«Поворот» — это основная функция автомобиля, которая выполняется системой рулевого управления, изменяющей направление движения автомобиля путем поворота рулевого колеса, которое в свою очередь поворачивает шины. Система рулевого управления с усилителем — это механическое устройство, которое помогает водителю поворачивать автомобиль, увеличивая усилие, необходимое для поворота колес, что облегчает управление или движение автомобиля.
Насос гидроусилителя руля сжимает и обеспечивает поступление гидравлической жидкости в систему гидроусилителя руля автомобиля, которая помогает водителю управлять управляемыми колесами автомобиля.
Электрический или гидравлический привод обеспечивает управляемое усилие на рулевое устройство, чтобы водитель мог затрачивать меньше энергии на управление рулевым колесом при движении на нормальной скорости или когда автомобиль неподвижен.
Усилители рулевого управления сконструированы таким образом, что они обеспечивают искусственную обратную связь о силах, действующих на колеса. В этой системе имеется ротор с прорезями, который вращается, чтобы жидкость поступала в насос.
Когда жидкость поступает в ротор, он продолжает вращаться, перемещая жидкость к сливному отверстию. На этом этапе жидкость попадает в резервуар в системе рулевого управления, где резервуар помогает рулевому механизму использовать соответствующее давление для поддержания плавного вращения колес.
Усилитель рулевого управления автомобиля — это важный компонент динамики автомобиля, который объединяет несколько механических частей под определенными углами поворота для управления передними колесами автомобиля в ответ на действия пассажира через рулевые колеса.
В настоящее время 80% всех автомобилей на дорогах оснащены системами гидроусилителя руля, которые стали неотъемлемым требованием каждого автомобиля.
Как работает гидроусилитель руля?
Система рулевого управления преобразует вращательное движение рулевого колеса в поворотное движение дорожного колеса, так что обода рулевого колеса могут поворачиваться на большое расстояние для перемещения дорожного колеса на короткое расстояние.
Система гидроусилителя руля работает по-разному в зависимости от используемого мультипликатора усилия. Поэтому, чтобы понять, как работает гидроусилитель руля, необходимо разобраться в следующих методах по отдельности.
1) Система гидравлического усилителя рулевого управления
Система гидравлического усилителя рулевого управления (ГУР) использует гидравлическую систему для увеличения входного усилия рулевого управления и плавного поворота передних колес. Это усилие создается с помощью цепи различных деталей, таких как гидравлическое масло высокого сжатия, гидравлические линии, насос гидравлического ротора, гидравлический цилиндр и соединительный механизм, который соединяет гидравлическую систему с системой рулевого управления.
Гидравлическая система рулевого управления работает следующим образом:
- Когда водитель подает сигнал поворотом рулевого колеса, гидравлический насос с приводом от двигателя начинает перекачивать гидравлическое масло под высоким давлением по трубопроводу.
- Гидравлическое усилие, создаваемое насосом, поступает в цилиндр, который направляет это давление на поршень гидроцилиндра.
- Поршень высокого давления начинает двигаться от одного конца к другому, проталкивая больше жидкости через линию. По мере движения поршня входное усилие водителя многократно увеличивается.
- Далее жидкость под высоким давлением, подаваемая цилиндром, оказывает давление на шестерни, соединенные с устройством сцепления, тем самым прилагая большое усилие к реечной передаче для управления передними колесами.
Для лучшего понимания работы гидравлической системы рулевого управления посмотрите следующее видео:
2) Система рулевого управления с электроусилителем (EPS)
Среди типов систем рулевого управления система с электрическим усилителем является новейшей системой рулевого управления с усилителем. Это связано с тем, что в данной системе для умножения входного усилия рулевого управления вместо гидравлической жидкости используется электродвигатель. Принцип работы электрической системы рулевого управления приведен ниже:
- Когда водитель подает сигнал на рулевое колесо, электронный датчик, установленный на рулевой колонке, фиксирует эти сигналы и передает их в ЭБУ (блок управления электрооборудованием) автомобиля.
- ЭБУ автомобиля анализирует входные данные рулевого колеса и подает сигнал напряжения на электродвигатель, расположенный на конце рулевой колонки. Шестерни электродвигателя всегда входят в зацепление с шестернями.
- Блок управления электрооборудованием посылает сигнал напряжения, чтобы электродвигатель, питающийся от аккумулятора автомобиля, запустился и выдал определенный крутящий момент, основанный на значении полученного сигнала напряжения.
- Как только двигатель запускается, шестерни, находящиеся в постоянном зацеплении с шестернями, начинают передавать умноженный крутящий момент на шестерню, которая передает этот момент на неподвижную стойку.
- Когда эта шестерня передает крутящий момент на стойку, стойка перемещается для управления передними колесами по мере необходимости (через связанные тяги).
Для лучшего понимания работы EPS посмотрите следующее видео:
Типы систем рулевого управления с гидроусилителем
- Гидравлическая система рулевого управления
- Электрическая система рулевого управления
- Рулевое управление с гидроусилителем
- Электрогидравлическая система рулевого управления
- Интегральный усилитель руля
1) Гидравлическая система рулевого управления
В системе гидравлического усилителя рулевого управления (HPS) используется гидравлическая система для умножения усилия на рулевое колесо для управления дорожным колесом автомобиля (обычно передними колесами). Гидравлическое усилие обычно генерируется насосом, который приводится в действие двигателем автомобиля.
Гидравлический цилиндр двойного действия заставляет рулевые механизмы поворачивать дорожное колесо. Эти рулевые колеса используют клапан для управления потоком цилиндра.
Когда водитель прилагает большее усилие к рулевой колонке и рулевому колесу, клапан увеличивает скорость потока жидкости в цилиндре, и для поворота колес прикладывается большее усилие. Когда поршень гидравлического цилиндра достигает конца своего хода, клапан давления останавливает рискованное повышение давления.
Поскольку насос гидравлического усилителя рулевого управления является объемным насосом, поток, обеспечиваемый этим насосом, пропорционален оборотам двигателя. Это означает, что при высоких оборотах двигателя рулевое управление движется, естественно, быстрее, чем при низких.
- Гидравлическая система рулевого управления не имеет никаких преимуществ в автомобилях.
- Все ее компоненты можно обслуживать.
- В случае с грузовиком она дешевле, чем EPS.
- Имеет больший вес, чем EPS
- Высокая цена по сравнению с EPS (для легковых автомобилей)
- Большее отставание в реакции по сравнению с EPS (из-за люфта в конструкции)
- Нуждается в высоком техническом обслуживании
- Система становится тяжелее, чем ручное рулевое управление, когда усилитель отказывает.
Знаете ли вы: Как работают гибридные автомобили?
2) Система электронного/электрического усилителя рулевого управления
Усилитель руля с моторным приводом (MDPS) или электрический усилитель руля (EPS) использует электродвигатель вместо гидравлической системы для помощи водителю автомобиля.
Датчики автомобиля определяют крутящий момент и место рулевой колонки, а модуль искусственного интеллекта передает вспомогательный крутящий момент через электродвигатель, который сопрягается с рулевой колонкой или рулевым механизмом. Таким образом, можно предоставлять различные вспомогательные услуги в зависимости от ситуации вождения.
Инженеры могут регулировать реакцию узла рулевого механизма в соответствии с переменной скоростью и переменной скоростью, системой подвески, работой, регулируя езду, управляемость и рулевое управление любого автомобиля.
На автомобилях группы Fiat можно регулировать степень поддержки с помощью кнопки » CITY «. Это позволяет переключаться между двумя различными кривыми помощи, а многие другие системы EPS содержат различные функции поддержки. Они оказывают большую помощь при замедлении автомобиля и меньшую — на высокой скорости.
В MDPS всегда поддерживается механическая связь между рулевым механизмом и рулевым колесом. Механическая тяга может использоваться в качестве резервного устройства в случае отказа какого-либо усилителя или детали, которые не могут обеспечить помощь.
Если система электроусилителя руля выходит из строя, водитель оказывается в ситуации, требующей больших усилий для поворота руля. Это большое усилие аналогично работе неработающей гидравлической системы помощи при рулевом управлении.
- Имеет меньшую цену, чем ГУР (для легковых автомобилей)
- Его монтаж прост
- Легкий вес
- Требует меньше обслуживания, чем гидравлическая система
- Имеет максимум необслуживаемых компонентов.
- Блок гидроусилителя располагается на рулевой колонке, поэтому колонка имеет большой вес.
3) Электрогидравлический усилитель рулевого управления
Электрогидравлический усилитель руля — это улучшенная версия гидравлической системы, в которой установлен гидравлический насос рулевого управления, приводимый в движение электродвигателем вместо двигателя.
Эта система также известна как гибридная система рулевого управления, поскольку в ней используются электрические и гидравлические компоненты.
4) Интегральный усилитель рулевого управления
Интегральный усилитель рулевого управления используется для получения силы помощи, когда усилие на ободе рулевого колеса становится от 2 до 5 фунтов. Эта система имеет специальную встроенную коробку передач с усилителем, гидравлические линии и насос усилителя рулевого управления. Она имеет гидравлический поршень, который установлен в редукторе рулевого управления.
Редуктор имеет управляющий клапан, гидравлический поршень, секторную зубчатую передачу и обычный червяк. В зависимости от конструкции интегрального усилителя рулевого управления, управляющий клапан может иметь различную конструкцию, например, поворотный клапан или золотниковый клапан.
Реактивный контактный клапан соединен с упорным подшипником червячного вала через рычаг привода и тягу. Крутящий момент упорного подшипника перемещает регулирующий клапан, открывает и закрывает масляный канал между корпусом клапана и корпусом блока шестерен.
5) Усилитель рулевого управления с тягой
В этой системе гидроцилиндр соединяется с рулевой тягой. В гидроусилителе рулевого управления имеется гидравлический управляющий клапан. Одна сторона этого клапана соединяется с центральной тягой или тягой рулевого управления.
Рулевой механизм и рулевое колесо посылают сигналы на клапан управления.
Клапан реагирует, открывает соединение и направляет гидравлическую жидкость к гидравлическому цилиндру, поворачивая его вправо или влево. Этот цилиндр соединяется с рулевой тягой. Поток жидкости с одной стороны поршня гидроцилиндра управляет направлением усилителя. Основным недостатком этой системы рулевого управления является то, что ее можно легко повредить.
Компоненты системы рулевого управления
- Насос гидроусилителя руля
- Напорная трубка
- Регулирующий клапан
- Рулевое колесо
- Вал
- Рулевой механизм
1) Рулевое колесо
Рулевое колесо также известно как колесо управления, которое водитель использует для поворота автомобиля. На нем расположены переключатель стеклоочистителя, переключатель света, переключатель указателей поворота и многое другое. Это колесо также известно как рулевое колесо. Маховик также является одним из видов рулевого управления автомобилем.
Рулевые колеса используются практически во всех новейших наземных автомобилях, включая все тракторы, тяжелые и легкие грузовики, автобусы, легковые автомобили и т.д.
2) Вал или рулевая колонка
Вал также называют рулевой колонкой, которая установлена в полой рулевой колонке. Когда водитель управляет рулем, рулевая колонка также вращается. Таким образом, движение рулевого колеса передается на рулевые механизмы.
3) Рулевая передача
Один конец рычага питмана соединен с коромыслом рулевого механизма, а другой конец соединен с тяговой цепью через шаровой шарнир.
Рулевой механизм передает входной сигнал от водителя на механизм рулевой тяги для поворота колеса автомобиля. Он также усиливает изменение направления движения водителя, чтобы передние колеса могли поворачиваться выше, чем рулевое колесо.
4) Рычаг питмана или выкидной рычаг
Когда вы поворачиваете рулевое колесо влево или вправо, питман передает движение на тягу, которое она получает от рулевого механизма. Если автомобиль имеет лифт подвески, то для регулировки рулевого управления используется «опускающийся рычаг».
5) Шаровые шарниры
Шаровой шарнир — это шаровая опора, которая соединяет поворотный кулак с рычагом управления. Болты подшипника имеют коническую резьбу и устанавливаются в конические отверстия в поворотных кулаках. Защитный кожух удерживает пыль от попадания в узел шарнира.
6) Тяга
Этот компонент системы рулевого управления преобразует дугу изгиба рулевой сошки в линейное движение в плоскости других рулевых тяг. Тяги соединяют рулевую сошку с выкидным рычагом, а в некоторых случаях — с узлом тяги.
7) Рулевой рычаг
Рулевой рычаг — это рычаг, с помощью которого рулевое усилие передается от рулевых механизмов к тягам.
Основная задача гидроусилителя руля — дать водителю возможность правильно и безопасно поворачивать автомобиль.
8) Ступичная ось
При вращении рулевого колеса его движение передается через рулевую передачу на коромысло. После этого движение передается на тягу. А тяга передает это движение на ведомую ось, которая вращается вокруг шкворня. Это приводит к повороту правого колеса автомобиля.
9) Рулевой кулак
В подвеске автомобиля поворотный кулак — это деталь, которая имеет шпиндель или ступицу колеса и соединяется с деталями рулевого управления и подвески. Он также известен как ступица, вертикаль, шпиндель и поворотный кулак.
10) Насос гидроусилителя руля
Насос гидроусилителя руля сжимает гидравлическую жидкость и повышает ее давление. После этого насос рулевого управления нагнетает давление в цилиндр системы рулевого управления.
Как определить, что насос гидроусилителя руля работает плохо?
Ниже перечислены основные симптомы неисправного насоса гидроусилителя руля:
1) Утечка жидкости гидроусилителя руля
Жидкость гидроусилителя руля является важной частью насоса. Поэтому утечка слишком малого количества жидкости гидроусилителя руля из насоса может привести к возникновению проблем. Насосы также могут получить физические повреждения в результате износа и старения.
2) Цвет жидкости гидроусилителя руля
При проверке уровня жидкости в баке-аккумуляторе обратите внимание на цвет жидкости гидроусилителя руля. Если она серая, это означает, что она заржавела и не может работать должным образом. Слишком большое количество воздуха, попадающего в систему, может вызвать ржавчину из-за неисправного насоса гидроусилителя руля.
3) Визг при запуске
Это признак того, что ремень вспомогательного оборудования ослаблен, но он также указывает на плохую работу насоса гидроусилителя руля. Перед заменой насоса убедитесь, что натяжение ремня вспомогательных агрегатов отрегулировано правильно.
Если вы слышите писк при резком повороте, а не только при запуске, это может указывать на то, что ремень ослаблен и насос неисправен.
4) Стонущий или ноющий шум при рулевом управлении
Другие ненормальные звуки могут возникать из-за неисправности насоса гидроусилителя руля. Стонущий шум более сильный, чем ноющий. Этот шум в основном возникает из-за недостатка соответствующей жидкости, которая может повредить другие компоненты системы гидроусилителя руля. Шум также может возникать из-за выбитого подшипника из своего места.
Ноющий шум обычно усиливается при увеличении оборотов двигателя и повороте рулевого колеса. Если при повороте руля возникают такие странные шумы, выезжайте в безопасное место (например, на легкую дорогу) и прокатитесь разными способами (ускоряйтесь, поворачивайте, стартуйте и тормозите под разными углами и т.д.), чтобы выяснить проблему и ее решение.
5) Повышенное усилие на рулевом управлении
Автомобили с гидроусилителем руля должны управляться достаточно легко. Если рулевое управление автомобиля кажется трудным для поворота и увеличивается усилие на руле, то необходимо проверить насос гидроусилителя руля.
Какова стоимость замены насоса гидроусилителя руля?
Если насос гидроусилителя руля вашего автомобиля был поврежден и не подлежит ремонту, его необходимо заменить. На стоимость замены насоса гидроусилителя руля влияет несколько аспектов. Некоторые из этих факторов приведены ниже:
- Первым и самым важным фактором, влияющим на стоимость замены насоса рулевого управления, является тип автомобиля, которым вы управляете. Модель и марка вашего автомобиля оказывают значительное влияние на стоимость замены насоса гидроусилителя руля. Если у вас старая версия автомобиля, то техник может взять высокую цену, потому что механику может быть сложнее найти все необходимые детали. Кроме того, эти детали могут быть более редкими, чем детали нового автомобиля, и на их изготовление может потребоваться больше времени. В этом случае стоимость замены будет высокой.
- Еще одним фактором, влияющим на стоимость замены насоса рулевого управления, является место или район вашего проживания. Ведь в разных районах стоимость всего разная. Прежде чем обратиться к специалисту для ремонта вашего автомобиля, важно получить от него осмотр и оценку стоимости. Таким образом, вы сможете лучше понять стоимость замены.
Общие рекомендации по стоимости замены насоса гидроусилителя руля обычно составляют от $ 200 до $ 350. Эта цена включает в себя стоимость деталей и трудозатраты. Как мы уже говорили, в зависимости от модели вашего автомобиля и района проживания, эта стоимость может быть увеличена.
Преимущества и недостатки гидроусилителя руля
Система рулевого управления имеет следующие основные преимущества и недостатки:
Преимущества системы рулевого управления
- Система рулевого управления обеспечивает контролируемый и точный поворот на дороге
- Она обеспечивает устойчивость рулевого колеса и контроль водителя, что очень полезно в условиях мокрой дороги.
- Гидроусилитель руля позволяет водителю совершать круговые повороты на меньшей скорости.
- Это очень удобно на сложных дорогах или площадках.
- Он обеспечивает отличную устойчивость на прямой
- Система рулевого управления способна прилагать большое усилие
- Эта система обеспечивает легкую смену полосы движения, так как если водитель ведет автомобиль на высокой скорости и хочет быстро сменить полосу движения, то в этом случае система рулевого управления помогает быстро сменить полосу движения.
Недостатки системы рулевого управления
- Система рулевого управления имеет высокую стоимость, так как она состоит из различных компонентов, таких как насос рулевого управления, вал, рулевое колесо, рычаг рулевого управления, рулевая колонка и т.д., из-за чего ее стоимость увеличивается.
- Поскольку она содержит много компонентов, то всегда имеет много шансов выйти из строя.
- Рулевое управление очень сложное.
Гидроусилитель руля в сравнении с ручным рулевым управлением
Ниже приведены основные различия между рулевым управлением с усилителем и ручным управлением:
Раздел часто задаваемых вопросов
Какие бывают типы систем рулевого управления?
Существует три основных типа систем рулевого управления, которые приведены ниже:
- Гидравлический усилитель руля
- Электронная/электрическая система рулевого управления
- Электрогидравлическая система
- Интегральный усилитель рулевого управления
- Рулевое управление со связью
Какова основная функция гидроусилителя руля?
Основная функция системы рулевого управления с усилителем заключается в том, чтобы помочь водителю повернуть автомобиль, увеличивая усилие, необходимое для поворота колес, что облегчает управление или движение автомобиля.
Сколько стоит гидроусилитель руля?
Стоимость гидроусилителя руля варьируется в зависимости от региона, в котором вы живете. Средняя стоимость замены насоса гидроусилителя руля составляет от $480 и $710.
Сами детали составляют большую часть этой цифры и стоят от $340 до $510.
