Выбор между гидроусилителем и электроусилителем руля

Сложный выбор между электрическим и гидравлическим усилителями руля

Прошли времена, когда рулевое управление автомобиля было неким тренажёром для развития силы рук водителя. Сейчас машины без усилителя руля остались только в некоторых видах автоспорта, где это определено техническим регламентом. В современных автомобилях руль вращается без затруднений даже слабыми женскими руками.

Помогает водителю вращать рулевое колесо либо гидравлика (ГУР), либо электродвигатель (ЭУР). Встречаются и гибридные варианты, когда давление в гидроусилителе создаётся электрическим насосом, но это сделано с целью более точного управления усилием, и такое устройство можно смело относить к гидравлике. 

Придирчивому покупателю автомобиля может потребоваться обосновать свой выбор того или иного типа усилителя. Всем прочим это не принципиально, на ходу средний человек вряд ли сможет уловить отличия. Но тонкости в работе и эксплуатации имеются, их желательно знать.

Устройство и состав различных усилителей руля 

ГУР – классика жанра

С момента появления первых усилителей, принципиальная схема устройства не изменялась. В состав системы входят:

1. Непосредственно исполнительное устройство, сопряжённое с рулевой рейкой или червячным редуктором рулевого механизма. Выполняется в виде моноблока, обычно имеющего общий корпус.
2. Гидронасос, приводимый во вращение от коленвала двигателя ременной передачей с двумя шкивами и натяжным устройством.
3. Шланги высокого и низкого давления. Высокое передаёт энергию от насоса через специальную жидкость к поршням усилителя. Магистрали низкого давления служат для сброса жидкости в обратном направлении и подпитки системы из накопительного резервуара.
4. Накопительный бачок для гидравлической жидкости, через который и заполняется система. В роли носителя чаще всего применяется масло, подобное используемому в автоматических коробках передач, но иногда оно узко специализировано для ГУР. Дело в том, что ряд свойств жидкости противоречит его универсальному применению. Хотя на практике допустимо заливать в ГУР жидкости типа ATF, за исключением случаев прямого запрета производителя.

Читайте также: Скупка авто в Гродно, дорого

При работе системы жидкость под давлением поступает к исполнительному механизму, представляющему собой классический гидроцилиндр с плавающим поршнем. Поршень соединён с рейкой руля (для случая реечного рулевого управления). В зависимости от того, с какой стороны поршня давление больше, сила поршня прикладывается к рейке в ту или иную сторону. Эта добавка и снимает часть напряжения с рук водителя.

Задание конкретного направления осуществляется клапанами распределительного механизма, соединённого с рулевой колонкой. Водитель, поворачивая вал колонки, задаёт необходимое итоговое давление и его знак. Избыток жидкости уходит в обратную магистраль и снова поступает на вход гидравлического насоса.

Алгоритм действия хорошего ГУР достаточно сложен, поскольку от него требуется качественное исполнение целого ряда функций: определение и регулировка прямого усилия на рейку, создание необходимой обратной связи водителю через рулевое колесо, быстрая работа в экстремальных ситуациях. От того, насколько механизмы с этим справляются, и зависит качество всей системы. К сожалению, близко к идеалу её работа может выполняться только на самых дорогих автомобилях, поскольку электроники в простой системе нет, а без неё очень трудно точно управлять гидроприводом. Отсюда и неизбежность появления гибридных конструкций, иногда называемых аббревиатурой ЭГУР, или термином Servotronic.

Электроэнергию в помощь

Обычный ЭУР устроен иначе. Рабочего тела в виде масла здесь нет, зато есть мощный реверсируемый электродвигатель с редуктором. Выход сервопривода обычно соединён с валом рулевой колонки, хотя случается и прямое воздействие на рейку, что делает реакции механизма чище и точнее.

Система датчиков определяет усилие, прикладываемое водителем к рулю, вычисляет его направление, величину и интенсивность вращения. Электронный блок выполняет пересчёт параметров и прикладывает дозированное напряжение к электромотору. Блок двигателя с редуктором преобразует электрический сигнал в механическое воздействие на вал или рейку. Компактное устройство, включающее все компоненты, может быть размещено непосредственно на колонке, под приборным щитком. Туда же подводятся дополнительные сигналы, оптимизирующие работу, например информация о скорости автомобиля, в зависимости от которой должен изменяться коэффициент усиления.

Достоинства и недостатки обеих систем

Гидравлические усилители производятся давно, и их технологии хорошо отработаны в массовом выпуске. Они не требуют большого расхода электроэнергии, поскольку насос приводится непосредственно от двигателя. Это особенно важно, когда ГУР применяется на тяжёлых грузовых автомобилях, где от усилителя требуется значительная производительность.

Недостатками ГУР можно считать применение капризных гидравлических систем с жидкостью, обладающей значительной текучестью. Малейшие неплотности, возникающие в результате износа манжет и прокладок, ведут к отказу всей системы. А если не заметить большую утечку, механизм окажется без смазки и полностью выйдет из строя.

Про точность работы устройства уже говорилось выше. Только наиболее дорогие ГУР смогут удовлетворить взыскательного водителя легкового автомобиля, особенно спортивного. Гидроусилители старых конструкций, например, приучили всю Америку к совершенно «пустому» рулю, который легко вращается одним пальцем на любой скорости, что никак нельзя считать безопасным.

Ко всему прочему, постоянное вращение мощного насоса забирает мощность у двигателя, что неминуемо увеличит расход топлива.

Электрические усилители лишены почти всех недостатков, поэтому их становится всё больше и больше. Можно сколь угодно усложнять алгоритмы работы ЭУР, современные датчики, контроллеры и программное обеспечение это позволяют

При движении по прямой ЭУР вообще не потребляет энергию. Когда экология и экономичность становятся главными направлениями, это очень важно.

ЭУР легко сопрягается с комплексом электроники автомобиля, что позволяет как тонко настраивать привод, так и обеспечивать элементы автономного управления, без вмешательства водителя. Хотя в этом существует и определённая опасность, уже были случаи, когда неисправный ЭУР внезапно самостоятельно начинал поворачивать руль автомобиля.

Теоретически ЭУР надёжней, в нём меньше изнашивающихся деталей, а те, что есть, легче поддаются усилиям по обеспечению высокого ресурса. Сложнее с мощностью, поэтому пока подобные системы и не применяются на массивных машинах.

Выбор

Можно спорить о достоинствах и недостатках, взвешивать плюсы и минусы, или отдавать предпочтение привычным конструкциям, но одно отрицать нельзя – выбора скоро не будет вообще. ЭУР, благодаря своим врождённым достоинствам, быстро вытесняет гидравлику из автомобилей. Поэтому, если речь не идёт о выборе грузового транспорта, выбор очевиден – ГУР уже устарел конструктивно. Он ещё применяется в бюджетном сегменте автомобильного рынка, но и это уже ненадолго. Скоро все забудут, что такое «потекла рейка». Конструкции непрерывно совершенствуются, и уже сейчас становится трудно очерчивать недостатки ЭУР. Они быстро преодолеваются, и за этим направлением будущее.