Гидроусилитель руля: принцип работы

Признаки неисправности насоса

Неисправный дозирующий агрегат провоцирует возникновения ряда проблем в работе трактора. В частности, наблюдается неадекватная реакция системы ГОРУ, что усложняет управление техникой. Понять основные проблемы в работе тех или иных узлов можно ряду характерных симптомов:

• Слабая устойчивость переднего шасси. Данный симптом говорит о смещении оси на вале поворота или появлении зазоров в рулевой тяге.
• Руль туго прокручивается. Причина кроется в малом объёме масла в самом насосе, излишке воздуха внутри гидросистемы, поэтому наблюдается частичный холостой ход.
• Руль своевольно меняет положение. К этому приводит неправильное размещение золотника в дозирующем насосе. Возникает из-за поломки растягивающей пружины.
• Недостаточный упор при выполнении поворота. Это отклонение в работе трактора тоже говорит о недостатке масла в дозирующем агрегате или возможном износе прокладок в цилиндрах.
• Трактор едет в обратную от поворота руля сторону. Это говорит о неправильном соединении выводов насоса с гидроцилиндрами. Масло подаётся не в том направлении, образуя усилие на противоположной стороне.

Ещё одной проблемой, из-за которой возникают неполадки в работе агрегата, является его засорение. Забитые грязью и продуктами распада клапаны не могут обеспечить ток масла и регулировать уровень давления.

Крайне важно обеспечивать насосу-дозатору своевременные техосмотры и устранять мелкие неполадки, не допуская, чтобы они переросли в серьёзные поломки

Советы по эксплуатации гидроусилителя руля

Рекомендации, которые позволят увеличить ресурс использования системы ГУР:

Всегда надо следить за уровнем смазки в бачке, при недостатке жидкость добавляется

Важно вовремя производить замену вещества и контролировать его состояние. При покупке нового масла необходимо проверять его качество на цвет и запах.
Руль нельзя задерживать долго в крайнем левом либо правом положениях, более, чем на пять секунд

Это приводит к образованию избыточной нагрузки на насосный механизм, функционирующий без охлаждения.
В момент, когда автомобиль ставится на стоянку, необходимо следить за тем, чтобы колеса были в прямом положении. Это позволит снизить нагрузку с системы ГУР при дальнейшем запуске силового агрегата. Особенно важно следить за этим в холодное время года, когда смазочное вещество быстро густеет.
Нельзя затягивать с ремонтом системы. Если появляются признаки неисправности, нужно выполнять диагностику и искать причину проблемы. Эксплуатация авто с неработающим или дефектным ГУР допускается, но крайне нежелательна. Своевременный ремонт позволит устранить неисправность с меньшими финансовыми затратами.
Всегда необходимо следить за состоянием рулевой рейки, в частности, за пыльниками и сальниками. Это позволит увеличить их ресурс эксплуатации и сэкономить деньги на дальнейшем ремонте.
Не допускается длительное использование транспортного средства с поврежденными насосным устройством. Это станет причиной ускоренного износа и поломки распределительного механизма, а также составляющих элементов рулевой системы.
Всегда надо следить за герметичностью ГУР. При наличии утечек выполняется полная диагностика всех мест соединений и уплотнителей. Проблемы должны быть своевременно ликвидированы.
Периодически нужно производить диагностику натяжения приводного ремешка. Если есть необходимость, выполняется его регулировка.
Один раз в 1-2 года нужно менять фильтр, расположенный в расширительном резервуаре.

Составные части усилителя. Виды ГУР

В общем, основной задачей усилителя на легковом авто является повышение безопасности, а уже потом только – обеспечение комфортабельности.

Устройство гидроусилителя руля включает в себя несколько основных составных элементов:

• насос;
• распределитель;
• силовой цилиндр;
• соединительные трубопроводы.

Элементы гидроусилителя

На технике использовалось два типа гидроусилителей:

1. Комбинированный (интегрированный).
2. Раздельный.

Комбинированный тип отличается тем, что распределитель и цилиндр интегрированы в рулевой механизм, что позволяет в значительной мере уменьшить металлоемкость конструкции и сделать ее более компактной. Благодаря этому он получил широкое распространение, в том числе и на легковых авто.

Раздельный тип применялся на ряде грузовых авто. Его особенность заключена в том, что силовой цилиндр – отдельный элемент, взаимодействующий с приводом рулевого управления. Но из-за такого решения, конструкция ГУР получилась более громоздкой, поэтому на легковых авто она не используется.

Насос

Из названия усилителя понятно, что основным рабочим элементом в этом механизме является жидкость. Поскольку она несжимаема, то при создании давления можно получить усилие, которое и будет выполнять требуемую функцию.

И давление это создается насосом. В более простой схеме механизма насос имеет ременной привод от . Этот элемент конструкции может быть шестеренчатым (менее распространенный тип) или роторным (он же лопастной). Чаще всего на авто используется второй вариант.

Устройство насоса гидроусилителя роторного типа очень простое. Основными его элементами являются корпус с подающим и выходным штуцерами и вал, на одном конце которого установлен приводной шкив, а на другом – ротор с лопастями. Этот ротор располагается в камере особой формы — статоре (его роль выполняет корпус). За счет этой формы статора и обеспечивается нагнетание жидкости, которая затем подается на выходной штуцер, ведущий на распределитель.

Лопастной насос гидроусилителя

Недостатком насоса, приводимого от коленчатого вала, является изменение создаваемого давления в зависимости от оборотов мотора. Из-за этого создаваемое ГУРом усилие на малых оборотах является недостаточным, а на высоких – чрезмерным, что приводит к появлению такого эффекта, как «пустой руль» («обратная связь» рулевого управления – отсутствует, поэтому информативность рулевого управления очень мала).

Принцип работы шестеренчатого и роторного насосов

Чтобы устранить этот недостаток, в устройство насоса гидроусилителя включен регулятор давления, поддерживающий его в заданном значении. Функционирует он очень просто – при превышении давления, регулятор, смещаясь, открывает перепускной канал между подающим и выводным каналами и часть давления сбрасывается.

Распределитель

Жидкость под давлением, созданным насосом, подается на распределитель. В задачу этого составного элемента входит распределение потока жидкости в зависимости от положения рулевого управления. Наибольшее распространение на легковых авто получил золотниковый распределитель поворотного типа. Этот узел является промежуточным звеном между валом колонки и шестерней рулевого механизма.

Устройство распределителя рейки

Состоит распределитель из двух элементов – вала и поворотного золотника. Эти элементы насажены на торсион, который соединяет между собой вал колонки и шестерню.

К распределителю подходит подающий штуцер от насоса, обратка (по ней жидкость возвращается снова в насос) и два вывода, ведущих на силовой цилиндр.

Схема работы распределителя

Суть работы распределителя такая: при вращении руля сопротивление, идущее от колес, приводит к скручиванию торсиона, что в свою очередь обеспечивает проворот золотника относительно вала распределителя. Из-за этого одни каналы открываются, а вторые закрываются, то есть, происходит перераспределение потока жидкости.

Цилиндр

Силовой цилиндр выполняет роль исполнительного элемента. В комбинированном типе ГУР он полностью интегрирован в рулевой механизм. В качестве поршня выступает рулевая рейка, на которой дополнительно имеется шайба с уплотнителями, а цилиндра – корпус. Поршень делит цилиндр на две камеры, соединенных трубопроводами с распределителем.

Виды ремонтных работ

Не все необходимые запасные части для ремонта гидроусилителя руля своими руками предназначены для открытой продажи. Задаваясь вопросом о том, как отремонтировать ГУР, нужно сразу определиться с тем, что все операции разделяются по трем основным категориям.

1. Простейшие. К ним относятся действия, связанные с восстановлением работоспособности агрегатов, утраченной по следующим причинам:

• Потеря рабочей жидкостью своих основных свойств. Это бывает в результате эксплуатации гидроусилителя при температурах, не соответствующих допустимым характеристикам, длительным высоким нагрузкам, смешиванию несовместимых между собой сортов рабочей жидкости или несвоевременной замене масла.
• Засорение каналов и клапанов, участвующих в работе устройств.

1. Средней сложности. Мелкие детали собственно гидроусилителя и его насоса, такие как уплотнения, сальники, пружины или клапана, чаще всего можно заменить, если раздобыть новые детали.
2. Высокой сложности. Изношенные или поврежденные валы, а также посадочные места корпусов агрегатов подлежат ремонту только в заводских условиях. Для этого требуется станочный парк и наличие восстановительного технологического оборудования. Что до новых деталей, то их стоимость высока, поэтому часто значительно проще приобрести агрегат в сборе.

Периодичность замены жидкости в ГУР

В теории рабочая жидкость гидроусилителя не находится под агрессивным воздействием высоких температур, как в моторе или коробке передач. Некоторые водители даже не задумываются над периодической заменой масла в этой системе, кроме тех случаев, когда выполняется ремонт механизма.

Несмотря на это, производители рекомендуют периодически менять масло для ГУР. Конечно, нет жестких границ, как в случае с моторным маслом, но этот регламент зависит от интенсивности работы механизма.

Если машина проезжает около двадцати тысяч километров в год, то жидкость можно менять не чаще раза в три года. Причинами периодической замены жидкости являются:

• Незначительный, но все же нагрев масла во время циркуляции по магистрали;
• Естественное старение продукта;
• Появление посторонних частиц из-за выработки, образующейся в результате трения металлических деталей (проблема возникает, если механизм изготовлен из некачественных материалов).

Если при проверке уровня масла в бачке автовладелец слышит запах горелого масла, значит оно уже старое, и его необходимо заменить.

Вот короткое видео о том, как правильно выполняется данная работа:

Как заменить жидкость гидроусилителя руля

Смотрите это видео на YouTube

Устройство гидроусилителя руля

Основные компоненты гидроусилителя руля

Гидроусилитель руля устанавливается на рулевой механизм любого типа. Для легковых автомобилей наибольшее распространение получил реечный механизм. В этом случае схема ГУР следующая:

• бачок для рабочей жидкости;
• масляный насос;
• золотниковый распределитель;
• гидроцилиндр;
• соединительные шланги.

Бачок ГУР

Бачок гидроусилителя

В бачке или резервуаре для рабочей жидкости установлен фильтрующий элемент и щуп для контроля за уровнем масла. С помощью масла смазываются трущиеся пары механизмов и передается усилие от насоса к гидроцилиндру. Фильтром от грязи и металлической стружки, возникающей в процессе эксплуатации, в бачке служит сетка.

Уровень жидкости внутри бака можно проверить визуально в случае, когда резервуар сделан из полупрозрачного пластика. Если пластик непрозрачный или используется металлический бачок, уровень жидкости проверяется с помощью щупа.

В некоторых автомобилях уровень жидкости можно проверить только после кратковременной работы двигателя либо при вращении рулевого колеса несколько раз в разные стороны во время работы машины на холостом ходу.

На щупах или резервуарах сделаны специальные насечки, как для «холодного» двигателя, так и для «горячего», уже работающего в течение какого-то времени. Также необходимый уровень жидкости можно определить и с помощью отметок «Max» и «Min».

Насос гидроусилителя

Лопастной насос гидроусилителя

Насос гидроусилителя необходим для того, чтобы в системе поддерживалось нужное давление, а также происходила циркуляция масла. Насос устанавливается на блоке цилиндров двигателя и приводится в действие от шкива коленчатого вала при помощи приводного ремня.

Конструктивно насос может быть разных типов. Наиболее распространенными являются лопастные насосы, которые характеризуются высоким КПД и износоустойчивостью. Устройство выполнено в металлическом корпусе с вращающимся внутри него ротором с лопастями.

В процессе вращения лопасти захватывают рабочую жидкость и под давлением подают ее в распределитель и далее в гидроцилиндр.

Привод насоса осуществляется от шкива коленчатого вала, поэтому его производительность и давление зависят от количества оборотов двигателя. Для поддержания необходимого давления в ГУР используется специальный клапан. Давление, которое создает насос в системе, может достигать до 100-150 бар.

В зависимости от типа управления масляные насосы подразделяются на регулируемые и нерегулируемые:

• регулируемые насосы поддерживают постоянное давление за счет изменения производительной части насоса;
• постоянное давление в нерегулируемых насосах поддерживает редукционный клапан.

Редукционный клапан представляет собой пневматический или гидравлический дроссель, действующий автоматически и контролирующий уровень давления масла.

Распределитель ГУР

Схематичное устройство распределителя

Распределитель гидроусилителя устанавливается на рулевом валу или на элементах рулевого привода. Его назначение – направление потоков рабочей жидкости в соответствующую полость гидроцилиндра или обратно в бачок.

Главными элементами распределителя являются торсион, поворотный золотник и вал распределителя. Торсион представляет собой тонкий пружинистый металлический стержень, который закручивается под действием крутящего момента. Золотник и вал распределителя представляют собой две цилиндрические детали с каналами для жидкости, вставленные друг в друга. Золотник связан с шестерней рулевого механизма, а вал распределителя с карданным валом рулевой колонки, то есть с рулем. Торсион одним концом закреплен на валу распределителя, другой его конец установлен в поворотный золотник.

Распределитель может быть осевым, при котором золотник перемещается поступательно, и роторным – здесь золотник вращается.

Гидроцилиндр и соединительные шланги

Гидроцилиндр встроен в рейку и состоит из поршня и штока, перемещающего рейку под действием давления жидкости.

Схема циркуляции жидкости в гидроусилителе

Соединительные шланги высокого давления обеспечивают циркуляцию масла между распределителем, гидроцилиндром и насосом.  Масло из бачка в насос и из распределителя обратно в бачок поступает по шлангам низкого давления.

Что такое ГУР в автомобиле

Знакомясь с комплектациями современных авто нередко можно увидеть в списке опций сокращение ГУР. Что скрывается за этой аббревиатурой, мы сегодня с вами и постараемся разобраться.

ГУР расшифровывается как гидравлический усилитель руля и представляет собой часть рулевого механизма, которая предназначена для облегчения управления направлением движения автомобиля. Гидроусилитель позволяет также смягчить удары, которые передаются на рулевое колесо при наезде на неровности дороги, а также повышает безопасность в случае разрыва шин переднего колеса. При этом ГУР сохраняет необходимую обратную связь и обеспечивает устойчивость и однозначность заданной траектории.

Гидравлический усилитель руля отличается самым простым механизмом среди прочих усилителей. Производительность ГУР тем выше, чем больше частота вращения коленчатого вала. Таким образом, на малой скорости руль будет крутиться тяжелее, чем на скорости, предположим, 100 км/ч.

Однако на сегодняшний день существуют более совершенные виды усилителей руля, в частности, это электрический усилитель руля (ЭУР), работающий благодаря электродвигателю, и электрогидроусилитель руля (ЭГУР), гидравлическое давление в котором обеспечено насосом, приводящимся в движение не ременным приводом как в ГУР, а электродвигателем.

Переоценить помощь ГУР просто невозможно. Благодаря ему в настоящее время управлять автомобилями массой в несколько тонн можно одним лишь пальцем. Усилитель рулевого колеса сам по себе довольно некапризный механизм, однако он нуждается в правильной эксплуатации. Мы дадим вам лишь пару советов, следуя которым вы сможете заметно продлить жизнь «гидрачу» в вашем авто.

1. Периодически проверяйте уровень рабочей жидкости в бачке гидроусилителя. Если он ниже нормы, то безотлагательно добавляйте. 1 раз в два года рекомендуется полностью менять масло в системе гидроусилителя руля.

2. Не следует удерживать колеса в крайнем положении более 5 секунд, а тем более оставлять их в таком положении на длительную стоянку. Это грозит перегревом масла в системе гидроусилителя, и что самое опасное – высок риск выхода из строя всей системы.

Напоследок, немного из истории. Первым каром, оснащенным ГУР, в истории автомобилестроения был Chrysler Crown Imperial 1951 года выпуска. Среди автомобилей отечественного автопрома первым экземпляром, оборудованным данной системой, был легендарный ГАЗ-13, в народе более известный как «Чайка».

Основные неисправности и методы устранения

Часто ремонт гидроусилителя рулевого управления сводится к замене уплотнителей. Работу можно выполнить, приобретя ремкомплект для ГУР. Отказ гидроусилителя происходит крайне редко и в основном из-за утечки жидкости. Проявляется это в том, что туго крутится руль. Но даже при выходе из строя самого усилителя рулевое управление продолжает функционировать.

Вот таблица основных неисправностей и варианты их решения:

Неисправность	Почему возникает	Вариант решения
Во время езды толчки от неровной поверхности отдают в руль	Плохое натяжение или износ приводного ремня насоса	Заменить или натянуть ремень
Туго поворачивается руль	Та же проблема с ремнем;Уровень рабочей жидкости ниже минимального значения или близок к нему;Небольшое количество оборотов коленвала при холостой работе;Забился фильтр в бачке;Насос создает слабое давление;Завоздушена система усилителя.	Поменять или натянуть ремень;Восполнить объем жидкости;Увеличить обороты мотора (настроить);Поменять фильтр;Восстановление насоса или его замена;Зажать места соединения шлангов.
Нужно приложить усилия, чтобы повернуть руль в среднем положении	Механическая неисправность насоса	Заменить сальник, ремонт насоса или его замена
Поворот руля в одну из сторон требует больших усилий	Насос неисправен	Отремонтировать насос или заменить сальник
Чтобы быстро повернуть руль, нужно приложить больше усилий	Плохое натяжение приводного ремня;Низкие обороты мотора;Завоздушена система;Сломался насос.	Отрегулировать приводной ремень;Настроить обороты мотора;Устранить подсос воздуха и удалить воздушную пробку из магистрали;Ремонт насоса;Провести диагностику элементов рулевого механизма.
Уменьшился отзыв рулевого управления	Упал уровень жидкости;Завоздушивание системы ГУР;Механическая неисправность рулевой рейки, шины или других деталей;Износились детали рулевого механизма (не проблема гидроусилителя).	Устранить протечку, восполнить недостаток масла;Удалить воздушную пробку и зажать соединения, чтобы не подсасывало воздух;Диагностика и ремонт рулевого механизма.
Гудит гидроусилитель во время работы	Упал уровень масла в бачке;Срабатывает клапан сброса давления (руль повернут до упора).	Проверить наличие течи, устранить ее и восполнить объем;Устранить завоздушивание;Проверить исправность насоса;Проверить, достаточное ли создается давление насосом;Не поворачивать руль до упора.

Если автомобиль оснащен электроусилителем, то в случае появления каких-либо тревожных сигналов следует сразу же обратиться к специалистам. Электроника проверяется на соответствующем оборудовании, поэтому без необходимых навыков самому лучше не пытаться что-то в электросистеме отремонтировать.

Разбираем и дефектуем

При помощи съемника снимаем шкив

Делаем с осторожностью, чтобы не загнуть края и не деформировать его. На некоторых моделях шкив крепится к насосу при помощи гайки, и съемник не нужен

Проверяем «ручейки» шкива, они должны быть целыми без острых краев, иначе будет рваться ремень. Восстановить их можно при помощи надфиля. Если желобковый шкив, то проверяем степень износа желоба. За некоторым исключением он восстановлению не подлежит.

Откручиваем тыльную крышку. Она крепится шестью или четырьмя болтами. В зависимости от производителя могут понадобиться ключи Torx или обычные головки. Снимаем её. Под ней должна быть прокладка. Дефектовать её не нужно, если в ремкомплекте есть новая, то выкидываем.

Вытаскиваем ротор с обоймой и крышками в сборе. Разбираем этот узел. Аккуратно отнимаем нижнюю крышку от ротора, чтобы не высыпались лепестки. На некоторых моделях нижняя крышка ротора является задней крышкой насоса. Вынимаем ротор с лопатками. Осматриваем каждую часть в отдельности.

Проверяем поверхности прилегания крышек к обойме на наличие задиров и повреждений. Они должны быть ровными и гладкими.

Вынимаем ротор с лепестками. Осматриваем каждую лопатку и её посадочные пазы. Не должно быть следов выработки, шероховатостей или потертостей. Лепестки должны свободно выпадать из пазов ротора.

Внутренняя сторона обоймы, где вращается ротор, должна быть гладкой, без царапин и ступенек. Достаточно провести ногтем для поиска неровностей и царапин.

Ремонт насоса гур не обходиться без осмотра переднего подшипника и его сальника. В некоторых моделях нет подшипника, вместо него установлена втулка. В этом случае достаточно отверткой поддеть и вытащить сальник. Меняем его, нечего экономить.

Съемником выпрессовываем подшипник. На этапе дефектации его можно проверить, не вынимая из корпуса. Держа за крышку провернуть вал. Нет посторонних звуков, заклинивания или люфта – подшипник «живой». Если он рассыпался, то сальник под ним меняем обязательно.

Обычно, их меняют парой, потому что если выходит один из строя, то он «тянет» за собой другого.

На этом дефектацию заканчиваем и приступаем к ремонту насоса. Все зависит от степени износа деталей. В некоторых случаях выгоднее купить новый или восстановленный агрегат. Если не все так плохо, будем восстанавливать работоспособность своими руками и подручными средствами.

Установка насоса-дозатора на рулевую колонку своими силами

Здесь необходимо сразу же заметить, что процедура эта пусть и не отличается особой сложностью, но требует к себе повышенного внимания, а также наличия специфических навыков и познаний. Впрочем, невыполнимых задач не существует, поэтому при нужном терпении и правильном подходе, работу вполне можно выполнить и в домашних условиях.

На нём же будет закреплён и сам насос. Помимо всего прочего, такое решение позволит сохранить в неприкосновенности систему блокировки дифференциала. Работа же проводится в следующей очерёдности:

• С ГУРа демонтируется распределитель;
• Выполняется замена всех необходимых подшипников;
• Снимается червяк и ставится на место новый вал;
• На плашку крепится НД, для чего используется особый болт с потаем;
• Собранный агрегат устанавливается на место и подключается к системе.

Рекомендации бывалых трактористов по смене насоса

Безусловно, есть в среде трактористов, как и в других отраслях жизни человека, свои умельцы (Кулибины), решающие, как поставить дозировочный насос, откуда его лучше стащить (снять) и куда монтировать. Это не оригинальные идеи, но право на жизнь они имеют. Итак, по порядку:

1. Открутив рулевую колонку они выкидывают её вместе с тягами к чертям (или складируют).
2. Вместо неё устанавливают собственноручно сделанный кронштейн, идентичный по высоте с колонкой, чтобы закрепить там дозатор.
3. Насос снимают с Балканкара (это такой погрузчик) вместе с цилиндром.
4. На цапфу мастерят полноразмерные сплошные тяги.
5. Опять своими руками изготавливают кронштейн для гидравлического цилиндра, чтобы крепить на раме.
6. Установка производится соединением от рамы к цилиндру, затем к тяге, а подключают это всё через НШ – 10 и вуаля!

Конечно, такой метод в чём-то прост, но при наличии правильно растущих рук и заменяемых узлов с другой техники. При другом раскладе лучше пользоваться заводскими моделями насосов.