основные характеристики, достоинства и недостатки

Гидроусилитель руля предназначен для того, чтобы облегчить водителю управление автомобилем. Это «устройство» значительно уменьшает затрату сил при повороте рулевого колеса. Когда появились первые гидроусилители, и как они работают? Об этом в нашей статье.

Гидроусилитель руля предназначен для того, чтобы облегчить водителю управление автомобилем. Это «устройство» значительно уменьшает затрату сил при повороте рулевого колеса. Когда появились первые гидроусилители, и как они работают? Об этом в нашей статье.

История появления гидроусилителя

В течение первых десятилетий своего существования никаких усилителей руля вообще не существовало. Надо сказать, что некоторые современные простые коммерческие машины, такие как ZAZ Chance или Reault Kangoo в своей заводской комплектации выпускаются без усилителя и по сей день.

На первых моделях в усилителях руля и нужды не было: поскольку скорости были невысоки, то и требования к управляемости были достаточно скромными. Комфорт стал интересовать производителей тоже не сразу, а покрышки были очень узкими, с небольшим пятном контакта с дорогой. И единственным средством облегчить работу с рулем было увеличение диаметра рулевого колеса и передаточного отношения привода.

Первые усилители появились в конце 30-х годов, и их обладателями стали карьерные самосвалы.

Какими были первые усилители руля? Вначале это были простые пневмоусилители, питавшиеся от компрессоров пневмотормозов. Однако, гидравлика оказалась не только дороже и сложнее пневматики, но еще и точнее и тише. Первый гидроусилитель руля (далее ГУР) появился в 1951 году. Его обладателем стал Chrysler Crown Imperial. Спустя три года ГУР появился и в Европе на Citroen DS 19.

Что такое гидроусилитель руля?

Говоря коротко, ГУР является механизмом, в основе которого лежит насос. В действие он приводится ремнем коленчатого вала. В результате из бачка засасывается масло и под высоким давлением нагнетается в распределитель. Последний отслеживает величину усилия на руле и помогает поворачивать колеса, делая это строго дозировано. Для этого используется следящее устройство, встроенное в разрез рулевого вала. Как правило, это торсион.

Когда автомобиль неподвижен или едет по прямой, нагрузки на рулевой вал нет, торсион не закручен, дозирующие каналы распределителя перекрыты, и масло сливается назад в бачок.

Когда же руль поворачивается и колеса начинают оказывать сопротивление, торсион начинает закручиваться с силой пропорциональной усилию на руле. Дозирующие каналы открываются, и масло попадает в исполнительное устройство. В иномарках, как правило, используется масло ATF (то же самое, что и на АКП).

Достоинства и недостатки ГУР

Основные достоинства ГУР

• 
  ГУР значительно облегчает работу рук при выполнении различных маневров, особенно парковочных.
• 
  Значительно ослабляется передача на руль ударов, вызванных неровностями дороги.

Недостатки гидроусилителя руля

Нехватка или отсутствие реактивного усилия на руле. Поскольку ГУР помогает водителю слишком активно, последний зачастую лишается «чувства машины». Поэтому конструкторы прилагают массу усилий, чтобы найти компромисс между вышеупомянутым «чувством» и помощью водителю.

Поскольку производителю приходится учитывать множество факторов, таких как производительность насоса, геометрию передней подвески, параметры задней подвески, углы установки колес, характеристики шин и многое другое, становится ясно, что найти автомобиль с безупречным ГУР крайне сложно.

Свойства ГУР в значительной степени зависят от производителя. К примеру, Toyota делает ставку на комфорт, жертвуя информативностью, а европейские производители поступают с точностью до наоборот. Поэтому, чтобы иметь представление о находящемся в машине ГУР, нужно сперва изучить традиции производителя в данной сфере.

Уход за гидроусилителем руля

Как правило, выход из строя какой-либо составляющей ГУР связаны не с «врожденными» дефектами, а с нарушением эксплуатации. Поэтому автомобилист должен регулярно делать следующее:

• 
  Следить за уровнем масла в бачке;
• 
  Следить за натяжением ремня привода и если есть такая необходимость, регулировать его;
• 
  Обеспечить тщательный контроль за герметичностью системы;
• 
  Каждые год-два заменять масло и фильтрующий элемент. Также их необходимо менять, если цвет масла изменился. Удаляя старую жидкость, автомобилист проводит комплексную очистку всей системы ГУР;

• 
  Необходимо регулярно смотреть на бачок с жидкостью ГУР, контролируя его уровень. Цвет жидкости можно увидеть на щупе, открутив крышечку. У более продвинутых автомобилей, на приборной панели можно найти индикатор низкого уровня жидкости ГУР.

В случае если возникают какие-либо посторонние звуки, обнаружены утечки или если машина начинает вести себя неадекватно – необходимо как можно скорее пройти диагностику на СТО.

Следует избегать длительного (более 5 сек) удержания руля в крайнем положении. Это может привести к перегреву масла. Кроме того, продолжительная эксплуатация машины с неработающим насосом выливается в ускоренный износ деталей распределителя и рулевого механизма, поскольку на такой режим работы они не рассчитаны.

Избегайте наезжать на препятствия. Когда машина «запрыгивает» на бордюр, водитель ощущает только легкий толчок на колесе руля. Хотя не будь ГУР, рулевое колесо ответило бы сильнейшим рывком, который мог бы даже причинить травму. 

Следует помнить, что, если на рулевом колесе нагрузка не чувствуется, это не является свидетельством того что машина легко преодолевает любые препятствия.

Насос гидроусилителя может развивать высокие давления, поддерживая нужное положение вала рулевой рейки. Если в таком положение лихо въехать на бордюр система постарается сохранить заданное рулем положение колес, что, по сути, спровоцирует сильный удар о бордюр. В результате возрастает вероятность повреждения рулевой рейки и рулевых тяг. К примерно таким же последствиям может привести вращение руля, когда колеса плотно прижимаются к бордюру (как вариант активная работа рулем при езде по колее).

Ни в коем случае не газуйте при сильно вывернутых колесах, стоя на второстепенной дороге в ожидании просвета. Это значительно повышает давление на ГУР, что может повредить насос и уплотнительные элементы. Если же к этому добавится низкая температура, вязкость рабочей жидкости возрастет и ее протекание через калиброванные отверстия и клапаны значительно затруднится, а нагрузка на систему заметно увеличится. Поэтому не начинайте в морозы движение, не прогрев предварительно автомобиль. Также старайтесь избегать интенсивного руления, выезжая со стоянки.

Электроусилители руля

Эта разновидность усилителей полностью лишена гидравлики. В отличие от ГУР, у которого рабочая жидкость постоянно перемещается по трубам, потребляя дополнительное топливо, электроусилитель потребляет энергию только во время вращения руля. К тому же он не зависит от температурных перепадов и оборотов двигателя.

Помимо этого, КПД электродвигателя руля значительно превышает аналогичные показатели гидронасоса. Он более надежен:

1. 
   Не имеет ремней шлангов, сальников, прокладок;
2. 
   Не имеет жидкостей;
3. 
   Не нуждается в обслуживании (доливка и замена рабочей жидкости).

Это именно то, чего хотели бы большинство автолюбителей. Правда, профессионалы, несмотря на все эти достоинства, жалуются на искусственность ощущений во время вождения.

История развития рулевого управления автомобиля

Современные водители имеют весьма общее представление о рулевом управлении. Кто-то знает меньше, кто-то изучал вопрос более дотошно. Но как создавалось рулевое управление и его элементы, знают единицы.

О, этот вопрос заслуживает отдельной статьи!

Конструкторы всего мира разрабатывали и доводили до ума агрегаты и узлы рулевого управления в разное время и по частям: придумали рычаги — управляемость хромает, сделали меньше передние колеса — особо не разгонишься. Каждое новое изобретение вытаскивало на свет новые трудности и сопутствующие проблемы — как обычно и бывает при нормальном прогрессе.

Десятки инженеров, изобретателей и просто мечтателей в свое время приложили руку к созданию удобного и эффективного рулевого управления. И знаменитые Готлиб Даймлер, Вильгельм Майбах и Карл Бенц, конечно же, не остались в стороне.

В 1886 году немецкий инженер Готлиб Даймлер сконструировал самоходный аппарат, похожий на карету, которая развивала скорость до 18 километров в час. На эту повозку его коллега Вильгельм Майбах установил двигатель внутреннего сгорания мощностью 1,1 л.с. Этот автомобиль был оснащен реечным рулевым механизмом. Минусы такого автомобиля состояли в том, что у колес был одинаковый угол поворота (как у карет), что плохо сказывалось на управляемости, особенно на большой скорости.

Дело в том, что у карет передние и задние колеса были разного диаметра (задние значительно больше) и поворачивались под одинаковым углом. Такая конструкция не способствовала маневренности.

Поэтому в 1893 году другой известный автоконструктор Карл Бенц доработал систему рулевого управления: создал рулевую трапецию, которая позволила поворачивать ведущие колеса по разновеликим радиусам. Внутреннее (к центру поворота) управляемое колесо поворачивается на больший угол, чем внешнее. Таким авто стало проще управлять, водители больше не боялись “прилечь” на бочок на повороте, да и шины изнашивались не так быстро.

Карл Бенц и Готлиб Даймлер — великие автоконструкторы

Рулевая трапеция позволила сделать колеса одинаковыми и гораздо меньшего диаметра.

Первый автомобиль-трицикл Карла Бенца

Автомобиль Готлиба Даймлера

Так благодаря усовершенствованному рулевому управлению автомобиль отошел от образца конных экипажей.

Как появился руль

Первые самоходные машины отличались от карет наличием двигателя и рычагом для управления колес. Он назывался румпелем — этот вид управления пришел из судостроения. Из-за румпеля (предка руля), который находился  на стойке управления по центру, машины прозвали “кофемолками”.

Румпель вместо руля на автомобилях-кофемолках

У первых автомобилей была та же проблема, что и у конных карет: при повороте передняя управляемая ось проворачивалась по центру, маневренности не было. Управлять автомобилем с помощью румпеля было сущим мучением.

Каталог рулевых реек

Перейти

Первый круглый руль появился на автомобиле Panhard 4hp благодаря растущей популярности автогонок. Руль в относительно привычном для нас виде в 1894 году придумал Альфред Вашерон — заядлый автогонщик. Руль он сконструировал как раз к гонке “Париж — Руан”, когда готовил автомобиль к состязаниям. Он сдвинул стойку управления назад и вместо “ручки кофемолки” поставил руль, но еще не наклонный, а параллельный полу. Руль приводил в движение систему рычагов, шарниров и тяг, а они передавали движение к колесам.

Автомобиль Panhard 4hp (1894г.)

В тоже время компания Panhard-Levassor провела сравнительные испытания автомобилей с румпелем и авто с рулем. Конечно же, руль превзошел румпель по всем показателям. Поэтому в 1898 году все модели Panhard выпускались с круглым рулем. Так Panhard-Levassor задала тренд в мире автомобилей: с этого времени практически все автомобильные концерны выпускали автомобили с круглым рулем. И уже в течение следующих 10 лет румпель  был вытеснен с автомобильного рынка.

Автоконструкторы-новаторы продолжали улучшать и модернизировать рулевое колесо, и вот тогда же в 1898 году француз Артур Константин Кребс предложил  наклонить рулевую колонку. Управлять таким рулем оказалось в разы удобнее.

Руль конструкции “Банджо”

Но сама конструкция руля оставалась неудобной: он был четырехспицевым, металлическим и страшно бил в руки водителю на неровностях дороги. Конструкторы предложили решение — установить более мелкие спицы. Так появился руль системы “Банджо”.

В конце 20-х годов Эдвард Лобелл презентовал регулируемый руль, однако его изобретение было забыто на долгие 30 лет.

Впоследствии руль мало менялся, отличался только материалами и дизайном, количеством спиц. И только в 90-е годы ХХ века появился прообраз мультируля — с дополнительными кнопками и рычагами.

Ее Величество рулевая рейка

Сегодня механизм рулевой рейки (про неё подробнее читайте по ссылке) встречается на многих современных переднеприводных легковых авто. Многие считают, что рулевая рейка — современный агрегат, но это не так. Первые автомобили конца 19 века были оснащены как раз такой конструкцией. Изначально она называлась “шестерня-рейка”. В начале ХХ века рейку ставили на отдельных моделях автомобилей BMW.

Но потом пошла тенденция на использование более сложных механизмов, как например, редуктор. И о рулевой рейке забыли. Забвенье отчасти объясняется тем, что автоконструкторы хотели уйти от слабых мест рейки: слишком хорошо она передавала удары от колес на руль, изнашивалась быстро, ее нельзя было использовать на плохой и сложной дороге. К тому же, она плохо сочеталась с рессорами, балками и т.д. Плюс, вращать руль без усилителя было не каждому водителю по плечу.

Механическая рулевая рейка

Рулевая рейка  на десятилетия получила звание архаичного агрегата. Вспомнили о ней в 1948 году, когда американский инженер Эрл Макферсон (на тот момент он работал в компании Ford) презентовал свою подвеску. И автопроизводители повально перешли на передний привод с подвеской McPherson.

Это соединение реечного механизма и подвески McPherson оказалось  настолько удачным, что с тех пор и до наших дней в большинстве легковых автомобилей колеса управляются с помощью реечной передачи.

Создание гидроусилителя руля

В те далекие времена руль был таким тугим, что одному водителю часто было не под силу вращать рулевое колесо. В некоторых моделях авто это делало сразу несколько человек! Поэтому автоконструкторы задумались о механизме, который помог бы водителям вращать руль.

Неясно, кто изобрел усилитель первым. Как обычно, многие автоконструкторы вели разработки параллельно и независимо друг от друга: например, в 1902 году англичанин Фредерик Ланчестер запатентовал вакуумный усилитель руля и «управление рулевым механизмом, который приводится в действие гидравлической энергией», американка Клара Гэйлис запатентовала аналогичное устройство, Чарлз Хаммонд разрабатывал усилители рулевого управления в Канаде.

Американский инженер Фрэнсис Дэвис, конструктор гидроусилителя руля

Но официально признанным конструктором ГУРа считается американский инженер Фрэнсис Дэвис. Он работал в компании Pierce-Arrow, которая специализировалась на производстве грузовиков и пожарных автомобилей. Там  на месте Дэвис создавал и испытывал усилители руля. В 1925 году он запатентовал и продемонстрировал первый гидроусилитель. General Motors сразу же переманила талантливого инженера к себе в компанию. Однако  в течение семи лет в процессе разработки гидроусилителя на легковые автомобили Дэвис так и не смог интегрировать свое детище. С началом Второй мировой войны Дэвис подался в военное автомобилестроение и пришел к тому, с чего начал, — к большегрузным машинам. Дэвис нашел свое признание.

Гидроусилитель отлично показал себя на военных автомобилях. В послевоенные годы Дэвису все-таки удалось установить ГУР на легковой автомобиль — сначала на свой собственный. Поначалу ГУР устанавливали на элитные автомобили, а потом и на обычные легковушки. Первый доступный по цене широким массам автомобиль с ГУР выпустила компания Chrysler Corporation в 1951 году.

В компании General Motors, в которой ранее Дэвис пытался интегрировать гидроусилитель, подумали-подумали и в 1952 году выпустили свой собственный автомобиль с ГУР. Так появился Cadillac Series 62.

Cadillac Series 62 с ГУР (1954 г.)

Гидроусилитель пережил такую паузу в развитии из-за сложностей массового изготовления: по тем временам агрегат считался сложным, создать такой стоило немалых трудов и затрат. Взять хотя бы ремкомплект насоса гидроусилителя — сегодня изготовить, установить и заменить ремкомплект не проблема, но 100 лет назад автопроизводители не знали, как это сделать без лишних затрат. Благодаря автоматизации производства ГУР стал доступным по стоимости и ворвался на рынок автомобилестроения.

Позднее гидроусилитель многократно дорабатывали и видоизменяли другие автоконструкторы, однако звание создателя ГУРа по праву принадлежит Фрэнсису Дэвису.

Еще был промежуточный этап развития усилителя руля — пневматический усилитель. Использовался в 1930-е годы на большегрузных машинах в США. Но система потерпела фиаско — была слишком ненадежной, большой и очень шумной.

Как создавался ЭУР

Многие источники утверждают, что время создания ЭУРа — 80-е года ХХ века. Это заблуждение, ведь электроусилителю уже 120 лет!

Первый электроусилитель был сконструирован и интегрирован в легковой автомобиль в 1903 году в модели Columbia. Инженеры установили электродвигатель на рулевую колонку, а вместо золотника на торсион рулевой колонки поставили переменный резистор.

Первый электроусилитель руля на автомобиле Columbia (1903 г.)

Идея простая до невозможности, но на поток поставлена не была. Вероятно, проблема была связана с высокой себестоимостью электроначинки для автомобилей тех времен, да и не дружили легковушки с электрикой. В те времена гидравлические и пневматические усилители хромали на обе ноги, а электросистемы автомобилей отставали даже от них. Поэтому в единичных вариантах электроагрегаты “выстреливали” и пантентовались по всему миру, однако в массовое производство не попадали.

И вот через полвека в 1988 году в Японии электроусилитель появился в автомобиле Suzuki Cervo. Запатентовала ЭУР компания Mitsubishi. В этом случае электродвигатель устанавливали прямо на рулевую рейку.

С 1988 года электроусилители модернизировали, дорабатывали и всячески изменяли. Инженеры столкнулись с проблемой перегрева электродвигателя, поэтому поначалу ЭУР устанавливали преимущественно на малолитражки. Сегодня электроусилитель устанавливают даже на мощных внедорожниках. Но и сейчас автоконструкторы не унимаются и продолжают совершенствовать этот агрегат.

Современные инженеры пророчат электроусилителю великое будущее: они утверждают, что в ближайшие 10 лет ЭУР полностью вытеснит ГУР с рынка. Что ж, поживем — увидим.

Большой выбор рулевых реек

Перейти в магазин

Благодаря всем вышеперечисленным агрегатам в наши дни рулевое управление стало простым и удобным, хоть с ГУР, хоть с ЭУР и даже без усилителя.

Вот так, казалось бы, привычные агрегаты — рулевая рейка, сам руль или усилитель — прошли непростой путь развития, взлетов и падений популярности на рынке. За всеми этими изобретениями стоят десятки и даже сотни инженеров и конструкторов. Хочется верить, что они были бы приятно удивлены, если бы увидели, как эволюционировали их творения!

Что такое усилитель руля и как он работает?

В своей основе усилитель руля представляет собой систему, которая снижает усилие, необходимое водителю для поворота рулевого колеса. Без гидроусилителя рулевое управление большинства транспортных средств было бы чрезвычайно тяжелым, особенно во время маневров на низкой скорости, таких как въезд на парковку, поворот на 90 градусов в городе или маневрирование на переполненной заправке.

История

Первая система рулевого управления с усилителем, устанавливаемая на серийный автомобиль, дебютировала в 1951 Chrysler Imperial, и конкуренты быстро последовали его примеру. Мало того, что усилитель руля сделал очевидное — позволил водителю управлять тяжелым транспортным средством с гораздо меньшими усилиями и большим комфортом, — он также позволил инженерам улучшить реакцию рулевого управления, то есть скорость изменения направления движения автомобиля, когда водитель поворачивает руль.

До того, как стал доступен усилитель мощности, системы рулевого управления автомобилей были настроены так, что требовалось много оборотов руля, 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 число рулевого управления — насколько сильно нужно повернуть рулевое колесо по отношению к тому, насколько изменяется угол наклона передних колес, — потому что дополнительное усилие на рулевом колесе теперь могло быть компенсировано новой системой. На самом деле, это было больше, чем просто компенсация; управлять автомобилем стало почти легко.

1994 Acura NSX

Дэвид Дьюхерст|Автомобиль и водитель

Однако некоторые автомобили с лучшим рулевым управлением — чистокровные, легкие спортивные автомобили — не имели гидроусилителя руля, например, Acura NSX начала 1990-х годов, Lotus Elise и Exige, а также Alfa Romeo 4C, которая является последним оставшимся новым автомобилем, в котором отсутствует гидроусилитель руля.

Но эти машины обошлись без него из-за небольшого веса и относительно узких шин. И, тем не менее, крутить руль в этих машинах, когда они стоят, может быть довольно муторно.

Гидравлический усилитель руля

Рой Ричи|Автомобиль и водитель

Преобладающим типом усилителя руля с 1950-х до начала 2000-х годов был гидравлический усилитель. Гидравлический усилитель руля использует, как следует из названия, гидравлическую жидкость, которая находится под давлением насоса, приводимого в движение двигателем. Хотя он хорошо служил автомобильному миру в течение тех 50 лет, у этого типа системы есть несколько недостатков: энергия тратится впустую, поскольку насос работает непрерывно, даже когда автомобиль движется прямо и помощь не требуется. Кроме того, гидравлическую жидкость необходимо периодически заменять, и если в какой-либо из гидравлических линий возникает утечка, это не только приводит к беспорядку, но и теряется усилитель мощности. Однако по-прежнему можно управлять автомобилем без работающего гидроусилителя руля.

Рулевое управление с электроусилителем

Рой Ричи|Автомобиль и водитель

Рулевое управление с электроусилителем (EPS) является нормой для современных новых автомобилей. От рулевого колеса к рулевой рейке по-прежнему идет цельнометаллический рулевой вал, который управляет шинами, но все остальное сделано на основе высоких технологий. EPS использует электродвигатель, который получает энергию от электрической системы автомобиля для обеспечения рулевого управления. Этот электродвигатель может быть расположен либо непосредственно на рулевой рейке — такое расположение более дорогое и, как правило, используется в конце спектра спортивных и роскошных автомобилей, — либо прикреплен к рулевой колонке. Датчики определяют крутящий момент или усилие, которое водитель прикладывает к рулю, а компьютер решает, какую помощь необходимо добавить. В большинстве систем компьютер изменяет усилие на рулевом колесе в зависимости от скорости автомобиля: на парковочных скоростях рулевое управление легкое и легко поворачивается, в то время как на скоростях по шоссе усилие увеличивается, давая водителю ощущение большей стабильности и контроля.

Преимущества EPS

Электрическая помощь имеет множество преимуществ: экономия топлива снижается на несколько процентов, поскольку электродвигатель потребляет мощность только тогда, когда это необходимо; устраняет упомянутое выше техническое обслуживание гидравлической жидкости; а также позволяет использовать различные функции. Любая функция помощи водителю или функция удобства, которая включает в себя поворот колес без участия водителя, активируется электроусилителем руля. Такие функции, как помощь в удержании полосы движения, автоматическая парковка и смена полосы движения, а также способность направлять автомобиль вокруг препятствий, используют способность EPS самостоятельно управлять автомобилем, когда это необходимо.

Рулевое управление с электроусилителем — одна из технологий, которая позволит автомобилям самостоятельно управлять.

Рулевое управление с электроусилителем также более терпимо к нестандартным настройкам выравнивания, используя программное обеспечение для распознавания и компенсации увода руля в одну сторону. Он также может автоматически приспосабливаться к боковому ветру или рельефу дорожного покрытия, что в противном случае потребовало бы от водителя постоянной корректировки рулевого управления. Более того, автономные самоуправляемые автомобили завтрашнего дня будут полагаться на электроусилитель руля, потому что он позволяет бортовому компьютеру управлять автомобилем в режиме автопилота. Некоторые системы, такие как Super Cruise от Cadillac (на фото выше, пилотируется без участия C/D редактор), уже способны управлять собой при определенных условиях.

Электрогидравлическое рулевое управление

Между гидравлическим и электрическим усилителями рулевого управления существует гибрид двух систем, называемый электрогидравлическим. Он работает как гидравлическая вспомогательная система, только гидравлическое давление создается электродвигателем, а не приводом насоса от двигателя. Это избавляет от жалобы на бесполезную трату энергии, отмеченной ранее, но не включает все функции, возможные с электроусилителем руля. В настоящее время эта система используется лишь в нескольких транспортных средствах, включая несколько тяжелых пикапов.

Если вы хотите глубже погрузиться в механику создания помощи при рулевом управлении в гидравлических или электрических системах рулевого управления, ознакомьтесь с техническим пояснением «Автомобиль и водитель ».

Характеристики рулевого управления

Здесь, в Автомобиль и водитель, мы оцениваем три основные характеристики рулевого управления в каждом тестируемом автомобиле: усилие, реакцию и обратную связь. Два из них — усилие и обратная связь — ухудшились в ранних системах EPS, которые не воспроизводили высокоразвитое, естественное чувство дороги, придаваемое гидравлическими системами. Из-за этого было трудно понять, когда шины автомобиля теряют сцепление с дорогой и начинают скользить.

Хотя такие энтузиасты вождения, как и мы, были, что неудивительно, возмущены этими негативными изменениями, они фактически затронули всех водителей — и до сих пор затрагивают. Существует реальная потребность в живом ощущении через рулевое колесо, когда транспортное средство приближается к пределу своих возможностей — скажем, когда оно вот-вот занесет на скользкой от дождя, снега или льда поверхности. Автомобиль с более коммуникативным рулевым управлением делает водителя более информированным, безопасным и уверенным в любых ситуациях. Тем не менее, хорошая новость заключается в том, что инженеры потратили много времени и усилий на протяжении многих лет на разработку электроусилителя руля и создание сложных алгоритмов, которые точно воссоздают ощущение рулевого управления, утраченное после перехода с гидравлических блоков. Сегодня новейшие системы EPS, особенно от Porsche, Mazda и GM (на Chevy Corvette, Camaro и автомобилях Cadillac), теперь кажутся интуитивно понятными. Они сообщают вам, что делают передние шины, так же точно, как и старые гидравлические системы рулевого управления, что является очень положительным моментом как для автомобилей, так и для их водителей.

This Good Stuff Will Get Your Wheels Clean

Sonax Wheel Cleaner

$22 at Amazon

Meguiar’s Aluminum Wheel Cleaner

$7 at Amazon

CarPro Iron X Wheel Cleaner

$27 at Walmart

Takavu Wheel Detailing Brush

Сейчас скидка 40%

12 долларов США на Amazon

Дэйв Вандерверп

Директор по тестированию транспортных средств

Дэйв Вандерверп более 20 лет работает в автомобильной промышленности, занимая различные должности от разработки до консультирования по продуктам, и в настоящее время возглавляет Автомобиль и водитель тестируют автомобили. Дэйву очень повезло начать работу в C/D, так как он случайно отправил незапрошенное резюме в нужное время, чтобы получить работу на полставки, когда он был студентом Мичиганского университета, где он сразу же увлекся миром. автомобильной журналистики.

Колеса и гидроусилитель руля

На дворе 1956 год, и рулевое колесо диаметром 20 дюймов на автомобилях Chevrolet Bel Air или Ford Fairlane обеспечивало управление колесами. Но особенно трудно было повернуть руль, когда автомобиль стоял. Поворот руля требовал определенной силы верхней части тела, которая была дана Богом водителям грузовиков того времени.

Когда на Cadillac 1940 года был представлен шаровой рулевой механизм Saginaw с рециркуляцией, он давал немного больше механических преимуществ, но по-прежнему было трудно поворачивать руль, когда автомобиль стоял. Если автопроизводители той эпохи собирались продавать больше автомобилей, особенно домохозяйкам из новых пригородов, ими должно было быть легче управлять и переключать передачи. Автомобили премиум-класса, Cadillac, Lincoln и Chrysler, добавляли гидроусилитель руля в свои списки дополнительного и стандартного оборудования, но они по-прежнему оставались самыми дорогими автомобилями в выставочных залах дилеров.

К началу 1960-х годов усилитель руля был опцией или стандартом для всех автомобилей американского производства. В конце 1960-х и начале 1970-х большое рулевое колесо все еще украшало рулевые колонки. Большой диаметр рулевого колеса сделал гидроусилитель руля очень чувствительным к входу на более высоких скоростях. Для снижения входной чувствительности диаметр руля был уменьшен. Большинство современных автомобилей имеют 14- или 15-дюймовое рулевое колесо.

Возраст гидроусилителя руля
Существует два типа обычных систем рулевого управления с усилителем. В первом типе используется гидравлический цилиндр, прикрепленный к тяге и шасси. Управляющий клапан прикреплен к концу тяги вместо конца рулевой тяги, а привод клапана соединен коническим валом с сошником.

Второй тип использует гидроцилиндр, который является составной частью рулевого механизма и соединен с рециркуляционной шариковой гайкой, расположенной на рулевом валу. Поворотный регулирующий клапан соединен с торсионом, который является частью рулевого вала. Гидравлический цилиндр реечного рулевого механизма является частью реечного механизма, а гидрораспределитель соединен торсионом с рулевым валом. Во всех этих типах гидроусилителей насос подает жидкость к регулирующему клапану. Клапан управления открывает поток под давлением к гидравлическому цилиндру и от него.

Клапан управления реагирует непосредственно на сигнал от сошки или рулевого вала. Приведение в действие управляющего клапана основано на входном сигнале, ориентированном на более низкие скорости автомобиля, когда помощь требуется больше всего. Эта конфигурация делает рулевое управление более чувствительным на более высоких скоростях. В 1980-х годах изменение потока от насоса к цилиндру стало использоваться как метод снижения чувствительности на высоких скоростях. Эта система управления называется электронной регулируемой диафрагмой (EVO).

Клапан EVO установлен на выходе насоса гидроусилителя руля. В клапане используется электронный контроллер для создания изменений магнитного поля в электромагнитной катушке клапана. Штифт клапана, прикрепленный к дроссельному клапану, входит в соленоидную катушку. Магнитное поле, создаваемое катушкой соленоида, будет втягивать штифт в катушку. Это вытягивающее действие регулирует поток через клапан. Клапан и контроллер можно использовать с реечной передачей и обычными системами.

Электронный контроллер изменяет магнитное поле в катушке соленоида, посылая на катушку напряжение с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Контроллер регулирует усилие рулевого управления в зависимости от скорости автомобиля, поступающей в контроллер, и положения рулевого колеса. Ввод скорости автомобиля обычно поступает от модуля управления двигателем (ECM).

Положение рулевого колеса определяется датчиком скорости вращения маховика (HWSS). Он измеряет скорость, с которой поворачивается рулевое колесо, и подает переменный аналоговый сигнал напряжения на контроллер. Сигнал будет меняться от высокого напряжения к низкому напряжению и вернется к высокому напряжению при повороте рулевого колеса на 180 градусов. Сочетание скорости автомобиля и скорости поворота рулевого колеса будет генерировать ШИМ-сигнал от контроллера к соленоидной катушке, изменяя величину помощи.

Во время парковочных маневров, когда скорость автомобиля не подается, дроссельный регулирующий клапан не имеет магнитного поля и обеспечивает высокую подачу насоса для уменьшения усилия на рулевом колесе. На высоких скоростях магнитное поле дроссельного регулирующего клапана увеличивается, чтобы уменьшить поток пропорционально скорости автомобиля, чтобы увеличить усилие на рулевом колесе и снизить чувствительность рулевого колеса. Когда контроллер получает как ввод скорости транспортного средства, так и ввод HWSS. Это увеличит магнитное поле, чтобы уменьшить давление и поток, чтобы обеспечить меньшую помощь и увеличить усилие рулевого управления.

HWSS имеет четыре цепи делителя напряжения и «очиститель» для сенсорного колеса. Делители напряжения изготовлены из резистивного материала на пленке, запитываемой опорным напряжением 5 В, и образуют четыре 90-градусных чувствительных элемента. У очистителя есть контакт, который перемещается по резистивной пленке и подает выходной сигнал на контроллер. Сигнал колеблется от 0,5 до 4,5 вольт с плюсом или минусом 0,3 вольта. Например: датчик выдает от 0,2 до 4,8 вольт при повороте рулевого колеса на 90 градусов. Затем датчик выдает от 4,8 до 0,2 вольта в течение следующих 90 градусов поворота рулевого колеса в том же направлении. Когда рулевое колесо повернуто на 360 градусов, напряжение изменится с 0,2 до 4,8, с 4,8 до 0,2, с 0,2 до 4,8 и с 4,8 до 0,2 вольта при постоянном повышении и понижении напряжения.

Виды и последствия отказа
Что происходит, когда катушка в клапане EVO выходит из строя? Насос гидроусилителя руля подает полное давление и объем в гидравлический цилиндр. Управление автомобилем будет более чувствительным, чем при работающем клапане, и будет существовать при любых условиях движения.

Что происходит, когда клапан выходит из строя в закрытом положении? Управление автомобилем потребует больше усилий, так как помощи будет мало или совсем не будет.

Что происходит, когда датчик выходит из строя? Когда датчик или вход выходят из строя, это, скорее всего, приведет к прерывистому отказу. Периодическое прерывание ввода скорости автомобиля в контроллер приведет к увеличению мощности. Это состояние можно обнаружить во время движения автомобиля, поскольку рулевое колесо чувствительно к небольшим воздействиям. Контроллер находится в режиме парковки, а насос полностью обеспечивает рулевое управление.

Прерывистое прерывание работы HWSS во время движения автомобиля приведет к минимальному усилению мощности. Это будет обнаружено как внезапное увеличение усилия на рулевом колесе, когда автомобиль поворачивает за угол.

Диагностика
Некоторые автомобили имеют диагностические коды неисправностей (DTC) для отказов ввода и вывода. Перечислены общие диагностические коды неисправностей OBD II:

• C0472 — Низкий уровень сигнала датчика скорости рулевого маховика V;

• C0473 — Сигнал датчика скорости рулевого маховика V Высокий;

• C0495 — Ошибка отслеживания EVO;

• C0498 — Низкий уровень сигнала в цепи привода управления усилителем рулевого управления;

• C0499 — Цепь питания соленоида управления усилителем рулевого управления, высокий уровень сигнала;

• C0503 — Низкий уровень сигнала в цепи возврата соленоида управления усилителем рулевого управления; и

• C0504 — Цепь возврата соленоида управления усилителем рулевого управления — высокий уровень сигнала.