1. Главная
  2. Новости
  3. Рулевые рейки
  4. Усилитель руля: от вспомогательной тележки до высоких технологий

Усилитель руля: от вспомогательной тележки до высоких технологий

Автор: 817

Сначала автомобиль был не средством передвижения, а роскошью ручной сборки. Однако, как всегда бывает с инновациями, автомобили постепенно совершенствовались и подешевели. Преимущества автомобиля оценили обыватели и предприниматели, желающих купить машину становилось все больше.

Производители совершенствовали автомобили: разработали педальную группу, примитивную КПП, электрическое зажигание. Но рулевое управление по-прежнему отставало в развитии - чтобы крутить огромный руль, нужно было обладать недюжинной силой, а на ямах и высокой скорости авто теряло управление.

Гидроусилитель: с корабля - на легковой автомобиль/в массы

Еще в начале 19 века Роберт Гюрней предложил примитивный усилитель в виде вспомогательной тележки, которая через дышло крепилась к передней оси тяжеленного парового омнибуса. Водитель управлял колесами тележки, а та, в свою очередь, управляла осью омнибуса. Такой усилитель был прорывом - теперь транспортным средством мог управлять всего один человек, а не два-три.

Самоходный паровой омнибус

Паровой омнибус

Тем не менее, между усилителем Гюрнея и гидроусилителем руля - пропасть в сто лет.

Первые гидроусилители в более-менее привычном для нас виде появились на морских судах в 19 веке. Аналогичную систему во время Первой мировой безуспешно пытались адаптировать для броневиков и грузовиков, но она была слишком громоздкой и сложной.

ГУР Фрэнсиса Дэвиса - первый запатентованный усилитель в Америке. Инженер значительно упростил систему: вместо аккумуляторов давления он предложил непрерывно работающий насос, внедрил регулирующие клапаны, которые открыты постоянно. Принцип действия ГУРа начала ХХ века такой же, как сейчас: когда водитель поворачивает руль, торсион скручивается, открывая при этом отверстия в золотнике и направляя жидкость в правую или левую полость гидроцилиндра - чем больше угол поворота руля, тем сильнее открывается канал.

Такое решение упростило конструкцию и позволило начать серийное производство гидравлических систем усилителя руля. Первый ГУР Дэвис установил на собственный автомобиль и продемонстрировал, что управлять машиной стало легко и комфортно.

Компания Cadillac первая заинтересовалась разработкой Дэвиса - быстрые 16-цилиндровые автомобили были невероятно тяжелыми.

Несколько лет инженер не слишком успешно работал в GM - развитию помешала Великая депрессия, для компании оказалось накладно производить дорогостоящую тонкую гидравлику.

К началу Первой мировой войны систему ГУР усовершенствовали для серийного производства: Дэвис разработал гидроусилители 10-ти типов для Buick и Chevrolet.

После войны разработками Дэвиса воспользовалась компания Chrysler, и в 1953 году уже миллион американских автомобилей оснастили гидроусилителем руля.

В Европе с усилителями руля все было сложно вплоть до 60-х годов ХХ века - их просто не было. Грузовые автомобили оснащались редуктором, водители же легковушек качали бицепсы, вращая руль. Только в 80-х годах, когда авто “потяжелели” (и основная масса переместилась к передней оси) и стали гораздо быстрее, возникла острая необходимость в усилителе руля.

Концепция гидроусилителя руля, которую предложил Дэвис, практически не изменилась до сегодня. Дальнейшие усовершенствования системы касались комфорта и точности управления, снижения потерь привода на работу ремня, насоса ГУР, распределителя. Например, из многообразия насосов производители выбрали шиберный (пластинчатый) из-за его производительности и долговечности и снизили потери мощности на привод, используя электропривод насоса (ЭГУР). Несмотря на эффективность, электро-гидравлическая система не стала популярной, т.к. была слишком сложной и дорогой в производстве.

ZF предложила свой вариант ГУР с насосом и сервотроником, который позволял регулировать усиление. В этой системе усовершенствовали золотник, в конструкции появился дополнительный поршень - он регулировал раскрытие каналов золотника. “Послушание” рулевого управления было безупречным, но проблему потери мощности эта система не решала.

Гидроусилитель и электроусилитель руля

ГУР и ЭУР

Электроусилитель - хорошо забытое старое

Электроусилитель руля считается инновационной системой, которая постепенно вытесняет гидравлику. Тем не менее, электрические усилители появились еще в 1903 году на … грузовиках. Идея установить электромотор на рулевую рейку или колонку, а вместо золотника использовать потенциометр оказалась гениально простой. Но электрика в начале ХХ века сильно отставала в развитии от пневматики и гидравлики, генератор еще не придумали, поэтому об электроусилителях забыли на 85 лет.

В 1988 небольшой автомобильчик Suzuki Cervo оснастили полностью электрическим усилителем. Разработку тут же купила Mitsubishi. Система не была совершенной: электродвигатель усилителя перегревался, электрическая часть была ненадежной. Производители подобрали подходящие двигатели, усовершенствовали алгоритм усиления, увеличили мощность элементов системы - и решили проблемы с надежностью.

ЭУР считается более “продвинутым”, потому что:

  • в системе не используется масло, в конструкции нет шлангов, бачка, насоса;
  • распределяет усилие, ориентируясь на максимум точных данных с датчиков крутящего момента, угла поворота руля, скорости;
  • включается только при определенных условиях, экономит топливо;
  • является основой для разнообразных систем активной безопасности: ESP, автоматической парковки, аварийного управления и т.д.

В автосреде часто спорят, какой усилитель лучше - гидравлический или электрический. Адепты гидравлики отмечают, что в ГУР нет электроники, которая “глючит”, выдает ошибки check по поводу и без, дорогая в ремонте. Приверженцы электроники утверждают, что нет ничего хуже визжащего усилителя, возни с маслом и неэстетичных трубок под капотом.

Правда, как всегда, где-то посередине: плюсы и минусы есть у обеих систем. Но учитывая, что высокие технологии завоевывают все сферы жизни, электроусилители, скорее всего, продолжат эволюционировать.

Мастер Сервис