ГУР или ЭУР: преимущества и недостатки усилителей рулевого управления
Те, кто постигал азы водительского мастерства за рулем какой-нибудь «копейки» или «Москвича», наверняка до сих пор помнят, как сложно было управляться с рулем этих автомобилей. Но прогресс не стоит на месте, и сегодня редко найдешь модель автомобиля, не оборудованную усилителем рулевого управления, который в значительной степени упрощает руление. Какие виды усилителей бывают, в чем их преимущества и недостатки – об этом пойдет речь в данной статье.
Электрогидравлический усилитель руля
Усилитель усилителю – рознь
Первыми об облегчении управления рулем машины задумались производители грузовиков. Конструкторы разработали специальный гидравлический механизм, который монтировался в систему рулевого управления и упрощал вращение рулевого колеса. Но не только в этом заключалась польза изобретенного агрегата: в ущерб качеству «обратной связи» он помогал поглощать неровности дорожного покрытия (уменьшились вибрации на руле), что, в свою очередь, позволяло продлить срок службы узлов механизма рулевого управления. Кроме того, использование ГУР помогло улучшить безопасность автомобиля при повреждении шин передних колес: гидроусилитель способствует удержанию руля в заданной водителем траектории движения.
Примечательно, что подобный механизм, названный гидравлическими усилителем руля (ГУР), в советском автопроме впервые появился на легковом автомобиле – ГАЗ «Чайка».
ГАЗ 14 Чайка с ГУР
С тех пор прошел не один десяток лет, прежде чем гидроусилителями стали оснащать серийные модели российского производства. Впрочем, легковые автомобили иностранных брендов оборудуются гидроусилителями руля уже давно. По прошествии времени инженеры удостоверились в том, что конструкция гидравлического привода усилителя руля несовершенна и стали искать пути усовершенствования данного агрегата. Эволюционным шагом в этом направлении стало применение не гидравлики, а электрики — конструкторы изобрели электрический усилитель руля (ЭУР), который сегодня устанавливается на различные модели, бюджетные и дорогие, автомобилей. Каковы же особенности конструкции гидро- и электроусилителя руля?
Устройство ГУР
Гидроусилитель руля представляет собой систему из соединительных трубопроводов низкого и высокого давления, в которых циркулирует специальная жидкость, нагнетаемая в систему при помощи насоса. Жидкость ГУР находится в бачке, который соединен с насосом. При повороте руля жидкость под давлением подается в рулевой механизм через распределитель. Жидкость накачивается в гидроцилиндр, где создает давление на поршень, смещает его, тем самым облегчая усилие при повороте рулевого колеса. Когда автомобиль движется по прямой траектории, жидкость из рулевого механизма оттекает в бачок системы ГУР.
Электроусилитель руля представляет собой систему из электродвигателя, электронного блока управления (ЭБУ) и двух датчиков — крутящего момента и угла поворота руля. В отличие от гидроусилителя, ЭУР монтируется непосредственно на рулевой колонке или рулевой рейке, а передача крутящего момента происходит через торсионный вал, который встроен в систему рулевого управления. Если ГУР изменяет усилие на руле при помощи циркулирующей в системе жидкости, то электроусилитель делает это посредством силы тока. Например, при повороте руля усилие передается на рулевой механизм через торсионный вал. Датчик крутящего момента электроусилителя «улавливает» это действие и передает его в блок управления.
Устройство ЭУР
Там информация анализируется и ЭБУ определяет, какую именно силу тока нужно направить в электромотор, чтобы облегчить вращение рулевого колеса. Причем, усилие это рассчитывается в зависимости от скорости движения автомобиля и угла поворота руля: если водитель вращает рулем на месте или при парковке на малой скорости, привод ЭУР работает по максимуму, обеспечивая наиболее легкое вращение рулевого колеса. Если же поворот руля происходит на большой скорости, электроусилитель уменьшает силу крутящего момента, отчего управление становится острее.
Что лучше: ГУР или ЭУР?
Свои преимущества и недостатки есть у каждой из указанных систем.
Гидроусилитель рулевого управления является более громоздкой, но в то же время более дешевой в производстве системой, что в конечном итоге сказывается на стоимости автомобиля, оснащенного ГУР. Сегодня гидроусилителями рулевого управления оснащают в основном автомобили бюджетного класса и мощные внедорожники. Впрочем, в случае с внедорожниками использование ГУР поясняется тем, что такая система имеет большую, нежели у электроусилителя, мощность передачи крутящего момента на рулевой механизм. В этом заключается главное преимущество ГУР.
Недостатков у данного механизма больше. Во-первых, в автомобиле с гидроусилителем руля нельзя держать рулевое колесо в крайнем положении более пяти секунд, иначе произойдет перегрев масла в системе, что приводит к поломке ГУР. Во-вторых, гидроусилитель нуждается в периодическом обслуживании (раз в один – два года): необходимо менять жидкость, следить за уровнем масла в системе, проверять состояние приводов, целостность шлангов и насоса усилителя.
В-третьих, работа насоса гидроусилителя напрямую связана с двигателем, поэтому насос постоянно отбирает у мотора часть мощности, которая при прямолинейном движении, когда ГУР не задействован, расходуется впустую.
Насос ГУР Ford Focus 2
В-четвертых, в гидроусилителе нельзя настроить режимы работы механизма в зависимости от условий движения. В-пятых, ГУР обеспечивает хорошую информативность рулевого управления на малых скоростях, но на высоких «обратная связь» в значительной мере ослабевает. Впрочем, этот недостаток конструкторы устраняют за счет применения в механизме рулевого управления дополнительных узлов (рейки с переменным передаточным отношением).
В отличие от гидроусилителя руля, ЭУР является более прогрессивной системой, имеющей, однако, и свои недостатки. Так как их меньше, чем у ГУР, то сперва скажем о них. Во-первых, это более высокая стоимость, а во-вторых – меньшая, как указывалось выше, мощность электромотора, из-за чего данный тип усилителя в основном устанавливается на легковые автомобили. Впрочем, с каждым годом конструкция ЭУР совершенствуется, что позволяет нивелировать упомянутые недостатки.
ЭУР Лада Приора
К преимуществам ЭУР можно отнести, во-первых, простоту его конструкции, и, как следствие, обслуживания. Электроусилитель не имеет жидкостей, шлангов, насоса, которые нуждаются в периодическом осмотре и обслуживании. Единственное, за чем нужно следить – это за состоянием подшипников качения. Во-вторых, ЭУР компактнее, чем гидроусилитель, не занимает много места, а у некоторых моделей автомобиля устанавливается на рулевой вал в салоне, а не под капотом, что обеспечивает долговечность его эксплуатации (нет перепада температур и влажности, которые приходится испытывать узлам ГУР).
Установленный ЭУР от Приоры на ВАЗ 2109. Фото — Drive2
В-третьих, электроусилитель помогает экономить топливо, так как его мотор, в отличие от насоса гидроусилителя, начинает работать только при повороте руля, к тому же он не отбирает мощность у двигателя. В-четвертых, через ЭБУ можно настроить режимы работы электроусилителя в зависимости от условий, в которых эксплуатируется машины. В-пятых, рулевое колесо с электроусилителем можно сколько угодно держать в крайнем положении. И, наконец, управление автомобилем с ЭУР более острое при езде на больших скоростях, чем у ГУР, и более легко при езде на малых скоростях.
ГУР или ЭУР? Что лучше и в чем разница (ЭУР и ГУР)?
Электрический усилитель руля (ЭУР) . ГУР — гидроусилитель руля.
Достоинствами ЭУР над ГУР:
Простота конструкции и обслуживания. ГУР требует постоянного контроля уровня жидкости, обслуживания насоса, а ЭУР — нет.
Компактность механизма. ЭУР устанавливается на рулевой вал и не требует доп. места под капотом авто.
Экономичность. Электродвигатель ЭУР включается только при вращении руля, а насос ГУР работает пост. , создавая доп. нагрузку на движок, увеличивая расход топлива.
Независимость от оборотов двигателя. ЭУР питается от борт. сети, в которой поддерживается пост. напряжение, а ГУР приводится в действие от движка и с увеличением оборотов двигателя, увеличивается давление жидкости в системе ГУР, изменяя тем самым компенсационное усилие на руле.
Простота настройки. Для ГУР для этого потребуются серьёзные изменения конструкции.
Недостатки ЭУР с ГУР:
Малая мощность, обусловленная мощностью электрогенератора. ЭУР устан. тока на лёгкие авто, недостаточная мощность не позволит ис-ть его на тяжелых внедорожниках или грузовиках.
Недостатки, свойственные как ЭУР, так и ГУР, в сравнении с рулевым управлением без усилителя:
Низкая информативность рулевого управления, вследствие слабо выраженного обратного усилия на руле.
Гидравлика против электроники. Что лучше для машины — ГУР или ЭУР?
Первые технические устройства, призванные упрощать жизнь водителей, возникли почти сразу, как только вес и скорость транспортных средств превысили 10 миль в час. Правда, впервые их опробовали не на автомобилях, а в морских и речных судах. Строились усилители на основе гидравлических систем. Затем (перед Первой мировой войной) с появлением броневиков и тяжелых грузовиков гидроусилители шагнули в мир автомобилей. Возможность разворачивать бронированного гиганта одним движением рукой прельщала и производителей американских лимузинов высшего класса. В 1925 году инженер Франсис Дэвис запатентовал первый миниатюрный ГУР, а в 1933 году General Motors впервые внедрила подобное устройство на Cadillac V12. Позднее оно использовалось на тяжелых грузовиках. Но массовое внедрение ГУР на легковых машинах произошло уже после Второй мировой войны благодаря брендам Chrysler и Cadillac. В 1956 году они выпустили флагманские модели, открывшие гидроусилителю путь в массы.
На отечественных легковушках гидроусилитель руля появился лишь в 90-е годы. Однако на рубеже веков произошел качественный рывок в электронике: рынок заполонили новые устройства. Это электроусилители, которые не имеют обратной связи с дорогой и выстраивают работу исключительно программно, то есть по проводам.
Зачем усилителю мозги?
Сейчас перед многими стоит выбор, какой же усилитель предпочесть. На рынке множество подержанных машин, которые уже успели поездить по российским просторам и накопить статистику поломок.
Электроусилитель устроен по-другому. По сути это просто электромотор, который расположен на рулевом валу или на рейке и помогает вращать колеса за счет электромагнитного поля. Управляется он с помощью встроенного компьютера, а куда и как сильно нужно вращать руль, электроника понимает за счет двух датчиков (угла поворота и крутящего момента). Если человек интенсивно тянет баранку влево, то туда же вращает ее и электромотор. ЭУР значительно легче и компактнее ГУРа, но при этом заметно дороже его. Помимо этого, он плохо передает «обратной связи» с дорогой и в критические моменты водитель не понимает, что творится в пятне контакта колес. Почему же производители так настойчиво внедряют ЭУР в жизнь?
Дело в том, что электроусилитель способен взаимодействовать с другими электронными системами автомобиля. Он даже обучен самостоятельно заворачивать на парковке автомобиль в парковочный «карман». Да и во время движения электроусилитель, порой, сам вмешивается в движение и корректирует рыскания или уводы в сторону. Кроме того, современные системы управления предлагают и элементы автоматического движения, корректирующие траекторию машины в поворотах. Перспектива широких программных возможностей узла открывает перед ним будущее. Естественно, ГУР на такое не способен.
Кто надежнее?
«Чтобы победить главный недостаток электроусилителя, то есть его высокую цену, и было принято глобальное решение ставить такие устройства даже на бюджетные машины», — рассказывает автомобильный эксперт Андрей Ладыгин. За счет массовости производства снижается и цена.
ГУР работает более надежно, хотя и он имеет особенности. К примеру, нельзя долго держать руль в крайнем положении из-за роста давления в гидравлике. Невечные резинки сочленений и трубки текут и потеют, отчего автомобиль требует постоянного ухода. С гидроусилителем нужно быть аккуратным в морозы, так как загустевшее масло теряет эксплуатационные свойства. Но он редко выходит из строя внезапно, и поэтому к нему больше доверия. Гидроусилитель намного ремонтопригоднее электронного конкурента. Его чинят даже гаражные мастера без сложных инструментов и мудреного программного обеспечения. Поэтому автомобиль с ГУР гораздо лучше для жизни в глубинке.
ГУР или ЭУР?
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 крутить огромный руль по пять-шесть оборотов от упора до упора. Никто не жаловался, и не заморачивался по поводу ГУР или ЭУР .
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