Как работает перепускной клапан в насосе гур

Устройство и принцип работы ГУР.

1. Общий принцип работы ГУР.

В связи с тем, что на ресурсе есть информация по заливке жидкостей в ГУР, решил, что будет нелишне осветить также принцип работы и устройство гидроусилителя руля. В общих чертах, поскольку у каждой конструкции могут быть (и есть) свои особенности, за которыми нужно идти в документацию на агрегат. Нам эти особенности без надобности, поэтому ограничусь общими чертами и базовыми принципами, опуская лишние подробности.
Итак, для чего нам нужен гидроусилитель руля? Для снижения усилия, прикладываемого к рулю для поворота колёс. Достигается это путём создания давления в системе, которое и передаётся на рулевую рейку через гидравлическую жидкость. Жидкости, как известно, славятся своей несжимаемостью, а значит в системе не будет лишних потерь времени и сил. Поэтому очень большой процент усилителей мощности является гидравлическим, и это не только в автомобилях. Кроме ГУРа в авто ставят ещё электрический усилитель руля, который имеет ряд преимуществ, но и не лишён недостатков относительно гидроусилителя (как например, неспособность выдавать большую мощность и перегрев электродвигателя при длительной работе (долгая рулёжка по бездорожью, например). Так что для грузовиков и нормальных внедорожников ГУРы являются стандартом.

2. Устройство гидроусилителя руля.

Для создания давление, понятное дело используется насос, а для управления — клапан. Так что общий принцип таков: в замкнутой системе, заполненной жидкостью, насос нагнетает избыточное давление, которое в зависимости от положения управляющего клапана подаётся в рабочий цилиндр, сдвигая рулевую рейку влево-вправо. Положение управляющего клапана определяется рулём. Избыток давления сбрасывается мимо управляющего клапана (золотник, по-другому) через перепускной клапан прямо в магистраль (что-то вроде обратки в топливопроводе). Ну и конечно, есть бачок с запасом гидравлической жидкости, обеспечивающий нужный объём, поскольку при разных режимах работы требуется разное количество гидромасла, которое и берётся из бачка, туда же возвращая избыточный объём при снижении нагруженности ГУРа.

Схема устройства ГУР

3. Устройство насоса ГУР.

Теперь пройдемся отдельно по составным частям системы гидроусилителя руля. Наверное, самой часто выходящей из строя частью этой системы является насос, поскольку он работает наиболее напряжённо, создавая постоянно избыток давления в системе. Существует два основных типа насосов:

В первом случае давление создаётся за счёт вращения ротора с подвижными пластинами-лопастями (см. видео)

Схема работы пластинчатого насоса

Суть работы заключается в изменении объёма между ротором, статором, пластинами и торцевыми дисками, которое достигается расположением оси вращения ротора с эксцентриситетом относительно центра статора (т. е. ось смещена в сторону). Соответственно, с одной стороны зазор между ротором и статором больше, чем с другой. Пластины при движении в большей части зазора выдвигаются под действием центробежной силы, а при движении в сторону меньшего зазора задвигаются обратно.
При расширении пространства образуется некоторое разрежение (пониженное давление), которое засасывает гидрожидкость в камеру. Затем, сужаясь, камера подходит к отверстию в сторону нагнетания и жидкость с силой выкидывается туда, образуя повышенное давление в системе.

Этот тип наиболее распространён в автомобилестроении, поскольку имеет лучший КПД, а также может быть двухконтурным (второй контур может подавать давление в гидроподвеску), а также регулируемым.

Во втором случае для нагнетания жидкости в систему используется вращение двух шестерёнок внутри корпуса насоса.

Схема работы шестерёнчатого насоса ГУР

Одна из шестерёнок является ведущей, вторая ведомой. При разъединении зубьев образуется разрежение, которое засасывает жидкость в насос. Далее жидкость двигается по внешнему радиусу вращения шестерёнок в промежутках между зубьями и с силой выкидывается в линию нагнетания перед зацеплением зубьев. Этот тип более прост и, как следствие, надёжен в работе.

4. Устройство и принцип работы клапана ГУР.

Для управления подачей жидкости в силовой цилиндр используется управляющий (золотниковый) клапан.

Схема системы ГУР с управляющим клапаном (золотником)

Он имеет вход от насоса и два выхода в разные стороны от поршня в рабочем цилиндре (в самом золотнике отверстий больше, для увеличения пропускной способности и, соответственно, скорости передачи давления). При нормальном (прямом) расположении руля и, соответственно, колёс, золотниковый механизм запирает отверстия входа, давление одинаково с обеих сторон поршня. При провороте рулевого вала золотниковый механизм совмещает с помощью пазов отверстия входа и одного из выходов. В результате с одной стороны поршня образуется избыточное давление, толкающее его, а с ним и всю рулевую рейку с рычагами в ту или иную сторону. При выравнивании руля отверстия вновь запираются и давление с обеих сторон поршня выравнивается.

Вкратце пройдёмся по оставшимся элементам, обязательным, но неосновным. Уже упомянутый силовой (он же рабочий) цилиндр представляет собой двухсторонний поршень в камере с раздельными объёмами, в которые с одной или другой стороны поступает гидрожидкость, толкая его своим давлением. Поршень жёстко соединён с рулевыми тягами, которые двигают колёса при движении поршня.
Редукционный (перепускной) клапан, как правило, находится в насосе и служит для сброса избыточного давления, создаваемого насосом, в магистраль в обход рабочего контура (так называемая обратка).
С бачком вообще просто, он обеспечивает резерв жидкости при её активном использовании, в него же возвращается избыточная жидкость при минимальной работе ГУРа.
Да, ещё маслопроводы низкого давления (из резины, которых может не быть, если бачок конструктивно смонтирован на насосе) и гидравлические маслопроводы высокого давления от насоса к управляющему клапану, а от него к рабочему цилиндру (выполняются из металла) и обратно в бачок.

Таков принцип работы ГУР и вытекающее из этого принципа устройство системы гидроусилителя руля. Кроме собственно гидроусилителя может быть ЭУР, то есть электроусилитель руля и ЭГУР — электрогидроусилитель руля. Они имеют свои преимущества и недостатки по отношению к классическому ГУР, но это уже темы для отдельных статей.

Источник

Принцип работы редукционных клапанов ГУР, тнвд и маслянного насоса

В любых грамотно спроектированных изделиях, всегда применяются определенные защитные меры, от их разрушения при каких-то неблагоприятных обстоятельствах, возникающих во время работы. Не является исключением и автомобиль. Его конструкция предусматривает применение систем, использующих в работе повышенное давление.

Примером могут служить такие из них, как:

Для защиты от его превышения они имеют специальные устройства, например, в дизеле такую роль выполняет редукционный клапан ТНВД.

Редукционный клапан, принцип работы

Если вспомнить определение, то назначение редукционного клапана заключается в поддержании на постоянном уровне давления, создаваемого во время работы конкретного устройства. Его превышение чревато либо повреждением самой системы, либо разрушением каких-то ее элементов. Понять принцип работы редукционного клапана поможет приведенный рисунок:

Основными элементами подобного устройства являются шарик 1, пружина 2 и шайба 3. При работе насоса, подающего жидкость или любые масла в пределах системы, происходит увеличение внутри нее давления. Когда оно превышает определенную величину, под действием возникающей силы шарик 1 отжимает пружину 2 и смещается, открывая дополнительный канал, по которому избыток жидкости или масла удаляется из системы.

Такой принцип – сброс масла или другой жидкости обратно в исходный резервуар при превышении давления – используется довольно-таки часто. Подобный принцип может быть реализован по-разному, но неизменным остается суть, описанная выше. Для примера можно рассмотреть несколько конкретных его воплощений.

Редукционный клапан масляного насоса

Система смазки присутствует на любом автомобиле, будь то ВАЗ 2114 или Мерседес. И в любой системе обязательно наличие масляного редукционного клапана независимо от его изготовителя – Bosch, Тойота или Фольксваген. Если в системе смазки нет подобного масляного клапана, то при работе масляного насоса неизбежной становится ситуация, когда давление масла превысит установленные нормы. Из-за этого начнут протекать сальники или возможен разрыв масляного фильтра.

Как работает такая защита, поможет понять приведенный рисунок:

Здесь реализован тот же подход, что и описан выше. Когда давление превышает установленный безопасный предел, шарик 2 клапана открывает дополнительный канал для масляного потока и излишки масла сбрасываются в поддон картера двигателя. Где находится редукционный клапан? На ВАЗ 2114 он располагается в канале между камерой сжатия и всасывания, как показано на фото

Редукционный клапан топливной системы

Другим, не менее важным, применением является использование подобной защиты для топливной системы. В первую очередь это относится к дизельным двигателям, ТНВД можно назвать основой всей системы питания. Его назначение – дозированная подача солярки к форсункам.

Топливный насос осуществляет подачу горючего из бака на вход ТНВД, а редукционный клапан ТНВД гарантирует стабильную величину давления.

Дело в том, что работа обычного насоса низкого давления обеспечивает подачу топлива в большем объеме, чем требуется. Поэтому редукционный клапан ТНВД его излишки, через дренажный штуцер, возвращает в топливный бак. Существует несколько различных типов ТНВД, созданных на основе разных конструктивных решений. Хотя это не имеет отношения к настоящей теме, но надо отметить, что одним из основных производителей ТНВД является Bosch, в изделиях этой фирмы реализован свой подход, ее продукция пользуется заслуженным качеством и отличается продолжительным сроком службы.

Однако, как и сам дизель, ТНВД критичен к качеству топлива, и даже использование изделий такой знаменитой фирмы, как Bosch, не позволяет применять низкокачественную солярку.

Редукционный клапан насоса ГУР

ГУР можно считать обязательным элементом оснащения современного автомобиля, в том числе семейства ВАЗ, например таких, как 2114, 2170, Приора. Его конструкция отрабатывалась достаточно долго и доказала свою эффективность. Функциональное устройство ГУР приведено на рисунке

Такое устройство при работе насоса создает повышенное давление, которое через гидроцилиндр и систему рычагов поворачивает колеса в зависимости от изменения положения руля. Это реализует любой ГУР, и установленный на ВАЗ 2114 тоже. Однако существует некоторое ограничение, которое необходимо учитывать. ГУР рассчитан на работу при определенном давлении, и его максимальное значение не должно превышать установленной величины. Для каждого автомобиля она своя, для ВАЗ 2114 это будет шестьдесят-сто атмосфер.

Вот для исключения превышения заданной величины и используется редукционный клапан. Особенно это актуально, когда руль встает на упор, и если не принять защитных мер, ГУР может быть разрушен. Поэтому изготовителями автомобилей с ГУР не рекомендуется держать руль в крайних положениях. В тех случаях, когда необходимо найти, где находится редукционный клапан, искать его надо в насосе, именно там обеспечивается необходимая величина давления на выходе.

Такой элемент, как редукционный клапан, является обязательной частью многих систем и обеспечивает их защиту при работе в самых разных условиях. Его назначение – избежать превышения давления в системе и благодаря этому предохранить ее от разрушения или повреждения.

Источник

Визжит, гудит, зовет на помощь: когда сломался насос ГУР

27.06.2019 Автор: Мастер Сервис 57347

Насос гидроусилителя руля — как домохозяйка: незаметно, когда он трудится, и критично, когда работать перестает. Крутить руль одним пальчиком уже не получается, да и всей пятерней с непривычки тоже не очень. А еще выясняется, что руль всегда был не очень-то покорным, и только гидроусилитель держал его в рамках — а без него удержать руль в руках оказывается сложновато.

Простая физика: как работает насос ГУР

Логично, что тяжелый руль в системе с гидроусилителем недвусмысленно намекает, что давление в системе падает. Но, кроме потяжелевшего руля, существуют и другие признаки, что что-то пошло не так.

Давайте немного освежим в памяти, как устроен и работает насос ГУР.

Насос ГУР в разобранном виде

• Шкива, который работает от ременной передачи с двигателя или от электропривода (для насосов ЭГУР).
• Корпуса с верхней и нижней крышками.
• Вала, на который “нанизаны” шкив, опорные подшипники качения или скольжения, рабочая пара ротор-статор.
• Торцевых распределительных дисков (пластин). Через окошки в дисках масло всасывается в насос и нагнетается в магистраль.
• Ротора — подвижного элемента рабочей пары с выдвижными пластинками. Он через шлиц закреплен на валу и вращается вместе с ним. Под действием центробежной силы пластинки выдвигаются из пазов.
• Статора — статичного элемента рабочей пары, в основном, эллиптической формы. Внутри статора вращается ротор.
• Уплотнительных элементов — сальников, прокладок, резиновых колец.
• Редукционного клапана — состоит из шарика, пружинки и гайки..

Насос гидроусилителя руля работает на простом принципе изменения объема и разниц давления. Шкив вращает вал, вместе с ним внутри эллиптического статора вращается неподвижно закрепленный на валу ротор с пластинами. Под действием центробежной силы пластины выдвигаются из пазов, упираются в стенки статора и задвигаются обратно в пазы.

Когда выдвинувшиеся пластинки проходят серповидную зону, образуются сектора низкого давления, где всасывается масло из бачка. Проходя узкую часть статора, пластины задвигаются, давление повышается, полость с маслом перемещается к окну нагнетания, и масло сбрасывается под давлением в магистраль к распределителю. За счет эллиптической формы статора за один оборот вала масло всасывается и нагнетается два раза.

Принцип работы насоса ГУР

Сломался насос ГУР: признаки и причины неисправностей

Итак, все перечисленные выше элементы участвуют в процессе создания давления. Стоит маленькой пластинке треснуть или стереться, и вот давления уже недостаточно или нет совсем.

Во всем этом есть единственный плюс (если это можно назвать плюсом): насос ГУР никогда не ломается внезапно, он всегда подает сигналы бедствия.

Периодически сильно гудит

Поздравляем, у вас воздух. Загляните в бачок — если видите пузырящееся масло, значит, система разгерметизировалась, и в нее попал воздух. Сразу осмотрите агрегат, бачок и магистраль на предмет трещин. Если снаружи все целое, придется снимать и разбирать насос — возможно, подтекает сальник, уплотнительные кольца или прокладка.

Система гидроусилителя завоздушена

Пронзительно визжит при повороте руля

Тут дело в ремне: либо он слабо натянут и проскальзывает по шкиву во время вращения, либо совсем растянулся.

Под капотом постоянно гудит и руль стал тугим

Вот это явный, стопроцентный признак, что насос не может создавать нужное давление и зовет вас на помощь. А если нет давления, нет и толку от усилителя. Причин здесь несколько:

1. Износились элементы рабочей пары. Виной всему возраст насоса или старое, грязное масло (если оно вообще есть в системе).

• Если вы тщательно следите за количеством и качеством масла, а пластинки стерлись по торцам, значит, пришло их время. Изношенные пластины не достают до стенок статора, не образуют областей низкого давления и не захватывают масло. Нужно просто заменить их.
• Износились пазы лопастей — это тоже, в основном, проблема возрастных насосов. Можно поменять либо рабочую пару целиком, либо ротор.
• Появились щербинки на внутренней поверхности статора, пазах или лопастях. Это случается, когда масло, призванное защищать детали насоса, гробит их. Как? Да элементарно: старое масло обычно насыщено металлической стружкой и мелким мусором. Эта стружка работает как абразив и разрушает поверхности рабочей пары. Микрочастицы металла появляются в системе, если насос какое-то время работал в сухую, а еще стружку выбивают уплотнительные кольца золотника. Эта проблема тоже решается в условиях СТО: мастер отшлифует стенки статора, в критическом случае — заменит деталь.
• Залипли лопасти. Грязное, старое, вязкое масло не дает пластинкам двигаться быстро и свободно, они буквально залипают в пазах, выдвигаются-задвигаются неравномерно, давление создается через раз. В этом случае насос разбирают, чистят рабочую пару, обязательно промывают систему ГУР и, естественно, меняют масло.

Выработка на стенках статора

2. Серьезные повреждения редукционного клапана.

Редукционный клапан регулирует давление: когда оно превышает максимум, клапан открывает допканал и сбрасывает давление до допустимого. Случается, что редукционный клапан залипает, становится неподвижным, т.е перестает закрывать (или открывать, что хуже) допканал, и масло хлещет мимо системы. Такое происходит, если на клапане есть задиры или он так долго работал с грязным маслом, что буквально оброс липкими отложениями.

Отремонтировать клапан вполне реально — на большинстве автомобилей его можно снять, разобрать, почистить или заменить поврежденные элементы. Обязательно нужно промыть систему и залить новое масло.

Редукционный клапан насоса

3. Насос банально “устал”. Никакой механизм не может служить вечно, даже самый ухоженный и конструктивно совершенный.

Профилактика — залог здоровья

Качественное масло для системы гидроусилителя, как целые пыльники для рулевой рейки, — маст хэв. Это не только рабочее тело, которое передает давление, — масло защищает от коррозии, смазывает, отводит тепло от металлических элементов системы.

Любое масло, даже самое крутое и дорогое, со временем теряет физические и химические свойства, потому что работает с высокими температурами, загрязняется и просто стареет. Когда оно в стотысячный раз циркулирует по своему маршруту, пользы от него уже маловато. Поэтому специалисты советуют менять масло ГУР:

• в условиях форс-мажора — если разгерметизировалась система;
• планово — каждые 45-60 тысяч километров или раз в 1-2 года, в зависимости от стиля вождения и условий эксплуатации.

Чтобы насос работал правильно и эффективно, не нужно ничего сверхъестественного — только внимание и уход:

• следите за уровнем и качеством масла — заглядывайте в бачок хотя бы раз в 15 тысяч километров. Без масла металлические элементы банально изнашиваются механически — появляются заусенцы, задиры и царапины, уплотнители рассыхаются, и в конце-концов насос заклинит.

Изношенное рабочее зеркало насоса ГУР

• вовремя меняйте масло, заливайте жидкость для ГУР, которая строго соответствует по допускам, от проверенных производителей;
• если вы понимаете, что с насосом что-то не так, езжайте в специализированный автосервис. Не стоит заливать присадки, герметики и другие “ремонтные” жидкости.

Насос гидроусилителя руля, как и любой другой агрегат автомобиля, работает долго и исправно, если за ним правильно ухаживают. Не ленитесь проходить ТО, вовремя менять масло, используйте качественные комплектующие и доверяйте автомобиль только квалифицированным мастерам.

Источник