1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (Пока нет оценок)
Загрузка...

Устройство и принцип работы ГУР.

1. Общий принцип работы ГУР.

В связи с тем, что на ресурсе есть информация по заливке жидкостей в ГУР, решил, что будет нелишне осветить также принцип работы и устройство гидроусилителя руля. В общих чертах, поскольку у каждой конструкции могут быть (и есть) свои особенности, за которыми нужно идти в документацию на агрегат. Нам эти особенности без надобности, поэтому ограничусь общими чертами и базовыми принципами, опуская лишние подробности.
Итак, для чего нам нужен гидроусилитель руля? Для снижения усилия, прикладываемого к рулю для поворота колёс. Достигается это путём создания давления в системе, которое и передаётся на рулевую рейку через гидравлическую жидкость. Жидкости, как известно, славятся своей несжимаемостью, а значит в системе не будет лишних потерь времени и сил. Поэтому очень большой процент усилителей мощности является гидравлическим, и это не только в автомобилях. Кроме ГУРа в авто ставят ещё электрический усилитель руля, который имеет ряд преимуществ, но и не лишён недостатков относительно гидроусилителя (как например, неспособность выдавать большую мощность и перегрев электродвигателя при длительной работе (долгая рулёжка по бездорожью, например). Так что для грузовиков и нормальных внедорожников ГУРы являются стандартом.

2. Устройство гидроусилителя руля.

Для создания давление, понятное дело используется насос, а для управления — клапан. Так что общий принцип таков: в замкнутой системе, заполненной жидкостью, насос нагнетает избыточное давление, которое в зависимости от положения управляющего клапана подаётся в рабочий цилиндр, сдвигая рулевую рейку влево-вправо. Положение управляющего клапана определяется рулём. Избыток давления сбрасывается мимо управляющего клапана (золотник, по-другому) через перепускной клапан прямо в магистраль (что-то вроде обратки в топливопроводе). Ну и конечно, есть бачок с запасом гидравлической жидкости, обеспечивающий нужный объём, поскольку при разных режимах работы требуется разное количество гидромасла, которое и берётся из бачка, туда же возвращая избыточный объём при снижении нагруженности ГУРа.

princip-raboty-gur
Схема устройства ГУР

3. Устройство насоса ГУР.

Теперь пройдемся отдельно по составным частям системы гидроусилителя руля. Наверное, самой часто выходящей из строя частью этой системы является насос, поскольку он работает наиболее напряжённо, создавая постоянно избыток давления в системе. Существует два основных типа насосов:

  • пластинчатый
  • шестерёнчатый.

В первом случае давление создаётся за счёт вращения ротора с подвижными пластинами-лопастями (см. видео)

Схема работы пластинчатого насоса



Суть работы заключается в изменении объёма между ротором, статором, пластинами и торцевыми дисками, которое достигается расположением оси вращения ротора с эксцентриситетом относительно центра статора (т. е. ось смещена в сторону). Соответственно, с одной стороны зазор между ротором и статором больше, чем с другой. Пластины при движении в большей части зазора выдвигаются под действием центробежной силы, а при движении в сторону меньшего зазора задвигаются обратно.
При расширении пространства образуется некоторое разрежение (пониженное давление), которое засасывает гидрожидкость в камеру. Затем, сужаясь, камера подходит к отверстию в сторону нагнетания и жидкость с силой выкидывается туда, образуя повышенное давление в системе.

Этот тип наиболее распространён в автомобилестроении, поскольку имеет лучший КПД, а также может быть двухконтурным (второй контур может подавать давление в гидроподвеску), а также регулируемым.

Во втором случае для нагнетания жидкости в систему используется вращение двух шестерёнок внутри корпуса насоса.

ustroistvo-gidrousilitelya-rulya
Схема работы шестерёнчатого насоса ГУР

Одна из шестерёнок является ведущей, вторая ведомой. При разъединении зубьев образуется разрежение, которое засасывает жидкость в насос. Далее жидкость двигается по внешнему радиусу вращения шестерёнок в промежутках между зубьями и с силой выкидывается в линию нагнетания перед зацеплением зубьев. Этот тип более прост и, как следствие, надёжен в работе.

4. Устройство и принцип работы клапана ГУР.

Для управления подачей жидкости в силовой цилиндр используется управляющий (золотниковый) клапан.

princip-raboty-gidrousilitelya-rulya
Схема системы ГУР с управляющим клапаном (золотником)

Он имеет вход от насоса и два выхода в разные стороны от поршня в рабочем цилиндре (в самом золотнике отверстий больше, для увеличения пропускной способности и, соответственно, скорости передачи давления). При нормальном (прямом) расположении руля и, соответственно, колёс, золотниковый механизм запирает отверстия входа, давление одинаково с обеих сторон поршня. При провороте рулевого вала золотниковый механизм совмещает с помощью пазов отверстия входа и одного из выходов. В результате с одной стороны поршня образуется избыточное давление, толкающее его, а с ним и всю рулевую рейку с рычагами в ту или иную сторону. При выравнивании руля отверстия вновь запираются и давление с обеих сторон поршня выравнивается.

Вкратце пройдёмся по оставшимся элементам, обязательным, но неосновным. Уже упомянутый силовой (он же рабочий) цилиндр представляет собой двухсторонний поршень в камере с раздельными объёмами, в которые с одной или другой стороны поступает гидрожидкость, толкая его своим давлением. Поршень жёстко соединён с рулевыми тягами, которые двигают колёса при движении поршня.
Редукционный (перепускной) клапан, как правило, находится в насосе и служит для сброса избыточного давления, создаваемого насосом, в магистраль в обход рабочего контура (так называемая обратка).
С бачком вообще просто, он обеспечивает резерв жидкости при её активном использовании, в него же возвращается избыточная жидкость при минимальной работе ГУРа.
Да, ещё маслопроводы низкого давления (из резины, которых может не быть, если бачок конструктивно смонтирован на насосе) и гидравлические маслопроводы высокого давления от насоса к управляющему клапану, а от него к рабочему цилиндру (выполняются из металла) и обратно в бачок.

Таков принцип работы ГУР и вытекающее из этого принципа устройство системы гидроусилителя руля. Кроме собственно гидроусилителя может быть ЭУР, то есть электроусилитель руля и ЭГУР — электрогидроусилитель руля. Они имеют свои преимущества и недостатки по отношению к классическому ГУР, но это уже темы для отдельных статей.