рабочей жидкости (в ее качестве чаще всего выступает масло). В современных автомобилях чаще всего используются гидравлические насосы пластинчатого типа, поскольку они имеют высокий КПД и отличаются длительным сроком эксплуатации. Практически всегда привод к ним осуществляется при помощи ременной передачи от коленчатого вала двигателя автомобиля.

Распределитель, как нетрудно догадаться из его названия, необходим для того, чтобы распределять рабочую жидкость и направлять ее в строго определенные полости гидроцилиндра, а также в бачок. Специалисты различают две разновидности распределителей: осевые и роторные. Если его золотник совершает вращательные движения, то распределитель является роторным, а если поступательные — то осевым. Сам распределитель может размещаться и непосредственно на валу с рулевым механизмом, и среди элементов рулевого привода.

Гидроцилиндр предназначен для того, чтобы под воздействием давления рабочей жидкости (масла) приводить в движение поршень и шток. Этот элемент ГУР или же встраивается непосредственно в рулевой механизм, или же устанавливается между приводом и кузовом автомобиля.

Что касается соединительных шлангов, то они необходимы для того, чтобы обеспечить свободный ход рабочей жидкости по всему механизму. Эти элементы конструкции принято подразделять на шланги низкого и высокого давления. Первый используются для возврата рабочей жидкости после отработки, а по вторым она следует между такими элементами ГУР, как насос, цилиндр и распределитель.

ГУР в работе. В верхней части показано, как золотник распределяет гидравлическую жидкость.

Бачок в системе ГУР представляет собой ни что иное, как емкость, в которой хранится рабочая жидкость (масло), и через которую она циркулирует. В нем имеется специальный фильтр очистки, а также щуп, который необходим для того, чтобы проверять уровень рабочей жидкости.

Принцип работы всех гидроусилителей рулевых механизмов, вне зависимости от особенностей их конструкции, практически одинаков. Если руль находится в центральном положении, то в таком же располагается и центральный золотник ГУР, который удерживают специальные пружины. При этом обеспечивается совершенно свободное перемещение рабочей жидкости по всей системе. Ее циркуляцию обеспечивает работающий насос. Когда происходит поворот руля, золотник перемещается и перекрывает сливную магистраль, в результате чего рабочая жидкость подается в одну из полостей цилиндра под давлением. Это приводит к тому, что под ее воздействием поворачивают и корпус распределителя, и колеса в ту сторону, в которую движется золотник. В тот момент, когда корпус распределителя «настигает» этот самый золотник, подача рабочей жидкости под давлением в цилиндр прекращается, и это означает, что поворот уже выполнен. Руль возвращается в нейтральное положение, золотник — тоже, и через него рабочая жидкость сливается в магистраль.

Читайте также: Почему гудит ГУР при повороте руля на месте и на скорости.

Устройство гидроусилителя руля

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

• бачок для рабочей жидкости;
• масляный насос;
• золотниковый распределитель;
• гидроцилиндр;
• соединительные шланги.

Бачок ГУР

В бачке или 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, как для «холодного» двигателя, так и для «горячего», уже работающего в течение какого-то времени. Также необходимый уровень жидкости можно определить и с помощью отметок «Max» и «Min».

Насос гидроусилителя

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 ГУР

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 и соединительные шланги

Гидроцилиндр встроен в рейку и состоит из поршня и штока, перемещающего рейку под действием давления жидкости.

Схема циркуляции жидкости в гидроусилителе

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.

Основные сведения о ГУР

Итак, что такое гидравлический усилитель руля в автомобиле, в чем заключается его принцип работы, какое давление должно быть в системе? Для начала предлагаем узнать, для чего нужен ГУР и из каких устройств он состоит.

Функции

Как мы уже сообщили, основная функция гидравлического усилителя заключается в том, чтобы обеспечить более облегченное управление автомобилем. Благодаря усилителю процесс поворачивания руля будет более простым при выполнении маневров. Кроме того, это устройство дает возможность обезопасить себя в случае появления непредвиденных ситуаций на дороге. В частности, в автомобилях с ГУР рулевое колесо не так подвержено вибрациям, как в авто без усилителя, особенно это становится понятно при попадании машины в яму или наезде на кочки.

Если во время движения будет случайно пробито колесо транспортного средства, то благодаря усилителю это не повлияет на безопасность движения. Все потому, что узел автоматически фиксирует руль в прямолинейном положении.

Схема насоса гидроусилителя

Схема гидроусилителя руля и элементов

Если с основными функциями гидравлического усилителя все понятно, то теперь предлагаем разобраться со схемой и устройством системы.

Итак, из каких элементов состоит система гидравлического усилителя:

1. Насосное устройство считается одним из основных компонентов данной системы. Этот агрегат позволяет обеспечить систему необходимым давлением благодаря циркуляции по ее магистралям рабочей жидкости. Фактически на всех современных транспортных средствах обычно используются пластичные насосные устройства. Их преимущество заключается в обеспечении более высокого коэффициента полезного действия, также их срок службы более высокий по сравнению с традиционными насосами. С учетом конструктивных особенностей авто насосный механизм может находиться в разных местах установки, но обычно он располагается на двигателе.
2. Распределительный узел. Этот девайс выполняет опцию направления и распределения рабочей жидкости — масла — в определенные полости цилиндра. В машинах от разных производителей могут использоваться несколько видов распределителей — они могут быть либо осевыми, либо роторными. Если передвижение золотника по системе усилителя поступательное, то это свидетельствует о том, что распределитель осевой, но если золотник вращается, то распределительный узел роторный.
   Данное устройство системы дает возможность находиться механизму либо на валу, либо под рулевым приводом. Непосредственно распределительное устройство представляет собой чувствительный по отношению к загрязнению использующегося масла узел.
3. Следующий компоненты системы — гидравлический цилиндр. Основное назначение этого устройства заключается в приведении в действие поршня и штока под воздействием масла на эти компоненты. Если уровень давления в системе будет достаточный, то колеса транспортного средства будут поворачиваться под воздействием рычагов. Сам цилиндр может располагаться на рулевой рейке либо между кузовом автомобиля и приводом.
4. Также любая система гидроусилителя состоит из соединительных магистралей и шлангов, без которых ее полноценная работа будет невозможна. Первостепенное предназначение магистралей заключается в обеспечении прохода рабочей жидкости из одного узла системы в другой. Между собой магистрали делятся на патрубки высокого или низкого давления. Первые используются для подачи расходного материала между насосным устройство, распределительным узлом и цилиндров. Вторые предназначены для циркуляционного возврата жидкости из расширительного бачка в насосное устройство и наоборот.
5. Как сказано ранее, функционирование гидравлической системы невозможна без использования рабочей жидкости, то есть масло. Это вещество предназначается для того, чтобы обеспечить подачу усилия к цилиндру от насоса. Также масло позволяет обеспечить качественную смазку всех элементов системы.
6. Приводной ремень, благодаря которому осуществляется ременная передача.
7. Расширительный бачок, в котором находится рабочая жидкость, использующаяся для циркуляции. В бачке имеется фильтрующий элемент, который эффективной очищает рабочую жидкость во время ее циркуляции. Также в бачке может находиться специальный щуп с метками, благодаря которым можно проверить уровень масла (видео опубликовал пользователь Саня Маевский).

Принцип действия

Как работает гидравлический усилитель? Ранее мы сообщили, что в зависимости от конструктивных особенностей системы, в ГУР может использоваться два вида золотников, но несмотря на это, принцип действия в обоих случаях будет практически аналогичным. При расположении руля в центральном положении колесо фиксируется благодаря использованию центрирующих пружин. В таком положении руля масло без проблем перемещается по всей системе, поскольку насосное устройство функционирует в более усиленном режиме. Все потому, что на данном этапе первостепенная функция заключается в перегоне масла по системе, причем насосное устройство функционирует всегда, не зависимо от поворачивания руля.

Если водитель поворачивает руль автомобиля, это приводит к перемещению золотника. Когда золотник будет перемещаться, он перекроет сливные магистрали, а расходный материал начнет подаваться в один из цилиндров. При этом на поршень и шток будет воздействовать само масло, что будет способствовать повороту колес, а также корпусу распределительного устройства в сторону перемещения золотника. Корпус распределителя догонит золотник, когда последний перестанет перемещаться, это будет говорить о том, что водитель выполнил маневр, связанный с поворотом руля. В конечном итоге золотник вернется в начальное состояние, что приведет к открытию патрубка для слива рабочей жидкости.

Содержание

• 1 Назначение гидроусилителя рулевого управления
• 2 Устройство
  • 2.1 Пример гидроусилителя, совмещённого с рулевым механизмом — гидроусилитель, применяемый на автомобилях ЗИЛ-130 и ЗИЛ-131
  • 2.2 Пример гидроусилителя, совмещённого с продольной тягой — гидроусилитель, применяемый на автомобилях МАЗ и КрАЗ-255
• 3 Эксплуатация
• 4 Сервомеханизмы
• 5 См. также
• 6 Примечания

Возможные неисправности ГУР

О неисправностях системы могут свидетельствовать следующие признаки:

• тугой поворот рулевого колеса;
• шум при поворотах;
• вибрация и толчки на руле;
• плохая отзывчивость управляемых колес.

Чаще всего в ГУР происходят следующие поломки.

• Ослабление или износ приводного ремня гидронасоса. «Лечится» заменой на новый. О поломке свидетельствуют обратные толчки при поворотах на руле, необходимость прикладывать более серьезное усилие.
• Поломка насоса. Устраняют проблему с помощью ремонта или полной замены детали. О ней свидетельствует затруднительный поворот руля из нейтрального положения или более тяжелое вращение в какую-либо одну из сторон. Например, если сломались сальники, достаточно их заменить. Если насос по каким-либо причинам получил механические повреждения, придется менять его целиком.
• Наличие воздуха в системе. «Лечится» полной заменой жидкости. О проблеме может свидетельствовать более тугой руль или сильная отзывчивость на толчки и вибрацию.
• Недостаточный уровень масла. Устраняется дозаправкой бачка. Также проблема может быть вызвана утечкой на одном из участков системы или самопроизвольным сбросом давления с помощью редукционного клапана. В таком случае автомобиль потребует более серьезного ремонта. Он заключается в регулировке или замене клапана, восстановлении целостности гидросистемы.

Основные неисправности ГУР: причины и способы устранения

О том, что с усилителем руля не всё ладно, можно узнать по появлению очень характерных симптомов. Знать о том, что происходит с автомобилем, нужно хотя бы для того, чтобы не переплачивать на СТО за лишние услуги.

1. Протечки. Там, где есть жидкость, будут и протечки. Причин много: лопаются трубки системы, изнашиваются и протекают уплотнители. Ремонт заключается в замене неисправного элемента на новый. В продаже можно найти и трубы для ГУР, и ремкомплекты с резиновыми прокладками для системы;
2. Толчки, удары в рулевое колесо. Это характерный признак изношенного или растянутого приводного ремня насоса. Ремень проскальзывает, насос работает рывками, жидкость поступает в систему с отчетливой пульсацией. Ремень придется менять;
3. Возрастает усилие на рулевом колесе. Причин такого явления три: завоздушивание системы, недостаток масла или, опять же, износ приводного ремня, отчего насос не может накачать нужное количество жидкости;
4. Гул насоса при работе. Причина постоянного шума – износ подшипников вала насоса, которые, в свою очередь, страдают от плохого масла и перетянутого приводного ремня;
5. Вибрация на руле. Причиной ее появления может быть воздушная пробка в системе. Для устранения воздуха систему ГУР прокачивают до исчезновения вибрации при работе. Если через некоторое время проблема повторяется, нужно искать место разгерметизации.

Сегодня гидроусилитель руля – счастливая реальность автомобилистов. Комфорт, легкость и безопасность превратились из роскоши в стандарт. Но, как и любая механика, ГУР требует какого-то минимального внимания. Ведь если проанализировать, большинство неисправностей – прямое следствие некачественного техобслуживания системы усилителя. Достаточно уделять ей какой-то минимум внимания, чтобы получить мощную и безотказную помощь в управлении транспортным средством.