Насос гур для чего

Как работает гидроусилитель руля – простое объяснение сложного механизма

Гидроусилитель руля в автомобиле (ГУР) предназначен для облегчения вращения рулевого колеса и управления машиной на малых скоростях. В большей степени он помогает управляться с «баранкой» на парковке, когда авто стоит на месте, а колеса нужно повернуть в определенную сторону.

Сегодня разберем устройство и принцип работы гидроусилителя и его основных узлов. Вкратце затронем особенности конструкции и функционирования насоса ГУР – это большая и интересная тема, которой будет посвящена отдельная статья.

Схема устройства

Разберем, из каких компонентов состоит гидравлический усилитель рулевого управления автомобиля. Рассмотрим, за что отвечает каждый из них. Основные компоненты системы:

1. Насос. Некоторые, по неизвестной причине, называют его компрессор, но это не так;
2. Гидроцилиндр и рулевая рейка;
3. Исполнительный (распределительный) механизм;
4. Шланги и бачок гидравлической жидкости.

Как работает

В автомобилях без гидроусилителя руля, рулевое колесо через вал соединяется шестерней с зубчатой рейкой – упрощенная схема. Когда «баранку» поворачивают, вращение через вал и шестерню передается рулевой рейке, она сдвигается в противоположную сторону. Она соединена с колесами тягами. Благодаря такой конструкции колеса поворачиваются в нужную сторону.

В современных машинах в рулевую рейку встроен гидроцилиндр. От исполнительного механизма к нему подводятся две трубки, закрепленные на разных его сторонах. При повороте вправо, в исполнительном механизме открываются клапаны (полости). Гидравлическая жидкость от насоса ГУР давит на правую сторону гидроцилиндра. Он двигается влево, увлекая за собой рулевую рейку. Происходит поворот колес не за счет физической силы водителя, а за счет повышения давления в цилиндре. При повороте влево, открываются другие полости в распределительном механизме, жидкость давит на противоположную сторону цилиндра, поршень сдвигается вправо вместе с рейкой.

Таким образом, гидроусилитель помогает водителю без приложения достаточной мышечной силы повернуть колеса автомобиля в нужную сторону.

Исполнительный (распределительный) механизм

Он выполнен единым целым с корпусом рулевой рейки. К нему подводятся шланги от насоса ГУР. От него трубками или шлангами передается давление жидкости к гидроцилиндру рейки.

Внутри него находится два вала – распределительный и торсионный. На последнем закреплен поворотный золотник. Торсионный вал отличается определенной гибкостью. При вращении «баранки» он закручивается, причем рейка остается неподвижной. При закручивании вала в корпусе распределительного механизма открываются определенные полости. Через них давление жидкости давит на ту или другую сторону гидравлического цилиндра усилителя. Происходит его смещение и движение рулевого механизма в нужном направлении.

Вращение торсиона относительно распределительного вала ограничено стопором. Он позволяет торсионному валу незначительно двигаться относительно распределительного вала. Если насос ГУР не работает, и нет давления жидкости, стопор дает возможность водителю вращать колеса без участия гидравлического усилителя.

Разберем схему работы распределительного механизма гидроусилителя руля. Существует три его положения – нейтраль, когда колеса прямо или рулевое колесо неподвижно, поворот влево и вправо.

Нейтральное положение

Условно говоря, в таком положении золотника распределительного механизма сливные и напорные отверстия остаются приоткрытыми. Жидкость от насоса ГУР равномерно поступает в обе полости цилиндра, часть её сливается обратно в бачок. С двух сторон гидроцилиндра создается одинаковое давление, поршень остается в нейтральном положении.

Поворот влево

Поворачивая руль влево, закручиваем торсион. Проходное сечение между валом распределителя и поворотным золотником, внутри которого помещен торсион, увеличивается. Через открытую полость жидкость устремляется в левую часть гидравлического цилиндра, на схеме показано красным цветом. С той стороны повышается давление, цилиндр смещается вправо, увлекая за собой рейку, колеса поворачивают влево.

В этот момент в противоположной стороне цилиндра находится жидкость, которую нужно куда-то слить, потому что для её сжатия понадобится дополнительная сила и водителю тяжело повернуть руль влево. В этот момент в распределительном механизме открываются сливные полости, обозначенные желтой стрелкой. Она через них сливается обратно в расширительный бачок ГУР.

Если перестают вращать руль, вал распределительного механизма возвращается в нейтральное положение. Проходные сечения между валом распределителя и золотником становятся первоначальными. Гидравлическая схема гидроусилителя рулевого управления возвращается в исходное состояние, давление в обеих полостях цилиндра уравнивается, поршень прекращает движение.

Поворот вправо

Аналогичным образом происходит при повороте вправо. Золотник поворачивается в правую сторону относительно распределительного вала. Увеличиваются зазоры проходных сечений, жидкость поступает в правую часть цилиндра. Одновременно, через открытые сливные полости, она сливается из левой полости гидроцилиндра. Поршень двигается влево вместе с рейкой, осуществляется поворот колес в правую сторону.

Повернув «баранку» на определенный угол, и прекратив её вращение, вал распределительного механизма возвращается в нейтральное положение относительно золотника. Размеры проходных сечений возвращаются в исходные значения. Схема гидравлического усилителя переходит в начальное состояние, поршень перестает двигаться.

Как гидроусилитель выключается при повышении скорости автомобиля

На значительных скоростях автомобиля, необходимо отключать ГУР в целях безопасного управления машиной. Лёгкая «баранка» может привести к чрезмерной управляемости и большой чувствительности колес на малейшее отклонение рулевого колеса. Чтобы этого избежать, в схеме гидроусилителя руля применяется несколько систем, изменяющих усилие в зависимости от числа оборотов двигателя или скорости машины.

ГУР с регулированием давления по числу оборотов

С увеличением количества оборотов двигателя, поток жидкости на выходе пластинчатого насоса уменьшается, как следствие – снижается давление. Ослабевает помощь гидроусилителя водителю.

В клапане регулирования выходного потока, расположенном в корпусе насоса ГУР, установлен дополнительный золотник. Находиться между клапаном формирования потока и проходным отверстием. Он уменьшает поток гидравлики на выходе из насоса путем уменьшения выходного сечения. Рассмотрим наглядный пример.

При низких оборотах мотора давление в камере «А» давит на золотник. Его недостаточно, чтобы преодолеть сопротивление пружины, он не смещается и проходное сечение не изменяется.

По мере роста числа оборотов, давление в камере «А» возрастает. Оно продолжает давить на стенку золотника и преодолевает сопротивление возвратной пружины. Он смещается, перекрывая выходное отверстие. Поток гидравлической жидкости уменьшается. Это вызывает большую разницу давления в камерах «А» и «С», клапан управления потоком смещается влево, больше открывая выходное отверстие со стороны всасывания насоса. Это уменьшает давление, выходящее из насоса, поступающее в распределительный механизм ГУР.

При дальнейшем росте числа оборотов двигателя, золотник больше перекрывает выходной канал. Полностью выходное отверстие не перекрывается, какими бы не были высокими обороты коленвала, в системе усилителя остается минимальное давление. Таким образом, минимизируется помощь гидроусилителя по мере роста числа оборотов двигателя.

ГУР с регулированием давления по скорости движения

Работа этой системы основана на датчике скорости автомобиля. Компьютер дает сигнал на электромагнитный клапан, установленный в распределительном механизме.

Внутри распределителя находится управляющая камера. По мере увеличения скорости авто, открывается электромагнитный клапан. Он подает гидравлическую жидкость в камеру распределителя. Внутри её повышается давление, препятствующее скручиванию торсиона. В результате руль становиться «тяжелее».

Существуют типы гидроусилителей, где на торсион влияет не давление в камере, а плунжер. По мере роста скорости автомобиля, давление давит на плунжер. Он толкает вал распределителя в направление, противоположное вращению рулевого колеса. Это увеличивает реактивное сопротивление на руле.

Насос ГУР

Он необходим для создания и поддержания заданного давления в системе. Существует два типа – шестеренчатый и пластинчатый. Последний тип устанавливается на большинстве современных автомобилях.

Он состоит из пластинок. Работает по принципу мельничного колеса. Соединен ременной передачей со шкивом коленвала. Поэтому производительность зависит от скорости вращения коленчатого вала мотора. Если оборотов недостаточно, водитель может ощущать неприятную упругость при вращении рулевого колеса.

Его конструкция не так проста, как все думают. В нем установлено несколько перепускных и запорных клапанов, регулирующих давление в системе гидроусилителя при больших оборотах двигателя.

Устройство насоса гидроусилителя

Насос ГУР — устройство, которое преобразует механическую энергию в давление жидкости и нагнетает масло в рулевой механизм под давлением.

В системе гидроусилителя руля подавляющего большинства автомобилей используются центробежные пластинчатые (шиберные) насосы преимущественно двукратного действия, где всасывание и нагнетание происходит два раза за один оборот вала.

Устройство насоса гидроусилителя и принцип действия

Насосы ГУР устроены примерно одинаково:

• Корпус с крышками — верхней и нижней.
• Шкив — для агрегатов с механическим приводом (ременной передачей) от двигателя автомобиля или электромотор — для насосов с электроприводом.
• Вал с подшипниками или втулкой, на котором закреплен шкив, рабочая пара.
• Торцевые распределительные диски с окошками всасывания и нагнетания масла, расположенными диаметрально противоположно друг другу.
• Статор — неподвижная часть рабочей пары, в которой вращается ротор. Круглый в насосах однократного действия, эллиптический — в двукратных агрегатах.
• Ротор с подвижными пластинами, закреплен на валу через шлицевые соединения.
• Уплотнительные элементы: прокладки, сальники, уплотнительные кольца.

Устройство насоса гидроусилителя подразумевает также датчик давления, который контролирует работу насоса: если агрегат не работает, устройство направляет поток масла в обход.

Устройство насоса ГУР

Особенности устройства и работа насоса гидроусилителя

Пластинчатые насосы отличаются высоким коэффициентом полезного действия и практически не ломаются, если вовремя менять масло.

Устройство насоса гидроусилителя руля обуславливает его надежность.

Работа насоса ГУР основана на простом физическом принципе увеличения-уменьшения объема и разницы давления. Ротор вращается внутри статора эллиптической формы. Во время вращения ротора подвижные пластины под действием центробежной силы выдвигаются из пазов и упираются в стенки статора, а затем возвращаются в пазы. В серповидной полости статора выдвинувшиеся пластинки образуют область низкого давления, где через впускное окно засасывается масло из бачка. Проходя через сужающуюся часть серповидной полости, пластины задвигаются, давление повышается, полость с маслом подходит к нагнетательному окну, и масло “выдавливается” в нагнетательный патрубок.

В современных лопастных насосах полостей высокого и низкого давления по две — за один оборот вала всасывание и нагнетание происходит дважды.

Ротор и статор насоса ГУР

Насос гидроусилителя с эллиптическим статором выбран автопроизводителями не случайно: за счет формы статора ротор агрегата разгружен от действия сил давления, а значит медленнее изнашивается и служит гораздо дольше.

Сам по себе насос ГУР не требует специального ухода или систематического ТО. В насосах “солидного возраста” или в неухоженных агрегатах могут износиться внутренние детали: вал, пластины, статор, подшипники. Поэтому важно периодически осматривать агрегат, регулировать натяжение приводного ремня, менять уплотнительные элементы и обязательно своевременно менять масло. А также следить за работой всей системы гидроусилителя.

Устройство и принцип работы насоса гидроусилителя руля

Несмотря на огромную популярность и повсеместное распространение электроусилителей, гидравлический усилитель рулевого управления все еще занимает прочные позиции и имеет большое количество своих преданных поклонников. Одним из его главных элементов является насос гидроусилителя, благодаря которому осуществляется циркуляция масла в системе и поддерживается нужное давление. Рассмотрим виды, устройство и принцип работы гидронасоса.

Насос ГУР: его функции и назначение

Насос гидроусилителя руля является наиболее сложным элементом ГУР. Он устанавливается на двигателе автомобиля и приводится в действие за счет приводного ремня от шкива коленчатого вала. Основные функции насоса:

• обеспечивает циркуляцию жидкости в системе;
• поддерживает необходимый уровень давления.

При выходе из строя насоса гидроусилителя автомобиль сохранит управляемость, но осуществление поворота будет сильно затруднено, особенно на малой скорости. Ездить при неисправном насосе все же не рекомендуется.

Виды насосов

Гидронасос может быть следующих видов:

• лопастной (пластинчатый);
• шестеренчатый.

Самым распространенным является лопастной. Он отличается высоким КПД и износоустойчивостью. С другой стороны, шестеренный насос является более простым и надежным.

В зависимости от типа управления насос может быть:

• регулируемым;
• нерегулируемым.

Регулируемый поддерживает постоянное давление за счет изменения производительной части насоса. В нерегулируемом варианте постоянное давление поддерживает редукционный клапан.

Исходя из конструкции автомобиля на гидроусилитель руля могут устанавливаться насосы следующих видов:

• одноконтурные;
• двухконтурные.

Одноконтурные предназначены для обслуживания только самого гидроусилителя. Они менее мощные, проще по конструкции и дешевле. Двухконтурные подают жидкость еще и в систему гидравлической подвески при ее наличии. У них выше как производительность, так и цена.

Тип привода насоса может быть:

• от коленчатого вала двигателя за счет ременной передачи;
• от электродвигателя. В этом случае усилитель руля называется электрогидравлический (ЭГУР).

Применение электродвигателя имеет ряд преимуществ: например, на привод насоса не расходуется мощность двигателя. Но он отличается более высокой стоимостью и зависимостью от работы электросистемы автомобиля.

Электрический насос гидроусилителя подключается только в определенные моменты, т.к. автомобиль с ЭГУР оснащен датчиками поворота руля. Показания датчиков определяют включение и отключение электронасоса.

Устройство лопастного насоса гидроусилителя

Конструктивно насос состоит из следующих элементов:

• корпус;
• ротор;
• крышка;
• статор;
• игольчатый подшипник;
• шкив;
• сальник;
• датчик повышения оборотов двигателя;
• клапан управления потоком.

Помимо этих элементов конструкция устройства содержит множество других мелких деталей.

Принцип работы лопастного насоса

Привод насоса гидроусилителя осуществляется от коленчатого вала посредством приводного ремня. Шкив насоса закреплен на наружном конце вала, который установлен на игольчатом подшипнике. Ротор посажен на шлицах на валу. В пазы ротора вставлены лопасти. Корпус гидронасоса представляет собой статор с крышкой и распределительным диском. В процессе вращения ротора лопасти захватывают рабочую жидкость. Затем под давлением подают эту жидкость через отверстия распределительного диска и канал в крышке насоса в клапан управления потоком, а далее в нагнетательный трубопровод.

Особенность работы насоса ГУРа заключается в том, что его производительность напрямую зависит от оборотов двигателя. В то же время вся система гидроусилителя руля рассчитана на работу при постоянной производительности, а максимальное значение давления не должно превышать установленного. В иномарках это от 70 до 125 бар, в отечественных автомобилях – 60-100 бар.

Поэтому насос выдает практически максимальное давление даже на холостых оборотах двигателя, а для того, чтобы его значение не превышало допустимого, в нем установлен клапан управления потоком жидкости. Фактически это редукционный клапан, который сохраняет давление в системе постоянным при увеличении числа оборотов коленчатого вала. Он представляет собой гидравлический дроссель, который работает автоматически.

Впоследствии конструкция данного клапана была модернизирована. В нее добавился специальный золотник, ограничивающий производительность насоса. Это позволило добиться регулирования усилия на руле в зависимости от скорости движения автомобиля.

Заключение

Насос является одним из важнейших элементов системы ГУР. Обычно насос служит на протяжении нескольких сотен тысяч километров. Главное – следить за креплением насоса, натяжением приводного ремня, а также за потенциальным появлением утечек.