Як відбувається регулювання гідропідсилювача

Last updated Лис 15, 2021

Гідравлічний підсилювач рульового управління автомобіля

Зараз майже кожен сучасний автомобіль обладнується гідравлічним підсилювачем рульового управління. Основне завдання цього механізму полягає в створенні додаткового зусилля на елементи рульового управління для полегшення повороту коліс під час маневрування.

Спочатку гідропідсилювач встановлювався виключно на вантажні авто і с / г техніку з однієї простої причини – без цього механізму управляти вантажівкою або трактором дуже складно. Але з часом ГУР став з’являтися і на легкових авто.

На невеликих швидкостях і при стоянці для повороту керованих коліс водієві на авто без ГУР доводиться докладати значних зусиль, на великий же швидкості опір знижується, тобто для здійснення маневру зусилля з боку водія знижуються.

Підсилювач ж забезпечує однакове зусилля, яке повинен докласти водій, як при малих, так і великих швидкостях. Тому парковка, маневрування при початку руху з гідропідсилювачем керма значно легше.

Гідропідсилювач не тільки підвищує комфортабельність при поїздках але і додатково підвищує безпеку, оскільки дозволяє утримати автомобіль на дорозі в разі пробиття колеса на швидкості.

Також на рульовому механізмі наявність Гура дозволяє зменшити передавальне число. Тобто, знижується кількість оборотів рульового колеса.

Конструкція гідропідсилювача керма

Будь-гідравлічний підсилювач рульового управління, яку б він не мав конструкцію, складається з ряду основних складових елементів:

насос;
розподільчий пристрій;
виконуючий механізм;
трубопроводи;
бачок для рідини;

Всі складові компоненти ГУР з’єднані за допомогою трубопроводів в закриту систему, по якій циркулює рідина під тиском. Саме вона і є головним робочим елементом системи.

Насос включений в схему для створення тиску рідини. У роботу він може приводиться або від шківа коленвала за допомогою пасової передачі, або ж від електродвигуна. Регулювання тиску же здійснюється перепускним клапаном, включеним в систему.

Розподільний пристрій забезпечує перерозподіл потоків рідини, яка подається від насоса. Основним елементом його є золотник, який при переміщенні відкриває і закриває необхідні канали.

Якщо колеса авто встановлені рівно, то золотник з’єднує між собою трубопровід високого тиску, по якому подається рідина з патрубком зворотної подачі. Тобто, рідина від насоса подається на розподільник і відразу повертається назад на нього, не виконуючи ніяких дій. А ось при повороті колеса золотник зміщується, відкриваючи й закриваючи необхідні канали, і рідина направляється на виконавчий механізм.

Цей механізм являє собою гідроциліндр подвійної дії. У ньому є поршень, який розділяє циліндр на дві порожнини. Під час повороту розподільник подає рідину в необхідну порожнину, яка за рахунок тиску змушує переміщатися в необхідну сторону. При цьому поршень пов’язаний з рульовим механізмом, тому при переміщенні він передає зусилля на механізм.

Види і їх конструктивні особливості ГУР

Існує кілька видів гідропідсилювачів, що відрізняються за своєю конструкцією:

ГУР з роздільним конструкцією застосовувався на ряді вантажівок. Особливістю його було те, що розподільник встановлювався на рульовому механізмі, а ось гидроцилиндр встановлювався окремо і був поршнем пов’язаний з рульовою трапецією за допомогою важеля. При повороті рульового колеса золотник розподільного пристрою подавав рідина в необхідну порожнину, і поршень, переміщаючись, тягнув або штовхав важіль рульової трапеції.

На легкових ж авто поширення набула комбінована конструкція гідропідсилювача. Її особливість полягає в тому, що розподільник і гідроциліндр входять в конструкцію рульового механізму.

При цьому поршень циліндра розташовується безпосередньо на рульовій рейці.

При повороті коліс в певну сторону, золотник, зміщуючись, відкриває потрібні канали, рідина надходить в необхідну порожнину і тисне на поршень, той зміщується разом з рейкою.

Принцип роботи гідропідсилювача керма

Тепер більш детально розглянемо принцип роботи комбінованого ГУР.

У розподільному механізмі такого підсилювача використовується золотник поворотного типу. Тобто відкриття і закриття каналів проводиться за рахунок проворота цього елемента навколо осі.

У нейтральному положенні, коли колеса авто встановлені рівно, золотник з’єднує між собою нагнетательную магістраль з трубопроводом зворотної подачі. Крім того відкритими залишаються і канали, які ведуть на порожнини гідроциліндра.

Тобто рідина не тільки циркулює від насоса на розподільний пристрій і назад, вона ще й подається в порожнини, причому в рівних кількостях і з однаковим тиском.

При повороті колеса вліво, золотник провертається, при цьому подає магістраль з’єднується з трубопроводом, який веде до лівої порожнини. Рідина подається в неї і починає впливати на поршень. При цьому золотник з’єднує трубопровід зворотної подачі з правого порожниною, щоб не створювалося протидіє тиску, і рідина з неї йде до насоса.

Якщо кермо викручені не до упору і залишений в такому положенні, золотник повернеться в початкове положення, через що відбудеться вирівнювання тиску в порожнинах і поршень перестане переміщатися.

При повороті коліс вправо відбуватимуться процеси, протилежні описаним.

Недоліком такого гідропідсилювача є те, що тиск, що подається на гідроциліндр однаково як на малій так і великій швидкості. А оскільки при збільшенні швидкісного режиму опір рульового механізму знижується, то це призводить до такого ефекту як «порожній кермо». Результатом такого явища ставати втрата водієм «почуття дороги» через те, що кермо обертається дуже легко.

Щоб позбутися від цього негативного ефекту, в конструкцію ГУР часто включаються електронні елементи, які контролюють роботу підсилювача і регулюють її в залежності від швидкості.

Все досить просто – в систему включений електромагнітний клапан, який працює від електронного блоку управління. ЕБУ зчитує показання датчиків (швидкості, частоти обертання коленвала), і при підвищенні швидкості він подає сигнал на електромагнітний клапан, які плавно знижує тиск рідини, яка подається на розподільник. Тобто, зусилля ГУР на рульовий механізм буде знижуватися.

Гідропідсилювач рульового управління – призначення і конструктивні особливості

Отже, ГУР являє собою проміжний елемент, який здійснює зв’язок гідравлічного і механічного характеру між напрямними колесами і рульовим керуванням трактора, в функції якого входить збільшення маневреності транспортного засобу в процесі руху і зниження зусиль, прикладених для обертання рульового колеса. Поворотний кут керованих коліс в цьому агрегаті полягає в прямій пропорційності з кутом, що мають відношення до повороту самого рульового колеса.

Система ГУР включає в себе такі компоненти:

Бак для робочої рідини, використовуваної в системі;
Насос, що працює під високим тиском і забезпечує подачу масла в дозатор;
Насос-дозатор з Золотниками, що подають масло в сторону силового циліндра;
Силовий циліндр з поршнем, що забезпечує розворот рульового вала пропорційно поворотному кутку керма.

Налаштування ГУР – виконуємо регулювання агрегату

Регулювання можуть бути проведені за такими напрямками:

Зачеплення «черв’як» – сектор »- проводиться за допомогою повороту втулки за годинниковою стрілкою до упору (при середній позиції сошки), з подальшим її поворотом в зворотному напрямку (приблизно на 10-12 мм) і закручуванням фіксуючого болта;
Зачеплення «сектор – рейка» – регулювання досягається за рахунок зниження регулюючих прокладок до формування зазору від рейки до упору в 0,1-0,3 мм;
Затягування гайки на черв’яка – регулюється після попереднього закріплення розподільника фіксують болтами. Сама ж гайка закручується з моментом в 2 кгс / м і наступним відворотом приблизно на 1/12 – 1/10 обороту, аж до сходження отворів на шплінта і черв’яка, після чого шплінта;
Хід осьового типу на поворотному валу – встановлюється за допомогою злегка ослабленою контргайки і закручування регулювального болта в торець вала до його упору, з подальшим відворотом на 1/8 – 1/10 обороту і фіксацією контргайкой;
Запобіжний клапан – налаштовується за допомогою манометра, приєднаного в клапанну кришку або ж магістраль нагнетательного типу, з поворотом регулювального болта на самому клапані аж до отримання тиску в 88 кгс / см2;
Управління блокуючим краном на диференціалі виконується в такий черговості: кран перетворюється на стан «вимкнено» і фіксується; трос закріплюється, після чого витягується назовні муфтою і фіксується спеціальними гвинтами; кран знімається з фіксації; рукоятка переводиться в позицію II, а сам кран повертається в позицію «включено».

Як усунути несправності і зробити регулювання Гура на МТЗ

ГУР МТЗ-82 (гідропідсилювач керма) встановлюється на сільськогосподарській техніці для того, щоб знизити зусилля тракториста, яке він докладає для того, щоб повернути кермо. При цьому маневреність трактора підвищується при будь-яких умовах, в яких доводиться працювати.

У конструкцію Гура МТЗ входять наступні конструктивні елементи:

Корпус, в якому розташовуються ємність, де буде зберігатися потрібне масло, і основи, до яких будуть кріпитися деталі.
Насос, покликаний забезпечити переміщення масла в гідравлічному контурі.
Сектор, прикріплений на поворотному валу, який постійно вступає в контакт з елементом рульового управління.
Поворотний вал, який має 3 точки опори. За допомогою нього рух повороту передається сошці, яка, в свою чергу, з’єднується з передніми колесами техніки.
Рейка, що вступає в контакт з рухомим сектором, вона передає йому поршневе рух.
Золотник, прикріплений між 3 парами плазунів, які тримаються за допомогою спеціальних пружин. Цей елемент кріпиться на кінці черв’яка рульової колонки.
Фільтр, покликаний очищати масло, що переміщається в гідравлічній установці.
Клапан запобігання, передбачений в конструкції для того, щоб не давати тиску потрібної рідини зростати до неприйнятного рівня.

Масло, в свою чергу, змінює положення поршня, а його зусилля, за допомогою рейки, надходить в зубчастий сектор, за допомогою якого проводиться обертання поворотного вала. Коли опір, що виникло при розвороті, спадає, пружини приходять в початкове, розпрямленні положення, а золотник встає на місце, тим самим не даючи більше робочої рідини перетікати в циліндр. Якщо виникає ситуація, при якій опір при повороті не збільшується настільки, щоб перевищити силу стиснення пружин, то гідропідсилювач керма не починає своє функціонування.

Як відбувається регулювання гідропідсилювача

Основні несправності гідропідсилювача керма стосуються в першу чергу зубчастої рейки, сектора і черв’яка. Крім того, переробка Гура МТЗ може знадобитися в тому випадку, якщо в його конструкції була порушена герметичність або запобіжний клапан став непридатним. Якщо при проведенні діагностики складових частин гідропідсилювача керма були виявлені які-небудь несправності, необхідно розібратися, чи може проводитися звичайна регулювання Гура МТЗ або регулювальні операції будуть недостатніми і знадобиться більш ретельний ремонт.

На відрегульована гідропідсилювачі можна «виїхати» досить далеко. Однак при проведенні робіт слід бути уважним і дотримуватися основних правил проведення подібних робіт. В іншому випадку можна зламати важливу деталь. Якщо у вас немає належних навичок, краще довірте питання регулювання фахівцям.

Функції і призначення ГУР

Гідравлічний підсилювач керма (ГУР) являє собою елемент рульового управління, в якому додаткове зусилля при повороті рульового колеса утворюється за рахунок гідравлічного тиску.

Для легкових автомобілів головне призначення ГУР – забезпечення комфорту. Керувати транспортним засобом, оснащеним гідравлічним підсилювачем керма, легко і зручно. До того ж водієві не потрібно для здійснення маневру робити кермом повних п’ять-шість оборотів в сторону повороту. Такий стан речей особливо актуально при парковці і маневруванні на вузьких ділянках.

Збереження керованості автомобілем і пом’якшення ударів, що передаються на кермо в результаті наїзду керованих коліс на нерівності дороги, – ще вона важлива функція гідропідсилювача.

Вимоги до гідропідсилювачу

Для ефективної роботи ГУР до нього висувають такі вимоги:

надійність системи і безшумність при роботі;
простота обслуговування і мінімальний розмір пристрою;
технологічність і екологічна безпека;
невеликий поворотний момент на колесі з автоматичним поверненням в нейтральне положення;
легкість і плавність рульового управління;
забезпечення кінематичного стежить дії – відповідність між кутами повороту керованих коліс і керма;
забезпечення силового стежить дії – пропорційність між силами опору повороту керованих коліс і зусиллям на кермі;
можливість керування автомобілем при виході системи з ладу.

Пристрій гідропідсилювача керма

Гідропідсилювач керма встановлюється на рульовий механізм будь-якого типу. Для легкових автомобілів найбільшого поширення набув рейковий механізм. У цьому випадку схема ГУР наступна:

бачок для робочої рідини;
масляний насос;
золотниковий розподільник;
гідроциліндр;
з’єднувальні шланги.

Бачок ГУР

У бачку або резервуарі для робочої рідини встановлений фільтруючий елемент і щуп для контролю за рівнем масла. За допомогою масла змащуються труться пари механізмів і передається зусилля від насоса до гідроциліндра. Фільтром від бруду і металевої стружки, що виникає в процесі експлуатації, в бачку служить сітка.

Рівень рідини всередині бака можна перевірити візуально в разі, коли резервуар зроблений з напівпрозорого пластика. Якщо пластик непрозорий або використовується металевий бачок, рівень рідини перевіряється за допомогою щупа.

У деяких автомобілях рівень рідини можна перевірити тільки після короткочасної роботи двигуна або при обертанні рульового колеса кілька разів в різні боки під час роботи машини на холостому ходу.

На щупах або резервуарах зроблені спеціальні насічки, як для «холодного» двигуна, так і для «гарячого», який вже працює протягом якогось часу. Також необхідний рівень рідини можна визначити і за допомогою позначок «Max» і «Min».

Насос гідропідсилювача

Насос гідропідсилювача необхідний для того, щоб в системі підтримувалося потрібний тиск, а також відбувалася циркуляція масла. Насос встановлюється на блоці циліндрів двигуна і приводиться в дію від шківа колінчастого вала за допомогою приводного ременя.

Конструктивно насос може бути різних типів. Найбільш поширеними є лопатеві насоси, які характеризуються високим ККД і зносостійкість. Пристрій виконаний в металевому корпусі з обертовим усередині нього ротором з лопатями.

У процесі обертання лопаті захоплюють робочу рідину і під тиском подають її в розподільник і далі в гідроциліндр.

Привід насоса здійснюється від шківа колінчастого вала, тому його продуктивність і тиск залежать від кількості оборотів двигуна. Для підтримки необхідного тиску в ГУР використовується спеціальний клапан. Тиск, який створює насос в системі, може досягати до 100-150 бар.

Залежно від типу управління масляні насоси підрозділяються на регульовані і нерегульовані:

регульовані насоси підтримують постійний тиск за рахунок зміни продуктивної частини насоса;
постійний тиск в нерегульованих насосах підтримує редукційний клапан.

Редукційний клапан являє собою пневматичний або гідродросель, діючий автоматично і контролює рівень тиску масла.

Розподільник ГУР

Розподільник гідропідсилювача встановлюється на рульовому валу або на елементах рульового приводу. Його призначення – напрям потоків робочої рідини в відповідну порожнину гідроциліндра або назад в бачок.

Головними елементами розподільника є торсіон, поворотний золотник і вал розподільника. Торсіон являє собою тонкий пружинистий металевий стрижень, який закручується під дією крутного моменту. Золотник і вал розподільника є дві циліндричні деталі з каналами для рідини, вставлені один в одного. Золотник пов’язаний з шестернею рульового механізму, а вал розподільника з карданним валом рульової колонки, тобто з кермом. Торсіон одним кінцем закріплений на валу розподільника, інший його кінець встановлений в поворотний золотник.

Розподільник може бути осьовим, при якому золотник переміщається поступально, і роторним – тут золотник обертається.

Гідроциліндр і сполучні шланги

Гідроциліндр вбудований в рейку і складається з поршня і штока, що переміщує рейку під дією тиску рідини.

Схема циркуляції рідини в гідропідсилювачі

Сполучні шланги високого тиску забезпечують циркуляцію масла між розподільником, гідроциліндром і насосом. Масло з бачка в насос і з розподільника назад в бачок надходить по шлангах низького тиску.

Принцип роботи гідропідсилювача керма

Розглянемо кілька режимів роботи гідропідсилювача при повороті коліс в будь-яку сторону:

Автомобіль стоїть нерухомо на місці, колеса встановлені прямо. В даний момент гідропідсилювач не працює і рідина просто перекачується насосом по системі (з бачка в розподільник і назад).
Водій починає обертати рульове колесо. Крутний момент від рульового колеса передається на вал розподільника і далі на торсіон, який починає закручуватися. Поворотний золотник в цей момент не обертається, оскільки йому заважає це зробити сила тертя, що перешкоджає повороту коліс. Переміщаючись щодо золотника, вал розподільника відкриває канал для надходження рідини в одну з порожнин гідроциліндра (в залежності від того, куди повернуть кермо). Таким чином, вся рідина під тиском направляється в гідроциліндр. Рідина з другої порожнини гідроциліндра надходить в зливну магістраль і далі в бачок. Рідина тисне на поршень зі штоком, за рахунок чого переміщається рульова рейка і повертаються колеса.
Водій припинив обертання рульового колеса, але продовжує утримує його в повернутому положенні. Рульова рейка, переміщаючись, обертає поворотний золотник і вирівнює його щодо вала розподільника. У цей момент розподільник встановлюється в нейтральне положення і рідина знову просто циркулює по системі, не здійснюючи ніякої роботи, так само як і при прямолінійній положенні коліс.
Водій «викрутив» кермо в крайнє положення і продовжує його утримувати. Даний режим є найбільш важким для гідропідсилювача, оскільки розподільник не може повернутися в нейтральне положення, і вся циркуляції рідини відбувається всередині насоса, що супроводжується підвищеним шумом його роботи. Але варто відпустити кермо, і система прийде в норму.

ГУР влаштований таким чином, що в разі його відмови рульове управління буде продовжувати роботу і можливість керувати автомобілем збережеться.

Періодичність заміни рідини в ГУР

Теоретично робочої рідиною можна користуватися протягом усього терміну експлуатації автомобіля, але рекомендується періодично міняти масло.

Терміни заміни залежать від інтенсивності експлуатації транспортного засобу. При середньорічному пробігу 10-20 тисяч км, досить міняти масло раз в два-три роки. Якщо машина експлуатується частіше, то і зміну рідини потрібно робити частіше.

В результаті експлуатації гідропідсилювача підвищується температура його елементів. За рахунок цього гріється і масло, що призводить до погіршення його фізичних властивостей. Якщо при контролі стану рідини помічені сторонні частинки або запах горілого масла – значить, настав час для заміни.

Обсяг рідини при повній заміні не перевищить півтора літрів. Для рідини заміряють два рівня: холодний і гарячий. Холодний рівень – це точка, при якій температура масла знаходиться в межах від нуля до тридцяти градусів. Гарячий рівень – точка, коли температура рідини варіюється від п’ятдесяти до вісімдесяти градусів.

Переваги та недоліки гідропідсилювача рульового управління

Про переваги гідропідсилювача вже було все сказано Коротко підсумуємо, що він дає:

полегшення керування автомобілем, зниження стомлюваності водія;
пом’якшення ударів, переданих на рульове колесо від нерівностей дороги;
краща керованість і маневреність автомобіля, а значить і підвищена безпека на дорозі.

До недоліків ГУР можна віднести наступні:

постійно працює насос відбирає частину потужності двигуна;
необхідність періодичного обслуговування системи.