Підсилювачі керма - електричні і гідравлічні - журнал За кермом

ГУР проти ЕУРа: експерт «За кермом» детально розглянув техніку, переваги і недоліки підсилювачів керма...
Плюси Гура:
Плюси ЕУРа:

ГУР проти ЕУРа: експерт «За кермом» детально розглянув техніку, переваги і недоліки підсилювачів керма різних типів.
На зорі історії автомобіля ніяких підсилювачів рульового управління не було. Тому для повороту керованих коліс щодо важких екіпажів застосовували рульовий механізм з великим передавальним відношенням. Рульове колесо могло робити від упору до упору п'ять і більше оборотів. І, як вчить теорія і підтверджує практика, повертати на місці завжди важче, ніж в русі. Інженерні уми вирішили цю проблему на початку минулого століття, спочатку запатентувавши, а пізніше і освоївши промислове виробництво гідравлічних підсилювачів керма (ГУР).

Як влаштований ГУР

Гідравлічний підсилювач рульового управління запанував на автомобілях століття тому і до сих пір не хоче здавати позицій. Причому гідравлічний підсилювач поєднується як з сучасними рейковими керманичами механізмами, так і з більш класичним рульовим редуктором з рульовою трапецією.

Рульовий механізм Lada 4x4 з гідропідсилювачем керма: 1 - рульова трапеція; 2 - рульовий механізм; 3 - рульова колонка; 4 - рульове колесо; 5 - кронштейн насоса ГУР; 6 - насос; 7 - бачок.

Рульовий механізм Chevrolet Lacetti: 1 - насос ГУР; 2 - бачок; 3 - рульове колесо; 4 - рульова колонка; 5 - рейковий рульовий механізм з гідропідсилювачем.

У випадку з рейкової конструкцією гідропідсилювач рульового управління вбудований в рульовий механізм. Запас робочої рідини ГУР знаходиться в бачку, розташованому в моторному відсіку. Для контролю рівня рідини на напівпрозорому корпусі бачка нанесені мітки MIN і MAX.

Насос гідропідсилювача закріплений на кронштейні блоку циліндрів двигуна. Шків насоса приводиться в обертання полікліновим ременем від шківа колінчастого вала двигуна.

Матеріали по темі

Робоча рідина з бачка забирається насосом і подається під високим тиском до розподільного пристрою (розподільника), розташованому у верхній частині картера рульового механізму і механічно сполученого з валом рульового управління. На зубчастої рейки рульового механізму закріплений поршень гідроциліндра. При повороті рульового колеса розподільний пристрій з'єднує одну з камер гідроциліндра з нагнітальної магістраллю насоса, а іншу камеру - із зливною магістраллю. При цьому поршень гідроциліндра через різницю тисків робочої рідини переміщує рейку вліво або вправо і, через кермові тяги і важелі поворотних кулаків, повертає керовані колеса автомобіля. При відмові гідравлічного підсилювача можливість керування автомобілем зберігається, але при цьому збільшується зусилля на рульовому колесі.

Іноді застосовується система зі змінним посиленням в залежності від швидкості автомобіля. На малій швидкості система забезпечує максимальне посилення для полегшення поворотів і маневрування при парковці. На високій швидкості посилення рульового управління зменшується для підвищення курсової стійкості автомобіля. Ефект досягається за рахунок зміни витрати рідини через насос. Електронний блок системи рульового управління отримує сигнали: про швидкість автомобіля - від блоку системи управління двигуном; про вугілля повороту рульового колеса (для розрахунку кутової швидкості рульового колеса) - від датчика, розташованого в нижній частині вала рульового управління. Обробивши сигнали, блок видає керуючий сигнал на електромагнітний голчастий клапан насоса, який регулює витрату робочої рідини через насос. Тобто - зверніть увагу - навіть старий добрий ГУР вже намагаються комплектувати електронними системами, які впливають на зусилля, що розвивається таким помічником.

Плюси Гура:

відпрацьована конструкція;
надійність;
висока потужність (саме тому їм комплектують вантажівки);
ремонт окремих елементів відносно дешевий;
проста і зрозуміла для водія характеристика потужності - багато водіїв вважають його більш комфортним.

Недоліки Гура:

безперервно відбирає потужність двигуна, незалежно від потреб водія. В результаті середня витрата палива вище, ніж у аналогічного авто з електропідсилювачем;
потребує обслуговування (заміна рідини і приводного ременя);
захаращує моторний відсік і ускладнює обслуговування автомобіля;
чутливий до повороту керма до упору (пікове навантаження на вузол).

Як влаштований ЕУР

Застосування електричного підсилювача стало можливим відносно недавно в результаті розвитку автомобільної електроніки. З появою швидких, ємних і енергоефективних лічильно-обчислювальних пристроїв стало можливо зробити так, щоб електродвигун допомагав нам обертати кермо. Причому електродвигун цей може мати різні конструкції, що визначає тип передачі потужності до рульового механізму.

На багатьох автомобілях використовують звичайні електродвигуни постійного струму, які через оборотний черв'ячний редуктор повертають рульовий вал.

Рульове управління автомобіля Kia cee'd минулого покоління: 1 - рульове колесо; 2 - рульовий вал; 3 - електродвигун і редуктор електропідсилювача; 4 - рульовий механізм.

Матеріали по темі

Такий підсилювач включає в себе електродвигун, блок управління, торсіон, датчик крутного моменту і червячную передачу, пов'язану з валом рульового управління. За кутом закручування торсиона датчик визначає величину крутного моменту на валу рульової колонки і подає відповідний сигнал блоку управління електропідсилювача. Блок управління, в свою чергу, подає відповідний сигнал на електродвигун, регулюючи напрямок його обертання і потужність. При зміні потужності електродвигуна змінюється додаткове зусилля на валу рульової колонки.

Ступінь посилення залежить від швидкості автомобіля, крутного моменту на кермовому колесі і від кута його повороту. При збільшенні швидкості автомобіля момент, створюваний електропідсилювачем, зменшується. Електропідсилювач працює тільки при працюючому двигуні. Електродвигун підсилювача споживає енергію тільки при повороті рульового колеса. У разі виходу з ладу електропідсилювача автомобіль повністю зберігає керованість, при цьому рульове колесо стає кілька «важче», ніж на автомобілі без електропідсилювача, оскільки з'являється додаткове навантаження у вигляді вільно обертового ротора електродвигуна.

На деяких вітчизняних автомобілях встановлюють електродвигуни електропідсилювача керма з так званим прямим приводом. Це коли вісь електродвигуна являє собою частину рульового вала. Само собою, двигун доводиться використовувати набагато більш потужний, та ще й з високою точністю позиціонування вала по куту повороту. Зате конструкція механічної частини гранично проста.

Рульове управління автомобіля Lada Priora: 1 - рульове колесо; 2 електричний підсилювач; 3 - рульовий механізм.

Електропідсилювач цього типу має деякі конструктивні особливості. Наприклад, електропідсилювач може відключатися:

при зниженні напруги бортової мережі;
при низьких оборотах холостого ходу двигуна;
при відсутності сигналу з датчика швидкості автомобіля і частоти обертання колінчастого вала двигуна.

Такі відключення закладені в алгоритмі роботи електропідсилювача і не є ознаками несправності.

Плюси ЕУРа:

економія енергії (працюють тільки «на вимогу»);
простота компонування і менша маса;
ідеальна сумісність з усіма сучасними системами, починаючи від автопарковки і закінчуючи системою утримання смуги;
система повністю обслуговується, що знижує витрати на ТО;
ремонт системи гранично простий - модульна заміна.

Недоліки ЕУРа:

зусилля на кермі здається занадто штучним, що не подобається досвідченим водіям;
існують схеми, де електропідсилювач керма встановлений в самому низу, на рульовому механізмі і піддається дії солоної і брудної води з наших доріг;
складна схема електричного управління підсилювачем знижує надійність вузла в цілому.

висновок

Звичайно, майбутнє - за електричними підсилювачами рульового управління. Адже вже зараз деякі сучасні опції здатні працювати тільки в парі з електропідсилювачем керма. Наприклад, система автоматичного паркування або система утримання автомобіля в смузі руху. Ну а з часом, коли у автомобілів з'явиться безпілотний режим руху, гідропідсилювачі остаточно кануть в Лету.

Помилка в тексті? Виділіть її мишкою! І натисніть: Ctrl + Enter

Помилка в тексті?