Автоновости
ДТП
Тест-драйвы
Бортжурнал
ПДД
Экзамен

Усилитель руля: виды и классификация усилителей рулевого управления, их назначение и система, схемы

Современные легковые и грузовые авто оснащены усилителем рулевого управления. Главной задачей этого механизма является снижение усилий, которые прилагаются для того, чтобы рулить. В этой статье вы узнаете о классификации и видах усилителей, принципах работы каждого из них, а также преимуществах и недостатках.
Усилитель руля: виды и классификация усилителей рулевого управления, их назначение и система, схемы
Фото: Auto.TodayAuto.Today
Что такое усилители рулевого управленияФункции и требования к усилителю руляВиды усилителей Электроусилитель руляГидроусилитель руляКомбинированный усилительМеханическийПневмоусилительvar index=document.getElementsByClassName('index-post');if (index.length>0){var contents=index[0].getElementsByClassName('contents');if (contents.length>0){contents=contents[0]; if (localStorage.getItem('hide-contents') === '1'){contents.className+=' hide-text'}}}
Что такое усилители рулевого управления
Механизм представляет собой систему в рулевом управлении, которая обязательно присутствует в грузовых автомобилях и часто встраивается в легковые. Разработан он был в целях обеспечения комфорта водителям, так как габариты транспортных средств становились всё больше, и управлять ими становилось сложнее, поэтому верным решением было внедрить в систему управления механизм усилителя.
Функции и требования к усилителю руля
Данная система предназначена для упрощения управления автомобилем за счёт снижения приложенных усилий водителем при вождении. Также устройство помогает улучшить маневренность транспортного средства. Также система должна поглощать все удары во время передвижения транспорта, которые направляются к рулевому колесу.
Важно! Запрещено удерживать руль в крайнем левом или правом положении с гидроусилителем в течение длительного времени. Это может привести к неисправности нагнетательного насоса.
Все рулевые усилители должны соответствовать следующим требованиям:
возможность управления машиной в случае выхода из строя механизма;не мешать стабилизации управляемого колеса;способствовать следящему действию;не растрачивать много мощности двигателя для нормального функционирования.
Виды усилителей
Нынешние автомобили даже в базовой комплектации оснащены таким необходимым элементом, как усилитель руля. Ниже подробнее рассмотрена классификация агрегатов. Все они имеют различное строение, схему, назначение, принципы работы и применение.
Бывает несколько видов усилителей рулевого управления в зависимости от энергии, которую они используют для движения:
электроусилитель;гидроусилитель;комбинированный;механический;пневмоусилитель.
Электроусилитель руля
Этот вид усилителя руля в последнее время набирает всё большую популярность и состоит из:
рулевого вала с торсионом;электродвигателя;электронного блока;бесконтактного датчика (создающего крутящий момент);датчика положения ротора.
Устанавливают электроусилитель на рулевом валу, части которого связывает друг с другом торсионный вал с датчиком крутящего момента. Когда вращается рулевое колесо, скручивается торсионный вал и регистрируется бесконтактным датчиком. После обработки всех данных, полученных с этих приборов, процессор вычисляет усилие, которое необходимо, и запускает команду для электродвигателя.
У этого механизма есть ряд преимуществ:
Простая конструкция и несложное обслуживание.Небольшие размеры.Экономичность, так как запускается только при вращении рулевого колеса.Лёгкая настройка.
Знаете ли вы? Первый патент на установку гидроусилителя руля получил Фредерик Ланчестер в 1902 году. Однако первый работающий образец предоставил инженер в 1925 году.
Однако присутствуют определённые недостатки, связанные с работой электрического усилителя, а именно:
недостаточная мощность;в трудных условиях работы перегревается;в случае отказа создаётся опасность для водителя и пассажиров;высокая цена.
Гидроусилитель руля
Гидравлический привод является одним из самих распространённых и устанавливается на большинство машин.
Его конструкция состоит из:
насоса регулятора давления;бачка с гидравлической жидкостью;силового цилиндра;золотника.
При движении автомобиля прямо, золотник удерживается в крайнем положении за счёт пружин. В этот момент все его каналы открыты.
Во время поворачивания, когда начинают вращать рулевой диск, винт крутится и попадает в шариковую гайку. Он сдвигает плунжеры с золотником и подшипниками, и вместе с этим сжимается пружина. Золотник с винтом перемещаются до тех пор, пока подшипники не упрутся в корпус. Тогда начинает двигаться шариковая гайка с поршнем и рейкой, как будто закручиваясь на винт.
Во время движения золотника главный канал соединён с одним из боковых, а тот, в свою очередь, прикреплён к сливу. Когда поршень сместится, напряжение передастся от рейки к сектору и дальше к сошке. Масло побежит из насоса в полость гидроцилиндра и надавит на поршень, чтобы он сдвинулся и облегчил усилие, которое оказывают на руль.
Рекомендуем для прочтения:
Что лучше: электроусилитель руля или гидроусилитель?
Почему слышен шум от гидроусилителя руля и как от него избавиться?
Гидроусилитель руля: ремонт своими руками
Как выполнить ремонт насоса гидроусилителя руля вне СТО?
Когда рулевая ось перестаёт крутиться, винт больше не ввинчивается в гайку, поршень оказывает минимальное давление, при этом золотник поднимается в верхнее положение. Все каналы сразу откроются, и масло пойдёт на слив, а механизм прекратит работать.
Если двигатель не работает, то насос не будет качать масло и усилитель не сработает.
Такой механизм имеет ряд преимуществ:
высокая мощность;низкая стоимость производства, что положительно сказывается на цене авто в целом.
Однако существуют и некоторые недостатки:
большие размеры;перегрев масла при задержании руля в крайнем положении, что приводит к поломке;необходимость проведения технического обслуживания;механизм не подстроится под условия работы;на высоких скоростях ослабевает обратная связь.
Узхнайте, как устроен насос рулевого управления.
Комбинированный усилитель
Такой механизм также называется гибридным, потому что принцип его работы основан на гидравлике и электрике.
Такой привод состоит из:
электронного блока управления;насоса с электродвигателем;бочки;шлангов;распределителя;блока цилиндров.
Принцип действия такой же, как у гидравлического усилителя. Разница будет в том, что гидронасос не зависит от работы двигателя самого автомобиля, а запускается непосредственно электродвигателем, и только тогда, когда это необходимо. Например, при поворотах включится электродвигатель, который вращается от генератора, и после этого подключается насос.Главным недостатком является то, что существует возможность отказа в работе при неисправности электрооборудования или сбое в электронике.
Основными преимуществами такого механизма являются:
информативность;точность;экономия топлива;эффективность.
Важно! Для того чтобы насос на гидравлике не вышел из строя, необходимо следить за уровнем жидкости, которая используется как смазочный материал, и вовремя пополнять её запасы. При этом потемнение жидкости не говорит о том, что нужна срочная замена.
Механический
Механический усилитель руля состоит из набора различных шестерён в корпусе. Эффект усиления и облегчения управления с использованием такого механизма состоит в изменении передаточного числа вращения.
В настоящее время этот вид не используется из-за сложности и ненадёжности конструкции, а также из-за повышенного уровня шума во время работы.
Пневмоусилитель
Такие усилители были достаточно популярны в 50-е годы и устанавливались на грузовых авто с пневматическими тормозами. Однако со временем их заменили на другие агрегаты и перестали применять.
Конструкция усилителя состоит из:
силового цилиндра;воздухораспределителя;рычажного следящего механизма;воздуховодов с соединительной арматурой;дополнительного воздушного баллона.
а — механизм включения; б — схема; 1 — силовой цилиндр; 2 — промежуточный рычаг; 3 и 6 — продольные рулевые тяги; 4 — ведущий рычаг; 5 — рычаг рулевого управления; 7 — тяга привода воздухораспределителя; 8 — воздухораспределитель; 9 — цилиндры воздухораспределителя; 10 — пружина рычажной системы; 11 — гайка; 12 — кольцевая гайка; 13 — втулка; 14 — шток; 15 — хомут; 16 — палец ведущего рычага; 17 — коромысло воздухораспределителя; 18 — установочный болт; 19 — регулировочный винт; 20 — контргайка
При помощи поворота крана питающей магистрали включается усилитель воздуха.
При небольших усилиях или движении по хорошим дорогам, где нет крутых виражей, вал повернёт оба рычага как единое целое, так как пружина со штоком при этом не сжимается. Коромысло будет находиться в нейтральном положении. Штоки обоих каналов под действием пружин будут опущены книзу. Пневматика в этом случае не срабатывает.
Знаете ли вы? В 1955 году в сфере автомобилестроения появилась телескопическая регулировка руля для удобства водителя при управлении авто. С её помощью глубина крутящего механизма изменялась до 8 см.
При увеличении давления на рулевом колесе пружина начнёт деформироваться, и рычаг сместится на расстояние между отверстием и гайкой. Он переместит тягу назад или вперёд и повернёт коромысло. Одна из полостей цилиндра соединится с воздушным баллоном.
Воздух начнёт поступать в цилиндр, надавит на поршень и переместит его вместе со штоком вперёд. Через тягу и рычаг давление переходит на рулевую трапецию и помогает поворачивать колёса.
Среди основных преимуществ механизма:
простота устройства и обслуживания;взрыво- и пожаробезопасность;надёжность в любых окружающих условиях;возможность передавать сжатый воздух другим потребителям;не нужны защитные устройства от перегрузки.
Главными недостатками являются:
высокая стоимость;большие габариты и вес;невозможность обеспечения стабильной скорости;уровень шума превышает допустимые значения.
Теперь вы знаете, что усилитель руля существенно облегчает управление транспортным средством. Практически все современные авто оснащены этим механизмом и создают более комфортные условия для водителя во время езды. Различные виды имеют отдельные принципы работы, основанные на функционировании специальных механизмов.