Усилители рулевого управления.

При повороте рулевого колеса предполагается прикладывание усилия, которое водитель вынужден применять, чтобы изменить направление движения. В автомобилях легкового типа, где чаще всего устанавливаются реечные рулевые механизмы, приходится применять меньшее усилие при повороте руля. Такая легкость была достигнута за счет сочетания передаточного числа и зацепления червяка рулевого механизма и зубчатого колеса рейки.

Чем больше цифра передаточного числа, тем проще крутить рулевое колесо. Но у такой схемы рулевого механизма есть недостаток - чем значительнее передаточное число, тем больше оборотов рулевого колеса требуется для совершения поворота или разворота. Вследствие чего страдает реакция и маневренность управления, что может сказаться при непредвиденных ситуациях на большой скорости при езде по извилистым дорогам. Это и послужило главной причиной для отказа от этого типа рулевого механизма и перехода на более комфортное рулевое управление. Новый механизм стал оснащаться усилителем, который позволяет уменьшить значение передаточного числа без потери легкости управления на высоких скоростях.

Интересный факт, что до 1958 года немецкие производители автомобилей вообще не оборудовали свои автомобили рулевыми усилителями. Самым первым кто стал использовать усилители рулевого управления, стала компания Mercedes – Benz, причем преподнесли они это как компонент комфорта, а не безопасности. Впрочем, дело это в прошлом, а сегодня на машины устанавливается три разновидности усилителей рулевого управления. Какие достоинства и недостатки у каждого из них, за каким усилителем будущее?

Самый распространенный – это гидроусилитель (ГУР), он состоит из золотника, гидравлического цилиндра и насоса, которые соединяются между собой трубопроводами, по которым подается гидравлическая жидкость. Насос гидроусилителя создает нужное давление, а золотник распределяет это давление. В зависимости от того, куда крутит рулевое колесо водитель, он пускает необходимое количество жидкости в нужную полость силового цилиндра, и за счет этого создаваемое давление в системе облегчает водителю совершать маневры автомобилем, прилагая тем самым минимальное количество сил.

Насос гидроусилителя приводится в действие за счет приводного ремня от двигателя автомобиля. В этом и заключаются недостатки системы ГУР. Если двигатель не работает, то помощи от гидроусилителя ждать не стоит – чтобы повернуть передние колеса, водителю придется применить максимальное усилие. Продуктивность насоса повышается с оборотами коленчатого вала, что вступает в противоречие с реальными потребностями рулевого управления, оно должно выдавать максимальное усилие при работающем двигателе на холостых оборотах, а не наоборот. Эту проблему можно решить, но только через усовершенствование конструкции.

Когда двигатель работает насос ГУР, не зависимо от того, необходимо усиление в данный момент или нет, постоянно работает в пару с двигателем. Из-за этого детали насоса (и приводные детали – шкив, подшипник, ремень и т.д.) подвергаются постоянному износу, что рано или поздно приведет к ремонтным работам.

Однако гидроусилитель сдает постепенно свою позицию двум другим видам усилителей. От ГУР отказываются не по перечисленным недостаткам, а из-за того, что по некоторым оценкам приведение насоса в действие отбирает у двигателя от 2 – 8 л/с, все зависит от размеров объема двигателя и условий эксплуатации. Другими словами, гидроусилитель расходует энергию двигателя, которая должна использоваться коробкой передач, приводя автомобиль в движение.

Такой недостаток гидроусилителя способствовал появлению электрического гидроусилителя (ЭГУР), после этого обычные гидроусилители стали называться механическими, чтобы не путать два вида гидроусилителей друг с другом. Вся разница в том, что ЭГУР приводится в действие не от приводного ремня как его собрат, а от электромотора, который работает за счет бортовой сети автомобиля.

За счет такой особенности насос ЭГУР может приводиться в действие по необходимости и может запускаться, например, когда двигатель автомобиля не заведен, а может не работать совсем, если автомобиль движется в прямом направлении либо с высокой скоростью, когда необходимости в усилителе нет. Все зависит от критерия движения, которое отслеживают датчики, а командует системой усилителя руля электронный блок управления (ЭБУ). Плюсы такой системы в том, что экономится топливо, меньше вредных выбросов в атмосферу и выше долговечность деталей, страдающих при механическом износе.

Но ЭГУР как ГУР, имеет недостаток такой же, как и в гидроусилителе, а именно - наличие гидравлической жидкости, которая со временем может потечь. В то же время ЭГУР приводится в действие от электричества, и если будут неполадки в электронной системе, то возможно он не будет работать, даже если неполадка не связана с системой ЭГУР. Например, при неисправном генераторе ЭБУ двигателя может отключить питание ЭГУР из-за того, что он потребляет больше всего электроэнергии. Также негативно повлиять на его работу скачки напряжения в электрической цепи, вызванные неправильной зарядкой или снятием и установкой АКБ, и другими человеческими факторами. Из-за этих мелочей и сложной конструкции общая ремонтопригодность и надежность ЭГУР хуже, чем у ГУР.

Существует еще такая разновидность усилителей, как электронный усилитель (ЭУР), который помогает управлять передними колесами за счет электродвигателя. Он может встраиваться в рулевую колонку, устанавливаться на рулевую рейку параллельно рейке (когда электродвигатель мощный, следовательно, большой по размерам). Жидкости в ЭУР совсем нет, что исключает любые неполадки с ней. Благодаря отсутствию гидроцилиндра, рейка работающая в паре с ЭУР проще в конструкции, а значит - долговечней, надежней и дешевле. По показателям экономии топлива ЭУР превосходит своих соперников ЭГУР и ГУР. И самое главное - ЭУР может придать управлению дополнительные функции, которые не способен придать ГУР и ЭГУР. Например, благодаря ЭУР в автомобилестроении реализована система автоматической парковки, которая позволяет парковаться, не прикладывая никаких усилий со стороны водителя.

Однако за счет сложного управляющего электронного механизма, сложности ремонта ЭУР нет равных, и это самый главный его недостаток. Чтобы разобраться с неполадками ЭУР, требуется специальное оборудование, которое присутствует не на всех СТО. К недостаткам также можно отнести «блочный» принцип ремонта, который предлагает завод-изготовитель. С проблемами ЭУР могут разобраться только высококвалифицированные специалисты.

Не вызывает сомнений, что будущее стоит за электричеством. Но было бы хорошо, если бы инженеры продолжали совершенствовать электронику не для дополнительных функций ЭУР, а для надежности. Пока же, учитывая последнюю информацию по ЭУР, из-за неполадок в электронной системе, его надежность находится на невысоком уровне.