Goldenfly.ru

Сравнение различных типов усилителей рулевого управления

Datsun on-DO цвет точнее кориандр › Бортжурнал › ГУР или ЭУР: определяем что лучше?

На старых автомобилях типа Москвич или «копейка» рулевое управление не имело каких-либо вспомогательных приспособлений, позволяющих упростить усилия водителя, направленные на вращение рулевого колеса.

Электроусилитель или гидроусилитель руля

Эти времена остались в прошлом, и теперь каждый автомобиль, сходящий с контейнера, оснащён усилителем руля (электрическим (ЭУР) или гидравлическим (ГУР)).

Стоит разобраться что лучше: ГУР или ЭУР?
Исторические факты

В прежние времена работа водителя была сложной. Поворот руля требовал от человека немалых усилий. Если на легковом автомобиле это было ещё более-менее возможно, то в случае с грузовым транспортом такая проблема стояла достаточно остро.

Российские конструктора впервые оснастили системой гидравлического усилителя руля автомобиль ГАЗ «Чайка». Впоследствии такой системой стали оборудовать уже все обычные серийные автомобили «для народа».

Несколько позже был изобретён электрический аналог усилителя руля. Он должен был улучшить возможности транспортного средства и не иметь недостатков, которые были у ГУР. В настоящее время мнения водителей разделились. Одни считают, что электроусилитель оправдал надежды инженеров и является лучше ГУР. Другие по-прежнему считают, что гидравлическая система гораздо лучше ЭУР. Как же дело обстоит на самом деле? Какие конструкционные особенности ЭУР и ГУР и чем они отличаются? Будем разбираться.
Гидроусилитель руля и принцип его действия

Гидроусилитель руля представляет собой систему, которая состоит из трубопроводов низкого и высокого давления. Благодаря установленному насосу в них циркулирует особая жидкость. В целом алгоритм работы выглядит следующим образом:

поршневой насос под высоким давлением подаёт жидкость (масло) в систему. В движение насос приводится с помощью ремня коленвала;
масло подаётся на распределительный механизм, который связан с встроенным в рулевой вал торсионом. Когда руль не вращается, в гидроцилиндр масло не подаётся. Но с началом вращения рулевого колеса раскрываются масляные каналы, и жидкость поступает в гидроцилиндр. Важно отметить, что именно распределитель считается самой уязвимой частью ГУР, так как он довольно чувствителен к качеству масла;
в полости гидроцилиндра происходит следующее: поступающее масло приводит в движение шток и поршень, которые, в свою очередь, передают его на передние колёса. В итоге получается, что масло передаёт энергию от поршневого насоса к гидроцилиндру;
замыкается вся система с помощью соединительных шлангов. Благодаря этому масло постоянно циркулирует по шлангам высокого и низкого давления. По одним оно движется к гидроцилиндру, а по другим вновь возвращается в масляный бак.

Гидросистема является довольно сложной и капризной. Очень важно, чтобы была соблюдена полная герметичность, был качественный фильтр и необходимый объем масла.

Гидроусилитель руля схема

Водителю непременно нужно следить за натяжением приводного ремня насоса, уровнем жидкости внутри системы и своевременно производить замену фильтра и масла.
Электроусилитель руля и принцип его действия

Электроусилитель руля представляет собой систему, в работе которой принимают участие: электродвигатель, датчик крутящего момента и блок управления. Сама система является довольно компактной и мощной по сравнению с ГУР. К тому же ЭУР анализирует скорость, с которой движется автомобиль и обороты его двигателя. Благодаря этому мощность электродвигателя на малых скоростях является максимальной, а на высоких, наоборот, минимальной. Алгоритм работы выглядит следующим образом:

датчик при повороте рулевого колеса регистрирует данные о вращении торсионного вала;
блок управления после получения и обработки сведений об оборотах двигателя и скорости движения автомобиля, запускает электродвигатель;
электродвигатель максимально облегчает вращение руля в необходимую сторону.

Электроусилитель руля схема

Стоит отметить, что во многих автомобилях предусмотрено отсоединения блока ЭУР от датчика скорости. Для этого существует специальная кнопка. Такой факт позволяет усилителю работать максимально эффективно.
Преимущества и недостатки гидроусилителя

Можно выделить следующие преимущества ГУР:

он обеспечивает комфортную работу водителя на любых скоростях движения;
система выдерживает любые нагрузки, является достаточно мощной для того, чтобы эффективно работать на грузовиках и внедорожниках;
производство гидравлических механизмов дешевле, чем изготовление ЭУР, и поэтому транспортные средства, оснащённые ГУР, стоят на порядок дешевле.

Гидроусилитель руля комплект

Среди недостатков гидравлики громоздкость системы, внимательность к ней при эксплуатации, своевременная диагностика и проведение профилактических мероприятий, а также её зависимость от двигателя, что приводит к определённой трате его мощности. К тому же система не сразу реагирует на действия водителя.
Преимущества и недостатки электроусилителя

Стоит отметить следующие преимущества электроусилителя:

наличие нескольких режимов применения;
экономичность;
компактность;
на работоспособность системы не влияют ни изнуряющая жара, ни сильные морозы;
простота обслуживания;
быстрота реакции на действия водителя.

Недостатком такого механизма можно считать плохую работу и неожиданный выход из строя при движении на плохих дорогах. ЭУР может перегреться и не работать, пока не остынет.

Электроусилитель руля комплект

Мощность у такого типа усилителя руля недостаточная для установки его на грузовики и внедорожники. Поломка устройства грозит вылиться в дорогостоящий ремонт или полную замену механизма.
Сравнительный анализ ГУР и ЭУР

Конечно же, каждый водитель имеет свои предпочтения как в марке автомобиля, так и в типе рулевого управления. Если сравнивать две системы, то ГУР представляет собой более простое устройство, которое не зависит от электронного управления. Оно не имеет программных сбоев и не перегревается на просёлочной дороге.

Читать еще:  Причина белого цвета свечей зажигания

Однако подобная система требует приобретения расходных материалов и их периодической замены: масло, фильтр, шланги и прокладки. Связано это с тем, что многочисленные соединения и уплотнения подвержены высоким нагрузкам, вследствие которых изнашиваются. Важно своевременно производить диагностику состояния системы ГУР и проводить профилактические действия для поддержания её работоспособности.
Устройство электроусилителя руля
Устройство электроусилителя руля

Электроусилители не нуждаются в расходных материалах, не имею соединений, способных вывести систему из строя. Это делает такие устройства более прогрессивными и надёжными.

Если говорить об удобстве управления, то гидравлика обеспечивает лучшую обратную связь и на крутых виражах чувствовать пределы возможностей транспорта. ГУР не реагирует на удары и вибрации на плохой дороге.

ЭУР же требует установки специального демпфера, способного гасить колебания. Вибрации и ударные нагрузки делаются электросистему уязвимой и могут привести к уменьшению срока её службы.

В отношении надёжности и эффективности гидравлическая система не способна выдерживать длительную эксплуатацию в предельных режимах. В крайнем положении руль не должен находиться более 10–15 секунд. В противном случае узел перегреется и отключиться. Для его перезапуска понадобиться время. Также использование гидравлики подразумевает некоторую потерю мощности двигателя.

Управление автомобилем на плохой дороге

ЭУР создают лишь дополнительную нагрузку на генератор и не отбирают у мотора мощность и не тратят при этом дополнительное топливо. Абсолютно спокойно система реагирует и на длительную работу в крайнем положении руля. Отключается электродвигатель только при езде по бездорожью, вязкому снегу и ухабам.

Преимуществом ЭУР также можно назвать наличие нескольких режимов работы:

Настройки довольно легко менять на ходу. Для этого достаточно нажать на специальную кнопку и выбрать нужный режим.

Если говорить о применении усилителей рулевого управления, то ГУР может быть установлен практически на любой автомобиль. А вот ЭУР обладает ограниченным крутящим моментом и его нельзя устанавливать на грузовой транспорт, внедорожники и крупные представительские лимузины.
Jeep Wrangler Recon
На внедорожники не рекомендуется устанавливать ЭУР

Что выбрать: гидроусилитель или электроусилитель руля

Современный автомобиль сложно представить без усилителя рулевого управления, облегчающего водителю поворот руля. На данный момент наиболее популярны два типа усилителей: электрический и гидравлический. Первый появился сравнительно недавно, а второй применяется уже с середины двадцатого века. Конструкция и принцип работы каждого из усилителей имеют свои особенности. Рассмотрим подробно каждое из устройств, выделим их преимущества и недостатки, а также сделаем вывод относительно того, что лучше ГУР или ЭУР.

Электроусилитель рулевого управления

В электроусилителе рулевого управления (ЭУР) дополнительное усилие при повороте рулевого колеса создается за счет электродвигателя.

Устройство и принцип работы электроусилителя руля

К основным элементам электроусилителя относятся:

  • электродвигатель;
  • торсионный стержень и вал рулевой колонки;
  • рулевой механизм (редуктор);
  • датчик положения рулевого колеса;
  • датчик крутящего момента;
  • электронный блок управления.

При повороте водителем рулевого колеса начинает скручиваться торсионный стержень. Датчик крутящего момента измеряет это закручивание, определяет по нему величину момента и передает данную информацию блоку управления. Последний обрабатывает данные с датчиков ЭУР и соотносит их с показаниями других датчиков автомобиля (скорости, оборотов коленчатого вала и т.д.).

Блок управления вычисляет усилие, которое необходимо приложить, чтобы помочь водителю прокрутить руль, и дает соответствующую команду электродвигателю. Последний воздействует на вал рулевой колонки или рулевую рейку, тем самым облегчая вращение руля.

Преимущества и недостатки ЭУР

К основным преимуществам электроусилителя можно отнести:

  • топливная экономичность – ЭУР не отбирает мощность у двигателя и включается только при повороте руля;
  • надежность, связанная с отсутствием гидравлической системы;
  • компактность и простота обслуживания;
  • возможность регулировать характеристики и настройки рулевого управления;
  • возможность реализации автоматического управления автомобилем.

Несмотря на многочисленные плюсы, ЭУР имеет и некоторые минусы. К ним относятся:

  • малая мощность при сохранении минимальных габаритных размеров и стоимости;
  • возможность перегрева и временного выхода из строя при неблагоприятных условиях движения;
  • дорогостоящий ремонт.

Однако следует заметить, что в конструкции современных автомобилей ЭУР постепенно выходит на первое место, вытесняя ГУР.

Гидроусилитель рулевого управления

В гидроусилителе рулевого управления (ГУР) дополнительное усилие при повороте рулевого колеса создается за счет гидравлического привода.

Устройство и принцип работы гидроусилителя руля

Конструктивно ГУР состоит из следующих элементов:

  • бачок с рабочей жидкостью;
  • насос;
  • гидроцилиндр;
  • золотниковый распределитель;
  • соединительные шланги.

Насос гидроусилителя приводится в действие ремнем от коленчатого вала двигателя и подает рабочую жидкость под давлением в золотниковый распределитель. При повороте водителем рулевого колеса распределитель направляет поток жидкости от насоса в левую или правую полость гидроцилиндра. Давление жидкости перемещает поршень гидроцилиндра, осуществляя поворот управляемых колес автомобиля посредством рулевого привода.

Преимущества и недостатки ГУР

Как и ЭУР, гидроусилитель рулевого управления имеет как преимущества, так и недостатки. Основными положительными моментами ГУР являются:

  • восприимчивость к большим нагрузкам, дающая возможность устанавливать ГУР на тяжелых внедорожниках и грузовиках;
  • менее затратное производство устройства (в отличие от ЭУР), что влияет на стоимость автомобиля в целом;
  • комфорт управления транспортным средством на разных скоростях.
Читать еще:  7 причин, почему большой просвет нужнее, чем полный привод

Плюсы – это, конечно, хорошо. А что же с минусами? Имеются и такие:

  • расход мощности двигателя;
  • мелкие поломки, связанные с утечкой рабочей жидкости;
  • необходимость следить за уровнем рабочей жидкости;
  • периодическая замена жидкости;
  • отсутствие возможности регулировать характеристики и настройки рулевого управления.

Чем отличается гидроусилитель руля от электроусилителя

Переходим к сравнительной характеристики ЭУР и ГУР, чтобы в итоге выяснить, что из них лучше.

Для сравнения возьмем следующие параметры: конструкция устройства, удобство управления, надежность и эффективность, сфера применения.

Конструкция устройства

ГУР – достаточно простой механизм, не зависящий от электронного управления и не подверженный программным сбоям. С другой стороны, система гидроусилителя состоит из множества соединений и уплотнений, подверженных износу при эксплуатации. Вследствие этого узел считается менее надежным и требующим регулярной диагностики.

ЭУР, в отличие от ГУР, как правило, расположен непосредственно на рулевом валу и занимает меньше места в подкапотном пространстве. Конструктивно электроусилитель значительно проще ГУР, да и в применении дополнительных расходных материалов не нуждается.

Что касается сбоев в работе электроники, то случаются они довольно редко, а в случае отказа системы предусмотрен аварийный режим работы, который позволяет сохранить управление автомобилем. В гидроусилителе такой режим также предусмотрен.

Удобство управления

Лучшую обратную связь с дорогой обеспечивает ГУР, также он позволяет водителю чувствовать пределы возможностей автомобиля на крутых поворотах.

Чтобы достичь таких же ощущений, ЭУР необходима тщательная калибровка, которую могут обеспечить только производители премиального сегмента.

Таким образом, гидроусилитель более информативен и дает своим владельцам более естественные ощущения от вождения, но управлять им физически тяжелее.

Надежность и эффективность

Часть мощности двигателя автомобиля при использовании ГУР расходуется на привод насоса, который работает постоянно. Поэтому при прочих равных условиях применение гидроусилителя приводит к повышению расхода топлива и к ухудшению динамических параметров. Помимо этого ГУР не может долгое время работать в предельных режимах. При удерживании рулевого колеса в крайнем положении в течение 10-15 секунд произойдет перегрев насоса, что приведет к повышенному износу элемента.

Электроусилитель в этом плане более экономичен: он не отбирает мощность двигателя напрямую и работает только при повороте колес. Дополнительного расхода топлива нет, равно как и ухудшения динамических характеристик автомобиля. Основной причиной отключения ЭУР можно считать перегрев электродвигателя. При этом узел подаст предупреждение водителю и ограничит производительность. В случае продолжения движения ЭУР отключится до полного остывания.

Область применения

Чем могут отличаться механизмы по этому параметру? Категорией транспортных средств, для которых применим тот или иной узел. Например, ЭУР слабый для тяжелых машин: его нельзя устанавливать на грузовой транспорт или тяжелые внедорожники. ГУР подходит для любых типов автомобилей.

Подводим итоги

Согласно приведенной сравнительной характеристике, оба механизма находятся в равных условиях. Что выбрать – дело вкуса и привычки каждого отдельно взятого автолюбителя. Но принимая во внимание тот факт, что электроусилитель был разработан позже гидроусилителя с целью устранения недостатков последнего, можно сделать вывод, что ЭУР немного превосходит ГУР и является более передовой разработкой.

Штурвал по ветру: сравниваем усилители рулевого управления

Казалось бы, усилители рулевого управления делятся лишь на гидравлические и электрические. Однако у этого принципиального деления есть свои подвиды. Причем все они имеют эксплуатационные особенности и дарят различные ощущения при езде.

Удовольствие от вождения конкретного автомобиля сложно описать словами, но можно попытаться объяснить его конструктивными особенностями. Если говорить об информативности рулевого управления, то кроме архитектуры шасси автомобиля в целом важную роль играет тип его усилителя.

Неинформативный, или «ватный», руль, его плохой самовозврат, слабая обратная связь с дорогой и так далее — все эти моменты зависят в первую очередь от конструкции рулевой системы. Основополагающую роль здесь играют потери на трение и паразитный момент инерции.

рулевое управление

Эталонная система — гидравлический рулевой редуктор. Это механизм так называемого типа «винт — шариковая гайка». Зачастую его применяют на грузовом транспорте и автобусах, но раньше его также ставили и на дорогие седаны, например на Mercedes-Benz с кузовным индексом W124. Механизм отличается минимальным внутренним трением и дополнен гидравлическим усилителем. При повороте руля вращается входной вал редуктора с винтовыми канавками. Такие же сделаны и на внутренней части закрепленной на нем гайки. Вращение вала вызывает ее осевое перемещение. Внешняя часть гайки соединена зубьями с выходным валом редуктора. Таким образом, ее осевое перемещение вновь преобразуется во вращательное. Трение в паре «входной вал — гайка» снижено за счет циркуляции шариков в канавках. По сути, это подшипниковый узел.

Увы, с массовым приходом привычных рулевых реек внутренние трения неизбежно возросли, а с появлением электрических усилителей (электродвигателей) добавились еще и паразитные моменты инерции. С тех пор инженеры с переменным успехом пытаются привить современным механизмам ту эталонную информативность, присущую легковым рулевым редукторам.

Читать еще:  Регулировка карбюратора триммера своими руками

Классический гидравлический усилитель руля (ГУР)

Даже в обычной механической рулевой рейке без усилителя есть приличное внутреннее трение. Больше всего потерь, как ни странно, в зубчатой паре «входной вал — рейка». Свое трение есть также в опорной втулке и сухаре. В случае рейки с гидравлическим усилителем сюда добавляются и сальники.

Классический ГУР

Дополнительные трения ухудшают самовозврат рулевого колеса и обратную связь с дорогой, делая руль ватным и неинформативным. Но инженеры отчасти нивелировали эти моменты. Они увеличили кастор на современных автомобилях (продольный наклон оси передних стоек) и поколдовали над гидравлической частью усилителя: изменили геометрию и характеристики золотниковых клапанов. Благо здесь бал правит только механика. Впрочем, человек, поездивший на легковом автомобиле с рулевым редуктором, все равно ощутит явную разницу.

При эксплуатации таких усилителей больше всего хлопот доставляет гидравлическая часть, например: течи сальников и внешних магистралей; износ насоса ГУР. Однако львиная доля проблем связана с неадекватным вмешательством. При банальной замене рулевых тяг сервисмены ленятся правильно установить пыльники, применяя вместо штатных металлических хомутов обычные пластиковые стяжки. В результате в рейку попадает влага, вызывая коррозию. В запущенных случаях ремонт будет уже невозможен и узел придется менять с сборе. Об этом мы подробно писали в материале про основные неисправности и ремонт рулевых реек. В целом, на сегодняшний день классический ГУР доставляет меньше всего хлопот и требует вменяемых затрат при ремонте по сравнению с остальными вариациями усилителей.

ЭГУР — электрогидравлический усилитель

ЭГУР — это лишь вариация схемы классического гидроусилителя с теми же самыми ощущениями при езде и проблемами в целом. Разница лишь в том, что вместо механического насоса применен электрический. В остальном это та же гидравлическая рейка и контуры. Однако при попытке копнуть глубже всплывает масса скрытых отличий, хороших и не очень.

В такой системе есть отдельный модуль управления. Беда в том, что он объединен в единый сборный узел с электромотором насоса и его гидравлической частью. На многих возрастных машинах герметичность такого бутерброда нарушается и в электронику попадает влага или даже само масло. Происходит это незаметно, и когда дело доходит до явных проблем в работе усилителя, то уже поздно пытаться что-то ремонтировать. Придется менять дорогостоящие элементы.

С другой стороны, у такой схемы со своим блоком управления, в отличие от классического ГУРа, есть важный плюс — своего рода «защита от дурака». Если по какой-то причине произойдет большая утечка масла из системы, то она сама отключит насос, предотвратив его скоропостижную смерть из-за работы на сухую. Как и в случае с классическим гидроусилителем, любая кровопотеря не влечет износа элементов в самой рейке.

Электрический усилитель (ЭУР), встроенный в рулевую колонку

С появлением элекрических усилителей в чистом виде к потерям на трение в рулевых механизмах добавился паразитный момент инерции. Вместо гидравлики и насоса пришли электродвигатели, встроенные в саму рейку или стоящие вне ее. Благодаря их вращению в ту или иную сторону осуществляется помощь при повороте руля. Однако ротор любого электродвигателя имеет свою массу и, следовательно, момент инерции. Поэтому его невозможно мгновенно остановить и изменить направление вращения. Электронике нужно время, чтобы адаптироваться. Этот момент выражается во временном дополнительном сопротивлении на руле, когда человек резко меняет направление его вращения на ходу.

Вдобавок большая часть схем усилителя с электромотором снабжена еще и червячным редуктором. В частности, это касается систем, где ЭУР встроен в рулевую колонку. Из-за этого дополнительно возрастают потери на трение. В результате информативность руля падает еще сильнее, чем в случае с гидроусилителем. Настроить электронику так, чтобы существенно нивелировать подобный недостаток, невозможно. Поэтому человек, пересевший с автомобиля с ГУРом за ЭУР, сразу почувствует разницу и, вероятно, будет разочарован.

В схеме с элементами усилителя в рулевой колонке мы имеем обычную механическую рейку. Простота ее конструкции гораздо предпочтительнее сложного и технологичного гидроузла. Однако и у этой медали есть обратная сторона. В случае возникновения внутренней коррозии обычная рейка будет молчать до последнего, пока валы катастрофично не сгниют и ремонтировать будет уже нечего. Гидравлический же узел очень быстро начнет течь из-за износа сальников, и восстановление будет стоить вменяемых денег.

В защиту такого типа ЭУРа можно добавить, что электронная часть в рулевой колонке отказывает крайне редко. А по ресурсу система, в целом, сопоставима с привычным гидравлическим собратом.

Электрический усилитель (ЭУР) с червячным приводом, встроенным в рулевую рейку

Этот вид открывает группу полноценных электрических реек со встроенными элементами усилителя. По сути, такой ЭУР имеет те же негативные особенности при езде, что и в предыдущем примере. Величина паразитных потерь на трение и моментов инерции схожа.

В процессе эксплуатации тяжесть неисправностей и стоимость ремонта увеличивает то, что все элементы усилителя встроены в рейку.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector