Усилитель рулевого управления – это механическое устройство, установленное на автомобиле, которое помогает водителям управлять транспортным средством, увеличивая усилие на рулевом колесе, необходимое для поворота рулевого колеса, что облегчает поворот или маневрирование автомобиля на более низких скоростях.
Гидравлические или электрические приводы добавляют управляемой энергии к рулевому механизму, поэтому водитель может приложить меньше усилий для поворота управляемых колес при движении на обычных скоростях и значительно уменьшить физические усилия, необходимые для поворота колес, когда транспортное средство остановлено или движется медленно.
Усилитель руля также может быть спроектирован таким образом, чтобы обеспечить некоторую искусственную обратную связь сил, действующих на управляемые колеса.
Гидравлические системы рулевого управления с усилителем для автомобилей увеличивают усилие рулевого управления с помощью привода, гидравлического цилиндра, который является частью сервосистемы. Эти системы имеют прямую механическую связь между рулевым колесом и рычажным механизмом, управляющим колесами.
Это означает, что отказ системы рулевого управления с усилителем (для увеличения усилия) по-прежнему позволяет управлять транспортным средством, используя только ручное усилие.
В системах рулевого управления с электроусилителем вместо гидравлических систем для оказания помощи используются электродвигатели. Как и в гидравлических типах, мощность привода (в данном случае двигателя) контролируется остальной частью системы рулевого управления с усилителем.
Другие системы рулевого управления с усилителем не имеют прямого механического соединения с рулевой тягой; они требуют электроэнергии. Системы такого рода без механической связи иногда называют «управлением по проводам» или «управлением по проводам» по аналогии с авиационным «управлением по проводам».
В этом контексте «провод» относится к электрическим кабелям, по которым передается питание и данные, а не к механическим управляющим кабелям из тонких проволочных тросов.
Первая система рулевого управления с усилителем, установленная на серийном автомобиле, дебютировала в Chrysler Imperial 1951 года, и конкуренты быстро последовали ее примеру.
Усилитель рулевого управления не только сделал очевидное, позволив водителю управлять тяжелым транспортным средством с гораздо меньшими усилиями и большим комфортом, но также позволил инженерам улучшить реакцию на рулевое управление, то есть, насколько быстро автомобиль меняет направление, когда водитель поворачивает руль.
До того, как стал доступен усилитель, системы рулевого управления автомобилей были настроены таким образом, что приходилось много раз поворачивать руль, чтобы преодолевать крутые повороты или парковаться.
Эта медленная передача давала водителям больше рычагов против больших усилий, необходимых для управления передними колесами. Но появление гидроусилителя руля позволило инженерам увеличить передаточное отношение рулевого управления.
На сколько нужно повернуть рулевое колесо по отношению к тому, насколько изменится угол наклона передних колес, потому что дополнительное усилие на рулевом колесе теперь может быть компенсировано новой системой. На самом деле, это было больше, чем просто компенсация; управлять автомобилем стало почти легко.
В системе рулевого управления с усилителем используются промежуточные электрические или гидравлические устройства для уменьшения усилия, необходимого для поворота передних колес автомобиля из стороны в сторону. Он умножает усилие, прилагаемое водителем к рулевому колесу, для плавного и быстрого изменения направления движения автомобиля.
Система гидроусилителя руля состоит из нескольких механических частей. Системы гидроусилителя руля обеспечивают более легкую маневренность и лучшую степень контроля над автомобилем, делая вождение еще более легким. Иногда ее называют системой помощи при рулевом управлении или SAS. Без него рулевое управление было бы физически утомительным и трудным.
Системы рулевого управления с усилителем могут быть гидравлическими, электрическими или их комбинацией. Управление транспортным средством включает в себя синхронное вращение передних колес влево или вправо. Это достигается с помощью различных зубчатых передач. Двумя основными системами рулевого управления являются реечный механизм и шаровой рулевой механизм с рециркуляцией.
В системе рулевого управления с усилителем используются промежуточные электрические или гидравлические устройства для уменьшения усилия, необходимого для поворота передних колес автомобиля из стороны в сторону. Он умножает усилие, прилагаемое водителем к рулевому колесу, для обеспечения плавного и быстрого изменения направления движения автомобиля.
Ваш автомобиль будет мгновенно реагировать даже на самые незначительные изменения, которые вы делаете, и вам будет легче оставаться в своей полосе, когда вы едете в пробке и выполняете сложные парковочные маневры.
Системы рулевого управления с гидравлическим усилителем работают за счет использования гидравлической системы для увеличения силы, прикладываемой к входам рулевого колеса на управляемые (обычно передние) опорные колеса транспортного средства. Гидравлическое давление обычно создается генератором или пластинчато-роторным насосом, приводимым в движение двигателем автомобиля.
Гидравлический цилиндр двойного действия прикладывает усилие к рулевому механизму, который, в свою очередь, приводит в движение опорные колеса. Рулевое колесо управляет клапанами для управления потоком в цилиндр.
Чем больше крутящий момент прикладывается водителем к рулевому колесу и колонке, тем больше жидкости пропускают клапаны к цилиндру, и тем больше усилий прикладывается для поворота колес.
Рулевое управление с электроусилителем (EPS) или рулевое управление с электроприводом (MDPS) использует электродвигатель, а не гидравлическую систему, чтобы помочь водителю транспортного средства.
Датчики определяют положение и крутящий момент рулевой колонки, а компьютерный модуль применяет вспомогательный крутящий момент через двигатель, который подключается либо к рулевому механизму, либо к рулевой колонке. Это позволяет применять разную помощь в зависимости от условий вождения.
Таким образом, инженеры могут адаптировать реакцию рулевого механизма к системам подвески с регулируемой скоростью и демпфированием, оптимизируя плавность хода, управляемость и рулевое управление для каждого автомобиля.
На автомобилях группы Fiat объем помощи можно регулировать с помощью кнопки под названием «CITY», которая переключается между двумя различными кривыми помощи, в то время как большинство других систем EPS имеют переменную помощь. Они помогают больше, когда автомобиль замедляется, и меньше на высоких скоростях.
Ниже приведены типы систем рулевого управления с усилителем:
Все три системы гидроусилителя руля выполняют одну и ту же важную функцию, но выполняют ее по-разному. В гидравлической системе используется механически перекачиваемая жидкость под высоким давлением, в электрогидравлической системе используется электродвигатель для давления жидкости, а в электрической системе используется электродвигатель и датчики.
Конечный результат тот же:вы можете легко поворачивать руль в любых условиях. Системы рулевого управления с полностью электрическим усилителем экономят около одной мили на галлон, требуют меньше обслуживания и более надежны, чем гидравлические системы.
В этой системе используется жидкость гидроусилителя рулевого управления под давлением, подаваемая насосом гидроусилителя рулевого управления, для уменьшения усилия на рулевом колесе. Привод вспомогательных агрегатов с приводом от двигателя или поликлиновой ремень включает насос и направляет жидкость гидроусилителя рулевого управления под высоким давлением через шланг высокого давления на входную сторону клапана управления гидроусилителем рулевого управления.
Высокое давление, действующее на регулирующий клапан, помогает водителю при повороте передних колес. Жидкость гидроусилителя руля хранится в бачке. Надлежащий уровень жидкости в бачке поддерживается, когда жидкость возвращается из рулевого механизма под гораздо более низким давлением.
Гидравлические системы рулевого управления с усилителем непрерывно перекачивают жидкость и зависят от частоты вращения двигателя:высокие обороты в минуту соответствуют выходу высокого давления, более низкие обороты в минуту равны выходу низкого давления. Для поддержания постоянного давления в насосе гидроусилителя руля используется перепускной клапан, который поддерживает постоянное давление независимо от частоты вращения двигателя.
В этих системах используется бесщеточный электродвигатель для привода гидравлического насоса рулевого управления вместо вспомогательного привода или поликлинового ремня с приводом от двигателя.
Эта система работает так же, как и обычная система рулевого управления с гидравлическим усилителем.
Эта система исключает гидравлику и жидкость под давлением из системы. Когда водитель поворачивает руль, бесщеточный двунаправленный двигатель с постоянными магнитами, соединенный с рулевым механизмом или рулевой колонкой, поворачивает передние колеса. Датчики определяют, в какую сторону повернуто рулевое колесо, чтобы помочь рулевому механизму двигаться в правильном направлении.
Независимо от того, какая у вас система, гидроусилитель руля воздействует на рулевой механизм только тогда, когда водитель поворачивает руль.
Гидравлические системы рулевого управления сложны, тяжелы, требуют обслуживания и занимают много места. Электроусилитель рулевого управления использует значительно меньше деталей.
Используя датчики угла поворота рулевого колеса и крутящего момента, а также сложное программное обеспечение, инженеры могут регулировать степень помощи, а также то, как рулевое управление ощущается водителем, воспроизводя различные характеристики ощущения дороги для различных условий вождения. А рулевое управление с гидравлическим усилителем потребляет на 90 % больше мощности двигателя, чем рулевое управление с электроусилителем.
Поскольку система рулевого управления с электроусилителем потребляет от двигателя значительно меньше мощности, она значительно снижает расход топлива и снижает выбросы выхлопных газов. А снятие приводного шкива и ремня с двигателя снижает износ. Это продлит срок службы двигателя и поможет сократить дорогостоящий ремонт.
Ниже приведены преимущества гидроусилителя руля:
Ниже приведены недостатки гидроусилителя руля.
Сколько должен стоить насос гидроусилителя руля?
Типы проблем с усилителем рулевого управления
Что такое нагнетатель? - Определение, типы и работа
Что такое амортизатор? - Определение, типы и детали
Что такое поршневой двигатель? Типы и работа