Гидроусилитель рулевого управления устанавливается фактически на всех типах легковых автомобилей. Он не только облегчает управление в движении и маневрирование при парковке, ослабляет передачу на руль ударов от неровностей дороги, но и влияет на активную безопасность автомобиля.
В 1925 году Франсис Дэвис (США) запатентовал гидравлический усилитель рулевого управления. В 1933 г. компания General Motors попыталась установить его на автомобиль Cadillac с двигателем V12. Но впервые, гидроусилитель руля на серийном легковом автомобиле появился в 1951 г. Hydraguide – предлагался как опция на Chrysler Crown Imperial, а уже в 1952 г. ГУР стал стандартным оборудованием.
Из названия следует, что данное устройство основано на использовании принципа гидравлики. Давление в системе, создается гидравлическим насосом, приводимым в действие коленчатым валом двигателя и передается жидкостью, которая служит рабочим телом. В конструкции предусмотрен золотниковый клапан (распределитель), который при повороте руля переводит подачу жидкости в ту или иную полость. Распределитель отслеживает усилие на руле с помощью контрольного торсиона, встроенного в разрез рулевого вала, и помогает точно поворачивать управляемые колеса.
Задача разработчиков состоит в том, чтобы сделать вращение рулевого колеса достаточно легким при маневрировании на парковке и более ощутимым, при движении с большей скоростью. А при движении с высокой скоростью, действие ГУР уменьшить до состояния обычного механического рулевого управления. И все это для того, чтобы управление автомобилем стало как можно более безопасным.
Фактически у всех гидроусилителей, вне зависимости от скорости движения автомобиля, коэффициент усиления остается постоянным. Однако, у большинства автомобилей поступающих на рынок сегодня, устанавливаются системы с переменным коэффициентом усилия на руле. Степень усиления изменяется в зависимости от скорости движения автомобиля. Такие ГУР обеспечивают точную и быструю реакцию при движении автомобиля на больших скоростях и требуемое усилие при маневрировании автомобиля с малой скоростью.
Это достигается использованием рейки рулевого механизма с переменным передаточным отношением зубчатого зацепления (ZF). Для этого по длине рейки изменяется шаг и диаметр делительной окружности зубьев, а на шестерне шаг зубьев остается постоянным. Когда колеса выставлены для движения автомобиля прямо, передаточное число рулевого механизма равно единице и коэффициент усиления наименьший, но по мере приближения рулевого колеса к его крайним положениям, возрастает передаточное число и усиление, необходимое для поворачивания колес.
Гидроусилитель рулевого механизма, управляемый компьютером, также перестает быть чем-то необычным. Такие системы рулевого управления обрабатывают информацию от спидометра автомобиля. Их работа определяется числом оборотов двигателя и скоростью движения автомобиля. Компьютер анализирует поступающие сигналы с датчиков и вычисляет требуемый на каждый момент коэффициент усиления, который реализуется с помощью электрогидравлического модулятора давления. Кстати, система активного рулевого управления от BMW представляет собой обычный реечный механизм с гидроусилителем (Servotronic), где рулевой вал разъединен, и в него встроена планетарная передача, корпус которой может вращаться с помощью электродвигателя. Когда последний не работает, сателлиты соединяют вал и шестерню рулевого напрямую, если же электромотор вращается, то он через «червяк» поворачивает эпициклическую шестерню и в зависимости от направления вращения увеличивает или уменьшает число оборотов на выходном валу. Такая конструкция позволяет менять передаточные числа в весьма широком диапазоне.
Последние разработки – электрические и электрогидравлические усилители. Они обычно легче гидравлических и экономичнее. Ведь привод насоса обычного усилителя вне зависимости работает постоянно, «воруя» несколько лошадиных сил и чуть топлива. Электричество же потребляется только в те моменты, когда срабатывает мотор электроусилителя или включается электрический насос электрогидравлического усилителя. Не последнюю роль в популярности этих систем играет простота управления – электронике проще работать с реле, чем с клапанами.
Обслуживание гидравлического усилителя руля
Как правило, рулевой механизм с гидроусилителем обладает высокой надежностью и не требует, кроме замены жидкости и ремня, какого либо обслуживания во время эксплуатации автомобиля. Даже в случае выхода из строя насоса усилителя, движение на автомобиле можно продолжить, хотя для поворачивания рулевого колеса в этом случае потребуется прикладывать значительно больше усилий.
Причиной отказа гидроусилителя чаще всего является обрыв приводного ремня насоса. Так что проверяйте состояние ремня регулярно, он может быть слабо натянут или изношен. Одним из признаков слабого натяжения ремня является появление отдачи (обратного толчка) на рулевом колесе. Обычно, это заметнее всего при движении автомобиля с места и когда колеса повернуты до отказа.
Необходимо также поддерживать на должном уровне количество жидкости в расширительном бачке ГУР. При необходимости, долить жидкость, но только ту, которая указана в руководстве по обслуживанию Вашего автомобиля. В продаже имеется много разных жидкостей для гидроусилителей, но помните: неподходящая жидкость может нанести непоправимый вред гидравлической системе.
Так как жидкость используется не только как рабочее тело гидросистемы, но и как смазочный материал, очень важно, чтобы ее уровень не опускался ниже нормы, в противном случае насос может выйти из строя. Следите также за чистотой жидкости. Грязная и горелая жидкость быстро разрушит насос и уплотнения гидросистемы, что обязательно повлечет дорогостоящий ремонт. Замена жидкости в ГУР требуется не часто. Обычно эта процедура по регламенту предусматривается через 60 – 90 тыс. км. Хотя на практике, идеальные сроки 50 – 60 тыс. км., или раз в два года. Именно на этом пробеге жидкость гидравлической системы становится явно грязной, а на фильтре появляются отложения и частички разного мусора.
Наиболее частой неисправностью гидроусилителей является течь жидкости. Устранение такой поломки на первом этапе, как правило, не дорогостоящая процедура. Но есть водители, которые позволяют автомобилю с таким дефектом передвигаться достаточно долго, утверждая, что в определенных случаях дешевле доливать жидкость в ГУР чем его ремонтировать. Ответ один – «каждому свое», но намного безопасней устранить такую неисправность сразу. Как мы уже упоминали, гидроусилитель не требует особого обслуживания, но тем ни менее, регулярно осматривайте узлы системы со всех сторон для своевременного обнаружения возможных подтеканий из трубопроводов, штуцеров и других деталей. Производя проверку, поворачивайте рулевое колесо из одного крайнего положения в другое и обязательно выясните, нет ли касания трубок и шлангов ГУР с деталями шасси и подвески. Кстати, необходимо избегать удержания рулевого колеса в крайних положениях, это может вызвать перегрев масла.
Небольшие течи зачастую можно устранить, используя специальные герметизирующие добавки, которые имеются в продаже, но это кратковременная мера. В случае неисправности насоса его можно отремонтировать, воспользовавшись ремонтным комплектом новых сальников. Хотя, если насос сильно изношен, замена сальников мало что изменит. Таким образом, становится ясно, что намного дешевле ГУР обслуживать своевременно.
Плановое обслуживание системы гидроусилителя обеспечивает надежную работу этого агрегата на протяжении 300 – 400 тыс. км. А для этого необходимо вовремя заменить жидкость и приводной ремень.