Усилитель руля необходим, прежде всего, для того, чтобы водителю приходилось тратить меньше усилий, когда требуется изменение направления движения. Это специальная механика, в которой удачно сочетаются зацепление рулевого червяка и реечного зубчатого колеса с передаточным числом.
Большие показатели передаточного числа позволяют легче крутить колесо руля. Правда, подобная схема обладает следующим недостатком – каждый поворот (и, тем более, разворот) требует большого количества рулевых оборотов. Это отрицательно сказывается на маневренности, ухудшает реакцию – на высоких скоростях и извилистых дорожных покрытиях из-за этого могут случаться аварии.
Вот почему перестали повышать передаточное число, перейдя к использованию усилителя, имеющего совершенно другую механику. При его применении передаточное число уменьшается, и при этом даже на высокой скорости управление остается легким.
Раньше рулевые усилители не использовались. Впервые они появились на машинах Mercedes-Benz и поначалу больше преподносились в качество компонента, обеспечивающего комфорт (о безопасности речь не шла). На сегодняшний день данное устройство может обладать несколькими разновидностями. У каждого из них имеются свои преимущества, а также недостатки.
Гидроусилитель 
Наиболее распространенным устройством считается гидроусилитель, составляющими которого являются:
- Золотник;
- Насосное устройство;
- Гидравлический цилиндр.
Все компоненты соединены посредством трубопроводов, внутри которых протекает гидравлическая жидкость. Благодаря насосному устройству создается необходимое давление, а работа золотника ответственна за распределение полученного давления.
Исходя из направления движения, определенный объем жидкости запускается внутрь силового цилиндра. Благодаря этому водителю не приходится прилагать усилия для совершения маневров.
Работу насосного устройства обеспечивает двигательный приводной ремень. Это, кстати, считается одним из недостатков данной системы. Когда двигатель не функционирует, гидроусилитель никак не поможет: для поворота колес в этом случае водителю придется всерьез потрудиться.
Показатели насосной продуктивности увеличиваются пропорционально с числом оборотов, которое совершает коленчатый вал. Конечно же, это несколько противоречит основным функциям руля, когда при холостых оборотах двигателя должны выдаваться максимальные усилия. Проблема, между прочим, решаема, но для этого требуется усовершенствовать конструкцию.
При нормальной работе двигателя насосное устройство тоже функционирует, даже если в усилении на текущий момент нет необходимости. Вот почему регулярно изнашиваются элементы насоса, и время от времени требуются ремонтные работы.
Впрочем, гидроусилитель на сегодняшний день постепенно теряет популярность – автовладельцы предпочитают ему другие разновидности усилителей. Так происходит не только из-за некоторых недостатков, которые были перечислены выше, но и потому что функционирование насосного устройства забирает до восьми лошадиных сил у двигателя (то есть, отрицательно сказывается на его мощности).
Хотя многое определяется двигательными объемами и эксплуатационными условиями. Иначе говоря, расходуется энергия, необходимая двигателю и коробке передач, приводящей авто в движение.
Электрический гидроусилитель
После обычного гидроусилителя специалистам удалось изобрести электрический гидроусилитель. Главным образом, он отличается от механического варианта тем, что активируется не приводным ремнем, а работой электромотора (источником питания которого служит автомобильная бортовая сеть).
Соответственно, активировать такое устройство можно даже без работы двигателя. Кроме того, нет никакой необходимости в его активации (и оно остается не работающим), когда машина едет на высоких скоростях. Многое определяется движением, отслеживаемым датчиками, и управляется электронным блоком.
Основные преимущества системы связаны с:
- Топливной экономией;
- Уменьшением атмосферных выбросов;
- Повышенной долговечностью деталей (поскольку нет постоянного механического износа).
Впрочем, имеется у данного устройства и собственный недостаток. Речь идет о гидравлической жидкости, способной в любое время к утечке. Этот усилитель работает от электрической сети и, значит, неисправности такой системы тоже могут привести к неполадкам в его работе. Например, неисправный генератор отключает питание усилителя (поскольку он использует большие объемы энергии).
Негативно могут отразиться на функционировании скачки напряжения (которые порою случаются в электросети из-за работы с АКБ, неправильной зарядки и так далее). Эти мелочи, наряду с конструктивными сложностями, несколько снижают надежность электрического гидроусилителя, делают его менее пригодным к ремонту в случае поломки.
Электронный усилитель
Наконец, специалисты изобрели электронный усилитель в качестве еще одного варианта устройства. Управление передними колесами он осуществляет посредством электродвигателя. При необходимости такое устройство реально:
- интегрировать в колонку руля;
- установить сверху рулевой рейки.
Жидкость в данном усилителе отсутствует – соответственно, никакой протечки быть не может. Гидроцилиндр также отсутствует. Конструкция рейки, которая функционирует с устройством, оказывается попроще – все это повышает надежность усилителя, делает его эксплуатационный срок долговечнее.
Несомненный плюс связан также с экономией топлива. Кроме того, электронный усилитель обеспечивает управление дополнительным функционалом. Речь идет, к примеру, об электрической парковке, когда водителю вообще ничего не нужно делать, чтобы припарковаться – система все выполняет самостоятельно.
С другой стороны управляющий механизм является довольно сложным по технологии. Вот почему ремонтировать его при поломке довольно сложно. Обычно даже для диагностики неисправности необходимо особенное оборудование, которое, увы, имеется не на каждой станции обслуживания.
Еще один минус – «блочный» ремонт, предлагаемый изготовителем. Только специалисты с высокой квалификацией могут заниматься такими ремонтными работами.
Специалисты делают акцент именно на этом виде рулевого усилителя, признавая за ним будущее. Впрочем, совершенству нет предела, а потому вполне возможно, что изобретут более модернизированное устройство для усиления рулевого управления (поскольку надежность электронного усилителя пока что не может называться стопроцентной).
Рулевое управление
Чтобы понимать, как работает усилитель руля, необходимо хотя бы в общих чертах представлять особенности рулевого управления. Несмотря на наличие разнообразных узлов с агрегатами, общая схема все равно оказывается несложной. За историю автомобилестроения многое поменялось, однако основные рабочие принципы рулевого управления практически не претерпели изменений, оставшись такими же, какими были в самом начале. Выделяются следующие системы:
- Колонка, которая нужна, чтобы передавать вращательное движение;
- Механизм руля – преобразует вращательные движения в перемещение приводных деталей;
- Привод – связывает рулевую механику с колесами.
Наряду с основными подсистемами маршрутные автомобили, крупнотоннажные грузовики и многие легковые машины обладают рулевым усилителем, описанным выше. Силовое воздействие, создаваемое ним, существенно облегчает движение.
Передвижения рулевого колеса рулевой вал передает на специальный механизм, преобразовывающий крутящий момент в поступательные перемещения. Колеса получают направление необходимого угла поворота посредством приводного аппарата. Здесь и вступает в работу усилитель (один из его видов, который установлен на авто), обеспечивая управлению существенный комфорт, повышая его безопасность. Именно так функционирует рулевое управление в большинстве транспортных средств.
Рулевая механика
Что касается рулевой колонки, ее основными компонентами являются:
- Колесо руля;
- Вал;
- Кожух и подшипники, которые нужны, чтобы вал вращался;
- Элементы, обеспечивающие крепеж, устойчивость, а также неподвижность общей конструкции.
Колонка функционирует следующим образом: она помогает водительскому усилию (увеличенному чаще всего благодаря действию усилителя) достигнуть всех остальных элементов системы и поменять режим транспортного движения.
Если же рассматривать непосредственно рулевую механику, благодаря ней вращение колонки может преобразовываться в активность рулевого привода. Каждый поворот руля приводит в действие определенную тягу и, в результате, колеса меняют направление.
Вариативность такого устройства обеспечивается двумя принципами его функционирования, которые отличаются друг от друга тем, как у них преобразовывается крутящий момент. Например, червячная механика рулевого устройства состоит из:
- Специальных компонентов-роликов (их еще называют «червяками»);
- Картера;
- Сошки рулевой.
Реечная механика считается попроще, удобнее и современнее. В основном, в современных авто можно встретить именно такое управление. Его основными составляющими являются:
- Реечные детали;
- Корпус механизма.
Наряду с работой усилителя рулевое управление оказывается удобным и не требует от водителя никаких особых усилий.
