Конструкция усилителей

Классификация усилителей

Усилителем рулевого управления называется сервомеханизм, предназначенный для создания момента, вызывающего поворот управляемых колес автомобиля при приложении усилия к ободу рулевого колеса и суммирующегося с моментом, создаваемым этим усилием. Усилители рулевого управления являются элементарными следящими системами автоматического регулирования с механической обратной связью.

По виду используемой энергии усилители разделяют на:

• гидравлические,
• пневматические,
• пневмогидравлические,
• электрические,
• вакуумные,
• механические.

Механические и вакуумные усилители выпускались мелкими сериями. Они известны также по патентам и отдельным опытным образцам. В настоящее время эти усилители не применяются из-за сложности и ненадежности конструкции по сравнению с гидроусилителями, шумности в работе.

Электрические усилители не получили распространения из-за инерционности высокооборотного электродвигателя, сложности регулировки числа оборотов его, трудности осуществления следящего действия по усилию на рулевом колесе.

Оригинальная схема пневмогидравлического усилителя была разработана фирмой Ротенбург Металверке (ГДР). Сжатый воздух от компрессора поступал в преобразователь, который энергию сжатого воздуха превращал в энергию жидкости под давлением. Далее усилитель работал как гидравлический. Распределитель был размещен у рулевого колеса. Гидродвигатель роторного типа с одной лопастью был скомпонован внутри картера рулевого механизма.

Усилитель был разработан в начале 50-х годов. В его конструкции была сделана попытка использовать все эксплуатационные преимущества гидроусилителя, не применяя в системе дорогостоящий в то время гидронасос. В настоящее время, когда гидронасосы усилителя рулевого управления выпускаются в массовых количествах, эти усилители не применяются.

Пневмоусилители получили относительно широкое распространение в 50-х годах на грузовых автомобилях с пневматической системой тормозов. Они по сравнению с гидроусилителями обладают недостатками, из-за чего почти вытеснены ими. Так, например, легковые автомобили могут быть оборудованы только гидроусилителями. Они бесшумны в работе, имеют меньшие размеры, служат своего рода амортизаторами ударов, действующих на рулевое управление со стороны дороги, позволяют сохранять направление движения при сильном уводе в случае внезапного разрыва передней шины во время движения с большой скоростью. Время срабатывания гидроусилителя (0,05 сек) значительно меньше времени срабатывания пневмоусилителя (0,3-0,4 сек). Включается усилитель плавно, незаметно для водителя. На автомобилях, у которых нагрузка на переднюю ось составляет 6 Г и более, также используют гидроусилители. Это объясняется прежде всего тем, что из-за сравнительно низкого давления воздуха в пневмосистеме (6-9 ^кГ/_см²) пневмодвигатели пришлось бы делать значительных размеров, чтобы создать усилия, необходимые для поворота управляемых колес; на автомобилях особо большой грузоподъемности размеры их стали бы не допустимо большими. Давление в гидросистемах рулевых управлений составляет 60-100 ^кГ/_см² и, следовательно, рабочие объемы гидродвигателей могут быть почти в 10 раз меньшими, чем у пневмодвигателей.

На грузовых автомобилях с нагрузкой на переднюю ось 3-7 Т могут применяться как пневмоусилители, так и гидроусилители. То же относится и к городским автобусам средней и большей вместимости. Обычно на таких автомобилях уже имеется пневмооборудование для тормозных систем. Затраты на оборудование их пневмоусилителями рулевого управления сравнительно небольшие даже в том случае, если приходится увеличивать производительность компрессора. Несмотря на это, вследствие перечисленных выше преимуществ, гидроусилители имеют большее распространение, чем пневмоусилители, и вытеснили последние даже на автомобилях с пневматическим оборудованием.