Принцип работы рулевого управления газ

Обновлено: 02.07.2024

На автомобиле установлено рулевое управление с рулевым механизмом типа глобоидный червяк и трехгребневый ролик и трехшарнирной рулевой колонкой со шлицевым соединением (рис. 39).

Зацепление рабочей пары рулевого механизма (глобоидный червяк и трехгребневый ролик) выполнено таким образом, что при правильной регулировке угол свободного поворота рулевого колеса при отсоединенной сошке в положении движения по прямой должен отсутствовать. При повороте рулевого колеса в любую сторону более чем на пол-оборота угол свободного поворота появляется и непрерывно возрастает, достигает в крайних положениях 30°. При движении автомобиля рулевое управление должно обеспечить заданное направление и отсутствие виляния передних колес.

Колонка рулевого управления крепится четырьмя болтами к кронштейну педалей сцепления и тормоза. Рулевой вал вращается на двух шарикоподшипниках.

Регулировка преднатяга подшипников вала руля осуществляется специальной гайкой, наворачиваемой на вал. Для компенсации изменения длины нижнего карданного вала при колебаниях кабины в его конструкцию введен бесшлицевый компенсатор.

На рулевой колонке с 2-спицевым рулевым колесом установлены выключатель зажигания и стартера, переключатель света фар и указателя поворота, переключатель стеклоочистителя, управление омывателем ветрового стекла и сигнала, закрытые декоративным кожухом.

Рис. 39. Рулевое управление:

1—прокладка; 2—пробка заливного отверстия;
3—вал с червяком; 4—регулировочный винт; 5— гайка; 6—картер; 7—стопорная шайба; 8—вилка; 5 9—нижний карданный вал; 10—подшипник с уплотнителем; 11—средний карданный вал; 12—

верхний кожух; 13—накладка; 14—рулевое колесо; 15—колонка; 16—нижний кожух; 17—замок руля; 18—регулировочная гайка; 19—шайба; 20—клин; 21—гайка; 22—шплинт; 23—вал сошки с трехгребневым роликом

Примечание: На старых моделях Газ 3307 устанавливалось рулевая колонка со шлицевым соединением. Как я уже не раз повторял, точно до какого года, устанавливалось, рулевая колонка со шлицевым соединением, я не берусь сказать, боюсь ошибиться, но примерно, где то, до 1998 года. Опять же, это не так уж и важно. А потом уже начали устанавливать трехгребневый ролик с трехшарнирной рулевой колонкой с бесшлицевым соединением.

Зацепление рабочей пары рулевого механизма Газ 3307 (глобоидный червяк и трехгребневый ролик) выполнено таким образом, что при правильной регулировке угол свободного поворота рулевого колеса при отсоединенной сошке в положении движения по прямой должен отсутствовать. Мы это выражение, угол свободного поворота рулевого колеса, привыкли называть просто: люфт руля.

При повороте рулевого колеса в любую сторону, более чем на пол-оборота угол свободного поворота, то есть люфт, появляется, непрерывно возрастает и достигает в крайних положениях 30°. И это нормально, так и должно быть. При движении автомобиля рулевое управление должно обеспечивать заданное направление и отсутствие виляния передних колес.

Рулевая колонка Газ 3307 крепится четырьмя болтами к кронштейну педалей сцепления и тормоза. Рулевой вал вращается на двух шариковых подшипниках. Регулировка преднатяга подшипников рулевого вала Газ 3307 осуществляется специальной гайкой, навинченной на вал. Для компенсации изменения длины промежуточного карданного вала при колебании кабины в его конструкцию введен бесшлицевый компенсатор.

Рис.1. Рулевое управление Газ 3307.

1 – прокладка; 2 – пробка наливного отверстия; 3 – вал с червяком, 4 – регулировочный винт; 5 – гайка; 6 – картер; 7 – стопорная шайба; 8 – вилка; 9 – нижний карданный вал; 10 – подшипнике уплотнителем; 11 – средний карданный вал; 12 – верхний кожух; 13 – накладка; 14 – рулевое колесо; 15 – колонка; 16 – нижний кожух; 17 – замок руля; 18 – регулировочная гайка; 19 – шайба; 20 – клин; 21 – самостопорящаяся гайка; 22 – вал сошки с трехгребневым роликом.

На рулевой колонке Газ 3307 с двухспицевым рулевым колесом установлены выключатель зажигания и стартера, переключатель света фар и указателей поворота, переключатель очистителя, омывателя ветрового стекла и звукового сигнала, закрытые декоративными кожухами. (см. рис.1.)

Рулевой механизм Газ 3307, состоящий из глобоидного червяка с валом 3 и вала 22 сошки с трехгребневым роликом, смонтирован в чугунном картере и крепится к левому лонжерону рамы пятью болтами. Червяк с валом 3, установлен на картере, на двух роликовых конических подшипниках. Между нижней крышкой и обоймой подшипника установлены регулировочные прокладки 1 для регулировки преднатяга подшипников червяка.

Люфт в подшипниках недопустим. Вал 22 сошки с трехгребневым роликом вращается в двух подшипниках: в бронзовой втулке, запрессованной в картер рулевого механизма, и в цилиндрическом роликовом подшипнике, установленном в боковой крышке.

Углы поворота рулевого вала Газ 3307 от среднего положения в обе стороны по 45° составляют зону беззазорного зацепления червяка с роликом. Первоначальное смещение геометрической оси ролика вверх относительно оси червяка на б мм (для нового рулевого механизма) позволяет в эксплуатации регулировать беззазорное зацепление по мере изнашивания червячной пары.

Регулировку зацепления червяка с роликом проводят регулировочным винтом 4, который фиксируется с помощью стопорной шайбы 7, штифта и гайки 5, навинченной на винт. В процессе эксплуатации техническое состояние рулевого управления Газ 3307 ухудшается из-за износа рабочих поверхностей деталей и нарушения регулировок. Техническое состояние рулевого управления определяется величиной суммарного люфта рулевого колеса.

Техническое обслуживание рулевого управления Газ 3307.

В процессе эксплуатации техническое состояние рулевого управления ухудшается из-за износа рабочих поверхностей деталей и нарушения регулировок. Техническое состояние рулевого управления определяется величиной суммарного люфта рулевого колеса.

Для того что бы поддерживать рулевое управление, Газ 3307, в рабочем исправном состояние, нужно проводить во время техническое обслуживание (ТО). Для того что бы провести техническое обслуживание, нужно проделать следующее:

проверку состояния крепежных соединений,
проверку суммарного люфта рулевого колеса,
проверку и регулировку осевого люфта в подшипниках червяка,
проверку и регулировку зазора в зацеплении червяка с роликом,
проведение смазочных работ согласно карте смазки,
проверять уровень масла в рулевом механизме Газ 3307.

Совет: Герметичность соединений и состояние наконечников рулевых тяг проверяйте визуально, ежедневно, перед выездом.

Элементы крепления рулевого колеса, рулевой колонки, рулевого механизма, карданного рулевого привода, сошки и рычагов рулевой трапеции Газ 3307 необходимо своевременно подтягивать. Годность деталей рулевых тяг к дальнейшей работе определяется свободой качания пальцев в собранном шарнире.

В случае обнаружения люфта в шарнире необходимо снять рулевую тягу, разобрать шарнир и определить причину люфта. При износе деталей или утопании пальца с сухарем во вкладыше более 0,5 мм необходимо заменить изношенные детали. Перед регулировкой шарниров рулевой тяги Газ 3307 необходимо убедиться в наличии осевого зазора в подшипниках червяка.

Что бы проверить наличии осевого зазора в подшипниках червяка нужно проделать следующее:

отсоединить вилку шарнира входного вала механизма и продольную рулевую тягу от сошки;
покачать сошку рукой, если при этом вал червяка будет иметь осевое перемещение относительно верхней крышки картера руля, подшипники требуют регулировки.

Регулировку шарнира шарнира рулевой тяги Газ 3307.

Регулировку шарнира рулевой тяги Газ 3307 надо проводить в следующем порядке:

Ослабить болты крепления нижней крышки картера и слить масло.
Снять нижнюю крышку картера и вынуть тонкую регулировочную прокладку.
Установить крышку картера на место и проверить подшипники червяка на продольный люфт. Если люфт не устранен, то следует снять толстую прокладку, а тонкую поставить обратно.
После устранения люфта вынуть вал сошки, соединить вилку карданного вала с валом червяка и проверить на ободе рулевого колеса усилие, необходимое для его вращения.

Собрать рулевой механизм ГАЗ-3307 и залить 0,6 л масла.

Регулировка зацепления.

Регулировка зацепления должна всегда проверяться после регулировки затяжки подшипников червяка в таком порядке:

Установить рулевое колесо в положение, соответствующее движению автомобиля по прямой.
Отсоединить продольную рулевую тягу от сошки.
Покачивая сошку в плоскости ее вращения, определить с помощью индикатора величину перемещения конца сошки.

Если перемещение конца рулевой сошки Газ 3307 превышает 0,3 мм, то необходимо отрегулировать зазор в зацеплении ролика с червяком.

Для регулировки необходимо выполнить следующие операции:

отвернуть гайку 5 и снять стопорную шайбу 7;
вращать ключом регулировочный винт 4 по часовой стрелке до устранения зазора;
проверить с помощью динамометра усилие на ободе рулевого колеса возле среднего положения;
вращением регулировочного винта довести усилие поворота рулевого колеса до 11,3-19,0 Н (1,13-1,9 кгс);
надеть стопорную шайбу и завернуть гайку.

Если одно из отверстий в стопорной шайбе не совпадает со штифтом, то регулировочный винт надо повернуть настолько, чтобы получить это совпадение. При этом усилие поворота рулевого колеса не должно выходить за указанные выше пределы.

Ну что же, с рулевым управлением на этом, пока, закончим. Надеюсь Вам что нибудь то поможет из этой статьи. Если вдруг, Вы что то не нашли, или у Вас просто нет времени на поиски, то я рекомендую ознакомиться со статьями в категорий “Ремонт ГАЗ". Я уверен Вы найдете ответ на свой вопрос, а если же нет напишите в комментариях интересующий Вас вопрос я обязательно отвечу.

В настоящее время сложно себе представить автомобиль не оснащенный усилителем рулевого управления. Усилитель может быть электрическим (ЭУР), гидравлическим (ГУР) или электрогидравлическим (ЭГУР). Однако гидроусилитель рулевого управления остается наиболее распространенным типом на данный момент. Он устроен таким образом, что даже при его выходе из строя сохранится возможность управления автомобилем. В этой статье мы разберем его основные функции и подробно узнаем, из чего он состоит.

Функции и назначение ГУР

Гидравлический усилитель руля (ГУР) представляет собой элемент рулевого управления, в котором дополнительное усилие при повороте рулевого колеса образуется за счет гидравлического давления.

Для легковых автомобилей главное назначение ГУР – обеспечение комфорта. Управлять транспортным средством, оснащенным гидравлическим усилителем руля, легко и удобно. К тому же водителю не нужно для совершения маневра делать рулем полных пять-шесть оборотов в сторону поворота. Такое положение вещей особенно актуально при парковке и маневрировании на узких участках.

Сохранение управляемости автомобилем и смягчение ударов, передающихся на руль в результате наезда управляемых колес на неровности дороги, – еще она важная функция гидроусилителя.

Требования к гидроусилителю

Для эффективной работы ГУР к нему предъявляют следующие требования:

надежность системы и бесшумность при работе;
простота обслуживания и минимальный размер устройства;
технологичность и экологическая безопасность;
небольшой поворотный момент на колесе с автоматическим возвратом в нейтральное положение;
легкость и плавность рулевого управления;
обеспечение кинематического следящего действия – соответствие между углами поворота управляемых колес и руля;
обеспечение силового следящего действия – пропорциональность между силами сопротивления повороту управляемых колес и усилием на руле;
возможность управления автомобилем при выходе системы из строя.

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.

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.

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

Рассмотрим несколько режимов 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, но продолжает удерживает 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 просто циркулирует по системе, не совершая никакой работы, так же как и при прямолинейном положении колес.
Водитель “выкрутил” руль в крайнее положение и продолжает его удерживать. Данный режим является наиболее тяжелым 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.

ГУР устроен таким образом, что при его отказе рулевое управление будет продолжать работу и возможность управлять автомобилем сохранится.

Периодичность замены 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 гидроусилителя рулевого управления

О преимуществах гидроусилителя уже было все сказано Кратко подытожим, что он дает:

облегчение управления автомобилем, снижение утомляемости водителя;
смягчение ударов, передаваемых на рулевое колесо от неровностей дороги;
лучшая управляемость и маневренность автомобиля, а значит и повышенная безопасность на дороге.

К недостаткам ГУР можно отнести следующие:

постоянно работающий насос отбирает часть мощности двигателя;
необходимость периодического обслуживания системы.

Заключение

Гидроусилитель рулевого управления значительно облегчает управление автомобилем, особенно если речь идет о грузовом транспортном средстве. Поэтому для бесперебойной работы системы необходим постоянный контроль и уход за ее компонентами.

Рулевое управление автомобиля ГАЗ-53А состоит из рулевого механизма с валом рулевого колеса, рулевой колонки и рулевых тяг. В рулевом управлении автомобиля ГА3-66, кроме того, имеется гидроусилитель.
Рабочей парой рулевого механизма являются глобоидальный червяк и трехгребневый ролик.
Устройство рулевого механизма автомобиля ГАЗ-53А показано на рис. 92.

Рис. 92. Рулевой механизм автомобиля ГАЗ-53А:

1 — пробка; 2 — червяк; 3 — прокладка: 4 — poлик; 5 — вал рулевой cошки; 6 — картер, 7 — ocь pолика; 8 — ось; 9 — стопорная шайба; 10-гайка; 11 — регулировочный винт; 12 — стопорный штифт; 13 — cальник; 14 — рулевая cошка; 15 — гайка

По основным деталям (червяк, ролик, вал рулевой сошки, подшипники, боковая крышка) рулевые механизмы автомобилей ГАЗ-53А и ГАЗ-66 унифицированы.
Ввиду того, что кабина автомобиля ГАЗ-66 опрокидываемая вперед, вал руля этого автомобиля выполнен разрезным и имеет два карданных шарнира (рис. 93).

ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБСЛУЖИВАНИЕ РУЛЕВОГО МЕХАНИЗМА

Для нормальной работы рулевого управления ежедневно перед выездом проверять свободный ход рулевого колеса. При правильной регулировке рулевого механизма и рулевых тяг свободный ход рулевого колеса в положении, соответствующем движению по прямой, на автомобиле ГАЗ-53А должен отсутствовать, а на автомобиле ГАЗ-66 не должен превышать 10° при работающем двигателе и 30° при неработающем двигателе, что соответствует 25 и 80 мм при замере на ободе колеса. Если свободный ход рулевого колеса превышает приведённые выше величины на 40 мм, отрегулировать рулевой механизм и рулевые тяги.
Чаще всего причиной повышенного свободного хода рулевого колеса является образование зазоров в шарнирных соединениях рулевых тяг, поэтому сначала следует проверить и, если необходимо, отрегулировать шарниры тяг.
При регулировке рулевого механизма сначала проверить правильность регулировки подшипников червяка и, если нужно, отрегулировать их.
Регулировка подшипников. Подшипники червяка регулируют при появлении осевого перемещения червяка рулевого механизма. Это перемещение на автомобиле ГАЗ-53А можно ощутить, если взяться рукой за рулевую колонку так, чтобы большой палец касался торца ступицы рулевого колеса, другой рукой удерживать рулевое колесо от вращения и раскачивать вывешенные колёса из стороны в сторону. Для определения осевого перемещения червяка в рулевом механизме автомобиля ГАЗ-66 необходимо при откинутой кабине отсоединить вилку нижнего кардана рулевого вала от вала червяка и продольную рулевую тягу от сошки. Если осевое перемещение червяка есть, то при покачивании сошки легко будет рукой ощутить перемещение вала червяка относительно верхней крышки рулевого механизма.
Регулировать подшипники червяка в следующем порядке:

снять рулевой механизм с автомобиля;
слить масло из картера рулевого механизма;
зажать рулевой механизм в тиски за фланец картера;
снять нижнюю крышку картера;
осторожно при помощи ножа отделить и снять тонкую бумажную прокладку;
установить нижнюю крышку на место и проверить осевое перемещение червяка. Если осевое перемещение есть, то снять нижнюю крышку, удалить толстую прокладку, а на её место установить ранее снятую тонкую;
вынуть вал сошки;
проверить затяжку подшипников червяка. При правильной затяжке усилие, приложенное к валу червяка на радиусе окружности рулевого колеса, должно быть 0,3—0,5 кГ;
собрав рулевой механизм и отрегулировав зацепление червяка с роликом, установить его на автомобиль.

отвернуть колпачковую гайку 8 (см.рис. 92) рулевого механизма и снять стопорную шайбу 7;
вращать ключом регулировочный винт 11 по часовой стрелке до устранения люфта;
проверить на ободе рулевого колеса усилие, требуемое для поворота рулевого колеса около среднего положения, и довести его путём вращения регулировочного винта до 1,6—2,2 кГ;
надеть стопорную шайбу. Если одно из отверстий в стопорной шайбе не совпадает со штифтом, то регулировочный винт повернуть до совпадения. При этом усилие поворота ручного колеса не должно выходить за указанные выше пределы;
навернуть колпачковую гайку и снова проверить люфт на конце рулевой сошки;
соединить продольную рулевую тягу с сошкой.

Увеличенный свободный ход рулевого колеса
(на автомобиле ГАЗ-5ЗА — более 40 мм, на автомобиле ГА3-66 более 120 мм при неработающем двигателе и более 65 мм при работающем двигателе).

Автовладельцы старших поколений прекрасно помнят, какие явные мускульные усилия требовались для каждого проворачивания рулём колёс, особенно при движении на малых скоростях. Потому и женщин за рулём было меньше (это не единственная причина, конечно, но одна из основных).

Решил эту проблему стал гидравлический усилитель (ГУР) – специальный механизм, которым стали оборудовать сначала рулевые механизмы грузовых машин, а потом он был перенесён и на легковые автомобили. ГУР помогает водителю преодолевать силу естественного сопротивления механизмов и трения шин о землю, облегчая вращения рулём. Он создаёт дополнительные усилия при повороте рулевого колеса, за счёт гидравлического давления.

В советском автопроме гидроусилитель руля впервые был применён ещё в 1950 году, на карьерных самосвалах МА3-525. Первым советским легковым автомобилем, оснащённым ГУРом, стал автомобиль представительского класса ЗИЛ-111 (в 1958 года). Широкого распространения гидроусилитель руля в автопроме долго не получал.

Однако в наше время уже стало трудно себе представить автомобиль, не оснащённый усилителем рулевого управления. Усилители могут стать электрическими (ЭУР), гидравлическими (ГУР), или электрогидравлическими (ЭГУР). Однако наиболее распространённым типом механизма усиления рулевого управления стал именно ГУР – благодаря лучшей экономической целесообразности его использования. Гидроусилитель немного более громоздкий, чем электроусилитель. Зато он и не требует точной, скоординированной работы датчиков, ЭБУ и самого электропривода.

Он устроен таким образом, что в случае выхода усилителя из строя полностью сохраняется возможность управления автомашиной. Хотя усилие на рулевом колесе, конечно, и становится более тяжёлым.

Для легковушек главным назначением ГУРа является обеспечение комфорта. Управлять транспортным средством, которое оснащено гидравлическим усилителем руля, намного легче и удобнее. Плюс к снижению мускульных усилий, водителю требуется совершать меньше оборотов руля. Такое положение вещей важно при выполнении парковок и маневрировании на узких участках, в стеснённых условиях.

Сохранение управляемости автомашиной, со смягчением ударов, которые передаются на руль при наезде управляемых колёс на дорожные неровности дороги. В этом состоит ещё она важная функция ГУРа.

Местонахождение частей и состав гидравлического усилителя руля

Гидронасос расположен неподалёку от шкива коленчатого вала и соединяется с ним приводным ремнём. В зависимости от конструкции автомобиля, тот же привод может приводить в движение вал генератора и помпы. Управляющий клапан, он же – распределитель, является встроенным в механизм рулевого вала и отзывается на повороты рулевым колесом в ту или иную сторону, благодаря специальному устройству – торсиону.

Местонахождение гидравлического цилиндра зависит от вида рулевого механизма. В большинстве автомашин он является вмонтированым в рейку и представляет собою поршень, который толкает её в необходимом направлении. В машинах с червячным приводом руля (так называемая рулевая колонка) цилиндр является отдельным агрегатом. К нему подсоединены тяги, которые отвечают за повороты передних колёс.

Указанные элементы объединяются в единую систему патрубками, которые рассчитаны на высокое давление. По ним циркулирует рабочая жидкость – масло. Её запас размещён в расширительном бачке, который установлен в самом высоком месте гидросистемы.

В этом бачке для рабочей жидкости размещён фильтрующий элемент и щуп для контроля за её уровнем. При помощи масла трущиеся пары смазываются механизмов, плюс передаются усилия от насоса к гидроцилиндру. Фильтром от грязи и мелкой металлической стружки, образующейся в процессе эксплуатации, служит имеющаяся в бачке сетка.

Если расширительный бачок сделан из полупрозрачного пластика, то уровень жидкости, находящейся в нём, можно проверить простым визуальным осмотром. Но если пластик непрозрачный, либо бачок использован металлический, тогда уровень рабочей жидкости можно проконтролировать при помощи щупа.

В некоторых автомашинах уровень рабочей жидкости ГУРа есть возможность проверить только после кратковременной работы мотора, либо при вращении рулевым колесом несколько раз в разные стороны, в процессе работы двигателя на холостом ходу. На щупе (или же на самом расширительном бачке) имеются специальные насечки или отметки.

Конструкция механизма

Состоит гидравлический усилитель рулевого колеса из нескольких основных элементов, которые соединены между собою маслопроводами. Это

роторный насос, приводимый в движение ременной передачей от коленвала мотора автомобиля;
гидрораспределитель, который направляет усилие в нужные стороны;
гидравлический цилиндр с поршнем, который жёстким образом (рейками либо тягами) связан с рулевым механизмом;
расширительный бачок с необходимым запасом гидравлической жидкости (масла).

Насос

Насос гидроусилителя руля нужен для того, чтобы в системе поддерживалось необходимое давление, а также постоянно происходила циркуляция масла. Он устанавливается на блоке цилиндров двигателя, работает от шкива коленвала с помощью приводного ремня.

В принципе, конструктивно данный насос может быть разного типа. Однако на практике повсеместное распространение получили насосы лопастные. Они отличаются высоким коэффициентом полезного действия и серьёзной устойчивостью к износу. Рабочие механизмы данного насоса – вращающийся ротор с лопастями – размещены в металлическом корпусе. В ходе вращения лопасти захватывают рабочую жидкость и под давлением нагнетают её в гидрораспределитель, а далее – в гидроцилиндр.

Поскольку привод насоса производится от шкива коленвала, его производительность и давление напрямую зависят числа оборотов двигателя. Чтобы давление поддерживалось на нужном для нормальной работы уровне (100-150 Бар), применён специальный клапан. Это пневматический либо гидравлический дроссель, который действует автоматически.

Гидрораспределитель

Распределитель гидравлического усилителя руля смонтирован на рулевом валу, или же на элементах рулевого привода. Его назначением является направление потоков рабочей жидкости в соответствующую полость гидроцилиндра, либо её возвращение в расширительный бачок.

Главные элементы распределителя ГУРа – это торсион, поворотный золотник и вал распределителя. Торсион – это тонкий пружинистый металлический стержень, который закручивается под воздействием крутящего момента. Золотник и вал распределителя – это две цилиндрические детали с каналами для жидкости. Они вставлены друг в друга. Золотник связывается с шестернёй рулевого механизма, а вал распределителя – с карданным валом рулевой колонки, т.е. с рулём. Торсион одним концом прикреплён к валу распределителя, а его другой конец вставлен в поворотный золотник.

Распределитель бывает осевым (если его золотник перемещается поступательно), либо роторным (когда золотник вращается).

Гидроцилиндр + соединительные шланги

Гидравлический цилиндр встроен в рейку. Он состоит из поршня и штока, который перемещает рейку под действием давления рабочей жидкости. Соединительными шлангами высокого давления обеспечивается циркуляция масла между распределителем, гидроцилиндром и насосом. Из расширительного бачка в насос, и из распределителя обратно в расширительный бачок масло течёт по шлангам низкого давления.

Гидроцилиндр + соединительные шланги

Принцип работы гидроусилителя

Главная особенность гидроусилителя руля состоит в том, что система задействуется сразу же после запуска двигателя автомобиля, так как вал гидронасоса вращается синхронно с коленчатым валом мотора. Пока водитель не работает рулём, образующееся в маслопроводах давление сбрасывается в расширительный бачок. Принцип работы гидравлического усилителя руля заключается в преобразовании давления рабочий жидкости, создаваемого гидронасосом, в механическую работу, совершаемую поршнем гидроцилиндра. Алгоритм функционирования ГУРа таков:

Рабочая жидкость перекачивается по системе, а избыток давления отправляется в расширительную ёмкость, пока водитель не начнёт поворачивать рулевым колесом. Во время поворота рулём торсион распределителя улавливает направления вращений, за счёт чего срабатывает один из двух клапанов, который открывает проток гидравлической жидкости к поршню цилиндра.

Масло с одной стороны надавливает на поршень, заставляет его толкать рейку или тягу в нужном направлении, пока шофёр не перестанет поворачивать руль. Когда рулевое колесо останавливается в любом положении, то гидрораспределитель закрывает клапан, а поршень прекращает подталкивать рейку.

При вращении рулевого колеса в обратную сторону первый клапан закрывается, и сразу же срабатывает второй. Жидкость поступает к поршню с другой стороны, заставляя его передвигаться и толкать рейку в другом направлении.

К примеру, автомобиль стоит с работающим двигателем на месте, и его колёса при этом установлены прямо. В этом положении гидроусилитель руля не работает, а его жидкость просто перекачивается насосом по системе – из расширительного бачка в гидрораспределитель и назад.

Водитель начинает вращения рулевым колесом. Крутящий момент от руля передаётся валу гидрораспределителя и дальше – торсиону, который начинает закручиваться. Поворотный золотник в тот момент не вращается, так как ему не даёт это делать сила трения. Перемещаясь относительно золотника, вал распределителя открывает канал для поступления масла в одну из полостей гидроцилиндра (в зависимости от того, куда водитель поворачивает руль). Вся рабочая жидкость под давлением отправляется в гидроцилиндр. Масло из второй полости гидроцилиндра поступает в сливную магистраль, и далее в расширительный бачок. Оно надавливает на поршень со штоком, за счёт чего рулевая рейка перемещается и колёса поворачиваются.

Когда водитель прекращает поворот рулевого колеса, однако продолжает удерживать его в повёрнутом положении, рулевая рейка при её перемещении вращает поворотный золотник и выравнивает его относительно вала гидрораспределителя. В тот момент распределитель ставится в нейтральное положение, и рабочая жидкость снова начинает просто вхолостую циркулировать по системе, не совершая работы (как это было при стоящей на месте машине и прямолинейном положении её колёс).

Схема работы гидравлического усилителя руля

Если поворачивать рулевое колесо до упора и при этом увеличивать обороты двигателя нажатием на педаль газа, то давление в контуре гидроусилителя повышается до максимальных значений. Это может привести к протечке сальников и даже к разрыву шлангов. Поэтому производителями автомобилей с гидроусилителями и не рекомендуется удерживать рулевое колесо в крайнем положении дольше пяти секунд.

Плюсы и минусы гидроусилителя руля

Нет никаких сомнений в том, что достоинств у системы гидроусиления рулевого управления гораздо больше, чем недостатков. Иначе ГУР не завоевал бы такой всеобщей популярности: ведь им в наше время оснащается абсолютное большинство новых машин всех ведущих автопроизводителей.

Гидравлическая система усиления руля очень надёжна. Она испытана многолетней практикой на различных видах автомашин и показывает практически безупречную безотказность.

Гидравлический усилитель руля обладает способностью развивать серьёзную мощность и преодолевать значительное сопротивление силе трения со стороны колёс. Поэтому применять его есть возможность на автомобилях любой грузоподъёмности и габаритных размеров.

Комфорт в управлении автомобилем для водителя – основная характерная черта и главный плюс рулевого гидроусилителя. ГУР, собственно, и создавался именно с такой целью – значительно облегчить человеку процесс управления автомобилем, избавить его от необходимости прилагать мышечные усилия при оборотах рулевого колеса.

Лучшая точность и острота управляемости

Возможности, которые предоставляет использование гидравлического усилителя, дают дополнительный бонус всем производителям автомобилей. Так как ГУР фактически выполняет вместо водителя его физическую работу, в конструкции машин появилась возможность применять рулевые механизмы с меньшим передаточным отношением.

Среди недостатков гидравлического усилителя руля, отмечаются следующие его свойства.

Чтобы не спровоцировать поломку ГУРа, рулевое колесо нельзя надолго задерживать в крайнем правом или левом положении. В особенности – на повышенных оборотах двигателя. В этом случае, из-за образования критически сильного давления, масло может выдавить сальники и вытечь.

Устройство привода гидронасоса выполнено таким образом, что он функционирует безостановочно вместе с двигателем авто. Из-за этого насос изнашивается быстрее и отнимает часть энергии мотора, пусть незначительно, но всё же увеличивая расход горючего.

Все элементы системы гидроусилителя руля нуждаются в периодическом обслуживании, а также требуется следить за уровнем гидравлической жидкости в его расширительном бачке.

Что предусматривается правилами обслуживания ГУРа

Для обеспечения бесперебойной работы гидроусилителя руля требуется периодически выполнять такие операции по уходу и обслуживанию:

контролировать уровень и состояние рабочей жидкости ГУРа в расширительном бачке;

время от времени осматривать патрубки и штуцеры системы: не появились ли растрескивания и протечки масла;

производить замену гидравлической жидкости – в соотвествии с интервалом, который указан в инструкции по эксплуатации и ремонту;

обращать внимание на появление посторонних шумов, говорящих о серьёзном износе подшипников гидронасоса;

своевременно менять износившийся приводной ремень гидроусилителя руля, чтобы он не порвался в самый неподходящий момент – где-нибудь в дальней дороге. Если проявляются толчки и удары в рулевое колесо – то это характерный признак растянутого, изношенного приводного ремня гидронасоса. Когда ремень проскальзывает, то насос начинает работать рывками, и масло поступает в систему с хорошо различимой пульсацией.

Масло для ГУРа

Жидкость, которая заливается в систему гидроусилителя руля, играет роль не только рабочего тела всего механизма, но ещё и смазки для насоса. В связи с этим, при её доливках либо заменах необходимо использовать масла, рекомендованные производителями, чтобы не допустить преждевременного выхода насоса из строя.

В теории, рабочей жидкостью ГУРа можно пользоваться весь срок эксплуатации автомобиля (как и маслом в коробке переключения передач). Однако на практике рекомендуется всё-таки периодически (примерно раз в 3-5 лет) менять масло гидроусилителя.

Ведь в ходе эксплуатации ГУРа всегда повышается температура его элементов. За счёт этого греется и рабочая жидкость, что ведёт к ухудшению её физических свойств. Присадки в её составе ведь деградируют от нагрева и трения, и гидравлическая жидкость постепенно начинает терять свои качества.

Когда при контроле состояния масла ГУРа в нём замечены мелкие посторонние частицы, или чувствуется горелый запах – это значит, что точно настало время для замены, и произвести её нужно как можно быстрее.

Менять надо масло и тогда, когда проявились признаки неисправности в гидроусилителе. Это тяжёлый ход руля, шумная работа насоса. Они говорят о том, что во время работы появиляются воздушные пробки, и надо масло поменять либо долить.

Объём рабочей жидкости при полной её замене не превышает полутора литров. Для масла ГУРа замеряется два уровня: холодный и горячий. Холодный уровень – это та точка, при которой температура рабочей жидкости находится в пределах от 0 до 30-ти градусов. Уровень горячий – та точка, при которой температура масла находится в пределах от 50-ти до 80-ти градусов.

Масло, которое заливается в систему гидроусилителя руля – это универсальные жидкости ATF или Multi HF, которые применяются не только в ГУРах, но и в автоматических коробках переключения передач. Любо – специализированные масла, разработанные специально и только для гидроусилителя, которые маркируются как PSF.

Как и моторное масло, рабочие жидкости для ГУРов могут делаться на минеральной, полусинтетической или синтетической основе. Выбирать надо тот, что рекомендован именно для данной модели автомобиля, во избежание возможного несоответствия химического состава разных рабочих жидкостей и, соответственно, повреждения металла отдельных элементов системы или резиновых уплотнителей.

Комфортное и лёгкое управление машиной превратились из роскоши в общераспространённый стандарт. ГУР надёжен и безотказен, однако, как и любой механизм, требует некоторого минимального внимания к себе, своевременного ухода и устранения неисправностей.

Читайте также: