Содержание
Усилитель рулевого управления: история регулятора ваших мышечных усилий
- Главная
- Статьи
- Усилитель рулевого управления: история регулятора ваших мышечных усилий
Автор:
Борис Игнашин
Усилитель рулевого управления был даже на самых простых телегах, ведь лошадь тянула поворотную ось за собой. С появлением «самодвижущихся» экипажей проблема усилия на рулевом управлении стала крайне актуальной, и началось соревнование конструкторской мысли длиной в добрую сотню лет.
Необходимость
Первые паровые омнибусы в полной мере познали все прелести непосредственного управления рулевыми колесами. Классические методы в виде «румпеля» большой длины и различных цепных и тросовых редукторов пришли из судостроения, но их применение на машинах сравнительно малого размера не всегда было возможно, и конструкторам приходилось искать обходные пути.
Часто встречались машины, на которых рулевое колесо поворачивали сразу несколько человек. Но еще в 1823 году Роберт Гюрней использовал оригинальную конструкцию, которую можно считать первым усилителем рулевого управления.
В ней человек поворачивал управляющие колеса небольшой тележки, которая дышлом соединялась уже с основной поворотной осью, и если омнибус двигался и сцепления оси хватало, то маленькая тележка поворачивала основную ось за собой. Таким образом, с управлением мог справиться один человек. Наверное, это первый засвидетельствованный случай применения такого рода механизма на транспорте. Как ни странно, схемы с пневматическим (паровым) усилением получили очень малое распространение – судя по всему, ввиду общего консерватизма конструкций.
Усиление на скорости побольше
Более легкие машины с ДВС поначалу обходились более простыми румпелями, ведь их масса была во много раз меньше, чем у сухопутных паровозов, а значит, и усилия на управляемых колесах было намного меньше.
Позиции рулевого управления без усиления заметно улучшились после появления круглого рулевого колеса на модели Panhard 4hp в 1894 году – оно позволяло обойтись достаточно простым механическим редуктором, и при этом иметь вполне комфортное усилие на руле. А то, что крутить его нужно было быстро и много – проблема не великая: машины тогда почти не водили любители, это было ремеслом суровых профессионалов, которые ездили почти без света и без отопления. Патент на новую форму рулевого колеса оформил на себя Альфред Вашерон, и с 1898 года все машины марки Panhard имели круглый руль, а вскоре за ними последовали и остальные автопроизводители.
Но над проблемой усиления рулевого управления по-прежнему работали: например, в 1876 году Г.В. Фиттс запатентовал свою систему усиления рулевого управления, основанную на сложном механизме дифференциального механического усилителя с приводом через сцепление от мотора (US Patent: 175,601), но такая система так и не была реализована.
За ней последовали разработки Роберта Тьюфорда из Питтсбурга, который запатентовал свою систему в 1900 году (U.S. Patent: 646,477), и Фредерика Ланчестера, запатентовавшего гидравлический и вакуумный усилители рулевого управления в Англии в 1902-м.
Первые реальные попытки
Но эти разработки не были использованы в конструкции усилителя грузовика Columbia 1903 года выпуска – он был оснащен… электроусилителем рулевого управления! Так что если вы думаете, что электроусилитель появился недавно, то ошибаетесь – исторически он оказался первым реально работающим типом усилителя.
В период 1904-1927 гг. некоторые грузовые машины оснащались вакуумными и пневматическими усилителями рулевого управления. Точность такой конструкции оставалась низкой, но на грузовиках и тракторах она иногда применялась, поскольку скорости у них были невелики, а масса машин, тем не менее, заметно возросла.
Связано это, в первую очередь, с простотой управления вакуумной системой. Более ранние патенты уже описывали устройство клапана-распределителя, регулирующего подачу жидкости или газа при отклонении рулевого колеса, а разрежение можно было брать прямо с впускного коллектора двигателя. Пневматические же системы на сжатом воздухе тоже встречались на машинах, где сжатый воздух использовали для привода тормозов и вспомогательных механизмов.
Талант и настойчивость – появление ГУР
Как и в случае с редукторами, гидравлические системы управления рулем появились в первую очередь на судах, и на протяжении Первой мировой войны не прекращались попытки применить нечто подобное на тяжелых колесных броневиках, тягачах и грузовых машинах. Но успех сопутствовал Фрэнсису Дэвису и его менее известному компаньону Джорджу Джессопу, усилия которых получили наибольшее признание. К моменту создания работающей схемы ГУР Фрэнсис был уже весьма опытным инженером: он закончил Гарвард в 1906 году и до 1922 года работал в подразделении грузовых автомобилей Pierce Arrow.
Решая задачу упрощения гидравлики, он впервые отказался от систем, аккумулирующих давление жидкости и перешел на привод с постоянно работающим насосом, и к схеме с постоянно открытыми регулирующими клапанами. Это снизило давление, уменьшило число компонентов системы и тем самым усовершенствовало гидравлическую систему усиления до уровня, позволяющего начать ее серийное производство и устанавливать ее даже на скоростные машины. Инженер доверял своему детищу: он установил первый ГУР собственного производства на свой личный автомобиль Pierce-Arrow Roadster в 1925 году и доказал, что машиной стало не просто легче управлять. Гидравлика решала еще одну проблему – амортизировала вибрации от колес, передававшиеся на руль, и этим выгодно отличалась от любых систем, основанных на вакуумном или пневматическом приводе.
Не зря первой компанией, заинтересовавшейся в устройстве, стал именно Cadillac – ведь шестнадцатицилиндровые монстры не только ездили быстро, они еще и были очень тяжелыми.
В 1934 году Дэвис стал работать на General Motors. Однако ввиду большой стоимости тонкой гидравлики и экономического кризиса, вызвавшего падение продаж автомобилей, гидроусилитель не стал частью стандартной комплектации автомобилей GM, а конструктор уже в 1936 ушел в компанию Bendix и там продолжал совершенствовать свою систему.
К 1939 году были разработаны системы гидроусиления дести типов, и две из них проданы корпорации GM для экспериментальной установки на автомобилях Buick. В 1940 году они были вновь востребованы на бронеавтомобилях Chevrolet, и в результате к концу войны более 10 тысяч машин были оснащены ими, а конструкция была действительно отлажена для массового производства.
После войны корпорация Chrysler начала разработку своего собственного усилителя на базе уже просроченного патента Дэвиса. Разработка была показана на модели Crysler Imperial, и получила название Hydraguide в 1951 году.
Сразу после этого компания GM заключила сделку с Дэвисом об использовании его разработок на машинах ее марок, и к 1953 году по дорогам уже бегал первый миллион машин с гидроусилителями руля. Пожалуй, это тот случай, когда конкуренция безусловно полезна – к 1956 году каждый четвертый продававшийся в США автомобиль имел гидроусилитель, что неудивительно, учитывая рост массы и мощности.
А вот в Европе дела продвигались не так хорошо. Например, компания Цанрадфабрик, более известная как ZF, выпускала простые рулевые редукторы без гидроусилителей для машин с нагрузкой на ось до 6,5 тонн, а значит, даже водители тяжелых грузовиков тогда обходились без «помощников». Ситуация начала меняться только в середине шестидесятых, когда увеличение требований к труду водителей грузовиков привело к появлению спроса на системы гидроусиления. А вот на легковых машинах водители справлялись в основном своими силами вплоть до восьмидесятых годов, когда рост снаряженной массы машин, их скоростей, требований к безопасности и переход на передний привод, а значит и рост массы, приходящейся на переднюю ось, привели к необходимости внедрения усилителей рулевого управления даже на малолитражках.
Особенности конструкции
Конструкция гидроусилителя, предложенная Дэвисом, оказалась настолько удачной, что, по большому счету, мало изменилась до нашего времени.
Суть идеи Фрэнсиса Дэвиса состояла в том, что поток масла от насоса идет постоянно, а не только тогда, когда требуется создать давление. При повороте руля начинает скручиваться торсионный стержень, связывающий вал рулевой колонки и редуктор рулевого управления. При этом в золотниковом распределительном механизме открываются отверстия, направляющие жидкость от насоса в правый или левый рабочий цилиндр гидроусилителя. Чем больше закручивание торсиона, тем больше отверстий золотника открывается, и тем больше насос помогает вращать руль. Основные усилия в совершенствовании этой простой схемы были направлены на уменьшение потерь в системе привода, составляющих не менее 90 ватт даже на самых современных системах, обеспечение более комфортного регулирования усилия на руле, увеличение степени помощи при маневрировании на малой скорости и «утяжеление» руля на трассе.
Дальнейшие усовершенствования
Уменьшение затрат на привод шло по пути совершенствования гидравлики, насоса и его привода. Типичные затраты на привод – это потери на работу передачи, например, ремня (около 10 ватт), потери в насосе (для самых совершенных систем это 40 ватт в простое) и потери в распределительном механизме (это еще 20 ватт). Более ранние системы потребляли заметно большую мощность – так, отчет об испытаниях большого мотора V8 компании GM говорит о почти 500 ваттах потерь мощности при установке на мотор насоса гидроусилителя. Можете себе представить, каков был размер проблемы при использовании не вполне исправных или менее совершенных компонентов.
Для снижения затрат на привод насоса ГУР, когда усиление не требуется, и, собственно, регулирования степени усиления рулевого привода в первую очередь начали совершенствовать насос. Первые системы насосов переменной производительности пришли из систем гидропривода и оказались излишне сложными для массового применения на легковых машинах, но иногда встречаются на грузовиках.
Конструкции могут быть различными – лопастными, радиально- или аксиально-поршневыми, но их все объединяет сложность и редкость, поэтому они не устанавливались на легковые машины ввиду большой массы, размеров и цены. Компактным вариантом такой конструкции является, например, насос ГУР Subaru, где шиберный насос имеет внешнее кольцо, которое может менять свое положение относительно центра ротора.
Тем самым уменьшается производительность и снижается нагрузка при необходимости. Недостатки такого решения знают все владельцы таких машин – если «обычный» насос работает десятки лет, то такая конструкция не только требует регулярной замены масла более высокого качества, но и часто имеет ресурс меньше пяти-шести лет. Из достоинств – отличное реактивное действие на руле на любой скорости и уменьшение затрат на привод.
Альтернативой этому решению стал электрический привод насоса ГУР, и в таком виде система устанавливалась на очень популярные у нас машины – например, Ford Focus II и Opel Vectra C. Впервые же такая система тоже была применена на машине марки Subaru: в 1988 году вышел Subaru XT6 с системой Cybrid. В Европе же первопроходцем стала «особо экономичная» версия популярного Golf 3 Ecomatic. Впрочем, в отличие от Subaru, машина не стала массовой, хотя она одна из первых была оснащена роботизированным приводом сцепления, системой старт-стоп и претендовала на звание «трехлитрового автомобиля» – популярной в середине девяностых идеи машины с расходом топлива в 3 литра на сто километров. Кстати, это один из самых редких вариантов Гольфа – их выпустили всего 4 тысячи штук.
Тем не менее, широкого распространения схема с электроприводом насоса не получила из-за сложности и высокой цены, хотя была заметно прогрессивнее схемы с насосом регулируемой производительности, например, позволяя снизить усиление до нуля, полностью исключить затраты на привод ГУР, когда он не нужен, а заодно использовать усилитель даже при заглохшем моторе.
Любопытную систему предложила компания ZF в 1989 году. Система Servotronic позволяла регулировать степень усиления рулевого управления при использовании обычного насоса с постоянной производительностью. В этом случае усовершенствовали золотниковый клапан рулевого управления, сечение каналов подачи жидкости регулировалось дополнительным поршнем, приводимым в действие электродвигателем по командам блока управления. Конечно, при этом не уменьшались потери мощности на привод системы, но зато рулевое управление можно было настроить очень точно. Такие системы применялись на некоторых европейских машинах премиум-класса (например, на BMW 850i) до 2001 года, когда производство систем свернули, выпустив более 12 млн штук.
В целом, историю собственно гидроусилителя можно на этом закончить – классическая конструкция применяется в одном из этих вариантов до сих пор и, вероятно, уже не изменится. Ее понемногу вытесняет электроусилитель, несомненно более прогрессивный, хоть и появившийся первым.
Кстати, история вообще любит возвращения – например, «новейшие» электромобили были доминирующим видом транспорта в короткий период 19 века. Тогда они победили «паровички» и «поспели» раньше машин с более автономным ДВС, и порог скорости в 100км/ч впервые перешли именно на электромобиле.
От гидравлики к электрике
Электроусилитель исторически оказался первой системой такого рода и, похоже, вытеснит все остальные схемы усилителей рулевого управления в ближайшее время, если, конечно, его не сменит система управления drive-by-wire, о которой я расскажу чуть ниже. Установить мощный электромотор на рулевую колонку или непосредственно на рулевой механизм, а вместо золотникового распределителя на торсион рулевой колонки поставить обычный потенциометр оказалось настолько простой идеей, что примерно в таком виде это и было реализовано на грузовике в 1903 году. Но в те годы развитие электросистем сильно отставало от гидравлики и пневматики, надежность была низкой, да и генераторы появились на машинах на десять лет позже, так что первый электроусилитель питался, судя по всему, от аккумуляторов.
Новый технологический виток позволил применить полностью электрический привод рулевого управления без гидравлики на небольшой машинке Suzuki Cervo третьего поколения в 1988 году. Патент на систему был взят компанией Mitsibishi в том же 1988 году и предусматривал установку двигателя усилителя непосредственно на рулевую рейку.
Дальнейшее развитие таких систем пошло по пути увеличения мощности и надежности электрической части. Поначалу серьезной проблемой оказался перегрев электродвигателя при простой системе управления усилением. Но вскоре проблему решили за счет увеличения мощности компонентов, подбора оптимального типа двигателей и совершенствования алгоритмов усиления. Сейчас электрические усилители устанавливают не только на малолитражки, но и на крупные внедорожники, и проблемы с надежностью уже в прошлом.
По сути, электроусилители надежнее классических гидросистем и к тому же позволяют куда лучше настраивать управляемость машины. Кроме того, без электроусилителя немыслимы системы самопарковки и автоматически управляемые машины.
С механической точки зрения мало что поменялось – изначальная схема с установкой мотора усилителя на рулевую рейку уже к запуску в производство претерпела изменения, и вся система устанавливалась непосредственно на вал рулевой колонки. В дальнейшем компания VW совместно с ZF разработала более совершенную схему, с расположением электродвигателя привода непосредственно на рулевой рейке и передачей усилия с помощью зубчатого ремня, что разгрузило рулевое управление от паразитных вибраций и сделало его настройку комфортнее для водителя. Сейчас большинство выпускающихся систем имеет подобную компоновку. Впрочем, развитие ЭУР продолжается и используются все варианты, и возможно появление новых и куда более оригинальных конструкций в ближайшем будущем – например, уже представлены варианты с линейным мотором привода рейки.
Совершенно без связи
Рассказ об усилителях рулевого управления будет неполным, если не упомянуть еще два интересных рулевых механизма, которые на самом деле «усилителями» в полном смысле слова не являются. Это именно сервоприводы рулевого управления, в которых механической связи рулевого колеса и рулевого механизма нет вовсе. Один из механизмов родом из 70-х годов и устанавливался на легендарный Citroen CX с 1974 по 1991 год, а второй совсем молод, презентован буквально в прошлом году на Infiniti Q50S и называется DAS. Разумеется, их названия являются аббревиатурами от французского Direction à rappel asservi и английского Direct Adaptive Steering. Не знающим французского подскажу: первая фраза переводится как «рулевое управление с контролируемым возвратом».
Французская система обязана своим появлением на свет уникальной гидропневматической подвеске колес и применяемым в ней технологиях.
В машинах с такой системой установлен гидронасос, создающий давление, но не прокачивающий через себя много жидкости, а значит, не подходящий для работы обычного «классического» ГУР. Зато у него большое давление, и в системе используются гидроаккумуляторы, а значит, можно отбросить все наработки Ф. Дэвиса по упрощению системы и создать сервоуправление по образцу корабельного или самолетного, где руль почти не связан с рулевым механизмом и лишь управляет системой клапанов. Впрочем, в Ситроене при отсутствии давления связь все же появляется, только люфт в четверть оборота руля не позволяет использовать систему иначе как в аварийной ситуации. А когда все работает, колеса точно следуют повороту руля, на который не проходят ни удары, ни вибрации от колес и который сам стремится вернуться в нулевое положение
Усилие на руле при этом создается в зависимости от скорости движения машины специальной системой с электронным управлением и гидроприводом.
Помимо сложности такая система еще и полностью лишает водителя обратной связи с дорогой, так что минусов у нее хватало. Зато ее ценили за комфорт – можно ехать хоть на трех колесах, все равно машина будет двигаться прямо. Разумеется, развития система не получила, устанавливалась она только на наследника модели – Citroen XM. Но зато в 2014 году идея получила достойное продолжение.
Об Infiniti вы, наверное, все уже знаете от нас же – тут начинка другая, полностью электронная, усилие на руле полностью искусственное, но точное. Машина сама умеет исправлять ошибки водителя и, конечно же, тоже не передает на руль «лишние» вибрации и шум. О достоинствах и недостатках можно дискутировать, но пока это тоже лишь дорогая игрушка, и до массового применения далеко, однако технология определенно заслуживает внимания.
Вместо заключения
К сожалению, за кадром остались такие интересные вещи, как полноуправляемые шасси и адаптивные рулевые механизмы с гидро- и электроприводом, но этим темам мы обещаем посвятить отдельные полноценные материалы.
Читайте также:
история
практика
Новые статьи
Статьи / Авто с пробегом
5 причин покупать и не покупать Volkswagen Passat CC
«Король трассы, а в городе рвет всех»; «вообще не едет»; «образец надежности»; «сыплется, не дожидаясь 100 тысяч»; «великолепный салон, качественные материалы»; «салон убогий, как в Поло»; «…
304
5
0
27.11.2022
Статьи / Тесты
Тест из таксопарка: проверь, что ты знаешь о Renault Logan первого поколения
«Гражданин мира», известный у нас под именем Logan и выпускавшийся в мире под несколькими разными марками, в этом году отмечает своё 18-летие.
В честь «совершеннолетия» этого невольного люби…
1732
0
2
26.11.2022
Статьи / Новинки
Так вот ты какой, Москвич 3: знакомимся с машиной на официальном старте производства
Вчера, 23 ноября, московский автозавод, долгое время существовавший только в статусе предприятия Renault Россия (до 2014 года назывался «Автофрамос») и более полугода простаивавший после ухо…
8555
12
3
24.11.2022
Популярные тест-драйвы
Тест-драйвы / Тест-драйв
Haval Dargo против Mitsubishi Outlander: собака лает, чужестранец идет
В дилерском центре Haval на юге Москвы жизнь кипит: покупатели разглядывают машины, общаются с менеджерами и подписывают какие-то бумаги.
Пока я ждал выдачи тестового Dargo, такой же кроссов…
17599
7
205
13.09.2022
Тест-драйвы / Тест-драйв
Мотор от Mercedes, эмблема от Renault, сборка от Dacia: тест-драйв европейского Logan 1,0
Казалось бы, что нового можно рассказать про Renault Logan второго поколения, известный каждому российскому таксисту, что называется, вдоль и поперёк? Однако конкретно в этом автомобиле есть…
14185
10
41
13.08.2022
Тест-драйвы / Тест-драйв
Geely Coolray против Haval Jolion: бесплатный сыр? Если бы!
Хотите купить сегодня машину с полноценной гарантией, в кредит по адекватной ставке, без диких дилерских накруток? Сейчас это та еще задачка, ведь полноценную цепочку «представительство – з.
..
11334
26
30
10.08.2022
Зачем нужен усилитель руля и какой лучше
Покупая автомобиль, мы платим за массу всяких штучек, которые идут с ним в комплекте и носят общее название «Стандартное оборудование». Иногда мы даже отыскиваем там знакомые слова и аббревиатуры. Что скрывается за набором букв? Например, усилитель руля — это достоинство или данность?
В отличие от Америки, где усилителями рулевого управления автомобили стали потихоньку комплектоваться с 30-х годов прошлого века, наши люди начали знакомиться с ними только в 90-х — в то время нам полмира пришлось познавать заново. Естественно, вникать в детали было некогда. И теперь покупатель в автосалоне впадает в прострацию — в описании серийного оборудования читаем: «электромеханический усилитель рулевого управления с регулированием в зависимости от скорости», в прайс-листе красуется гидроусилитель руля с варьируемым усилием или электрогидроусилитель руля… Что лучше? Что выгоднее?
В автомобиле без какого-либо усилителя рулевого управления водителю приходится напрямую преодолевать силу, с которой масса машины прижимает колеса к дорожному покрытию, проворачивая рулевой вал посредством всяческих червячных передач и рулевых карданов.
Чисто механически затраты на вращение можно снизить за счет изменения передаточного числа в рулевом механизме и увеличения размера «баранки». Рулем придется больше крутить, при этом он все еще будет тугим и существенно ухудшится точность управления. На помощь, как всегда, придут пневматика, гидравлика и электрика. Названия усилителей руля легковых автомобилей имеют различные формулировки, но их можно разбить на два основных «лагеря»: гидро- и электроусилители.
Гидравлический усилитель руля (ГУР) в классической компоновке имеет насос, приводимый от коленвала двигателя механически — через ремень. Нагнетаемое насосом давление используется для вращения рулевого вала, сила давления плюсуется к усилию водителя на рулевом колесе.
Электрический усилитель руля (ЭУР) вместо силы давления насоса использует силу электродвигателя, переданную через исполнительный механизм на рулевой вал (или рейку). Кстати, электромеханический усилитель есть не что иное, как тот же электроусилитель, только звучит красивее.
Особо надо упомянуть и о существовании так называемого электрогидроусилителя. Это название может ошибочно навести на мысль о какой-то фантастической смеси электроусилителя и гидроусилителя. Это несуразное словосочетание успело войти в обиход, хотя ЭГУР — это тот же гидроусилитель, просто гидронасос здесь питается не от коленвала через ремень, а от собственного электродвигателя. Такая система имеет плюс в виде отсутствия лишнего ремня и небольшой экономии энергии, которая, как ни крути, выражается в экономии топлива: механизм не нуждается в постоянном отбирании части энергии от двигателя для работы насоса. Правда, для вырабатывания электроэнергии тоже задействован ДВС, но необходимость в ней легче дозировать.
С появлением усилителей задача облегчить тем или иным способом управление в целом решилась, и тут же проявились возможности и причины для улучшения руления. Первые усилители поглотили так называемую скорость движения автомобиля и необходимость того или иного маневра рулем.
По законам механики попытки управляемых колес самостоятельно распрямить траекторию на вираже неизбежно отражаются на поведении рулевого колеса, что дает водителю нужную информацию о необходимости сброса или удержания скорости для безопасного прохождения поворота. Неожиданная легкость руля, возникшая на скоростном вираже, может являться следствием банальной потери сцепления колес с дорогой. Мощные усилители руля с константным действием лишились этой природной чувствительности.
С этой проблемой надо было срочно что-то делать, как и с поиском оптимального сочетания точности и скорости реакции колес на поворот руля.
И в этом направлении был достигнут явный прогресс. В некоторых гидроусилителях для варьирования усилия регулируется сила давления: например, параллельно с распределителем давления установлен регулятор производительности с приводом от шагового электродвигателя. Регулятор изменяет количество отводимой рабочей жидкости, а заодно — располагаемое давление, воздействующее на силовой цилиндр рулевого механизма.
В электроусилителях степень усилия на руле регулируется электронным блоком управления: датчик момента меняет напряжение с учетом направления вращения, пропорциональное усилию на рулевом колесе. Система плавно снижает компенсирующий момент по мере разгона авто.
Маркетологи с легкостью иллюзиониста порождают все новые и новые формулировки, способные увлечь потребителя и поставить в тупик даже специалиста: усилитель с изменяемым коэффициентом сопротивления/усилия, адаптивный усилитель, усилитель с переменной/варьируемой степенью усилия, ЭМУР, ЭГУР, ЭУРУ, АГУР…
Все эти названия кружатся вокруг одного и того же замечательного свойства усилителя: способности изменять усилие, необходимое для поворота рулевого колеса в зависимости от скорости автомобиля. При маневрах во время парковки руль чрезвычайно легок и крутится одним пальцем, а на скорости 150 км/ч руль наливается тяжестью, так как излишняя чувствительность в этом случае может быть опасна и ничем не оправдана на высоких скоростях.
Разнообразие технологий позволяет производителю выбирать оптимальный вариант, учитывая класс автомобиля, мощность двигателя, компоновочные причины, стоимость узлов, рациональность применения с учетом особенностей той или иной конструкции.
И что же предпочтительнее, ГУР или ЭУР? Главное — абстрагироваться от легенд и не верить расхожим слухам, что одна система надежнее, а другая более точна и создает самые «натуральные» ощущения на руле: современные гидро- и электроусилители могут иметь совершенно разные конструкции и эксплуатационные параметры — не судите о них по названию.
Підпишіться на наш Telegram-канал та Facebook або читайте нас в Google News, щоб нічого не пропустити.
Усилитель руля — Как работает автомобильное рулевое управление
В усилителе рулевого управления есть несколько ключевых компонентов в дополнение к реечному механизму или механизму рециркуляции шариков.
«»
Насос
Гидравлический привод рулевого управления обеспечивается пластинчато-роторным насосом (см.
схему ниже). Этот насос приводится в движение двигателем автомобиля через ремень и шкив. Он содержит набор выдвижных лопастей, которые вращаются внутри овальной камеры.
Реклама
Когда лопасти вращаются, они вытягивают гидравлическую жидкость из обратного трубопровода под низким давлением и нагнетают ее в выпускное отверстие под высоким давлением. Количество потока, обеспечиваемого насосом, зависит от частоты вращения двигателя автомобиля. Насос должен быть спроектирован таким образом, чтобы обеспечить достаточный поток при работе двигателя на холостом ходу. В результате насос перекачивает намного больше жидкости, чем необходимо, когда двигатель работает на более высоких оборотах.
Насос содержит клапан сброса давления, чтобы гарантировать, что давление не станет слишком высоким, особенно при высоких оборотах двигателя, когда перекачивается очень много жидкости.
«»
Поворотный клапан
Система рулевого управления с усилителем должна помогать водителю только тогда, когда он прилагает усилие к рулевому колесу (например, при начале поворота).
Когда водитель не прилагает усилий (например, при движении по прямой), система не должна оказывать никакой помощи. Устройство, воспринимающее усилие на рулевом колесе, называется поворотным клапаном .
Ключ поворотного клапана — торсион . Торсион представляет собой тонкий металлический стержень, который скручивается при приложении к нему крутящего момента. Верхняя часть стержня соединена с рулевым колесом, а нижняя часть стержня соединена с шестерней или червячной передачей (которая вращает колеса), поэтому величина крутящего момента в торсионе равна величине крутящего момента, водитель использует для поворота колес. Чем больший крутящий момент использует водитель для поворота колес, тем сильнее закручивается руль.
Вход рулевого вала образует внутреннюю часть узла золотник-клапан . Он также соединяется с верхним концом торсиона . Нижняя часть торсиона соединяется с внешней частью золотника. Торсион также поворачивает выход рулевого механизма, соединяясь либо с шестерней, либо с червячной передачей, в зависимости от типа рулевого управления автомобиля.
Анимация, показывающая, что происходит внутри поворотного клапана, когда вы впервые начинаете поворачивать рулевое колесо
Когда стержень скручивается, он вращает внутреннюю часть золотникового клапана относительно внешней. Поскольку внутренняя часть золотникового клапана также соединена с рулевым валом (и, следовательно, с рулевым колесом), величина вращения между внутренней и внешней частями золотникового клапана зависит от того, какой крутящий момент водитель прикладывает к рулевому колесу. .
Когда рулевое колесо не поворачивается, обе гидравлические магистрали обеспечивают одинаковое давление на рулевой механизм. Но если золотниковый клапан повернут в ту или иную сторону, порты открываются, чтобы подавать жидкость под высоким давлением в соответствующую линию.
Оказывается, этот тип системы рулевого управления довольно неэффективен. Давайте взглянем на некоторые достижения, которые мы увидим в ближайшие годы и которые помогут повысить эффективность.
Процитируйте это!
Пожалуйста, скопируйте/вставьте следующий текст, чтобы правильно цитировать эту статью HowStuffWorks.com:
Карим Найс
«Как работает автомобильное рулевое управление»
31 мая 2001 г.
HowStuffWorks.com.
27 ноября 2022 г.
Насосы гидроусилителя руля на Summit Racing
Повороты на вашем маслкаре заменили сгибания рук в качестве вашей любимой тренировки? Если это так, это может означать, что пришло время заменить насос гидроусилителя руля. Вы…
Повороты на маслкаре заменили сгибания рук в качестве вашей любимой тренировки? Если это так, это может означать, что пришло время заменить насос гидроусилителя руля. Вы пришли в нужное место, потому что Summit Racing предлагает несколько вариантов усилителя руля. В зависимости от ваших потребностей и автомобиля вы можете выбрать насос гидроусилителя руля, который будет очень функциональным, красивым или и тем, и другим! Найдите замену насоса гидроусилителя руля для сотен различных автомобилей от 1958 до сегодняшнего дня.
Мы предлагаем Borgeson, Tuff Stuff, Flaming River, AGR Performance, Allstar Performance, Detroit Gear и многие другие проверенные бренды. Найдите…
Повороты на вашем мускул-каре заменили сгибания рук в качестве вашей любимой тренировки? Если это так, это может означать, что пришло время заменить насос гидроусилителя руля. Вы пришли в нужное место, потому что Summit Racing предлагает несколько вариантов усилителя руля. В зависимости от ваших потребностей и автомобиля вы можете выбрать насос гидроусилителя руля, который будет очень функциональным, красивым или и тем, и другим! Найдите замену насоса гидроусилителя руля для сотен различных автомобилей от 1958 до сегодняшнего дня. Мы предлагаем Borgeson, Tuff Stuff, Flaming River, AGR Performance, Allstar Performance, Detroit Gear и многие другие проверенные бренды. Найдите свой новый насос гидроусилителя руля сегодня!
Результаты 1–25
2000 г.
+
99″>178,99 долларов США
Ориентировочная дата отгрузки в США:
Понедельник 28.11.2022
Расчетная дата международной отправки:
Сегодня
247,50 долларов США
275,00 $
(Сэкономьте 27,50 $)
Ориентировочная дата отгрузки в США:
27 декабря 2022 г.
Расчетная дата международной отправки:
Сегодня
99″>$171,99
Ориентировочная дата отгрузки в США:
3 января 2023 г.
Расчетная дата международной отправки:
Сегодня
$144,89
160,99 $
(Скидка 16,10 $)
Ориентировочная дата отгрузки в США:
Понедельник 28.11.2022
Расчетная дата международной отправки:
Сегодня
5″>247,50 долларов США
275,00 $
(Скидка 27,50 $)
Ориентировочная дата отгрузки в США:
27 декабря 2022 г.
Расчетная дата международной отправки:
Сегодня
286,64 доллара США
Ориентировочная дата отгрузки в США:
12 декабря 2022 г.
Расчетная дата международной отправки:
Сегодня
59″>$174,59
193,99 $
(Скидка 19,40 $)
Ориентировочная дата отгрузки в США:
Понедельник 28.11.2022
Расчетная дата международной отправки:
Сегодня
$315.00
350,00 $
(Скидка 35,00 $)
Ориентировочная дата отгрузки в США:
27 декабря 2022 г.
Расчетная дата международной отправки:
Сегодня
05″>$165,05
Ориентировочная дата отгрузки в США:
15 декабря 2022 г.
Расчетная дата международной отправки:
Сегодня
$166,00
Ориентировочная дата отгрузки в США:
24 января 2023 г.
Расчетная дата международной отправки:
Сегодня
0″>$166,00
Ориентировочная дата отгрузки в США:
24 января 2023 г.
Расчетная дата международной отправки:
Сегодня
$179,09
198,99 $
(Скидка 19,90 $)
Ориентировочная дата отгрузки в США:
9 января 2023 г.
Расчетная дата международной отправки:
9 января, 2023 г.
248,99 долларов США
Ориентировочная дата отгрузки в США:
Вторник 29.11.2022
Расчетная дата международной отправки:
Сегодня
286,64 доллара США
Ориентировочная дата отгрузки в США:
12 декабря 2022 г.
Расчетная дата международной отправки:
Сегодня
49″>$193,49
Ориентировочная дата отгрузки в США:
Понедельник 28.11.2022
Расчетная дата международной отправки:
Сегодня
247,50 долларов США
275,00 $
(Скидка 27,50 $)
Ориентировочная дата отгрузки в США:
27 декабря 2022 г.
Расчетная дата международной отправки:
Сегодня
99″>176,99 долларов США
Ориентировочная дата отгрузки в США:
5 декабря 2022 г.
Расчетная дата международной отправки:
Сегодня
247,50 долларов США
275,00 $
(Скидка 27,50 $)
Ориентировочная дата отгрузки в США:
27 декабря 2022 г.
Расчетная дата международной отправки:
Сегодня
99″>170,99 долларов США
Ориентировочная дата отгрузки в США:
Понедельник 28.11.2022
Расчетная дата международной отправки:
Сегодня
$345,56
383,95 $
(Скидка 38,39 $)
Ориентировочная дата отгрузки в США:
27 марта 2023 г.
Расчетная дата международной отправки:
Сегодня
0″>$550.00
Ориентировочная дата отгрузки в США:
12 декабря 2022 г.
Расчетная дата международной отправки:
Сегодня
$165,05
Ориентировочная дата отгрузки в США:
Понедельник 28.11.2022
Расчетная дата международной отправки:
Сегодня
99″>319,99 долларов США
Ориентировочная дата отгрузки в США:
Среда 30.11.2022
Расчетная дата международной отправки:
Сегодня
$165,99
Ориентировочная дата отгрузки в США:
Понедельник 28.11.2022
Расчетная дата международной отправки:
Сегодня
