Гідропідсилювач, електропідсилювач або їх комбінація для кермового керування встановлюється фактично на всіх типах легкових автомобілів. Цей вузол не тільки полегшує керування рухом та маневруванням при паркуванні, послаблює передачу на кермо ударів від нерівностей дороги, а й впливає на активну безпеку автомобіля.
У 1925 році Франсіс Девіс (США) запатентував гідравлічний підсилювач кермового управління. У 1933 році компанія General Motors спробувала встановити його на автомобіль Cadillac з двигуном V12. Але вперше гідропідсилювач керма на серійному легковому автомобілі з’явився в 1951 р. ГПК пропонувався як опція на Chrysler Crown Imperial, а вже в 1952 р. цей вузол став стандартним обладнанням.
З назви випливає, що цей механізм грунтується на використанні принципу гідравліки. Тиск у системі створюється гідравлічним насосом, що приводиться в дію колінчастим валом двигуна і передається рідиною, яка служить робочим тілом. У конструкції передбачений золотниковий клапан (розподільник), який при повороті керма переводить подачу рідини в ту чи іншу порожнину. Розподільник відстежує зусилля на кермі за допомогою контрольного торсіону, вбудованого в розріз кермового валу, і допомагає точно повертати керовані колеса.
Завдання розробників полягає в тому, щоб зробити обертання кермового колеса досить легким при маневруванні на парковці і більш відчутним при русі на швидкості. А при русі з високою швидкістю, дію ГПК зменшити до стану звичайного механічного кермового керування. І все це для того, щоб керування автомобілем стало якомога безпечнішим.
Двадцять років тому фактично у всіх гідропідсилювачів керма, незалежно від швидкості руху автомобіля, коефіцієнт посилення залишався незмінним. Однак сьогодні у більшості автомобілів, що надходять на ринок, встановлюються системи зі змінним коефіцієнтом зусилля на кермі. Ступінь посилення змінюється в залежності від швидкості руху автомобіля. Такі ГПК забезпечують точну та швидку реакцію при русі автомобіля на великих швидкостях та необхідне зусилля при маневруванні автомобіля з малою швидкістю.
Це досягається використанням рейки кермового механізму зі змінним передавальним ставленням зубчастого зачеплення. Для цього по довжині рейки змінюється крок і діаметр ділильного кола зубців, а на шестерні крок зубців залишається постійним. Коли колеса виставлені для руху автомобіля прямо, передавальне число кермового механізму дорівнює одиниці і коефіцієнт посилення найменший, але в міру наближення кермового колеса до його крайніх положень, зростає передавальне число та посилення, необхідне для повертання коліс.
Гідравлічний підсилювач кермового механізму керований комп’ютером також перестає бути чимось незвичайним. Такі системи кермового управління обробляють інформацію від спідометра автомобіля. Їхня робота визначається кількістю обертів двигуна та швидкістю руху автомобіля. Комп’ютер аналізує сигнали, що надходять з датчиків і обчислює необхідний на кожен момент коефіцієнт посилення, який реалізується за допомогою електрогідравлічного модулятора тиску. До речі, система активного кермового управління від BMW є звичайним рейковим механізмом з гідропідсилювачем, де кермовий вал роз’єднаний і в нього вбудована планетарна передача, корпус якої може обертатися за допомогою електродвигуна. Коли останній не працює, сателіти з’єднують вал і шестерню кермового напряму, а якщо електромотор обертається, то він через «черв’як» повертає епіциклічну шестерню і в залежності від напрямку обертання збільшує або зменшує кількість обертів на вихідному валу. Така конструкція дозволяє змінювати передавальне число у широкому діапазоні.
Розробки останніх років – це електричні та електрогідравлічні підсилювачі керма. Вони зазвичай легші за гідравлічні та економічніші. Адже привід насоса звичайного підсилювача працює постійно, «крадучи» кілька кінських сил і трохи палива. Електрика ж споживається тільки в ті моменти, коли спрацьовує двигун електропідсилювача або включається електричний насос електрогідравлічного підсилювача. Не останню роль популярності цих систем грає простота управління – електроніці простіше працювати з реле, ніж із клапанами.
Обслуговування гідравлічного підсилювача керма
Як правило, кермовий механізм з гідропідсилювачем має високу надійність і не вимагає, крім заміни рідини та ременя, якогось обслуговування під час експлуатації автомобіля. Навіть у разі виходу з ладу підсилювача насоса, рух на автомобілі можна продовжити, хоча для повертання рульового колеса в цьому випадку потрібно прикладати значно більше зусиль.
Причиною відмови гідропідсилювача найчастіше є обрив приводного ременя насоса. Так що перевіряйте стан ременя регулярно, він може бути слабо натягнутим або зношеним. Однією з ознак слабкого натягу ременя є поява віддачі (зворотного поштовху) на кермовому колесі. Зазвичай, це найпомітніше при русі автомобіля з місця і коли колеса повернуті вщент.
Необхідно також підтримувати на належному рівні кількість рідини у розширювальному бачку ГУР. При необхідності треба долити рідину, але тільки ту, що вказана в посібнику з обслуговування вашого автомобіля. У продажу є багато різних рідин для гідропідсилювача керма, але пам’ятайте: неправильно підібрана рідина може завдати непоправної шкоди гідравлічній системі.
Так як рідина використовується не тільки як робоче тіло гідросистеми, але і як мастильний матеріал, дуже важливо щоб її рівень не опускався нижче за норму. В іншому випадку насос може вийти з ладу. Слідкуйте за чистотою рідини. Брудна та відпрацьована рідина швидко зруйнує насос та ущільнення гідросистеми, що обов’язково спричинить дорогий ремонт. Заміна рідини в ГПК потрібна не часто. Зазвичай ця процедура за регламентом передбачена через 70 – 80 тис. км. Хоча на практиці ідеальний термін трохи меньше і ми рекомендуємо це робити раз на 50 – 60 тис. км. Саме на цьому пробігу рідина гідравлічної системи стає явно брудною, а на фільтрі з’являються відкладення та частинки різного сміття.
Найчастішою несправністю гідропідсилювачів є течія рідини. Усунення такої поломки на першому етапі, зазвичай, не дорога процедура. Але є водії, які дозволяють автомобілю з таким дефектом пересуватися досить довго, стверджуючи, що дешевше заливати рідину в ГПК, ніж його ремонтувати. Відповідь одна – набагато безпечніше усунути таку несправність одразу. Як ми вже згадували, гідропідсилювач не вимагає особливого обслуговування, проте регулярно оглядайте вузли системи з усіх боків для своєчасного виявлення можливих підтікань з трубопроводів, штуцерів та інших з’єднань. Виконуючи перевірку, повертайте рульове колесо з крайнього лівого положення в крайнє праве і обов’язково фіксуйте, чи немає торкання трубок і шлангів ГПК з деталями шасі або підвіски.
До речі, уникайте довготривалого утримання кермового колеса в крайніх положеннях, це може спричинити перегрів олії.
Невелику течію іноді можна усунути, використовуючи спеціальну герметизуючу присадку. Але пам’ятайте – це короткочасний захід. Планове обслуговування системи гідропідсилювача забезпечує надійну роботу цього вузла протягом 200 – 300 тис. км. А для цього необхідно вчасно замінити рідину та приводний ремінь.