Усилитель рулевого управления: Усилители рулевого управления автомобилей.

Усилители рулевого управления автомобилей.



Усилитель рулевого управления служит для создания дополнительного силового воздействия, позволяющего уменьшить прикладываемое к рулевому колесу усилие, необходимое для управления автомобилем, а также для повышения маневренности автомобиля и безопасности движения.

На грузовых автомобилях средней и большой грузоподъемности усилители рулевого управления устанавливают в основном для облегчения управления, а на легковых автомобилях высокого класса, кроме того, для предотвращения потери управляемости автомобилем в случае разрыва шины на высокой скорости.

***

Требования к усилителям рулевого управления

Поскольку рулевое управление автомобиля относится к наиболеее ответственному элементу системы управления, усилители руля должны не только обеспечивать комфорт и удобство водителя, но и соответствовать условиям безопасности движения. Немаловажными условиями качества гидроусилителей, как элементов конструкции автомобилей, является их долговечность, удобство технического ухода и эксплуатации.

Усилители рулевого управления должны соответствовать следующим основным требованиям:

• сохранять возможность управления автомобилем и в случае выхода усилителя из строя;
• не препятствовать стабилизации управляемых колес;
• обеспечивать следящее действие;
• поглощать удары и толчки, воспринимаемые автомобилем со стороны дороги и передаваемые на рулевое колесо;
• иметь высокий КПД и использовать минимальное количество мощности двигателя для своей работы.

Кинематическое следящее действие обеспечивает пропорциональность между угловым перемещением рулевого колеса и углом поворота управляемых колес. Иными словами, каждому фиксированному положению рулевого колеса должно соответствовать определенное положение управляемых колес, а при остановке рулевого колеса в каком-нибудь промежуточном положении поворот управляемых колес также должен прекращаться.

Силовое воздействие обеспечивает пропорциональность между силой, приложенной к рулевому колесу, и силой сопротивления повороту управляемых колес. Силовое следящее действие создает водителю «чувство дороги».



Усилитель рулевого управления должен включаться при определенном усилии, прикладываемом к рулевому колесу. Это усилие зависит от сил трения в рулевом механизме и типа применяемого центрирующего устройства. Центрирующее устройство обязательно имеется во всех усилителях, так как оно также не позволяет включаться усилителю при незначительных толчках со стороны управляемых колес. В качестве центрирующих и реактивных устройств в усилителях рулевого управления могут применяться пружины, торсионы, плунжеры, реактивные камеры или их комбинации.

Включение усилителя рулевого управления происходит вследствие обратной связи от управляемых колес, осуществляемой с помощью рулевого привода.

***

Классификация усилителей рулевого управления

На современных автомобилях могут устанавливаться гидравлические, электрические и комбинированные усилители рулевого управления. На выпускаемых ранее грузовых автомобилях некоторых моделей применялись пневматические усилители руля, однако, в настоящее время от таких конструкций отказались из-за ряда недостатков, присущих пневматическим сервоприводам – высокой инертности при срабатывании и неэффективному следящему действию.

В настоящее время на автомобилях наиболее часто применяются гидравлические усилители рулевого управления, которые характеризуются хорошими массогабаритными и динамическими показателями при рабочих давлениях до 15 МПа, небольшим временем срабатывания (0,02…0,05 сек), хорошими демпфирующими свойствами, малой трудоемкостью технического обслуживания.

Электрические усилители отличаются высокой экономичностью, так как энергия потребляется ими только при включении, а также низким уровнем шума, высокими демпфирующими свойствами и быстродействием, легкостью обеспечения переменного реактивного действия в зависимости от скорости движения автомобиля.

Комбинированные усилители рулевого управления в виде электромеханических или электрогидравлических систем устанавливают на многоосных специальных шасси, автопоездах и легковых автомобилях высшего класса. Это перспективные конструкции, сочетающие преимущества гидравлических и электрических усилителей рулевого управления.

***

Гидравлические усилители рулевого управления (ГУР)



Главная страница

• Страничка абитуриента

Дистанционное образование

• Группа ТО-81
• Группа М-81
• Группа ТО-71

Специальности

• Ветеринария
• Механизация сельского хозяйства
• Коммерция
• Техническое обслуживание и ремонт автотранспорта

Учебные дисциплины

• Инженерная графика
• МДК.01.01. «Устройство автомобилей»
•    Карта раздела
•       Общее устройство автомобиля
•       Автомобильный двигатель
•       Трансмиссия автомобиля
•       Рулевое управление
•       Тормозная система
•       Подвеска
•       Колеса
•       Кузов
•       Электрооборудование автомобиля
•       Основы теории автомобиля
•       Основы технической диагностики




• Основы гидравлики и теплотехники
• Метрология и стандартизация
• Сельскохозяйственные машины
• Основы агрономии
• Перевозка опасных грузов
• Материаловедение
• Менеджмент
• Техническая механика
• Советы дипломнику

Олимпиады и тесты

• «Инженерная графика»
• «Техническая механика»
• «Двигатель и его системы»
• «Шасси автомобиля»
• «Электрооборудование автомобиля»

Какие бывают усилители рулевого управления?

Современный автомобиль сложно представить без усилителя рулевого управления. Ведь легкость вращения «баранки» — один из важнейших потребительских параметров. Разные производители предлагают различные варианты усилителей. Чем они отличаются друг от друга?

Первые усилители были использованы серийно в 30-х годах ХХ века на грузовиках. Тогда водитель уже с трудом справлялся с поворотами колес, несмотря на огромный диаметр «баранки», и даже помощнику шофера (тогда существовала и такая должность) помимо обязанностей по обслуживанию автомобиля добавили новую повинность – в крутых виражах он помогал крутить руль. По сути, машиной управляли «в четыре руки».

Пневматический усилитель руля

Поскольку в тормозах работал сжатый воздух, решение лежало на поверхности — сделать усилитель пневматическим.  Такие устройства были просты и дешевы, но очень шумны. При этом точно спрогнозировать, насколько надо крутить «баранку», чтобы вписаться в поворот, мог только очень опытный водитель. Дело в том, что пневматика работала по принципу «включено-выключено» — если руль повернуть чуть-чуть, усилитель не работал, на больших же углах «баранка» уже не сопротивлялась вращению, а уже сама рвалась из рук и колеса мгновенно выворачивались полностью. А попадись на дороге яма или выбоина, колеса из-за большой упругости воздуха могли повернуть, куда им вздумается.

Гидравлический усилитель руля

Поэтому в середине столетия воздух сменила жидкость. Гидравлические усилители лишены недостатков предшественника. Приводимый двигателем насос создает необходимое давление. Распределитель, связанный с рулевым валом, отслеживает угол поворота «баранки» и сопротивление на ней, дозируя количество масла, направляемого в дополнительное устройство, которое и поворачивает колеса. Оно может стоять отдельно от рулевого механизма или составлять с ним единое целое. В последнем случае гидроусилитель называют интегральным. Его-то в основном и применяют на легковых автомобилях — от «Лады» до «Мерседеса».

Гидроусилитель еще и сглаживает толчки от неровностей дороги, приходящие на «баранку». При этом «гидравлика» настолько эффективна, что позволяет удержать машину на дороге, даже если вдруг лопнет покрышка и сопротивление на рулевом колесе резко многократно возрастет. Улучшается маневренность — от упора до упора «баранку» крутить надо меньше.

Минусы гидроусилителя вытекают из его сложности. В нем необходимо контролировать уровень жидкости, следить за герметичностью магистралей, менять масло и т.п. Насос усилителя работает постоянно, независимо от того, поворачивает водитель руль или нет. Значит, двигатель теряет впустую ни много ни мало около 7% мощности (для городской микролитражки — существенная цифра). Давление в системе напрямую зависит от оборотов коленвала. Поэтому при маневрах на малых скоростях или при быстром вращении «баранки» производительности насоса не хватает. Руль, как говорится, «закусывает». А на трассе он, наоборот, становится «пустым», теряется «чувство дороги» — ведь при высоких оборотах мотора усилитель работает по максимуму, чтобы решить эту проблему применяют специальные устройства (насос с переменной производительностью, различные клапаны, модуляторы и т.д.), усложняя и удорожая и без того сложный механизм. Кроме того, вся система очень тяжелая. Покупателю это не принципиально, а вот конструктор для сохранения заданных параметров автомобиля (ресурс, максимальная скорость и т.д.) вынужден увеличивать мощность двигателя, усиливать другие элементы, что в свою очередь удорожает машину.

Электрогидроусилитель

Электрогидроусилитель лишен большинства недостатков «чистой» гидравлики. Такие устройства устанавливаются, например, на «Ford Focus» второго поколения. По конструкции электрогидравлический усилитель аналогичен гидравлическому, но только давление в нем создает насос, приводимый не двигателем машины, а собственным электромотором. Его работой руководит электроника. Иногда водитель даже сам может выбрать режим работы. Например, «городской» (руль работает легче) или «движение по трассе» (руль становится «тяжелее», что повышает точность управления на высоких скоростях). Производительность электрогидроусилителя не зависит от оборотов мотора, его мощность теряется только на привод генератора, но масса системы в целом и ее сложность остаются на прежнем уровне. Таким образом, электрогидроусилитель – переходный вариант от гидравлики к электроусилителю.

Электроусилитель руля

Электрический усилитель год от года все популярнее. Им оснащены большинство автомобилей последних моделей. Его конструкция проще, чем у гидро- и электрогидроусилителя — электромотор просто доворачивает рулевой вал.

Электроусилитель компактен и расположен на рулевой колонке. Командует им электронный блок, собирающий и обрабатывающий сигналы от нескольких датчиков (углы и скорости поворотов «баранки», скорость автомобиля, обороты двигателя и т.п.). Такой усилитель в целом легче и проще своих предшественников, не требует обслуживания‚ но усилие на руле многим водителям кажется искусственным. У них возникает ощущение управления автомобилем в компьютерной игре. Тем не менее большинство изготовителей работает над совершенствованием именно этой системы. Ведь кроме всего прочего, электроусилитель позволяет реализовать большинство новомодных функций: автопарковка, удержание машины в своей полосе, а также будущее использование автопилотов. А это значит, что электрические усилители – самые перспективные.

Что такое усилитель руля и как он работает?

В своей основе усилитель руля представляет собой систему, которая снижает усилие, необходимое водителю для поворота рулевого колеса. Без гидроусилителя рулевое управление большинства транспортных средств было бы чрезвычайно тяжелым, особенно во время маневров на низкой скорости, таких как въезд на парковку, поворот на 90 градусов в городе или маневрирование на переполненной заправке.

История

Первая система рулевого управления с усилителем, устанавливаемая на серийный автомобиль, дебютировала в 1951 Chrysler Imperial, и конкуренты быстро последовали его примеру. Мало того, что усилитель руля сделал очевидное — позволил водителю управлять тяжелым транспортным средством с гораздо меньшими усилиями и большим комфортом, — он также позволил инженерам улучшить реакцию рулевого управления, то есть скорость изменения направления движения автомобиля, когда водитель поворачивает руль.

До того, как стал доступен усилитель мощности, системы рулевого управления автомобилей были настроены так, что требовалось много оборотов руля, чтобы преодолевать крутые повороты или парковаться. Эта медленная передача давала водителям больше рычагов против больших усилий, необходимых для управления передними колесами. Но появление гидроусилителя руля позволило инженерам увеличить передаточное число рулевого управления — насколько сильно нужно повернуть рулевое колесо по отношению к тому, насколько изменяется угол наклона передних колес, — потому что дополнительное усилие на рулевом колесе теперь могло быть компенсировано новой системой. На самом деле, это было больше, чем просто компенсация; управлять автомобилем стало почти легко.

1994 Acura NSX

Дэвид Дьюхерст|Автомобиль и водитель

Однако некоторые автомобили с лучшим рулевым управлением — чистокровные, легкие спортивные автомобили — не имели гидроусилителя руля, например, Acura NSX начала 1990-х годов, Lotus Elise и Exige, а также Alfa Romeo 4C, которая является последним оставшимся новым автомобилем, в котором отсутствует гидроусилитель руля.

Но эти машины обошлись без него из-за небольшого веса и относительно узких шин. И, тем не менее, крутить руль в этих машинах, когда они стоят, может быть довольно муторно.

Гидравлический усилитель руля

Рой Ричи|Автомобиль и водитель

Преобладающим типом усилителя руля с 1950-х до начала 2000-х годов был гидравлический усилитель. Гидравлический усилитель руля использует, как следует из названия, гидравлическую жидкость, которая находится под давлением насоса, приводимого в движение двигателем. Хотя он хорошо служил автомобильному миру в течение тех 50 лет, у этого типа системы есть несколько недостатков: энергия тратится впустую, поскольку насос работает непрерывно, даже когда автомобиль движется прямо и помощь не требуется. Кроме того, гидравлическую жидкость необходимо периодически заменять, и если в какой-либо из гидравлических линий возникает утечка, это не только приводит к беспорядку, но и теряется усилитель мощности. Однако по-прежнему можно управлять автомобилем без работающего гидроусилителя руля.

Рулевое управление с электроусилителем

Рой Ричи|Автомобиль и водитель

Рулевое управление с электроусилителем (EPS) является нормой для современных новых автомобилей. От рулевого колеса к рулевой рейке по-прежнему идет цельнометаллический рулевой вал, который управляет шинами, но все остальное сделано на основе высоких технологий. EPS использует электродвигатель, который получает энергию от электрической системы автомобиля для обеспечения рулевого управления. Этот электродвигатель может быть расположен либо непосредственно на рулевой рейке — такое расположение более дорогое и, как правило, используется в конце спектра спортивных и роскошных автомобилей, — либо прикреплен к рулевой колонке. Датчики определяют крутящий момент или усилие, которое водитель прикладывает к рулю, а компьютер решает, какую помощь необходимо добавить. В большинстве систем компьютер изменяет усилие на рулевом колесе в зависимости от скорости автомобиля: на парковочных скоростях рулевое управление легкое и легко поворачивается, в то время как на скоростях по шоссе усилие увеличивается, давая водителю ощущение большей стабильности и контроля.

Преимущества EPS

Электрическая помощь имеет множество преимуществ: экономия топлива снижается на несколько процентов, поскольку электродвигатель потребляет мощность только тогда, когда это необходимо; устраняет упомянутое выше техническое обслуживание гидравлической жидкости; а также позволяет использовать различные функции. Любая функция помощи водителю или функция удобства, которая включает в себя поворот колес без участия водителя, активируется электроусилителем руля. Такие функции, как помощь в удержании полосы движения, автоматическая парковка и смена полосы движения, а также способность направлять автомобиль вокруг препятствий, используют способность EPS самостоятельно управлять автомобилем, когда это необходимо.

Рулевое управление с электроусилителем — одна из технологий, которая позволит автомобилям самостоятельно управлять.

Рулевое управление с электроусилителем также более терпимо к нестандартным настройкам выравнивания, используя программное обеспечение для распознавания и компенсации увода руля в одну сторону. Он также может автоматически подстраиваться под боковой ветер или рельеф дорожного покрытия, что в противном случае потребовало бы от водителя постоянной корректировки рулевого управления. Более того, автономные самоуправляемые автомобили завтрашнего дня будут полагаться на электроусилитель руля, потому что он позволяет бортовому компьютеру управлять автомобилем в режиме автопилота. Некоторые системы, такие как Super Cruise от Cadillac (на фото выше, пилотируется без участия C/D редактор), уже способны управлять собой при определенных условиях.

Электрогидравлическое рулевое управление

Между гидравлическим и электрическим усилителями рулевого управления существует гибрид двух систем, называемый электрогидравлическим. Он работает как гидравлическая вспомогательная система, только гидравлическое давление создается электродвигателем, а не приводом насоса от двигателя. Это избавляет от жалобы на бесполезную трату энергии, отмеченной ранее, но не включает все функции, возможные с электроусилителем руля. В настоящее время эта система используется лишь в нескольких транспортных средствах, включая несколько тяжелых пикапов.

Если вы хотите глубже погрузиться в механику создания помощи при рулевом управлении в гидравлических или электрических системах рулевого управления, ознакомьтесь с техническим пояснением «Автомобиль и водитель ».

Характеристики рулевого управления

Здесь, в Автомобиль и водитель, мы оцениваем три основные характеристики рулевого управления в каждом тестируемом автомобиле: усилие, реакцию и обратную связь. Два из них — усилие и обратная связь — ухудшились в ранних системах EPS, которые не воспроизводили высокоразвитое, естественное чувство дороги, придаваемое гидравлическими системами. Из-за этого было трудно понять, когда шины автомобиля теряют сцепление с дорогой и начинают скользить.

Хотя такие энтузиасты вождения, как и мы, были, что неудивительно, возмущены этими негативными изменениями, они фактически затронули всех водителей — и до сих пор затрагивают. Существует реальная потребность в живом ощущении через рулевое колесо, когда транспортное средство приближается к пределу своих возможностей — скажем, когда оно вот-вот занесет на скользкой от дождя, снега или льда поверхности. Автомобиль с более коммуникативным рулевым управлением делает водителя более информированным, безопасным и уверенным в любых ситуациях. Тем не менее, хорошая новость заключается в том, что инженеры потратили много времени и усилий на протяжении многих лет на разработку электроусилителя руля и создание сложных алгоритмов, которые точно воссоздают ощущение рулевого управления, утраченное после перехода с гидравлических блоков. Сегодня новейшие системы EPS, особенно от Porsche, Mazda и GM (на Chevy Corvette, Camaro и автомобилях Cadillac), теперь кажутся интуитивно понятными. Они сообщают вам, что делают передние шины, так же точно, как и старые гидравлические системы рулевого управления, что является очень положительным моментом как для автомобилей, так и для их водителей.

Это хорошее средство очистит ваши колеса

Очиститель колес Sonax

16 долларов на Amazon

Очиститель алюминиевых колес Meguiar’s

7 долларов на Amazon

Очиститель колес CarPro Iron X

9001 0 $ 27 в Walmart

Кисть Takavu для детализации колес

Сейчас скидка 40%

12 долларов США на Amazon

Дэйв Вандерверп

Директор по тестированию транспортных средств

Дэйв Вандерверп более 20 лет работает в автомобильной промышленности, занимая различные должности от разработки до консультирования по продуктам, и в настоящее время возглавляет Автомобиль и водитель тестируют автомобили. Дэйву очень повезло начать работу в C/D, так как он случайно отправил незапрошенное резюме в нужное время, чтобы получить работу на полставки, когда он был студентом Мичиганского университета, где он сразу же увлекся миром. автомобильной журналистики.

Что такое усилитель руля и как он работает?

перейти к содержанию

Как работает гидроусилитель руля?

• Посмотреть увеличенное изображение

Все мы любим плавную езду. Легкость руля, ритмичный гул мотора. Если вы когда-либо ездили без гидроусилителя руля, вы знаете, насколько это важно для получения удовольствия от поездки.

Первая система рулевого управления с усилителем была представлена ​​в 1900 году Робертом. E Twyford из Питтсбурга, однако, только после того, как Cadillac выпустил Chrysler Imperial в 1919 году.51, что гидроусилитель руля стал американским стандартом.

Что такое гидроусилитель руля? И как это работает? Давайте углубимся в детали всего, что касается системы гидроусилителя руля.

Что такое усилитель руля

Усилитель руля — это механическое устройство, устанавливаемое на транспортном средстве, которое уменьшает усилие, необходимое для поворота рулевого колеса, облегчая поворот или маневрирование автомобиля на малых скоростях. Существует три основных типа систем рулевого управления с гидроусилителем, таких как рулевое управление с гидравлическим усилителем (HPS), рулевое управление с электроусилителем (EPS) и рулевое управление с гидроусилителем (EPHS).

Наиболее распространенными сегодня системами рулевого управления с усилителем являются HPS и EPS.

Как работает усилитель рулевого управления

Теперь, когда мы рассмотрели различные типы, давайте обсудим, как работают две наиболее распространенные системы.

Гидравлическая система рулевого управления с усилителем

Используя гидравлическое давление, создаваемое насосом с приводом от двигателя, или насосом рулевого управления с усилителем, это давление способствует повороту рулевого колеса. Насос гидроусилителя руля приводится в действие поликлиновым ремнем или вспомогательным приводом, подавая жидкость для гидроусилителя руля под давлением в шланг гидроусилителя руля и, в конечном итоге, доставляя ее к клапану управления гидроусилителем на рулевом механизме.

Жидкость гидроусилителя руля хранится в резервуаре для жидкости, который обслуживается шлангом гидроусилителя руля на стороне низкого давления, возвращающим жидкость под низким давлением.

HPS имеет свои недостатки. Поскольку насос гидроусилителя руля, установленный на большинстве автомобилей, работает постоянно и все время качает жидкость, он тратит впустую мощность. Эта потраченная впустую мощность превращается в потраченное впустую топливо и более высокие выбросы. Системы рулевого управления с гидравлическим усилителем также склонны к утечкам и шумам и обычно приводят к отказу из-за обрыва поликлинового ремня.

Система рулевого управления с электроусилителем

В этой системе электродвигатель заменяет компоненты, из которых состоит HPS. Двигатель, который отделен от двигателя автомобиля, установлен на рулевой рейке или рулевой колонке. Система рулевого управления с электроусилителем часто является предпочтительной системой из-за ее эффективной экономии топлива и более низкого уровня выбросов.

Кроме того, EPS настраивается в зависимости от типа транспортного средства, скорости движения и даже предпочтений водителя, а также устраняет опасность для окружающей среды, связанную с утечкой и утилизацией жидкости гидроусилителя руля.

Наконец, если двигатель выходит из строя или глохнет, электропомощь продолжает работать.

Типы жидкостей для гидроусилителя руля

Тип жидкости для гидроусилителя руля, установленной на вашем автомобиле, зависит от типа жидкости для гидроусилителя руля. Доступны три основных типа жидкостей для гидроусилителя руля:

1. Жидкость для автоматических трансмиссий (ATF)
2. Гидравлическая жидкость на синтетической основе
3. Универсальная жидкость для усилителя рулевого управления

Каждая из этих жидкостей имеет разные стандарты спецификаций и предназначена для работы с определенными системами. Важно понимать, что использование неподходящей жидкости для гидроусилителя руля вашего автомобиля может привести к повреждению системы рулевого управления.

Профессиональное техническое обслуживание гидроусилителя руля

Система гидроусилителя руля вашего автомобиля, хотя и необходима для его работы, является деликатной системой, для правильного обслуживания которой требуется обслуживание профессионалами.

Есть некоторые признаки, на которые следует обратить внимание, если гидроусилитель руля нуждается в обслуживании. К ним относятся:

1. Воющие звуки при повороте колеса
2. Трудность или сопротивление повороту рулевого колеса
3. Утечка красной жидкости под автомобилем

Если вы подозреваете, что что-то не так с вашей системой рулевого управления с усилителем, назначьте встречу с местным представителем Telle Tire, чтобы безопасно и быстро вернуться на дорогу!

2022-11-08T17:24:16+00:00

The Telle Difference

Вы бы отбуксировали свою машину за 100 миль, чтобы получить лечение?

17 августа 2016 года Сэнди С. и ее двухлетняя дочь ехали на запад по I-64 из Сент-Луиса в Канзас-Сити. Когда случилось немыслимое, Сэнди не нужно было дважды думать, чтобы понять, что делать дальше.

Отзывы

Четыре поколения спустя мы по-прежнему движемся по вашему пути.