Гидроусилитель руля

Основная статья в Следящий гидропривод

Гидравлический усилитель руля (ГУР) в автомобильная гидравлическая система, часть рулевого механизма, предназначенная для облегчения управления направлением движения автомобиля при сохранении необходимой «обратной связи» и обеспечении устойчивости и однозначности задаваемой траектории.

Гидроусилитель руля устроен так, что при отказе усилителя рулевое управление продолжает работать (хотя руль при этом становится более «тяжёлым»).

В отечественной автопромышленности впервые был применён на автомобиле ЗИЛ-130.

  Назначение и устройство гидроусилитель автомобиля ЗИЛ.

Чтобы уменьшить усилия, затрачиваемые при повороте рулевого колеса, смягчения ударов, передающихся на рулевое колесо при наезде управляемых колес на неровности дороги, и повышения безопасности при разрыве шин переднего колеса, в конструкцию рулевого управления некоторых автомобилей вводят специальные гидроусилители.

Устройство

Пример гидроусилителя, совмещённого с рулевым механизмом в гидроусилитель, применяемый на автомобилях ЗиЛ в 130 и ЗиЛ в 131.

Основные части гидроусилителя руля автомобиля ЗиЛ в 130:

• Корпус.
• Корпус золотника.
• Крышки.
• Винт.
• Золотник.
• Упорные шариковые подшипники.
• Плунжеры.
• Пружины плунжеров.
• Регулировочная гайка.
• Шариковая гайка.
• Шарики.
• Поршень с зубчатой рейкой.
• Кольца поршня.
• Зубчатый сектор с валом.
• Регулировочный винт.

Принцип работы гидроусилителя руля автомобиля ЗиЛ в 130:

При прямолинейном движении в золотник за счёт плунжеров и пружин удерживается в нейтральном положении, при этом все каналы открыты. Масляный насос получает вращение от коленчатого вала через ремённую передачу и накачивает масло в усилитель. Из усилителя масло уходит на слив в бак.

При повороте в при вращении руля винт вращается и вкручивается в шариковую гайку. При этом он смещается вместе с золотником и подшипниками и смещает плунжеры, сжимая пружины. Как только подшипники упрутся в корпус, винт с золотником перестанет смещаться, а смещаться начнёт шариковая гайка с поршнем и рейкой, при этом как бы накручиваясь на винт. При смещении золотника центральный канал от насоса останется связанным с одним из боковых каналов, а другой боковой канал останется связанным с каналом слива. При смещении поршня усилие будет передаваться от рейки сектору, а от него через вал сошке. Так как центральный канал от масляного насоса связан с одним из боковых каналов, то масло пойдёт из него в одну из полостей гидроцилиндра и будет давить на поршень, помогая смещать его и облегчая усилие, прилагаемое на рулевое колесо.

При прекращении вращения руля в винт перестаёт вкручиваться в гайку и минимальное движение поршня передаётся на винт и золотник. Золотник возвращается в нейтральное положение. Все каналы открываются, масло от насоса начинает уходить на слив, и усилитель прекращает свою работу. Кроме того, возвращению золотника в нейтральное положение способствуют пружины, давящие на плунжеры и на подшипники.

При увеличении сопротивления повороту в начнёт возрастать давление в линии от насоса через золотник в одну из полостей гидроцилиндра. Эта линия связана с полостью между плунжерами, где находятся пружины. Повышенное давление будет давить на плунжеры, а они в на подшипники. Плунжеры будут стараться вернуть золотник в нейтральное положение. Часть масла начнёт уходить на слив, а водитель почуствует дополнительное сопротивление вращению руля в следящее действие за усилием.

При неработающем двигателе в насос не накачивает масло и усилитель не работает. Управление может осуществляться. При вращении руля поршень смещается и вытесняет масло из одной полости в другую через обратный клапан, и масло не мешает движению поршня.

Пример гидроусилителя, совмещённого с продольной тягой в гидроусилитель, применяемый на автомобилях МАЗ и КрАЗ в 255.

Основные части гидроусилителя руля автомобиля КрАЗ в 255:

• Цилиндр с поршнем и штоком.
• Корпус пальцев.
• Корпус золотника.
• Золотник.
• Обратный клапан.
• Стакан с сухарями, пальцем и пружиной.
• Палец продольной тяги с сухарями и пружиной.
• Упоры пальцев.

Принцип работы гидроусилителя руля автомобиля КрАЗ в 255:

При прямолинейном движении в золотник находится в нейтральном положении, все каналы открыты и масло от насоса уходит на слив.

При повороте в усилие от рулевого колеса передаётся через рулевой механизм на сошку. Сошка тянет шаровый палец, а он смещает стакан и золотник примерно на 1 мм. Как только стакан упрётся в корпус, усилие будет передаваться корпусу, а от него через другой шаровый палец продольной тяге и далее. Так как золотник сместился, канал от насоса остался связанным только с одной полостью цилиндра, а другая полость осталась связана с каналом слива. Масло, поступающее в цилиндр, смещает корпус за счёт давления в ту сторону, в которую его тянет сошка, облегчая водителю поворот руля. Масло, поступающее в цилиндр, давит на корпус за счёт давления, а опорой для него является поршень и шток, соединенные с балкой переднего моста.

При прекращении поворота руля в золотник возвращается в исходное положение за счёт остаточного давления масла, которое давит на торец золотника. Торцевая полость золотника связана с основным каналом отверстием в бурте.

При увеличении сопротивления повороту в растёт давление в усилителе, которое действует и на торцевую поверхность золотника и старается вернуть его в исходное положение, создавая дополнительное сопротивление на рулевом колесе. Следящее действие осуществляется по принципу остановки вращения руля.

Эксплуатация

Для предотвращения возникновения аварийно-опасных ситуаций, связанных с отказом системы рулевого управления автомобиля, необходимо периодически производить контроль наличия масла в бачке ГУРа. При заметном снижении его уровня, не связанного с температурой, углом поворота колес, наклоном автомобиля и т. п., необходимо проверить герметичность узлов гидравлического контура: шланги, места их вводов и т. д. Для увеличения срока службы элементов ГУРа и системы в целом, рекомендуется один раз в 1в2 года производить замену рабочей жидкости. В инструкции по эксплуатации большинства автомобилей подчеркивается, что нельзя удерживать колеса в крайнем положении более 5сек, так как это может привести к перегреву масла, вплоть до его закипания, и выходу системы из строя.

Сервомеханизмы

Сервомеханизм является разновидностью гидравлического усилителя рулевого управления. Применяются сервомеханизмы на гусеничной технике для уменьшения усилия, прилагаемого на рычаг управления при повороте.

Устройство сервомеханизма трактора Т в 130:

• Корпус.
• Толкатели.
• Поршни.
• Пружины.
• Рычаги с валиками.
• Плунжер.

Принцип работы сервомеханизма трактора Т в 130: При прямолинейном движении в отверстия в поршнях открыты и масло через них уходит от насоса на слив. При повороте в усилие от рычага передаётся толкателю. Толкатель прижимается к поршню, закрывает отверстие в поршне и давит на него. Перед поршнем начинает возрастать давление, за счёт него смещается плунжер и закрывает канал ко второму поршню. Так как масло теперь поступает только к закрытому поршню, давление возрастает настолько, что начинает смещать поршень, от поршня усилие передаётся на рычаг-валик-рычаг-вилка. При отпускании рычага в отверстие в поршне открывается, масло уходит на слив, давление падает, и все детали возвращаются в исходное положение.

См. также

• Электроусилитель руля
• Гидроусилитель крутящего момента