Насос гідропідсилювача керма - конструкція, види, принцип роботи

Гідропідсилювачі керма продовжують міцно займати своє місце на цілій низці категорій автотранспорту та окремих моделях легкових автомобілів. Ключовим їх вузлом виступає насос, що перетворює потужність двигуна на виконавчий тиск робочої рідини. Конструкція стала і перевірена, що дозволяє розглянути її в деталях у загальному випадку.

Виконувані завдання та застосування

За своєю діяльністю гідронасос забезпечує надходження енергії до виконавчого механізму у вигляді циркуляції робочого тіла системи – спеціальної олії, під високим тиском. Виконувана робота визначається величиною цього тиску та швидкістю потоку. Тому ротор насоса повинен обертатись досить швидко, переміщуючи при цьому значні об'єми в одиницю часу.

Відмова насоса не повинна призводити до припинення функціонування рульового управління, колеса, як і раніше, можна буде повертати, але зусилля на кермі різко зросте, що може стати несподіваним для водія. Звідси високі вимоги щодо надійності та довговічності, які виконуються завдяки перевіреній конструкції, обраному способу нагнітання та гарним змащувальним властивостям робочої рідини.

варіанти виконання

Різновидів гідронасосів не так багато, в результаті еволюції залишилися лише пластинчастий та шестерний типи. Переважно використовується перший із них. Регулювання тиску передбачається рідко, особливої ​​необхідності в цьому немає, цілком достатньо наявність редукційного клапана, що обмежує.

У класичному ГУР використано механічний привід ротора насоса від шківа колінчастого валу двигуна за допомогою ремінної передачі. Тільки в більш просунутих електрогідравлічних системах застосовується привід від електромотора, що дає переваги за точністю керування, але позбавляє основної переваги гідравліки високої потужності посилення.

Конструкція найпоширенішого насоса

Механізм лопатевого типу працює за рахунок переміщення рідини малими об'ємами з їх зменшенням у процесі повороту ротора та видавлювання масла на вихідний патрубок. Насос складається з наступних частин:

• приводний шків на валу ротора;
• ротор з пластинчастими лопатями в пазах по колу;
• підшипники та сальникові ущільнення валу в корпусі;
• статор із порожнинами еліптичної форми в обсязі корпусу;
• регулюючий обмежувальний клапан;
• корпус із кріпленнями до двигуна.

Зазвичай ротор обслуговує дві робочі порожнини, що дає зростання продуктивності за збереження компактності конструкції. Обидві вони цілком ідентичні та розташовані діаметрально протилежно щодо осі обертання.

Порядок роботи та взаємодія складових частин

Клиновий або багаторучковий приводний ремінь обертає шків валу ротора. Посаджений на ньому ротор має прорізи, в яких вільно переміщаються металеві пластини. По дію відцентрових сил вони постійно притиснуті до внутрішньої еліптичної поверхні порожнини статора.

Рідина надходить у порожнини між пластинами, після чого переміщається ними у напрямі виходу, куди і витісняється рахунок змінного обсягу порожнин. Набігаючи на криволінійні стінки статора лопаті утоплюються в ротор, після чого знову висуваються, приймаючи чергові порції рідини.

За рахунок високої швидкості обертання насос має достатню продуктивність, розвиваючи при цьому тиск близько 100 бар при роботі «в глухий кут».

Режим тупикового напору існував при високих оборотах двигуна і повернутих до упору колесах, коли поршень виконавчого циліндра не міг би далі переміщатися. Але в цих випадках спрацьовує пружний обмежувальний клапан, який відкривається і запускає зворотний відтік рідини, не дозволяючи тиску надмірно зростати.

Режими насоса розраховані таким чином, щоб свій максимальний тиск міг видавати при мінімумі швидкості обертання. Це необхідно при маневруванні з практично неодруженими оборотами, але максимально легким кермом. Незважаючи на великий опір у разі повороту керованих коліс на місці. Всім відомо, наскільки важке кермо без підсилювача саме в цьому випадку. Виходить, що насос може бути повністю навантажений за мінімальної частоти обертання ротора, а після зростання обертів просто скидає частину рідини в протилежному напрямку через регулюючий клапан.

Незважаючи на те, що подібні режими роботи з надлишком продуктивності є штатними і передбаченими, робота ГУР з повністю вивернутими колесами дуже небажана. Причиною цього є перегрів робочої рідини, через який вона втрачає свої властивості. Виникає загроза підвищеного зносу та навіть поломок насоса.

Надійність, відмови та ремонт

Насоси ГУР мають високу надійність і не відносяться до розхідників. Але вони не вічні. Виявляються несправності як підвищення зусилля на кермі, особливо при швидкому обертанні, коли насос явно не віддає необхідну продуктивність. Виникають вібрації і гучний гул, що зникає після зняття приводного ременя.

Ремонт насоса теоретично можливий, але зазвичай його просто замінюють на оригінальний або запчастину з афтермаркету. Існує і ринок відновлених вузлів у заводських умовах, коштують вони значно дешевше, але мають практично ту ж надійність.