Гідропідсилювач керма (ГУР)
Гідравлічний підсилювач керма (ГУР) не тільки забезпечує комфорт, а й підвищує безпеку руху. Він допомагає водієві зберегти контроль над автомобілем навіть у разі розриву передньої шини. Надійність цього дорогого пристрою залежить від своєчасного обслуговування.
До появи підсилювачів призвела необхідність знизити зусилля, що додається водієм до кермового колеса, що особливо важливо для вантажних автомобілів. Навіть при складному пристрої і, як наслідок, високої вартості гідропідсилювачі набули великого поширення завдяки тому, що крім основної функції (посилення) вони:
дозволяють зменшити передатне відношення кермового механізму. Це знижує кількість обертів керма між його крайніми положеннями і, відповідно, збільшує маневреність;
пом'якшують удари, що передаються на кермо від нерівностей дороги, знижуючи стомлюваність водія та допомагаючи утримати кермо при розриві передньої шини;
зберігають можливість керування автомобілем при виході підсилювача з ладу;
забезпечують «почуття дороги» та кінематичну слідкувальну дію (див. нижче).
Пристрій гідропідсилювача
Підсилювач керма є гідравлічною системою, що складається з наступних елементів.
Насос забезпечує тиск та циркуляцію робочої рідини в системі. Найбільшого поширення набули пластинчасті насоси завдяки їх високому к. п. д. та низькій чутливості до зносу робочих поверхонь. Насос кріпиться на двигуні, а його привід здійснюється ремінною передачею від колінчастого валу.
Розподільник направляє (розподіляє) потік рідини у необхідну порожнину гідроциліндра або назад у бачок. Якщо його золотник (рухомий елемент) переміщується у своїй поступово — розподільникназивають осьовим, якщо обертається – роторним. Він може знаходитися на елементах кермового приводу або на одному валу з кермовим механізмом. Розподільник - це прецизійний (високотковий) вузол, дуже чутливий до забруднення олії.
Гідроциліндр перетворює тиск рідини на переміщення поршня і штока, який через систему важелів повертає колеса. Може бути вбудований у кермовий механізм або розташовуватися між кузовом та елементами кермового приводу.
Робоча рідина (спеціальна олія) передає зусилля від насоса до гідроциліндра та змащує всі пари тертя. Резервуаром для рідини є бачок. У ньому розташований фільтруючий елемент, а пробці — щуп визначення рівня.
З'єднувальні шланги забезпечують циркуляцію рідини системою підсилювача. Шланги високого тиску з'єднують насос, розподільник і гідроциліндр, а по шлангах низького тиску рідина надходить у насос з бачка і повертається до нього з розподільника.
У сучасних автомобілях електронний блок коригує роботу гідропідсилювача, залежно від швидкості руху. Це додатково підвищує безпеку на високій швидкості, тому що водію складніше різко (мимоволі) повернути кермо і, відповідно, відхилити автомобіль від траєкторії.
Схема роботи ГУР
При нерухомому рульовому колесі золотник утримується в середньому (нейтральному) положенні пружинами, що центрують. Порожнини розподільника з'єднані між собою так, що рідина вільно перетікає з магістралі нагнітальної в зливну. Насос підсилювача працює лише на прокачування рідини по системі, а не на поворот коліс.
При повороті керма золотник переміщається та перекриває зливну магістраль. Олія під тиском надходить в одну з робочих порожнин циліндра. Під дією рідинипоршень зі штоком повертає колеса. Вони, своєю чергою, переміщають корпус розподільника убік руху золотника. Як тільки кермо перестає обертатися, золотник зупиняється і корпус його «наздоганяє». Відновлюється нейтральне положення розподільника, у якому знову відкривається зливна магістраль і припиняється поворот коліс. Так реалізується кінематична стежить підсилювача - забезпечення повороту коліс на кут, що задається водієм при обертанні керма.
"Почуття дороги" - це зворотний зв'язок від керованих коліс через підсилювач до керма. Дає інформацію про умови, у яких відбувається поворот коліс. Для цього, як і на автомобілі без підсилювача, на слизькій дорозі кермо повинне повертатися легше, ніж на сухому асфальті. «Почуття дороги» (силова стежка) допомагає водієві правильно працювати кермом в будь-яких умовах. Для його здійснення різних конструкціях розподільників передбачені плунжери, камери або реактивні шайби. Чим більший опір повороту коліс, тим вищий тиск у циліндрі та розподільнику. При цьому одна з реактивних шайб з великим зусиллям прагне повернути золотник у нейтральне положення. В результаті кермо стає «важчим».
При наїзді на перешкоду (наприклад, камінь) вона впливає на керовані колеса, прагнучи повернути їх, що особливо небезпечно на високих швидкостях. Колеса, розпочавши вимушений поворот, переміщують корпус розподільника щодо золотника, перекриваючи зливну магістраль. Олія під тиском надходить у порожнину циліндра. Поршень передає зусилля на колеса у зворотному напрямку, не дозволяючи їм повертатися далі. Так як хід золотника невеликий (близько 1 мм), автомобіль практично не змінить напрямок руху. Гідропідсилювач не лише полегшуєводієві поворот коліс, але й оберігає пальці його рук від ударів спицями керма при наїздах на перешкоди. Невеликий поштовх на кермі все ж таки відчуватиметься через реактивні шайби, тиск над якими зросте.
У разі припинення роботи насоса (наприклад, при обриві ременя приводу) керування автомобілем зберігається. Зусилля від кермового механізму в цьому випадку передаватиметься самим золотником на корпус розподільника і далі на колеса. Рідина, перетікаючи через перепускний клапан з однієї порожнини гідроциліндра в іншу, практично не перешкоджатиме повороту коліс. Але оскільки гідропідсилювач не працює, кермо стає «важчим».
Принцип роботи гідропідсилювача з золотником, що обертається (роторним), аналогічний вищеописаному.
Рекомендації
Для того щоб гідропідсилювач не вийшов з ладу раніше часу, необхідно стежити за його працездатністю — якщо вона в нормі, зусилля на кермі буде значно менше, ніж при вимкненому двигуні, а також дотримуватись вимог інструкції з експлуатації автомобіля та проводити наступні операції: перевіряти рівень оливи у бачку;
стежити за герметичністю системи та якнайшвидше усувати різні витоки;
перевіряти та при необхідності регулювати натяг ременя приводу;
замінювати фільтруючий елемент та олію один раз на 1-2 роки. Необхідно також проводити їх заміну, якщо змінився колір олії. Щоб уникнути виходу їх ладу деталей гідропідсилювача неприпустимо: утримувати кермо в крайньому положенні більше 5 сек. - Це може викликати перегрів олії;
довгостроково експлуатувати автомобіль з непрацюючим насосом - це призводить до швидкого зношування деталей рульового механізму і розподільника, оскільки вони не розраховані на такий режим. З появою першихознак несправності необхідно встановити причину і якомога швидше її усунути.
Вузли рульового гідропідсилювача вимагають для ремонту кваліфікованого персоналу та високоточного обладнання, тому він можливий лише у спеціалізованих майстернях. Доцільність ремонту чи заміни вузла визначається його ціною. Найчастіше для вітчизняних автомобілів вигідніше придбання нового вузла, для іномарок — ремонт може коштувати дешевше.