Что выбрать: гидроусилитель или электроусилитель руля

ГУР (гидравлическая система)

Именно с этого варианта стоит начать, потому как, она первая появилась на автомобилях и до сих пор не потеряла актуальности.

Принцип работы: Очень прост, здесь основным рабочим телом является специальная жидкость зачастую это ATF которая заливается в АКПП автомобиля. Сама рулевая рейка представляет из себя полый цилиндр, в который ходит поршень, присоединенный к рулевому валу (если утрировать очень похоже на аптечный шприц). Специальный насос нагнетает давление масла в одну или другую сторону, и этот поршень начинает отклоняться в ту или другую сторону, соответственно помогая вам крутить руль. Масла в системе примерно около 0,5 – 1 литра, его нагнетает гоняет насос, который приводится в движение от коленчатого вала двигателя, то есть они соединены ременной передачей. Конечно же в системе присутствуют металлические и резиновые трубки, по которым собственно и качается рабочая жидкость.

Пару слов про ЭГУР. Поэтому сейчас начинают появляться электрические гидроусилители руля. Что это значит? Отличий мало, но они существенные — здесь вместо ременного насоса используется электрический двигатель, то есть банально подается электричество и он качает масло в системе. Таким образом, отбирая намного меньше мощности и экономя до 0,5 – 0,7 литра на 100 км. НУ что же теперь пришло подумать над плюсами и минусами этого устройства

Плюсы ГУРА

• Управляемость. Водитель имеет хорошую обратную связь с дорогой, по точности реагирования и отклику именно ГУР стоит на первом месте
• Большие усилия. Такие усилители ставятся на многие ТЯЖЕЛЫЕ грузовые автомобили, все электро системы пока до этого не совсем адаптированы

• Комфортно управлять, как при низкой, так и при высокой скорости движения
• Сейчас появились устройства нового поколения, с электрическими насосами, которые не используют ременную передачу и экономят топливо
• Нет сложных электронных датчиков, можно назвать эту систему аналоговой (исключение ЭГУР)
• Надежность на достаточно высоком уровне, если следить и вовремя менять масло в системе, то может проходить очень долго

В целом претензий на эту систему не так и много, работает она до сих пор стабильно, точно и что немаловажно может «крутить» тяжелые рейки грузовиков. Однако отрицательных моментов также хватает

Минусы ГУРА

• Занимает довольно много места под капотом (трубки, насос, сама рейка) все это довольно таки громоздко
• Имеет специальное масло, которое нужно менять через определенное количество километров, иначе возможна поломка. Потому как сальники могут быстрее изнашиваться

Если модель старая (ременная), то увеличивает расход топлива, до 10% (если сравнить с оппонентом). Потому что дополнительно создает нагрузку на двигатель (давление нагнетается благодаря, ременной передачи, которая идет от коленчатого вала, соответственно часть энергии двигателя расходуется на гидроусилитель). Даже на холостых оборотах

• При низких температурах, нужно использовать аккуратнее, желательно его прогревать вместе с мотором
• Если потек, масло вытекло, то эксплуатировать автомобиль нельзя! Или очень ограниченный километраж. Иначе может сломаться сам насос, который нагнетает масло
• Ремонт иногда, очень дорогой. Хотя делают практически все СТО, ничего особо сложного здесь нет

Как видите минусы этой системы также существенные, особенно отбор мощности и расход топлива. Ведь если у вас стоит малообъемный мотор – он и так «дохлый», а тут еще и гидроусилитель отбирает.

Стоимость ремонта

По этому критерию чаще нахваливают ЭУР, что несправедливо. Да. Конечно. Если за гидроусилителем руля не следить, долго заставлять его работать с недостаточным уровнем жидкости и порванными пыльниками — ремонт встанет в нехилую копеечку. Однако, если автовладелец своевременно обслуживает систему усиления руля, то служить без поломок она может практически вечно. Сюда стоит также добавить такой немаловажный фактор, как многокомпонентность узла. То есть благодаря тому, что ГУР состоит из многих отдельных деталей, их замена обычно не бывает дорогой.

Что же касается ЭУР, то в большинстве случаев система представляет собой блочный узел. Соответственно, если что-то и ломается, менять надо целый блок. А это уже совсем другие деньги. Дорогое в данном случае всё — и электродвигатель, и контроллер. Чинить эти детали можно, конечно, самостоятельно. Но это куда сложнее, чем поменять жидкость, растрескавшиеся пыльники или повреждённые патрубки. Опять же, из-за большей распространённости ГУР запчасти найти легче. В частности, на тех же разборках.

Итог — ремонт ЭУР обычно обходится дороже, поскольку система имеет блочную структуру. ГУР бьёт по карману лишь тем, кто долго за ним не следит, ездит без жидкости или с повреждёнными пыльниками. Но, опять же, раз на раз не приходится. Это тоже надо учитывать.

Сравнение усилителей рулевого управления разной конструкции.

Удобство и безопасность управления

Все типы усилителей рулевого управления «подчиняются» только повороту руля, реакции управляемых колёс на них не действуют или действуют очень незначительно.

В автомобилях, оборудованных ГУР, с целью снизить усилие, которым водитель поворачивает руль, выводя машину из поворота, и для поддержания устойчивости прямолинейного движения, конструкторы увеличили схождение управляемых колёс, увеличили кастор и шаг винтовых канавок в зацеплении «винт — шариковая гайка».

Это создаёт у водителя впечатление обратной связи, «информативности» руля и чувство непосредственного управления.

Электронное управление ЭУР обеспечивает возможность его настройки в зависимости от условий и скорости движения. Чем больше скорость — тем меньше усилие ЭУР и «тяжелее» руль. В городских условиях водитель может отключить ЭУР от датчика скорости, и руль будет постоянно «лёгким».

В программу управления ЭУР можно ввести функции возвращения руля в «ноль» и удержания колес в среднем положении при разном давлении в шинах.

Надёжность

Детали усилителей руля любого типа и конструкции подвержены механическому износу.

В гидравлических усилителях к этому добавляется постепенное ухудшение свойств рабочей жидкости и износ манжет и уплотнений.

При удерживании руля в крайнем положении циркуляция масла прекращается, резко поднявшееся давление в системе может разорвать рукав высокого давления.

Понижение уровня масла в результате утечки вызовет работу насоса «всухую» с немедленным задиром поверхностей ротора и корпуса.

О выходе ГУР из строя водитель узнаёт последним, и если это произойдёт на большой скорости — аварийная ситуация неизбежна.

Бесщёточные, с внутренним обдувом, электродвигатели ЭУР надёжно защищены от перегрузок тремя барьерами — предохранителями в цепи питания, электронным блоком управления и общей программой процессора (контроллера) автомобиля.

При возникновении проблем ЭБУ уменьшает число оборотов электромотора, на приборной панели загорается соответствующий символ, водитель успевает отреагировать снижением скорости и торможением.

Существует ряд мнений, что достоинством той или иной конструкции является возможность управлять машиной при выходе усилителя руля из строя.

Топливная экономичность

ГУР потребляет часть мощности двигателя на вращение насоса, создающего высокое давление в гидросистеме.

Основной недостаток гидравлических усилителей — насос высокого давления работает, если вращается коленчатый вал двигателя. Движется ли машина или стоит неподвижно на холостых оборотах — ротор насоса крутится, срабатывая собственный ресурс.

Электродвигатель ЭУР включается электроникой только на время поворота руля, при стоянке в пробке или движении по прямой он не работает.

Существует тезис о повышенном расходе топлива автомобилями, оснащёнными гидравликой в рулевом управлении. При этом не учитывается, что киловатты, «съедаемые» электромотором ЭУР и непрерывно потребляемые системами управления, тоже произведены коленвалом, вращающим генератор.

Никто не проводил ходовых испытаний одинаковых авто с одинаковыми двигателями, но разным типом усилителя рулевого управления, поэтому достоверных данных о «прожорливости» машин с ГУР не существует.

Область применения

Гидравлические рулевые устройства, в последнее время, практически не применяются в переднеприводных автомобилях с подвеской типа «МакФерсон» и рулевым механизмом реечного типа. Исключение — ЭГУР.

В транспортных средствах, где поворот управляемых колёс осуществляется рулевой трапецией, — в полноразмерных внедорожниках, средних и тяжёлых грузовиках — передние колёса поворачиваются с помощью ГУР.

Перспективы развития

Гидравлические конструкции — тупиковая ветвь автомобильного прогресса.

Современные электронные системы безопасности движения, торможения, объезда препятствий и парковки требуют и электронного рулевого управления.

Развитие гибридного привода, появление электромобилей и машин с элементами искусственного интеллекта в управлении — лишили «гидравлику» места под капотом.

ЭУР (электроусилитель руля)

Он создавался как более совершенная и более простая система (и совершенствуется до сих пор). Разновидностей у него масса, почитайте хотя бы вот эту статью.

Принцип работы: Опять же в двух словах – все просто берется электрический двигатель, подсоединяется к валу (на котором есть специальные борозды, либо винт, либо просто шлицы) и этот электромотор толкает вправо или влево этот вал.

Разница электрических усилителей лишь только в том, что электромотор может крепится в разные части рулевого механизма:

• На рулевую колонку
• На сам вал рейки (использую шлицевое соединение)
• Параллельно валу рулевой колонки (двух вальные системы)
• Используя шариковую гайку

Спросите почему так много различных механизмов — да все потому что пока не добились нормального усилия и точности «рулежки» как у оппонента. Хотя последний тип с шариковой гайкой, очень сильно приблизился к этому.

Конечно же у ЭУРА нет никакой жидкости, нет шлангов и трубок, нет насоса – он очень компактный, что зачастую позволяет его крепить даже на рулевой колонке.

Однако отрицательной стороной здесь является наличие различных датчиков и прочей электроники, однако все по порядку

Положительные моменты электроусилителя

• Водитель имеет достаточное усилие и контакт с дорогой
• Имеет два положения. Город и трасса. В режиме «город» руль легче, что способствует комфортному вождению. В режиме «трасса» — отключается уже при 40 – 60 км/ч, что сделано специально, при высокой скорости усилитель не нужен. Поэтому обратная связь увеличена.
• Экономия топлива. Нет дополнительной нагрузки на двигатель, потому что не имеет ременных передач, питается от генератора (аккумулятора) электричеством. Если автомобиль стоит на месте и руль не поворачивается – не работает. Активируется только при повороте. Позволяет экономить до 10% топлива
• Под капотом и в салоне занимает мало места. Так как технически устроен проще (и компактнее), чем ГУР

• Не имеет жидкости, а соответственно, является практически не обслуживаемым
• Имеет большой температурный диапазон использования. Например, в зимний период греть его не нужно. Даже несколько секунд
• Если сломался то можно свободно перемещаться, только вот руль станет тяжелее, по крайней мере, вы всегда доедите до СТО
• Многие электронные системы автопилота (автопарковки), работают только с ЭУР
• НА данный момент – НАДЕЖЕН, не уступает по качеству исполнения гидроусилителю

Как видите положительных моментов реально много, некоторые и не знаю что у них есть электроусилитель пока он не накроется в 150 – 200 000 км, ведь под капотом никаких баночек и прочих частей просто нет. Мне нравится что в последнее время, его достаточно точно настраивают, то есть он начинает быть похожем по точности «рулежки» именно на своего оппонента. Однако ему до него пока далеко, все же здесь минусов также очень много

Отрицательные моменты ЭУРА

Ремонт дорогой, сложно диагностируемый. Обычные СТО зачастую просто не знают, что сломалось, бывают банально окислы на контактах и такой усилитель уже глючит. Нужно специальные диагностические приспособления чтобы прочитать ошибки. Также блоки здесь зачастую не ремонтируются, а меняются в сборе. Если накрылся мотор, зачастую он литой либо с рулевой рейкой, либо с колонкой, их меняют вместе. А ЭТО ДОРОГО!

• Если под защитные кожухи попала влага, может глючить
• Так как использует электричество, требуется установка более мощного генератора и сложной проводки
• Первые модели иногда «глючили» поворачивали не туда куда нужно, работали не внятно. Правда, это встречалось только на наших ВАЗ

Принцип действия гидроусилителя руля (ГУР)

Гидроусилитель руля (ГУР) предполагает использование жидкости (масла) в качестве объекта, создающего давление на стенки поршня. При запуске двигателя включается насос. Посредством ременной передачи вращательный момент от двигателя передается на крыльчатку насоса, который начинает качать масло из бачка (резервуара масла) и гонит его по системе (замкнутая система: бачок, насос, распределитель, гидроцилиндр, бачок), создавая в ней избыточное давление. В момент, когда водитель поворачивает руль, распределитель направляет рабочую жидкость под давлением в ту или иную камеру гидроцилиндра, его поршень смещается и толкает рулевые тяги – облегчается управление и колеса поворачиваются. Распределитель повторно вступает в работу, когда водитель поворачивает рулевое колесо в обратном направлении. Благодаря этому устройству жидкость подается в другую камеру гидроцилиндра и поршень дополняет создаваемое усилие на рулевые тяги.

Гидравлический рулевой механизм соединен посредством зубчатой передачи с рулевой рейкой и трансформирует вращательный момент в поступательное движение, в случае отказа гидроусилителя (ГУР) самостоятельно, без помощи гидроцилиндра, передает его на рулевые тяги. Водитель обязательно почувствует момент, когда изменилось необходимое усилие на рулевое колесо, главное вовремя среагировать. Поэтому одно из особенностей гидроусилителя руля (ГУР) это постоянный контроль и своевременное обслуживание механизма и его комплектующих.

Преимущества:

• высокий потенциал мощность (завидный показатель для грузовиков и внедорожников);
• относительно низкое по себестоимости производство и обслуживание.

Недостатки:

• постоянная работа насоса (при движении автомобиля по прямой, насос работает на перегон масла по замкнутому кругу, т.к. избыточное давление может быть востребовано в любой момент);
• отбирает мощность двигателя, даже если предусматривается движение по прямой;
• подвержен перебоям в работе из-за перепада температур;
• вероятность отказа при работе в критических положениях;
• не зарекомендовал себя на высоких скоростях;
• жидкость приходиться время от времени менять.

Возможные неисправности:

• износ насоса (допускаются ремонт и замена деталей);
• неисправность редуктора гидроусилителя;
• неисправность распределителя (может появляться дисфункция работы клапана, износ золотника);
• износ валов и подшипников;
• не герметичность системы (шланги, сальники) или малый уровень жидкости, завоздушенность системы.

Немного истории…

Если на легковушках руль хоть как-то можно было повернуть, то на грузовых автомобилях это проблема стояла довольно остро. Светлые умы конструкторов сумели разработать специальный гидравлический механизм, который позже был внедрен в систему рулевого управления и существенно облегчал вращение рулевого колеса. Однако целью для конструкторов было не только снять нагрузку с рук, но еще уменьшить вибрации передаваемые от колес к рулю во время езды по неровностям. Электроусилитель руля также позволил улучшить безопасность водителя, так как в случае повреждения шины переднего колеса благодаря ГУР автомобиль сохранял заданную водителем траекторию движения.

Первым обладателем гидравлического усилителя руля в СССР стал легковой автомобиль – ГАЗ «Чайка».

Через несколько лет ГУРы стали появляться и на обычных серийных автомобилях “для народа”. Что характерно, западные легковушки начали оснащаться гидроусилителями руля за долго до того как он появился на наших “ВАЗах” и “Москвичах”. Шло время, инженеры все больше убеждались в несовершенности конструкции гидравлического усилителя рулевого управления и принялись искать способы улучшения этого агрегата. К сожалению или к счастью эволюционировать ГУР не сумел, т . к. у него появился полноценный электро-конкурент. Инженеры решили, что применение электрики, а не гидравлики позволит получить новые возможности и устранить массу недочетов присущих ГУРу. Изобретенный электрический усилитель руля (ЭУР), устанавливаемый сегодня практически на многие модели, как бюджетного так и более дорогого класса, пришелся по душе автомобилистам, однако были и те, кто не желал принимать “ноу-хау” и твердо убежден в том, что гидроусилитель лучше чем электроусилитель руля. Чем же они отличаются и каковы конструкционные особенности ГУР и ЭУР? Давайте разбираться.

Электроусилитель рулевого управления

Схема электроусилителя руля

В рулевого управления (ЭУР) дополнительное усилие при повороте рулевого колеса создается за счет электродвигателя.

Устройство и принцип работы электроусилителя руля

К основным элементам электроусилителя относятся:

• электродвигатель;
• торсионный стержень и вал рулевой колонки;
• рулевой механизм (редуктор);
• датчик положения рулевого колеса;
• датчик крутящего момента;
• электронный блок управления.

При повороте водителем рулевого колеса начинает скручиваться торсионный стержень. Датчик крутящего момента измеряет это закручивание, определяет по нему величину момента и передает данную информацию блоку управления. Последний обрабатывает данные с датчиков ЭУР и соотносит их с показаниями других датчиков автомобиля (скорости, оборотов коленчатого вала и т.д.).

Блок управления вычисляет усилие, которое необходимо приложить, чтобы помочь водителю прокрутить руль, и дает соответствующую команду электродвигателю. Последний воздействует на вал рулевой колонки или рулевую рейку, тем самым облегчая вращение руля.

Преимущества и недостатки ЭУР

Рулевая рейка с электроусилителем

К основным преимуществам электроусилителя можно отнести:

• топливная экономичность – ЭУР не отбирает мощность у двигателя и включается только при повороте руля;
• надежность, связанная с отсутствием гидравлической системы;
• компактность и простота обслуживания;
• возможность регулировать характеристики и настройки рулевого управления;
• возможность реализации автоматического управления автомобилем.

Несмотря на многочисленные плюсы, ЭУР имеет и некоторые минусы. К ним относятся:

• малая мощность при сохранении минимальных габаритных размеров и стоимости;
• возможность перегрева и временного выхода из строя при неблагоприятных условиях движения;
• дорогостоящий ремонт.

Однако следует заметить, что в конструкции современных автомобилей ЭУР постепенно выходит на первое место, вытесняя ГУР.