Что лучше: гидроусилитель или электроусилитель руля

Электроусилитель руля

Когда водитель проворачивает рулевое колесо, срабатывает специальный датчик. В зависимости от того, в какую сторону был повернут руль, датчик подает ток определенной полярности на электродвигатель, который в зависимости от полярности помогает вращать руль в том или ином направлении.

Также датчик учитывает усилие, приложенное водителем к рулевому колесу и регулирует мощность тока, подаваемого на электродвигатель. Таким образом, если водитель медленно поворачивает руль, например, входя в затяжной поворот, помощь электромотора невелика.

Когда же руль поворачивается быстро, то электродвигатель помогает более эффективно. Также в системе электроусилителя есть датчик скорости, который также регулирует мощность подаваемого тока, чтобы избежать аварийных ситуаций.

Принцип работы гидроусилителя

Основным компонентом узла считается золотник, его положение определяет процесс функционирования узлов и элементов системы. Независимо от типа перемещения золотника, которое может быть осевым либо роторным, отличий в принципе действия нет.

Когда рулевое колесо установлено в центральном положении, золотник удерживается посредством центрирующих пружинных элементов. Это обеспечивает возможность свободного перемещения масла по всем компонентам системы. Но при условии, что распределитель находится в правильном положении.

Насосное устройство функционирует в усиленном режиме, перегоняя рабочую жидкость по системе. Этот узел работает всегда, независимо от того, выполняются маневры или нет. Основное предназначение насосного устройства заключается именно в прокачке масла.

Когда водитель поворачивает руль, золотник начинает передвигаться, в результате чего закрывает сливной патрубок. Это приводит к подаче масла в одну из полостей цилиндра, процедура закачки выполняется под воздействием давления. Одновременно компоненты поршня и шток из-за перемещения жидкости проворачивают колеса и корпус распределительного устройства в ту сторону, куда перемещается золотник. Корпус распределительного устройства может настигнуть золотник только в момент, когда он перестает двигаться, это свидетельствует о выполнении маневра. Затем золотниковый элемент перемещается в изначальное состояние, открывается патрубок для слива масла.

Саня Маевский подробно рассказал о принципе работы ГУР.

Устройство ГУР

В зависимости от типа гидравлического усилителя его конструкция может быть разной.

Классический ГУР

Схема ГУР

Составные компоненты системы гидроусилителя руля:

1. Насосный механизм. Этот узел предназначен для обеспечения всей системы необходимым давлением, чтобы жидкость циркулировала. На большинстве современных авто применяются пластинчатые механизмы. Это обусловлено повышенным КПД и увеличенным ресурсом использования. Сам насос обычно монтируется на двигателе, а его работа обеспечивается благодаря ременной передаче.
2. Распределительный узел. Этот механизм используется для распределения масла и его направления на конкретные полости цилиндра. В зависимости от системы в ГУР может использоваться роторный либо осевой распределительный механизм. Если движения золотника поступательные, распределительный узел оснащен осевым распределителем, вращательные — то роторным. Узел устанавливается на компонентах рулевого привода или непосредственно на валу с рулевым механизмом. Этот механизм чувствителен к наличию загрязнений в рабочей жидкости.
3. Гидравлический цилиндр. Используется для обеспечения работы поршня и штока при подаче жидкости. Для поворота колес машины применяются специальные рычаги. Сам цилиндр располагается между кузовом и приводом либо на рулевом механизме.
4. Магистрали. По патрубкам производится перемещение масла в системе ГУР. Магистрали могут быть низкого либо высокого давления. Первые используются для возврата рабочей жидкости из расширительного резервуара в насосное устройство и опять в бачок после отработки. Вторые предназначены для подачи расходного вещества между насосным устройством, распределительным механизмом и цилиндром.
5. Масло. Смазочное вещество необходимо для обеспечения подачи усилия к гидравлическому цилиндру от насосного устройства. С его помощью выполняется смазывание всех компонентов усилителя.
6. Расширительный резервуар. Бачок предназначен для хранения расходного материала и его циркуляции. Оборудуется фильтрующим устройством, посредством которого выполняется очистка вещества от грязи. На резервуаре имеются отметки, которые позволяют контролировать уровень жидкости.

ЭГУР

Схематическое описание устройства ЭГУР

Такой тип усилителя имеет аналогичное устройство, только ЭГУР оснащается управляющим модулем, а также электромагнитным клапаном. Также система может быть дополнена контроллером скорости.

Если руль в системе гидравлического управления находится в исходном состоянии, величина давления смазочного вещества составит 5-7 бар. Когда выполняется маневр и задействуется насосное устройство, то параметр давления увеличится до 79-86 бар.

Чем отличается гур от эур, что лучше?

Немного истории

Довольно длительное время никто и не задумывался об усилителях руля. Автомобили были медленными, легкими и требования к комфорту были невысоки. Поэтому просто делали диаметр «баранки» больше, и водителю приходилось наяривать огромным рулем по пять-шесть оборотов от упора до упора. Но никто не жаловался, и не заморачивался по поводу ГУР или ЭУР .

Как-то отец мне рассказывал истории про своего приятеля, который работал водителем на старом послевоенном МАЗе, в котором усилителя как раз не было. Так этот самый приятель очень сильно возмущался по этому поводу, но зато за год работы на этом автомобиле неплохо так подкачал руки и раздался в плечах. Но не все хотели заниматься силовыми упражнениями на работе и именно поэтому, первыми об облегчении управления задумались водители грузовиков. Конструкторами был разработан специальный гидравлический механизм, который монтировался непосредственно в систему рулевого управления и упрощал вращение рулевого колеса.

На этом полезность изобретения не заканчивалась. Уменьшились вибрации на руле и обратная связь от неровностей дороги. Так же, использование ГУР улучшило безопасность автомобиля: при повреждении шин передних колес стало легче удержать руль в заданной траектории движения.

С момента изобретения ГУРа прошло уже не один десяток лет, и этот механизм постоянно совершенствовался. Эволюционным шагом стало применение не гидравлики, а электрики в усилителе руля. Так был изобретен ЭУР, который сегодня очень популярен и устанавливается на различные модели автомобилей. Так в чем же отличия между этими двумя технологиями и все же ГУР или ЭУР, что лучше?

Гидроусилитель руля

ГУР представляет собой систему из соединительных трубок низкого и высокого давления, в которых циркулирует масло, нагнетаемое в систему с помощью насоса. При повороте руля масло под давлением подается в рулевой механизм через распределитель, затем накачивается в гидроцилиндр, где создает давление на поршень, смещая его и облегчая усилие при повороте руля. Когда автомобиль движется по прямой, то масло из рулевого механизма оттекает обратно в бачок.

Преимущества ГУРа:

• Дешевизна в производстве
• Хорошая обратная связь с дорогой
• Комфортно управлять, как на высокой, так и на низкой скорости

Недостатки ГУРа:

• Нельзя долго держать в крайнем положении, возможна поломка
• Необходимость обслуживания механизма, замена масла.
• Дорогой ремонт при поломке
• Создает дополнительную нагрузку на двигатель
• Занимает много места под капотом
• При поломке нельзя управлять автомобилем

Электроусилитесь руля

Система из электродвигателя, электронного блока управления, датчиков крутящего момента и угла поворота руля. ЭУР не настолько громоздкий механизм, как ГУР, поэтому монтируется непосредственно на рулевой колонке или рулевой рейке. В отличие от ГУРа, где усилие на руле меняется при помощи циркулирующего в системе масла, ЭУР делает это посредством силы тока. ЭУР умеет рассчитывать усилие в зависимости от скорости движения автомобиля и угла поворота руля: если вы паркуетесь, то ЭУР будет работать по максимуму, а если движетесь на большой скорости, то электроусилитель будет прилагать минимум усилия для лучше остроты управления.

Преимущества ЭУР:

• Хорошая связь с дорогой
• Простота конструкции и обслуживания
• Компактность
• Острота управления на больших скоростях
• При поломке можно управлять автомобилем

Недостатки:

• Высокая стоимость
• Требуется установка более мощного генератора

Я считаю, что в вопросе «ГУР или ЭУР, что лучше?» ответ очевиден. Прогресс не стоит на месте и сейчас многие мировые автопроизводители делают свой выбор в пользу электроусилителя руля. Конечно, кто-то может возразить и сказать, что ГУР это механика, а электронике доверия нет, но я уверен, что в скором будущем гидроусилитесь уступит место электроусилителю руля.

Отзывчивость и обратная связь рулевого управления

Опять объединяем два критерия в кучу, так как отдельно рассматривать их особого смысла нет. Тем более, что по этому пункту ГУР явно лучше ЭУР. Рулевое управление с гидравлическим усилением более отзывчивое, информативное и понятное. К езде на машине с электроусилителем часто надо привыкать. Некоторые так и не могут этого сделать, отказываясь от этой технологии если не навсегда, то надолго.

Сюда часто также приплетают ощущения от вождения машины. Большинство говорит, что приятнее они с ГУР, чем с ЭУР. Так ли это, словами доказать невозможно. Надо пробовать. Кроме того, так называемая «ватность» руля с электроусилителем ощущается далеко не на всех автомобилях. А на самых современных система ещё и регулируется, что позволяет подстроить чувствительность, отзывчивость и обратную связь под личные предпочтения.

Итог — электроусилители руля пока ещё не на всех машинах радуют своих владельцев по данному критерию. Гидравлику в этом плане сложно превзойти, если не невозможно.

Плюсы и минусы электрических и гидравлических рулевых усилителей

Электрогидроусилитель

Положительные качества ГУР. Главное достоинство гидравлических усилителей руля – это их относительно невысокая стоимость. Именно благодаря этому фактору данными механизмами чаще всего оснащены недорогие бюджетные машины.

Гидравлические усилители отличаются хорошим запасом мощности. Их целесообразно устанавливать на внедорожные автомобили и на микроавтобусы, т.к. эти устройства способны хорошо выдерживать длительное воздействие высоких внешних нагрузок.

Насос ГУР

Отрицательные качества ГУР. Владельцы транспортных средств, на которых установлен гидравлический усилитель, должны помнить, что рулевое колесо не должно оставаться в крайнем правом или крайнем левом положении дольше 4-5 секунд. Превышение данного лимита времени может стать причиной перегрева масла системы с дальнейшим выходом ее из строя.

Специалисты утверждают, что ГУР надо периодически обслуживать. Замена жидкости, циркулирующей в системе, должна производиться регулярно. Также необходимо осуществлять осмотр поверхностей всех составляющих его элементов. Если в процессе их визуального осмотра будут обнаружены трещины или следы протечки жидкости, то необходимо немедленно заменить пришедшую в негодность деталь на новую запчасть.

С возрастанием скорости езды уменьшается скорость отклика ГУР на действия водителя транспортного средства. Объясняется это присутствием дополнительных узлов, замедляющих реакцию устройства на вращение руля.

Положительные качества ЭУР. Простая и эффективная конструкция электрического усилителя рулевого управления лишена каких-либо дополнительных узлов. Периодическое обслуживание ЭУР не требует временных и материальных затрат т.к. сводится только к проверке работоспособности подшипников качения.

Маленькие габариты — это отличительная особенность электроусилителя. Благодаря скромным размерам его монтаж осуществляется прямо на рулевой вал, а не в подкапотное пространство машины. Такое расположение позволяет избежать негативного влияния погодных факторов на работоспособность ЭУР, тем самым существенно увеличить срок его эксплуатации.

Датчик крутящего момента

Наличие в автомобиле электроусилителя руля гарантирует существенную экономию топливной смеси. Бензин тратиться меньше потому, что ЭУР включается только во время поворотов руля в отличие от ГУР, который работает непрерывно на протяжении всей поездки. При этом электромеханическая система не отбирает процент мощности у мотора т.к. питается от бортовой сети транспортного средства.

Руль в машине с ЭУР может находиться в крайнем положении неограниченное количество времени.

Отрицательные качества ЭУР. Наиболее существенным недостатком электроусилителя считается его высокая цена.

Второй минус состоит в том, что электрический мотор электромеханической системы имеет незначительный запас мощности. По этой причине ЭУР пока не устанавливается на тяжелые транспортные средства, однако производители устройства уверяют, что в самое ближайшее время этот недостаток будет устранен.

Основные составные части. Принцип работы ЭУР

Сначала рассмотрим принцип работы электроусилителя, поскольку у всех существующих видов он идентичен. Также в конструкции используются одни и те же составные части, но компоновка их может быть разной.

Итак, состоит электроусилитель из:

• Исполнительного механизма;
• Блока управления;
• Следящих датчиков.

Эти составные части присутствуют в любых типах ЭУР. Также некоторые виды дополнительно могут использовать информацию и из других датчиков – скорости движения и оборотов коленчатого вала.

Исполнительный механизм

Исполнительный механизм создает усилие, тем самым обеспечивая облегчение управления авто. Состоит он из электродвигателя и силовой передачи. Что касается мотора, то в конструкции ЭУР применяется асинхронный либо синхронный эл. двигатель бесконтактного типа, что обеспечивает высокую надежность узлу.

В ЭУР используется несколько типов силовых передач (в зависимости от типа) – червячные, шестеренчатые или же шарико-винтовые. Нередко силовые передачи исполнительного механизма называют сервоприводом.

Блок управления

Блок управления «заведует» работой исполнительного механизма. Именно он подает электрический ток (строго определенных параметров) на электродвигатель, обеспечивая включение его в работу. Подавая импульсы на исполнительный механизм, блок управления ориентируется на показания датчиков, используемых в конструкции ЭУР.

Датчики

Этих датчиков – несколько, каждый собирает определенную информацию и передает ее на блок управления. Основным среди них является датчик крутящего момента (его ещё называют датчик усилия), определяющего, какое усилие на руль приложил водитель. Также в конструкции используется датчик угла поворота руля. Опционально ЭУР также может использовать информацию о скорости движения авто и оборотах силовой установки.

Датчик крутящего момента на рулевом колесе

Измерение усилия на руле осуществляется благодаря торсиону, устанавливаемому в вал рулевой колонки. Вал в свою очередь состоит из двух: входного и выходного, соединёнными между собой торсионом. При прикладывании усилия он скручивается (чем больше сил приложить, тем сильнее угол скручивания) и валы смещаются относительно друг друга.

Этот угол и «улавливает» датчик, после чего передает полученную информацию на блок управления. На основе этих данных блок вычисляет какой импульс необходимо подать на исполнительный механизм. От этого датчика напрямую зависит, какое усилие будет компенсировать усилитель.

Стоит отметить, что сам торсион жестко связан с валами рулевой колонки и скручиваться он может только на определенный угол, поэтому даже при отказе ЭУР управление авто сохраняется.

Датчик угла поворота определяет в какую сторону водитель начал вращать руль, и благодаря информации от него блок управления устанавливает полярность тока, подаваемого на электродвигатель. Нередко датчики угла поворота и крутящего момента объединены в одну конструкцию. Располагаются они оба на рулевой колонке.

Пример устройства ЭУР с датчиком крутящего момента

Стоит отметить, что также есть и датчик обратной связи, установленный на электродвигателе, благодаря которому блок управления контролирует работу исполнительного механизма.

Задействование для работы ЭУР других датчиков – скорости движения и параметров работы мотора, дает возможность подстроить усилитель под конкретные условия движения.

Зная конструкцию, можно понять принцип работы электроусилителя руля. Имеющиеся в конструкции датчики постоянно следят за положением рулевой колонки. В случае поворота они регистрируют изменения и передают информацию на блок управления. Тот в свою очередь высчитывает параметры электрического тока и подает их на электродвигатель. При включении в работу посредством сервопривода эл. мотор создает усилие на рулевом механизме. В общем, все достаточно просто. Но здесь стоит упомянуть, что под разные условия существуют свои режимы работы ЭУР, но о них ниже.

Устройство и принцип работы гидроусилителя руля

Гидравлический усилитель руля является одной из самых ранних форм технологии. Эта система состоит из различных компонентов и частей, таких как насос, шкив, приводной ремень, шланги и жидкость для гидроусилителя. Все они действуют вместе, создавая гидравлическое воздействие, которое так легко поворачивает руль. Но давайте рассмотрим, как создаётся это давление.

Двигатель вашего автомобиля содержит лопастной насос, который в нужное время создаёт гидравлическое давление. Всякий раз, когда вы поворачиваете руль, насос будет генерировать больше гидравлического давления, чтобы увеличить силу, когда вы поворачиваете руль. Давление увеличивается, потому что дополнительная гидравлическая жидкость поступает в гидроцилиндр из клапанов. Как только это происходит, механизм получает давление от цилиндра и заставляет колёса двигаться вместе с рулевым механизмом.

Плюсы и минусы ГУР

К безусловным преимуществам гидроусилителей можно отнести следующие моменты:

• адаптированность к высоким нагрузкам, которая позволяет использовать ГУР на тяжелых машинах, включая грузовики;
• относительная дешевизна, которая сказывается и на общей стоимости машины;
• удобство управления машиной в широком скоростном диапазоне;
• относительная простота обслуживания и доступность ремонта;

Есть у ГУРа и свои недостатки:

• на работу насоса используется мощность двигателя;
• сальники легко повреждаются, в результате чего система начинает течь;
• эффективность работы гидроусилителя напрямую зависит от уровня жидкости в его бачке;
• жидкость нужно периодически менять;
• ГУР не дает возможности индивидуально отрегулировать рабочие характеристики рулевой системы.

Электроусилитель руля или ЭУР

ЭУР – это электрический усилитель руля, в котором необходимое для поворота колес усилие создается электромотором. Особенностью систем этого типа является то, что они монтируются прямиком на рулевую рейку или в колонку. Для сравнения: ГУР зачастую устанавливается как отдельная система.

Основными конструкционными элементами ЭУР являются:

• электромотор;
• торсионный стержень;
• вал рулевого управления;
• редуктор;
• датчик положения и угла поворота руля;
• датчик момента вращения;
• блок управления;
• зубчатые шестерни.

Когда водитель крутит руль, происходит скручивание торсионного стержня. Создаваемый при этом момент вращения фиксируется соответствующим датчиком, в нем полученная информация интерпретируется в сигнал, подаваемый на электронный блок управления. Здесь эти данные анализируются и сопоставляются со сведениями, передаваемыми с прочих датчиков, в том числе со спидометра, тахометра и т.п. По результатам проведенного анализа ЭБУ определяет усилие, требуемое для прокручивания руля, и направляет команду на электромотор. Вращаясь, он передает свое вращение на рулевой вал либо непосредственно на рулевую рейку.

Плюсы и минусы ЭУР

Плюсами ЭУР являются следующие нюансы:

• для его работы не требуется мощность автомобильного двигателя;
• в определенной степени экономится топливо;
• электронный механизм достаточно компактен;
• в системе не используются жидкости, поэтому эксплуатация упрощается;
• в конструкции ЭУР нет чувствительных к повреждениям шлангов, пыльников и т.д.;
• рулевая система, оборудованная электроусилителем, срабатывает всегда четко, не утрачивая остроты своей реакции.

К недостаткам электрического усилителя руля можно отнести такие моменты, как:

• высокая цена – ЭУР существенно дороже ГУРа;
• сложность и дороговизна ремонта, хотя ресурс таких агрегатов достаточно большой;
• невысокая мощность, из-за чего электроусилителями не оснащаются тяжелые джипы, грузовые автомобили и другие машины с большой массой.

Какой усилитель выбрать?

Практика показывает, что оба привода достаточно надежны в эксплуатации, хотя сторонники электрических усилителей утверждают обратное. Даже в бюджетных авто гидравлика служит без проблем 100-150 тыс. км, а в случае какой-нибудь поломки она ремонтируется на любом автосервисе. Неисправности ЭУР чаще приводят к замене механизма, поскольку в большинстве автомобилей узел не подлежит восстановлению.

С другой стороны, электропривод не препятствует езде после выхода из строя, как это делает ГУР, который можно «обезвредить» только отключением насоса.

Поэтому, выбирая гидроусилитель или электроусилитель руля, руководствуйтесь соображениями целесообразности. Например, машину эконом-класса лучше покупать с гидравлическим усилителем, а бизнес- и премиум-класс – с электрическим.

Владельцы отечественных авто отмечают случаи, когда электрический усилитель из-за сбоев электроники пытался «рулить» вместо водителя, хотя подобные моменты крайне редки. Тем не менее, ЭУР постоянно совершенствуется и вытесняет гидравлику с рынка благодаря более удачной и простой конструкции.

Как определить ГУР или ЭУР установлен в автомобиле

Определить какой узел установлен на выбранной марке машины можно и без помощи продавца. Для этого необходимо заглянуть под капот автомобиля. Если там вы обнаружили бачок с соответствующей пиктограммой, на которой изображен руль – значит, перед вами авто с ГУР. Именно в этот бак и заливается жидкость для гидроусилителя руля. Если бачка нет, а руль при этом крутится свободно, то это означает, что в машине установлен ЭУР.

Полезно! В некоторых машинах бак для жидкости гидроусилителя располагается в бампере и при этом устройство представляет собой гибрид электро- и гидроусиления. Но, такие авто можно пересчитать по пальцам. Например, несколько моделей Opel Zafira оснащены именно такими «скрытыми» узлами ЭГУР.

Чтобы разобраться, что лучше электроусилитель или гидроусилитель, сначала стоит сказать об особенностях и отличиях каждой из этих систем в отдельности.

Гидроусилитель руля

ГУР сегодня более распространен, в отличие от электрической системы, которая только набирает обороты. Гидроусилитель состоит из сложных узлов – трубопроводов низкого и высокого давления, ремней и прочих элементов, по которым циркулирует жидкость, заливаемая в специальный бак, соединенный с насосным оборудованием. Как только водитель поворачивает руль, происходит целый ряд процессов. Сперва жидкость под высоким давлением подается через распределитель в рулевой механизм, после чего она нагнетается в гидроцилиндре, создавая тем самым давление, которое оказывает влияние на поршень. В результате смещения последнего, степень усилия, которое водитель прилагает для поворота руля, снижается. При движении по прямой траектории жидкость гидроусилителя отходит обратно в бачок. Как видите, это довольно сложная закрытая система циркуляции жидкости, в которой участвует много элементов, каждый из которых может со временем выйти из строя.

Если говорить об особенностях работы ГУР, стоит упомянуть следующие недостатки:

• Гидроусилитель потребляет энергию мотора, в связи с чем мощность двигателя заметно падает.
• Система довольно капризна и требует периодического обслуживания (замена жидкости гидроусилителя должна выполняться каждые 50 000-80 000 километров пробега или как только ее уровень в бачке понизился до минимальной отметки). Кроме этого, довольно часто приходится подтягивать ремень насоса.
• Обязательным условием для правильного функционирования ГУР является полная герметичность узлов.
• Температурные колебания оказывают пагубное влияние на жидкость гидроусилителя, в результате чего падает эффективность всей системы в целом.

Помимо этих недостатков, многие автолюбители часто жалуются, что гудит гидроусилитель руля при повороте. Эта проблема может быть связана с поломкой в рулевой рейке, проблемами с насосом, ремнем или некачественным маслом. В результате того, что система, призванная упростить жизнь автолюбителей, начала приносить много хлопот, был разработан более простой и удобный механизм – электроусилитель.

Электроусилитель руля

ЭУР по своей конструкции намного проще гидравлического усилителя. По большому счету это небольшой электромотор, блок управления и два датчика: крутящего момента и угла поворота. Устройство, установленное на самой рулевой рейке или колонке, считывает информацию о том, какой водитель передает угол поворота. При этом с помощью торсионного вала, который встроен в узел рулевого управления, передается крутящий момент.

Если говорить о том чем отличается гидроусилитель руля от электроусилителя руля, то в первом случае усилие, которое прилагается к рулю снижается за счет давления и циркулирующей жидкости, во втором, информация преобразуется благодаря электрике, в результате чего колеса выполняют легкий поворот. Электронный блок гидроусилителя в этом случае анализирует данные и уже на их основании рассчитывает, сколько тока потребуется электромотору. Благодаря этому при парковке или резких маневрах производится наибольшее усилие со стороны ЭУР. При медленных поворотах электроусилитель снижает силу крутящего момента и практически не задействуется.

Если говорить о преимуществах ЭУР перед ГУР, то стоит отметить следующие плюсы электроусилителя:

• Он занимает минимум пространства.
• В процессе эксплуатации ЭУР потребляет энергию, только в те моменты, когда он используется. ГУР же работает постоянно, как только вы завели двигатель.
• Электроусилитель работает бесперебойно как в сильные морозы, так и в жару.
• Так как ЭУР состоит из меньшего числа элементов, то он надежнее, так как не требует постоянного обслуживания и ремонта.