Menu

Электрогидроусилитель руля принцип работы: Электрогидравлический усилитель руля Servotronic: устройство и принцип работы

Содержание

☰Устройство, разновидности и принцип рыботы электроусилителя руля

Поведение руля — возврат в нейтральное положение, отклик, информативность — зависит от конструкции и состояния системы рулевого управления, а также типа усилителя руля.

Сегодня популярны два типа усилителей — гидравлические и электрические, у которых примерно одинаковое количество поклонников.

Электроусилитель руля — это электромеханическая система, которая состоит из:

  • электродвигателя — синхронный или асинхронный;
  • программируемого блока управления (ЭБУ) — Собирает показания датчиков и рассчитывает нужное усилие;
  • датчика крутящего момента — оценивает величину крутящего момента на руле. Устанавливается на концах торсиона в рулевом валу. Бывает оптический, магниторезистивный, индуктивный;
  • датчика угла поворота руля;
  • датчика механической передачи.

Как работает электроусилитель

Чем сильнее водитель поворачивает руль, тем больше закручивается торсион. Показатель приложенного усилия считывается датчиком крутящего момента. Одновременно датчик угла поворота руля считывает степень отклонения рулевого колеса относительно нейтрального положения, а датчик скорости передает показания о скорости автомобиля. Эти данные поступают в электронный блок управления, который рассчитывает усилие на руле и передает на электродвигатель ток нужной силы.

Например, вам нужно выехать с парковочного места. Скорость авто при этом нулевая, вы интенсивно и на большой угол поворачиваете руль — ЭБУ считывает показания датчиков и подает в электродвигатель ток большей силы, чтобы преодолеть сопротивление от дороги и помочь вам вывернуть колеса припаркованного автомобиля.

Электроусилитель руля: преимущества и недостатки

Недостатки электроусилителей обуславливаются их конструкцией и местом расположения. Электроусилитель может быть интегрирован в рулевую колонку или встроен в рулевую рейку.

Колонка с EPS — самая дешевая вариация, устанавливается на бюджетных легковых автомобилях. Основные недостатки связаны с конструкцией узла: вращающийся ротор определенной массы невозможно остановить мгновенно — появляется паразитный момент инерции. Плюс, червячная передача повышает потери на трение. В результате руль становится неинформативным, а сопротивление возрастает, и убрать эти недостатки невозможно. Поэтому водители, пересевшие с автомобилей с ГУР на авто с ЭУР в рулевой колонке, не в восторге от электроусилителя. Механическая рейка — одновременно преимущество и недостаток: с одной стороны, конструкция сухой рейки максимально простая. С другой, сухая рейка может корродировать до предела, не подавая признаков неисправностей. Ремонт рейки с ЭУР включает диагностику, устранение неисправностей в механической и/или электронной части. В некоторых случаях рационально купить рулевую рейку с EPS.

Рулевая колонка с электроусилителем

Электроусилитель, интегрированный в рейку:

  • С червячным приводом. Электромотор расположен рядом с зубчатым сектором рейки и приводит в движение червячную передачу. У этих электроусилителей такие же недостатки, как и у встроенных в рулевую колонку, — потери на инерцию и трение. Так как узел интегрирован с рейкой, ремонтировать его сложно и дорого.
  • С двойным (параллельным) приводом. Электромотор расположен на противоположном конце от рулевого вала. Один привод — стандартный зубчатый сектор, как в любой рейке. Во втором приводе винтом выступает резьба на штоке — вращение от электромотора передается через червячную передачу. В этом случае присутствуют удвоенные потери на трение из-за второго зубчатого сектора, поэтому ремонтировать такой ЭУР сложнее и дороже.
  • Вал-муфта. Самая удачная конструкция электроусилителя. Вал рейки проходит непосредственно через электродвигатель, объединенный с рулевым механизмом. Вместо червячной передачи в приводе применяется шариковый подшипник — шарики передают вращение. Благодаря особой конструкции электродвигателя потери на трение и инерцию в таком ЭУР минимальны, а информативность и усилие на руле оптимальны.

Электроусилитель с параллельным приводом и червячной передачей

Электроусилитель с параллельным приводом вал-муфта

Несмотря на сложность узла и существующие недостатки, почти половина современных автомобилей оснащены электроусилителями.

Владельцы автомобилей с электроусилителем выделяют несколько весомых преимуществ:

  • Экономия топлива. ЭУР начинает работать, только когда водитель поворачивает руль: усилие, приложенное к рулю, а также сопротивление колес при повороте закручивают торсион — это сигнал для усилителя включиться. При нейтральном положении руля электроусилитель не работает, не потребляет энергию и не крадет мощность у двигателя — это позволяет экономить до 1 л топлива на 100 км. 
  • Хороший отклик руля. На высоких скоростях ЭУР работает точно, на низких — плавно. Блок управления получает сведения от нескольких датчиков и рассчитывает усилие на основании этой информации.
  • Возможность настроить дополнительные функции.
  • Компактность.
  • Простая конструкция: нет насоса, бачка, шлангов и трубок, уплотнительных элементов, которые нужно систематически менять.
  • ЭУР не требует обслуживания.

Вместе с развивающимися технологиями совершенствуются и электроусилители: разработчики устраняют проблемы в программной части, ищут оптимальные конструкции, способы расположения и взаимодействия узлов рулевого управления. С другой стороны, гидроусилитель более предсказуемый и привычный для большинства водителей, да и обслуживать ГУР не так уж сложно.

Электрогидроусилитель руля принцип работы — Автомобильный портал AutoMotoGid

В современных автомобилях есть такое устройство, как электрогидроусилитель руля. Как понятно из названия, он нужен, чтобы облегчить усилия, прилагаемые к рулю во время движения. Говоря простым языком, он нужен для того, чтобы рулевое колесо легче крутилось. Все водители, которые учились водить на машинах, сделанных в СССР знают о том, как трудно на этих машинах крутился руль. Поэтому это приспособление очень повышает комфорт во время движения.

Устройство

Электрогидравлический тип усилителя рулевого управления состоит из нескольких компонентов. Все эти устройства выполняют свою задачу. Накачивающий агрегат, он состоит из двух частей.

  1. Первая часть системы рулевого усилителя – это насос гидравлический рулевого управления, он подкачивает жидкость в нужный момент. Второе устройство – это электрический мотор, он заставляет качать насос. Третий элемент системы усилителя руля – это трубопровод, по которому течет жидкость. В некоторых системах рулевого усилителя устанавливается специальный блок электронного управления.
  2. Вторым компонентом системы является узел гидравлического управления системой. Считается исполнительным органом системы, который напрямую прикреплен к рулевому механизму.
  3. Третьим агрегатом считается система электронного управления. Эта система распознает скорость машины и прилагает нужные усилия к рулевому колесу.
  4. Четвертым агрегатом считается электронный блок управления рулевого усилителя. Он распознает все сигналы датчиков и отправляет нужные команды системе электронного управления.

Следует отметить, что к исполнительным органам рулевого механизма относится не только узел гидравлического управления, сюда еще входят другие компоненты, такие как: специальный клапан, который открывается и закрывается по сигналам приборов, и электродвигатель насоса, который управляет скоростью вращения рулевого вала.

Принцип действия

Электрогидравлический тип усилителя рулевого управления устроен так, что во время движения он работает в различных режимах. В то время, когда машина движется прямо, гидравлическая система обеспечивает циркуляцию жидкости в трубопроводе. Это нужно для, чтобы жидкость была нужной температуры и нужного химического состава.

В тот момент, когда водитель начинает поворачивать, в этой системе происходит следующее.

  • Во-первых, закручивается торсион, который открывает каналы для поступления жидкости в них.
  • Во-вторых, жидкость перетекает в открывшуюся часть, а из закрывшейся части перетекает обратно в распределительный бачок.
  • В-третьих, во время поступления жидкости поршень перемещает рулевую рейку.
  • В-четвертых, за счет вышеперечисленных действий в системе появляется дополнительное усилие, которое способствует повороту колес.

Главная особенность этого типа усилителя заключается в том, что он работает даже тогда, когда машина стоит на месте или с выключенным зажиганием. Дело в том, что усилие создается специальным насосом. Отличие работы системы во время движения и когда автомобиль стоит на месте заключается лишь в том, что насосу приходится прилагать большие усилия, чтобы облегчить усилия, которые приложит водитель, чтобы провернуть руль.

Ремонт

Несмотря на всю простоту схемы и конструкции, здесь часто в негодность приходит насос. Поэтому многие пытаются произвести ремонт своими силами, найдя схемы в Интернете. На самом деле в устройстве насоса все сложнее, чем кажется на первый взгляд после просмотра схемы.

  1. Во-первых, для того чтобы ремонтировать насос, нужно сначала произвести диагностику и точно определить, что сломан именно он.
  2. После этого следует снять старый и купить новый насос.
  3. Чтобы снять старый насос, потребуется подробно изучить эту схему. На схеме подробно сказано о том, как и где откручиваются все болты, которые крепят насос. По этой же схеме можно поставить новый насос. Грамотно заменить насос с первого раза возможно только после изучения схемы.

Ремонтировать старый насос следует только в том случае, когда есть запасной, ведь неопытные мастера часто только пытаются сделать это устройство, но редко у кого получается это.

Вся беда самостоятельного ремонта заключается в том, что человек, который пытается сделать этот насос, покупает новую часть механизма, которая нередко стоит примерно большую часть от нового насоса, а после ее установки механизм может не работать. Дело в том, что производитель новой части редко думает о том, точно ли она подойдет в то устройство, из-за чего и происходит окончательная поломка.

Резюме

Каждый водитель, который хотя бы раз ездил на машине с усилителем руля, уже не захочет садиться в машину без него. Как говорится, к хорошему быстро привыкаешь, и поэтому сегодня невозможно представить себе автомобиль без усилителя руля. Сегодня существует несколько разновидностей усилителей руля, которые имеют свои достоинства и недостатки. Все они отличаются только принципом привода усилителя. Схемы у них похожи и принцип работы тоже.

Много вопросов возникает по поводу рулевых усилителей ГУР и ЭУР. А оказывается есть и

ЭГУР.
Так как несколько раз меня поправляли, что я такой тупой и путаю буквы, решил написать этот блог. Хотя что писать, все есть в сети. Я просто скопирую, наведу красоту, вставлю картинки.

Электро-гидравлические системы рулевого управления с усилителем, иногда аббревиируемые как ЭГУР, и также иногда называемые «гибридными» системами, используют такую же вспомогательную гидравлическую технологию как и в стандартной системе, но гидравлическое давление в них обеспечено насосом, который приводится в движение электродвигателем, вместо ременного привода от двигателя.

От себя.
Короче так. Убрали ремень, а привод насоса крутит электромотор, который управляется контроллером.

Электро-гидравлические системы могут быть найдены в некоторых автомобилях Форд, Фольксваген, Ауди, Пежо, Ситроен, Шкода, Suzuki, Opel, МИНИ-, Тойота, Хонда, и Мазда

Электрогидравлический усилитель руля работает в зависимости от скорости поворота рулевого колеса и скорости автомобиля.
Насосный агрегат усилителя руля состоит из шестеренного насоса и электродвигателя.

Вместо лопастного насоса (у обычных усилителей руля) в насосном агрегате электрогидравлического усилителя используется шестеренный насос.
Этот насос приводится не от двигателя автомобиля, а от встроенного в насосный агрегат электродвигателя.
Электродвигатель работает только при включенном зажигании и работающем двигателе автомобиля.

Обычно насосный агрегат выполнен в виде единого блока.
Кронштейн насосного агрегата закреплен болтами на лонжероне между передним бампером и колесной нишей. Насосный агрегат подвешен к кронштейну посредством упругих резиновых элементов.

Электронный блок управления усилителем
Для работы насоса необходимы следующие сигналы
1. Частота вращения вала двигателя автомобиля.
2. Скорость автомобиля.
3. Скорость поворота рулевого колеса.
Основные функции
Блок управляет приводом шестеренного насоса в зависимости от скорости поворота рулевого колеса и скорости автомобиля.
Дополнительные функции
Защита усилителя руля от перегрева.
Защита от повторного включения при неисправности.
Бортовая диагностика
Блок управления распознает возникающие в процессе эксплуатации неисправности и регистрирует их в ПЗУ.

Если ввести быстрый поиск то, с ним мучаются владельцы: Ford Focus 2, пежо 307, шкода фабия, опель вектра и астра, шкода румстер.

Системы рулевого управления с электро-гидравлическими усилителями.

Электро-гидравлические системы рулевого управления с усилителем, иногда аббревиатируемые как ЭГУР. Также называются «гибридными» системами. Как и стандартные системы используют вспомогательную гидравлическую технологию, но обеспечивающий рабочее давление гидравлический насос приводится в движение электродвигателем, вместо отбора мощности от основного двигателя транспортного средства.

История [ править | править код ]

В 1965 Форд экспериментировал с парком «управление моментального поворота запястьем» оборудованного Mercury Park Lanes, который заменял обычный большой руль двумя 5-дюймовыми (127-миллиметровыми) кольцами, с быстротой передаточного отношения 15:1, и электрический гидравлический насос в случае, если двигатель остановился. [1] [2]

В 1990 Тойота представила своё второе поколение MR2 с рулевым управлением с электро-гидравлическим усилителем. Это должно было исключить управление гидравлическими линиями от двигателя (которые были расположены позади водителя в MR2) до центральной стойки.

В 1994 Фольксваген произвел 3-ю марку Гольфа Ecomatic, который использовал электрический насос так, чтобы рулевое управление с усилителем могло работать, в то время как двигатель был выключен компьютером, чтобы сэкономить топливо. [3] Электро-гидравлические системы могут быть найдены в некоторых автомобилях Форд, Фольксваген, Ауди, Пежо, Ситроен, Шкода, Suzuki, Opel, МИНИ-, Тойота, Хонда, и Мазда.

Servotronic обеспечивает точную зависимость рулевого управления с усилителем от скорости, в котором количество подключенных сервомоторов, зависит от скорости движения, и таким образом предоставляет даже больше комфорта водителю. Количество усиления сильнее при низких скоростях, например, при парковке автомобиля. Большая поддержка облегчает маневрирование автомобиля. На более высоких скоростях электронная система датчиков постепенно уменьшает уровень усиления управления. Таким образом, водитель может управлять автомобилем ещё более точно (с рулевым управлением со стандартным усилителем при повышении скорости гидроусилитель полностью отключается). Servotronic используется многими автомобилестроителями, включая Ауди, General Motors, БМВ, Фольксваген, Вольво, Сеат и Порше. Servotronic — торговая марка AM General Corp. [4]

Система позволяет инженерам адаптировать рулевой механизм к переменным скоростям и амортизации системы подвески, для достижения идеального сочетания сглаживания езды, и управления для каждого транспортного средства. [5] На автомобилях группы Фиат величина усиления может регулироваться, нажатием кнопки с надписью «ГОРОД», который переключается между двумя отличающимися траекториями поворота, в то время как у большинства других систем EPS есть переменная усиления, которая учитывает больше помощи при уменьшении скорости транспортного средства и меньше помощи со стороны системы во время быстрой езды. В случае отказа данного компонента, механические соединения, такие как стойка и зубчатый валик служит резервными, подобно гидравлической системе. Электрический усилитель руля не стоит путать с сервоприводом или проводными рулевыми системами, которые используют электродвигатели для того, чтобы управлять колёсами, но без какого либо механического соединения с рулем.

У электрических систем есть небольшое преимущество в топливной экономичности, потому что нет никакого гидравлического насоса с ременным приводом, постоянно работающего вне зависимости от того, требуется ли помощь или нет, и это — главная причина их внедрения. Другое главное преимущество — устранение машинного компонента с ременным приводом, и несколькими гидравлическими шлангами высокого давления между гидравлическим насосом, установленным на двигателе, и механизмом управления, установленным на шасси. Это значительно упрощает производство и обслуживание. Включив электронный контроль устойчивости, электрические системы усилителя руля можно мгновенно изменить уровень поддержки, изменяя вращающий момент, чтобы помочь водителю при корректирующих маневрах.

Максимальная полезная мощность электрической системы транспортного средства ограничивает пределы возможностей электрической системы оказания помощи. 12-вольтная электрическая система, например, ограничивается 80-ю амперами тока, что в свою очередь ограничивает размер двигателя до пределов менее 1 кВт. Это количество энергии больше подходит для транспортных средств небольшого размера. Но скорее всего, не хватило бы для больших машин, таких как грузовики и внедорожники.существуют и другие типы электросистем, такие как 24-х вольтная и др. разновидности, используемые в гибридных авто и электромобилях. Они имеют большую выходную производительность, которая позволяет использовать двигатели большей мощности необходимых для больших и среднеразмерных транспортных средств.

Первые электрические системы управления появились на Honda NSX в 1990, FIAT Punto Mk2 в 1999, Honda S2000 в 1999, Toyota Prius в 2000 [6] и на BMW Z4 [7] в 2002. Сегодня многие изготовители используют электронное управление.

Обзоры в автомобильной прессе часто комментируют, что определенные системы управления с электрическим усилителем не дают достаточного «чувства дороги». Чувство дороги подразумевает под собой отношение между силой, необходимой для управления транспортным средством и усилием, которую водитель прилагает к рулю. Чувство дороги дает водителю субъективное восприятие, которое он использует при управлении транспортным средством. Величиной чувства дороги (информативности руля) управляет компьютерный модуль, который управляет руководящей системой электроэнергии. В теории программное обеспечение должно быть в состоянии приспособить количество дорожного чувства, чтобы удовлетворить водителей. На практике, трудно учесть различные ограничения конструкции, производя более яркую информативность руля. Тот же самый аргумент также был применен к рулевому управлению с гидравлическим усилителем.

Принципы работы усилителя руля автомобиля – ЭУР, ЭГУР и ГУР

Запись на услуги

Устройство усилителя руля может быть трех видов: электрическим (ЭУР), электрогидравлическим (ЭГУР) и самым распространенным гидравлическим (ГУР). Он устроен таким образом, что даже при его выходе из строя сохранится возможность управления автомобилем.

Неинформативный, или «ватный», руль, его плохой самовозврат, слабая обратная связь с дорогой и так далее — все эти моменты зависят в первую очередь от конструкции рулевой системы. Основополагающую роль здесь играют потери на трение и паразитный момент инерции.

При выборе типа усилителя рулевого управления лучше ориентироваться именно на ездовые ощущения. Гидравлические и электрические системы имеют серьезные конструктивные отличия и свои слабые и сильные стороны.

В нашем автосервисе можно произвести диагностику и ремонт уселителя руля любой категории – ЭУР, ЭГУР и ГУР. Специалисты сервиса работают на современном оборудовании (стендах), и имеют большой опыт. Монтаж и демонтаж на месте. Гарантия на работы 2 года.

Электроусилитель рулевого управления (ЭУР)

При повороте водителем рулевого колеса происходит скручивание торсионного вала. Эту информацию блоку управления передает датчик крутящего момента. ЭБУ обрабатывает данные, соотносит их с показаниями других датчиков и вычисляет усилие, которое необходимо приложить, чтобы помочь водителю повернуть колеса. Электрический двигатель получает команду и воздействует на вал рулевой колонки либо на рулевую рейку.

Режимы работы электроусилителя:

  • Поворот автомобиля в обычном режиме
  • Поворот машины на большой скорости
  • Поворот машины на малой скорости
  • Возврат колес в среднее положение
  • Поддержание колес в среднем положении

Электрогидравлический усилитель (ЭГУР)

На помощь механике и гидравлике пришла электроника. В результате такого симбиоза появился электрогидравлический усилитель. Существует два типа ЭГУРа: с электромагнитным клапаном и с электронасосом. Управляет работой усилителя электронный блок на основании показаний датчиков скорости, поворота руля, оборотов коленвала. Набор датчиков может меняться в зависимости от модели автомобиля.

В первой конструкции в распределитель ГУРа дополнительно встраивается электромагнитный клапан и камера обратного действия с поршнем. При повороте колес на месте или при движении с малой скоростью клапан открыт, давление в системе максимально – руль крутить легко. При наборе скорости клапан, управляемый блоком, пропорционально закрывается. В результате давление в системе уменьшается, а усилие на руле увеличивается.

Во второй, более совершенной конструкции, гидронасос заменен электронасосом, приводится не от коленвала, а отдельным электромотором. Управляет его работой блок управления. На малых скоростях скорость вращения насоса максимальна, а на больших – ограничивается блоком управления. Поэтому чем выше скорость движения – тем тяжелее становится руль. Замена гидронасоса электронасосом позволяет снизить расход топлива до 0,2 л на 100 км.

Гидравлический усилитель руля (ГУР)

ГУР – это гидравлический усилитель руля, который преобразует механическую энергию в давление жидкости, нагнетая масло под давлением в рулевой механизм.

Гидроусилитель руля устанавливается на рулевой механизм любого типа. Для легковых автомобилей наибольшее распространение получил реечный механизм. В этом случае схема ГУР следующая:

Бачок гидроусилителя – в резервуаре для рабочей жидкости установлен фильтрующий элемент и щуп для контроля за уровнем масла. С помощью масла смазываются трущиеся пары механизмов и передается усилие от насоса к гидроцилиндру. Фильтром от грязи и металлической стружки, возникающей в процессе эксплуатации, в бачке служит сетка.

Уровень жидкости внутри бака можно проверить визуально в случае, когда резервуар сделан из полупрозрачного пластика. Если пластик непрозрачный или используется металлический бачок, уровень жидкости проверяется с помощью щупа.

В некоторых автомобилях уровень жидкости можно проверить только после кратковременной работы двигателя либо при вращении рулевого колеса несколько раз в разные стороны во время работы машины на холостом ходу.

На щупах или резервуарах сделаны специальные насечки, для холодного двигателя, так и для горячего, работающего определенное времени. Также необходимый уровень жидкости можно определить и с помощью отметок «Max» и «Min».

Насос гидроусилителя – необходим для того, чтобы в системе поддерживалось нужное давление, а также происходила циркуляция масла. Насос устанавливается на блоке цилиндров двигателя и приводится в действие от шкива коленчатого вала при помощи приводного ремня.

Конструктивно насос может быть разных типов. Наиболее распространенными являются лопастные насосы, которые характеризуются высоким КПД и износоустойчивостью. Устройство выполнено в металлическом корпусе с вращающимся внутри него ротором с лопастями.

В процессе вращения лопасти захватывают рабочую жидкость и под давлением подают ее в распределитель и далее в гидроцилиндр.

Привод насоса осуществляется от шкива коленчатого вала, поэтому его производительность и давление зависят от количества оборотов двигателя. Для поддержания необходимого давления в ГУР используется специальный клапан. Давление, которое создает насос в системе, может достигать до 100–150 бар.

В зависимости от типа управления масляные насосы подразделяются на регулируемые и нерегулируемые:

  • Регулируемые насосы поддерживают постоянное давление за счет изменения производительной части насоса
  • Постоянное давление в нерегулируемых насосах поддерживает редукционный клапан.

Редукционный клапан представляет собой пневматический или гидравлический дроссель, действующий автоматически и контролирующий уровень давления масла.

Распределитель гидроусилителя – устанавливается на рулевом валу или на элементах рулевого привода. Его назначение – направление потоков рабочей жидкости в соответствующую полость гидроцилиндра или обратно в бачок.

Главными элементами распределителя являются торсион, поворотный золотник и вал распределителя. Торсион представляет собой тонкий пружинистый металлический стержень, который закручивается под действием крутящего момента. Золотник и вал распределителя представляют собой две цилиндрические детали с каналами для жидкости, вставленные друг в друга. Золотник связан с шестерней рулевого механизма, а вал распределителя с карданным валом рулевой колонки, то есть с рулем. Торсион одним концом закреплен на валу распределителя, другой его конец установлен в поворотный золотник.

Распределитель может быть осевым, при котором золотник перемещается поступательно, и роторным – здесь золотник вращается.

Гидроцилиндр – встроен в рейку и состоит из поршня и штока, перемещающего рейку под действием давления жидкости. Соединительные шланги высокого давления обеспечивают циркуляцию масла между распределителем, гидроцилиндром и насосом. Масло из бачка в насос и из распределителя обратно в бачок поступает по шлангам низкого давления.

Принцип работы гидроусилителя руля

Режимы работы гидроусилителя при повороте колес в любую сторону:

  • Автомобиль стоит неподвижно на месте – колеса установлены прямо. В данный момент гидроусилитель не работает и жидкость просто перекачивается насосом по системе (из бачка в распределитель и обратно).
  • Водитель начинает вращать рулевое колесо – крутящий момент от рулевого колеса передается на вал распределителя и далее на торсион, который начинает закручиваться. Поворотный золотник в этот момент не вращается, поскольку ему мешает это сделать сила трения, препятствующая повороту колес. Перемещаясь относительно золотника, вал распределителя открывает канал для поступления жидкости в одну из полостей гидроцилиндра (в зависимости от того, куда повернут руль). Таким образом, вся жидкость под давлением направляется в гидроцилиндр. Жидкость из второй полости гидроцилиндра поступает в сливную магистраль и далее в бачок. Жидкость давит на поршень со штоком, за счет чего перемещается рулевая рейка и поворачиваются колеса.
  • Водитель прекратил вращение рулевого колеса – продолжая удерживать его в повернутом положении. Рулевая рейка, перемещаясь, вращает поворотный золотник и выравнивает его относительно вала распределителя. В этот момент распределитель устанавливается в нейтральное положение и жидкость вновь циркулирует по системе, не совершая работы, как и при прямолинейном положении колес.
  • Руль выкручен в крайнее положение и удерживается – самый тяжелый режим для гидроусилителя, поскольку распределитель не может вернуться в нейтральное положение, и вся циркуляции жидкости происходит внутри насоса, что сопровождается повышенным шумом его работы. Но стоит отпустить руль, и система придет в норму.

Когда производить замену жидкости в ГУР

Теоретически рабочей жидкостью можно пользоваться в течение всего срока эксплуатации автомобиля, но рекомендуется периодически менять масло.

Сроки замены зависят от интенсивности эксплуатации транспортного средства. При среднегодовом пробеге 10–20 тысяч км, достаточно менять масло раз в два–три года. Если машина эксплуатируется чаще, то и смену жидкости нужно делать чаще.

В результате эксплуатации гидроусилителя повышается температура его элементов. За счет этого греется и масло, что приводит к ухудшению его физических свойств. Если при контроле состояния жидкости замечены посторонние частицы или запах горелого масла – значит, настало время для замены.

Объем жидкости при полной замене не превысит полутора литров. Для жидкости замеряют два уровня: холодный и горячий. Холодный уровень – это точка, при которой температура масла находится в пределах от нуля до тридцати градусов. Горячий уровень – точка, когда температура жидкости варьируется от пятидесяти до восьмидесяти градусов.

Преимущества и недостатки ГУР

Преимуществом системы гидроусилителя является:

  • Облегчение управления автомобилем, снижение утомляемости водителя
  • Смягчение ударов, которые передаются на рулевое колесо от неровностей дороги
  • Лучшая управляемость и маневренность автомобиля

Недостатки системы:

  • Постоянно работающий насос отбирает часть мощности у двигателя
  • Необходимость периодического обслуживания системы

Вернуться в блог статей

Полезные статьи из блога

Электроусилитель руля — это… Что такое Электроусилитель руля?

Электрический усилитель руля (ЭУР) — электромеханическая система автомобиля, предназначенная для снижения управляющего усилия, прикладываемого к рулевому колесу. Другие названия Электромеханический усилитель руля (ЭМУР), Электрический усилитель рулевого управления (ЭУРУ)

Устройство

ЭУР состоит из следующих основных элементов:

  • Рулевой вал с торсионным валом
  • Электродвигатель
  • Электронный блок управления (ЭБУ)
  • Датчик крутящего момента (бесконтактный)
  • Датчик положения ротора

Принцип действия электроусилителя руля:

Электроусилитель устанавливается на рулевой вал автомобиля, части которого соединены между собой торсионным валом, с установленным датчиком величины крутящего момента. При вращении руля происходит скручивание торсионного вала, регистрируемое датчиком момента.

На основании полученных с датчика момента данных, а также данных с датчиков скорости и оборотов коленвала, электронный блок управления вычисляет необходимое компенсационное усилие и подает команду на электродвигатель усилителя.

Отличия от ГУР

Достоинствами ЭУР в сравнении с гидравлическим усилителем руля (ГУР) являются:

  • Простота конструкции и обслуживания. ГУР в отличие от ЭУР требует постоянного контроля уровня жидкости, обслуживания насоса.
  • Компактность механизма. ЭУР устанавливается на рулевой вал и не требует дополнительного места под капотом автомобиля.
  • Экономичность. Электродвигатель ЭУР включается только при вращении руля, в то время как насос ГУР работает постоянно, создавая дополнительную нагрузку на двигатель тем самым увеличивая расход топлива.
  • Простота настройки. Только изменяя программу ЭБУ возможно добиться различных режимов работы при различных обстоятельствах, как например, уменьшение компенсационного усилия при увеличении скорости автомобиля. В случае ГУР для этого потребуются дополнительные активные элементы в конструкции.

Недостатки ЭУР в сравнении с ГУР:

  • Малая (меньшая) мощность, обусловленная мощностью электрогенератора. ЭУР устанавливается только на лёгкие автомобили, недостаточная мощность не позволит использовать его на тяжелых внедорожниках или грузовиках, не опасаясь за нагрузку на бортовую сеть автомобиля и электродвигатель усилителя.

Недостатки, свойственные как ЭУР, так и ГУР, в сравнении с рулевым управлением без усилителя:

  • Низкая (меньшая) информативность рулевого управления, вследствие слабо выраженного обратного усилия на руле.

См. также

Ссылки

Электрогидроусилитель руля: схема и принцип работы

Для чего нужен электро и гидроусилитель руля и что лучше выбрать

Электро- и гидроусилитель руля в автомобиле — устройство, которое нужно для более упрощенного поворота рулевого колеса при выполнении маневров. Его наличие позволяет с большим комфортом управлять машиной. Основным компонентом узла считается золотник, его положение определяет процесс функционирования узлов и элементов системы. Независимо от типа перемещения золотника, которое может быть осевым либо роторным, отличий в принципе действия нет.

Когда рулевое колесо установлено в центральном положении, золотник удерживается посредством центрирующих пружинных элементов. Это обеспечивает возможность свободного перемещения масла по всем компонентам системы. Но при условии, что распределитель находится в правильном положении.

Насосное устройство функционирует в усиленном режиме, перегоняя рабочую жидкость по системе. Этот узел работает всегда, независимо от того, выполняются маневры или нет. Основное предназначение насосного устройства заключается именно в прокачке масла.

Когда водитель поворачивает руль, золотник начинает передвигаться, в результате чего закрывает сливной патрубок. Это приводит к подаче масла в одну из полостей цилиндра, процедура закачки выполняется под воздействием давления.

Одновременно компоненты поршня и шток из-за перемещения жидкости проворачивают колеса и корпус распределительного устройства в ту сторону, куда перемещается золотник. Корпус распределительного устройства может настигнуть золотник только в момент, когда он перестает двигаться, это свидетельствует о выполнении маневра.

Затем золотниковый элемент перемещается в изначальное состояние, открывается патрубок для слива масла.

В зависимости от типа гидравлического усилителя его конструкция может быть разной.

Устройство классического ГУРа (гидроусилителя руля)

  • Насосный механизм.
    Этот узел предназначен для обеспечения всей системы необходимым давлением, чтобы жидкость циркулировала. На большинстве современных авто применяются пластинчатые механизмы. Это обусловлено повышенным КПД и увеличенным ресурсом использования. Сам насос обычно монтируется на двигателе, а его работа обеспечивается благодаря ременной передаче.
  • Распределительный узел.
    Этот механизм используется для распределения масла и его направления на конкретные полости цилиндра. В зависимости от системы в ГУР может использоваться роторный либо осевой распределительный механизм. Если движения золотника поступательные, распределительный узел оснащен осевым распределителем, вращательные — то роторным. Узел устанавливается на компонентах рулевого привода или непосредственно на валу с рулевым механизмом. Этот механизм чувствителен к наличию загрязнений в рабочей жидкости.
  • Гидравлический цилиндр.
    Используется для обеспечения работы поршня и штока при подаче жидкости. Для поворота колес машины применяются специальные рычаги. Сам цилиндр располагается между кузовом и приводом либо на рулевом механизме.
  • Магистрали.
    По патрубкам производится перемещение масла в системе ГУР.Магистрали могут быть низкого либо высокого давления. Первые используются для возврата рабочей жидкости из расширительного резервуара в насосное устройство и опять в бачок после отработки. Вторые предназначены для подачи расходного вещества между насосным устройством, распределительным механизмом и цилиндром.
  • Масло.
    Смазочное вещество необходимо для обеспечения подачи усилия к гидравлическому цилиндру от насосного устройства. С его помощью выполняется смазывание всех компонентов усилителя.
  • Расширительный резервуар.
    Бачок предназначен для хранения расходного материала и его циркуляции. Оборудуется фильтрующим устройством, посредством которого выполняется очистка вещества от грязи. На резервуаре имеются отметки, которые позволяют контролировать уровень жидкости.

Устройство и основные компоненты


Основные компоненты ЭГУР
ЭГУР Servotronic имеет в своем составе три основных компонента: электронную систему управления, насосный узел и гидравлический узел управления.

Насосный узел электрогидравлического усилителя состоит из бачка для рабочей жидкости, гидравлического насоса и электромотора для него. На этот компонент ставят электронный блок управления (ЭБУ). Отметим, что электрический насос бывает двух типов: шестеренчатый и лопастной. Простотой и надежностью отличается первый тип насоса.

Гидравлический узел управления включает в свой состав силовой цилиндр с поршнем и торсион (стержень, работающий на скручивание) с распределительной гильзой и золотником. Этот компонент интегрирован с рулевым механизмом. Гидравлический узел – это исполнительный механизм усилителя.

Электронная система управления Servotronic:

  • Входные датчики – датчик скорости, датчик крутящего момента на рулевом колесе. Если автомобиль оборудован ESP, то используется датчик угла поворота руля. Система также анализирует данные о частоте вращения коленвала двигателя.
  • Электронный блок управления. ЭБУ обрабатывает сигналы от сенсоров, а после их анализа посылает команду исполнительному устройству.
  • Исполнительное устройство. В зависимости от вида электрогидравлического усилителя исполнительным устройством может быть электромотор насоса либо электромагнитный клапан в гидравлической системе. Если установлен электродвигатель, то производительность усилителя зависит от мощности мотора. Если же установлен электромагнитный клапан, то производительность системы зависит от размера проходного сечения.

Как работает электроусилитель руля (ЭУР)

В системе ЭУР отсутствует рабочая жидкость. Электрический усилитель функционирует не всегда, а только при выполнении маневров. Силовой агрегат системы обеспечивает крутящий момент, определяющийся моментом на рулевом узле. Этот параметр замеряется посредством специального контроллера, передающего информацию на управляющий модуль системы. Блок предназначен для расчета нужного параметра мощности активации мотора системы с учетом положения руля.
Процедура замера угла поворота выполняется посредством контроллера, встроенного в переключатель, установленный под рулем. На роторном устройстве электродвигателя имеется контроллер, который производит замер частоты вращения механизма, после чего передает данные на ЭБУ. Это требуется для того, чтобы модуль определил скорость прокручивания узла. Управляющий модуль ЭУР учитывает множество показаний при расчете необходимого усилия на электродвигатель.

Данный параметр определяется:

  • Значением момента руля;
  • Скоростью движения машины;
  • Оборотами силового агрегата, угла и скорости прокручивания руля.

В дальнейшем усилие от мотора поступает на рейку посредством приводной шестеренки, а также червячной передачи. Перемещение рейки осуществляется в результате нескольких усилий. Этому способствует рулевое колесо, а также электромотор системы ЭУР, который управляется электронным модулем.
При перемещении руля торсион закручивается. Приложенное усилие вычисляется электронным модулем в соответствии с изменением положения составляющих элементов контроллера. Механизм поворота определяет отклонение рулевого колеса. Эти параметры обрабатываются микропроцессорным модулем, который взаимодействует с ЭБУ машины.

С учетом данной информации микропроцессорный блок выполняет расчет нужного усилия, после чего подает питание необходимого значения на мотор. Последний выполняет перемещение вала руля или рейки.

Устройство ЭУР (электроусилителя руля)


Основные составляющие системы:

  • Электрический мотор, на большинстве машин применяются бесщеточные устройства.
  • Сервопривод. Могут использоваться разные типы устройств.
  • Контроллер определения крутящего момента. Этот датчик считается одним из главных, он обычно монтируется на торсион, расположенный в разрезе рулевого вала. На концах элемента устанавливаются две разных части контроллера. В зависимости от типа ЭУР датчик может относиться к классу оптических либо магнитных.
  • Контроллер перемещения рулевого колеса.
  • Управляющий модуль.
  • Некоторые авто оснащаются контроллером скорости поворота рулевого колеса.

Какой усилитель выбрать

Чтобы определить, что лучше – гидроусилитель или электроусилитель руля, достаточно взглянуть на последние разработки ведущих производителей. Ford, Audi, Mercedes-Benz, Honda и GM на некоторых платформах представляют системы рулевого управления с переменным передаточным числом. Многие автопроизводители также называют это адаптивным рулевым управлением.

Переменный коэффициент поворота рулевого колеса изменяет соотношение между действиями водителя на руле и скоростью поворота передних колёс. При рулевом управлении с переменным передаточным отношением оно постоянно меняется в зависимости от скорости авто, оптимизируя реакцию рулевого управления в любых условиях.

На более низких скоростях, например, при въезде на парковку или при маневрировании в труднодоступных местах, требуется меньше поворотов рулевого колеса. Адаптивное рулевое управление делает автомобиль более манёвренным и более лёгким для поворота, так как он больше поворачивает рулевое колесо.

На высоких скоростях по шоссе система оптимизирует реакцию рулевого управления, позволяя автомобилю более плавно реагировать на каждый поворот руля. Системы от Ford и Mercedes-Benz используют привод с точным управлением, расположенный внутри рулевого колеса, и не требуют никаких изменений в традиционной системе транспортного средства. Привод представляет собой электродвигатель и систему передачи, которые могут существенно увеличивать или уменьшать входные сигналы рулевого управления водителя. Результат – максимальный комфорт и безопасность вождения на всех скоростях, независимо от размера автомобиля или его класса.

Что лучше: электро или гидроусилитель руля?

Чтобы разобраться в том, что лучше, предлагаем ознакомиться с перечнем недостатков обеих систем. Минусы ГУР и ЭУР

Минусы ГУР (гидроусилитель руля)Минусы ЭУР (электроусилитель руля)
В машинах, оснащенных ГУР, не допускается длительное удерживание рулевого колеса в крайнем положении. Это приведет к перегреву рабочей жидкости и поломке конструктивных элементов, в первую очередь насосаЭУР не может похвастаться высокой информативностью рулевого управления
ГУР следует время от времени обслуживать. Один раз в несколько лет требуется замена рабочей жидкости. Потребитель должен регулярно следить за ее уровнем, диагностировать целостность электроцепей, магистралей и насосного устройстваВероятность появления сбоев в настройках ЭУР. Возможна поломка контроллеров рулевого колеса или вала
Работа усилителя напрямую связана с силовым агрегатом. Часть мощности насосное устройство забирает у силового агрегата. При движении прямо эта мощность расходуется впустуюВероятность появления сбоев во время движения. Если усилитель заблокируется, это может привести к его поломке и аварийной ситуации на дороге. Выровнять колеса, если машина стоит на месте, будет проблематично
ГУР не позволяет произвести регулировку режимов функционирования с учетом условий ездыЭлектрическая составляющая зачастую не подлежит ремонту. Контроллеры положения руля лучше не ремонтировать, а поменять, поскольку при перепайке датчиков потребитель может задать неправильные параметры. Из-за этого обслуживание ЭУР будет более дорогим
ГУР обеспечивает высокую информативность работы всей системы при движении на невысокой скорости. Но при езде на высоких оборотах ДВС этот параметр падаетПериодически требуется калибровка контроллеров. Самостоятельно это сделать проблематично, придется обращаться к квалифицированным специалистам

Гидроусилитель руля проще в обслуживании, но его работа отбирает часть мощности мотора машины.

Источник

Преимущества и недостатки устройства

Для бюджетных исполнений основным преимуществом выглядят низкая цена и малая масса электроусилителей.

Несмотря на принципиальную сложность, в массовом производстве электронные компоненты гораздо дешевле гидравлики, а электрические сервоприводы давно стали компактными, надёжными и мощными.

  1. Отсутствие гидравлических элементов увеличивает долговременную надёжность, исключены утечки и не требуется гидронасос с прецизионными деталями.
  2. ЭУР экономичен, поскольку его узлы работают только тогда, когда в них есть потребность.
  3. Устройство компактно, его можно размещать прямо в салоне на рулевой колонке.
  4. Точность управления и наличие дополнительных возможностей доступны только электронике.
  5. Электромеханические узлы не требуют никакого обслуживания при эксплуатации.
  6. Легко организуется внешнее управление.

Однако, есть и недостатки:

  1. Достаточно затратным станет увеличение мощности усилителя в применении на тяжёлых автомобилях.
  2. Приборы более чувствительны к влаге, чем тот же гидроусилитель.
  3. Информативность рулевого управления носит искусственный характер и достаточно тяжело поддаётся оптимизации во всех режимах.
  4. Электронные компоненты подвержены сбоям и влиянию помех.
  5. Низкая ремонтопригодность, обычно узлы меняются в сборе.
  6. Склонность к перегреву электродвигателя.

Тем не менее, электропривод постепенно вытесняет гидравлику, хотя этот процесс идёт медленно, иногда вызывая появление гибридных электрогидравлических конструкций. Но будущее явно за ЭУР.

Рулевая колонка с электроусилителем рулевого управления. Устройство и принцип работы электроусилителя рулевого управления

Человек вынужден прилагать мышечные усилия, преодолевая сопротивление колёс при повороте автомобиля. Существует необходимость в применении вспомогательного устройства. Его изобретение стало важным техническим достижением, повлиявшим на дальнейшее развитие автомобильной промышленности.

В 1920-1930-е годы усилители руля попробовали устанавливать на тяжелые самосвалы, бронеавтомобили. Сначала устройства были пневматическими (использовали давление воздуха). Низкая точность таких приспособлений (при возросшей массе и новых скоростных характеристиках техники) открыла дорогу применению специальных усилителей гидравлического типа, уже прошедших испытания в судоходстве. Массовая установка гидроусилителей автомобильного руля началась в Америке в 1940-е годы, охватила послевоенную Европу. (В СССР многие серийные легковые автомобили выпускались без усилителя руля.)

Рубеж 20-21 веков ознаменовал начало эпохи внедрения электроусилителей руля.

По данным статистики, около 10% российских водителей отдают предпочтение автомобилю, не оснащённому усилителем руля. Для некоторых из них актуален денежный вопрос (либо это владельцы небольших машин).

Кто-то любит непосредственное ощущение дороги, особенно при больших скоростях, отмечают повышенную информативность на сложных покрытиях (лёд, мокрый асфальт). Есть автомобилисты, которым нравится прилагать усилия. Чаще всего это вопрос навыка и привычки.

Преимущества вождения с усилителем руля
  • усилитель забирает львиную долю нагрузки на себя;
  • нет необходимости в большом количестве оборотов руля, он не вырывается из рук;
  • смягчается ощущение неровностей дороги;
  • машиной легче управлять, маневренность возрастает; без усилий удаются сложные повороты;
  • становится более удобным руление на малых скоростях;
  • стабилизируется траектория движения;
  • при проколе передней шины легче удержать автомобиль;
  • водитель меньше напрягается, не устаёт;
  • особенно актуально, если водитель — женщина;
  • повышается износостойкость рулевого механизма, продлевается срок его службы.

Всё это обеспечивает максимально безопасное и комфортное вождение (при условии исправного техсостояния машины).

Потенциальная опасность возникает только при внештатной ситуации – внезапном отказе (поломке) системы усилителя руля при повороте во время движения. В этом случае реакция, знания и опыт водителя приобретают решающее значение. О проблемах могут сигнализировать посторонние шумы, вибрации, резкие толчки, проворот руля, трудное или слишком легкое его поворачивание.

По статистике четверть российских водителей предпочитает гидроусилитель, а половина – электроусилитель руля (и показатели смещаются в пользу ЭУР). Достоинства каждого из этих механизмов определяется их конструктивными особенностями.

В современных автомобилях используются электроусилители, гидроусилители и электрогидроусилители руля.

ЭУР: что это такое в автомобиле (электромеханический усилитель рулевого управления, ЭМУР, ЭУРУ)

Эур что это такое в автомобиле? Работает как электрический мотор. Воздействует на рулевое управление посредством электрического привода.

Датчики анализируют положение руля. Показания сообщаются электронному блоку управления, где их обрабатывает специальная компьютерная система. Отсюда руководящие сигналы передаются помещенному в рулевое устройство электрическому мотору. Он преобразует электрическую энергию в механическую, облегчая вождение.

Что такое ГУР в автомобиле (гидравлический усилитель руля)

Это устройство работает по типу насоса. Влияние на механизм управления рулём производится давлением жидкости (масла).

При включении двигателя вращающийся приводной ремень вводит в действие гидравлический насос. Поддерживается постоянная подача масла из бачка в систему.

Когда водитель крутит руль, специальный механизм (золотник) движется, реагируя на это вращение, и перекрывает канал слива масла обратно в бачок. Жидкость через распределитель (клапан) поступает в силовой гидроцилиндр.

Он преобразует давление жидкости в давление поршня, который производит силовое воздействие на рулевое управление. При завершении поворота и прямолинейном движении открываются все каналы, масло уходит обратно в бачок и продолжает вхолостую циркулировать по системе посредством соединительных шлангов.

Электрогидроусилитель руля (гибридный, электрогидравлический усилитель руля, ЭГУР)

Возник как модернизированная версия гидроусилителя. Работает от специального генератора (а не от двигателя автомобиля) и отключается при движении машины по прямолинейной траектории.

Специальные датчики считывают скорость поворота руля. Сигналы подаются на блок управления и сообщаются электрическому мотору, приводящему в движение гидравлический насос.

Сравнительная характеристика

Недостатки электроусилителя руля и преимущества гидроусилителя:

  1. Существует чувствительность ЭУР к плохой (раскисшей, ухабистой) дороге и влаге (в частности, при плохой погоде – когда снег, дождь, лужи). В таких случаях есть опасность перегрева и отключения, а также перегорания.
  2. ГУР лучше сглаживает толчки при неровностях дороги и наезде на бордюр.
  3. ЭУР не выдаёт мгновенную реакцию в случае быстрого поворота колёс в другую сторону. А если резко перекрутить руль, система вообще может отключиться.
  4. Для ГУР есть больше возможностей самостоятельного ремонта.
  5. В случае с ЭУР не исключается вероятность сбоя электроники (правда, этим грешат преимущественно старые и дешёвые модели; другая причина – несоблюдение правил эксплуатации).
  6. Производство ГУР менее затратно; их цена ниже, чем у ЭУР.
  7. ЭУР имеет ограничение по установке на тяжелые грузовики и внедорожники (из-за недостатка мощности).

Преимущества электроусилителя руля

  1. Лёгкость руления при ЭУР («одним пальцем»). Отличная маневренность при парковке, быстрая адаптация к перемене скоростей.
  2. Настройки параметров ЭУР при различных режимах работы. (Стабилизация при боковом ветре, автопарковка)
  3. Широта температурного диапазона для ЭУР. Жидкость в ГУР под влиянием температур и перегрузок может замёрзнуть, закипеть.
  4. Простота конструкции и обслуживания ЭУР. Надо лишь следить за состоянием подшипников. Техническое обслуживание ГУР более трудоёмкое. Необходим регулярный осмотр на предмет целостности, отслеживание герметичности гидравлических трубок, проверка натяжения приводного ремня, уровня масла. Есть правила по замене масла и фильтра.
  5. Компактные размеры ЭУР.
  6. Экономичность ЭУР (меньше расход топлива, выше КПД).
  7. Эксплуатация машины после отключения неисправного ЭУР. Для ГУР это нежелательно (разрушается рулевое управление; могут возникнуть другие поломки).
  8. Возможность при ЭУР долго удерживать руль в крайнем положении. На автомобилях с ГУР промедление более 5-ти секунд грозит серьёзной поломкой.
  9. Экологичность ЭУР. Машины с ГУР дают больше вредных выбросов; отслужившие свой срок ГУР сложнее в утилизации.
  10. Серьёзные перспективы прогресса ЭУР.

Выбираем между гидро- и электроусилителем руля

Итог

Некоторые несовершенства ГУР устранены в моделях с ЭГУР: произошло увеличение КПД, появилась возможность задавать нужные параметры, осуществилась замена приводного ремня на электродвигатель. Но будущее всё-таки за электромеханическими усилителями руля. Это общемировая тенденция, потому что их преимущества очевидны.

Мода на оснащение автомобилей различной электроникой не обошла стороной и рулевое управление.

Таким образом появился ЭРУ, который во многом обгоняет гидроусилитель по уровню безопасности, точности в управлении, бюджетности и удобству.

Принцип работы

Вся система включает в себя следящий привод, электродвижок, датчики момента и угла поворота руля, блок управления. В качестве опции может устанавливаться и датчик скорости поворота руля. В зависимости от конкретного типа авто, строение следящего привода может быть разным, но об этом расскажем чуть позже. Электродвигатель устанавливается современный, бесщеточный. Датчик момента являет собой базу всей системы. В рулевой вал монтируется торсион. Компоненты датчика ставятся на концах вала. Принцип его действия также может быть разнообразным.

Во время поворота руля происходит закручивание торсионного вала. И чем больше усиление, тем сильнее затягивается торсион. Вся эта информация передается через датчик крутящего момента в блок управления. Последний считывает и анализирует данные, сравнивает их с данными других датчиков и рассчитывает усилие, которое нужно приложить, дабы помочь водителю развернуть колеса. Электродвигатель получает команду и начинает действовать либо на рулевую рейку, либо на вал рулевой колонки.

Строение конструкции

Вариантов строения электроусилителя много, поэтому для наглядности рассмотрим продукцию лидера в этом производстве, в лице компании ZF — электроусилитель марки Servolectric. ЭУР подбирается и «ставится» с учетом конкретного типа автомобиля. На миниатюрных легковушках электроусилитель ставится на рулевой вал, среди авто второго класса передача вспомогательного усиления происходит через установленную шестерню, а в случае с легкими коммерческими автомобилями и внедорожниками отмечается использование параллельноосевой конструкции.

Так как легковым автомобилям большое воздействие от ЭУРа не требуется, следящий привод и электродвижок на такие машины устанавливаются настолько миниатюрные, что все оборудование без проблем помещается под рулем в самом салоне авто. Вместе с этим, там же размещаются и все датчики. Такое расположение очень удачно даже потому, что вся конструкция качественно оберегается от воздействия высоких температур и загрязнения.

Среднеразмерные авто оснащаются электроусилителем с парой шестерней. Через одну из них на рейку поступает усиление от руля, а через вторую дополнительное усиление от электрического мотора.

Дабы создать большее усиление, используется параллельноосевая конструкция. Здесь, для придания линейного движения ролевой рейке задействуется зубчатоременчатый привод и специальный механизм.

Вне зависимости от того, какой принцип конструкции использовался, в случае неисправности водитель сможет и дальше безопасно перемещаться на своем автомобиле, благодаря присутствию прямого механического контакта между колесом и рулем.

Возможности и сильные стороны

Основная сильная сторона электроусилитея в сравнении с ГУРом заключается в надежности и экономичности первого. Такая конструкция не отнимает энергию у двигателя, и только это позволяет экономить на топливе порядка 0,4-0,8 литров на каждые 100 км (конкретный показатель зависит от режима движения). Как следствие, падает количество вредных выбросов, от 10 до 20 г/км.

Электроусилитель подключается только в моменты поворота руля, во время прямого движения энергии он не потребляет. Конструкция ЭУРа компактнее и занимает гораздо меньше места по сравнению с гидроусилителем, а также он не требует обслуживания.

Работа ЭУР происходит тише и стоимость его намного ниже, но в то же время в случае его поломки ремонтные работы обойдутся дороже. Высокая стоимость обусловлена тем, что в случае неисправности недееспособные узлы нужно менять целиком.

ЭУР можно настраивать в зависимости от вида ТС и конкретных условий движения. Водитель с помощью кнопки на панели имеет возможность отключить устройство от датчика скорости, что обеспечит «легкость» руля и, как следствие, комфортное передвижение в условиях города.

Одну и туже модель ЭУРа можно с помощью программы настроить под разные модели авто. Электроусилитель имеет возможность возвращать руль в «ноль», а также автоматически удерживать колеса в среднем положении (например, в случае разного давления в шинах).

Сообщение ЭУР с другими электронными системами в транспортном средстве позволяет использовать первый:

  • В качестве вспомогательного «инструмента» при парковке.
  • Для удержания транспортного средства на полосе движения.
  • Для стабилизации авто, например, в случаях резкого объезда неожиданно появившегося препятствия.

В прошлом для управления машиной требовалась физическая сила, теперь же помочь в этом может электроусилитель руля. Но многие автомобилисты не знают о том, как он устроен, а также как произвести простой ремонт в случае поломки. Все, что нужно знать об ЭУР, вы найдете в статье.

[ Скрыть ]

Описание ЭУР

ЭУР использует небольшой электродвигатель. Он создает дополнительное усилие на рулевом валу при повороте. Благодаря этому, удалось уменьшить размеры рулевых колес в автомобилях. Первыми такую новинку оценили по достоинству водители грузовиков, сегодня она есть на почти любом легковом автомобиле.

Сама система состоит из нескольких основных элементов:

  • электромотор бесщеточного типа;
  • датчики угла поворота руля;
  • крутящий момент;
  • управляющий блок;
  • сервопривод.

Именно они являются основными элементами, которые входят в электроусилитель руля. Но сама конструкция несколько шире и о ней будет рассказано ниже, сразу после функций, а также плюсов и минусов системы.

Функции, плюсы и минусы


Конкурентом данной системы является гидроусилитель и электрогидроусилитель. Разница между ЭУР и ГУР: если ЭУР поломался — ничего страшного не произойдет, но вот при поломке ГУР нужно снять ремень, а в некоторыx авто это невозможно сделать. Но если проеxать без масла, насос придется заменить.

ГУР и ЭУР они имеют явные минусы. Так, нельзя держать колеса в крайнем положении больше 5 секунд, иначе перегрев. А еще требуется периодическое обслуживание. Ну, и наконец на высоких скоростях информативность руля снижается.

А вот электромеханический усилитель, он же ЭУР и ЭМУР, обладает такими плюсами, как:

  • надежность;
  • экономичность;
  • компактность;
  • изменение усилия в зависимости от условий движения.

Основным минусом является то, что он практически не поддается замене отдельных узлов. При их полном выходе из строя, придется менять всю систему, а это достаточно дорого.

Что касается функций, то она, по сути, одна – облегчить управление автомобилем, взяв на себя часть необходимого усилия. С таким устройством автомобиль становится значительно более послушным даже в сложных условиях. Подробнее об устройстве вы узнаете в видео ниже (автор ролика — Продажа авто АВТОСАЛОН Первый Видео АвтоРынок).

Конструкция и принцип работы

На машинах разного типа электроусилитель рулевого управления может устанавливаться в различных местах.

Так, на небольших автомобилях, которым не требуется особо сильного воздействия, система ставится непосредственно в рулевую колонку. Устройство размещается прямо в салоне под колесом управления, там же и все датчики. Такое положение защищает электрический усилитель руля от грязи и других воздействий.

На машинах среднего класса система располагается на рулевой рейке. Усилие же передается через шестерню. Такая система несколько менее надежна, но широко распространена.

Внедорожники и микроавтобусы же требуют установки системы на параллельноосевой конструкции. При этом передача усилия от электродвигателя осуществляется при помощи зубчатоременной передачи, а также механизма из винта и гайки на циркулирующих шариках. При этом ремнем вращается гайка, та передает усилие шарики, от которых оно переходит рулевой рейке.

Основной принцип работы электроусилителя руля – передача дополнительного воздействия с целью облегчения управления автомобилем.

Основные неисправности и способы их устранения своими руками


Какой бы ни была конструкция в вашем случае, даже если система выходит из строя, вы сохраняете управления. Ведь сохраняется прямая связь между рулевым валом и рейкой. Это обязательно требование безопасности. Поэтому, даже если поломка произойдет посреди движения, это не грозит вам неминуемой аварией.

Но все же, если не работает электроусилитель руля, то это серьезная проблема. Ведь управление автомобилем сразу же станет намного более сложным для вас. Основные неисправности приведем на примере отечественного автомобиля Лада Калина.

О проблеме вам будет сигнализировать желтый значок на панели приборов, изображающий руль с восклицательным знаком. Но его наличие не означает, что вы не можете ехать, просто управлять придется без участия электроусилителя.


Причина может крыться в самом ЭУР. В этом случае, при зажигании система не проходит через автоконтроль и отключается, чтобы не мешать водителю. Как уже говорилось выше, заменять отдельные узлы практически невозможно и лучше не копаться в устройстве самому. Если ваш автомобиль на гарантии, обратитесь к производителю за заменой ЭУР. В любом случае, ремонт электроусилителя руля будет дорогим, ведь может потребовать ремонт рулевой рейки и другие работы.

Отключение ЭУР также может быть вызвано поломкой датчика скорости. Дело в том, что работы усилителя тесно зависит от того, на какой скорости вы движетесь. Чем быстрее машина, тем меньше усилия дает прибор, дабы вы могли лучше сам контролировать руль. Максимальное же давние идет, когда движение осуществляется на небольшой скорости или машина вообще стоит.

Из-за поломки датчика ЭУР будет отключаться автоматически, так как не получает его данных. Для исправления сложившейся ситуации, вам необходимо заменить сам датчик скорости.

Если ЭУР гудит, то это может быть признаком неправильно поставленного картера – корпуса (поддона) двигателя. В этом случае вибрация с него будет идти на усилитель и тот начнет гудеть. А значит, ремонт ЭУР будет заключаться в исправлении положения картера.

Видео «Гидроусилитель или электроусилитель»

В этом видео проводится сравнение преимуществ и недостатков двух основных видов усилителей (автор — АВТОТЕМА ТВ).

Как же работает электроусилителя руля автомобиля? Принцип работы электроусилителя заключается в электрическом приводе, который дает дополнительное усилие при повороте руля. При помощи этого конструктивного элемента, Вам не приходиться выворачивать руль обеими руками. Датчик измеряет крутящий момент и передает в блок управления усилителем. В зависимости от угла поворота, этот блок рассчитывает мощность, которую нужно предать в двигатель усилителя. Сам датчик расположен в подрулевом переключателе. Для обратной связи еще один датчик расположен на роторе двигателя, он так же передает информацию о частоте вращения в блок управления.

Электроусилитель руля появился в середине девяностых годов. На момент 2016 года он стоит на половине всех машин, на планете. Столь большая популярность обусловлена рядом его характеристик и почти отсутствием недостатков. Его преимущества по сравнению с гидроусилителем заключаются в:

  • компактности;
  • точечной регулировки характеристик;
  • предоставляемом объеме информации работе;
  • надежности и экономичности;
  • малой шумности.

К минусу можно отнести лишь его мощность, именно поэтому на тяжелом транспорте до сих пор ставят только ГУР.

На первый взгляд такая мудреная система ни к чему, но это обеспечивает расчет усилия на электромотор во всем диапазоне поворота руля. Это усилие зависит от таких параметров как:

  1. Величина момента на руле.
  2. Скорость с которой едет автомобиль.
  3. Оборот двигателя.
  4. Угловая скорость поворота руля.

В то время, как в ГУР дает примерно одинаковое усилие на весь диапазон.

Схемы рулевого управления

Существует 3 схемы установки электроусилителя. В независимости от схемы общая конструкция электромеханического усилителя состоит из электродвигателя, механической передачи, двух датчиков и двух шестерней или параллельного привода.

  1. ЭУР устанавливается на рулевую колонку. Это самый компактный вариант, при котором для поворота руля не требуется больших усилий. Сам электромотор и механическая передача помещаются под рулевым колесом. Огромным плюсом является нахождение в салоне, а не под капотом, тут устройство защищено от пыли и грязи, а это в свою очередь продлевает срок службы. Так же в случае выхода из строя устройства, Вам будет легко разобраться в принципе установки и поменять его своими руками, что сэкономит деньги. Данный вид крепления усилителя используют преимущественно на малом классе авто.
  2. Установка на рулевую рейку. Так устанавливают усилитель преимущественно на микроавтобусы и внедорожники. Здесь требуется уже больше усилия, которое передается через шестерню. Ведь чем больше автомобиль, тем больше он весит и тем большее усилие нужно для поворота.
  3. Устанавка на шариковинтовой механизм, где через ременную передачу усилие от электродвигателя передается на рейку. Данный способ обеспечивает наибольшее усилие электродвигателя при повороте. Так устанавливают электроусилитель руля на тягачи и автобусы.

Какой бы не был механизм установки электроусилителя руля, бывают сбои в блоке управление, при выходе из строя, он не блокирует поворот руля. И автомобиль можно спокойно отогнать в сервис, где его поменяют или отрегулируют.

Устройство и принцип работы ЭУР

Как же работает электроусилитель руля с точки зрения безопасности? Устроен электроусилитель рулевого управления гораздо проще, нежели ГУР. У него нет никаких расходных материалов в виде жидкостей. Отсутствуют множество подвижных соединений и уплотнений (критические места для поломки). Именно поэтому сейчас идет массовый отказ от стареньких гидроусилителей. Даже отечественные производители ВАЗ перешли на эту технологию.

Технические характеристики электроусилителя:

  • напряжения питания (номинальное) – 12 В;
  • максимальный компенсирующий момент – 35 Нм;
  • максимальный ток потребления – 50 А;
  • ток потребления (усилие на рулевом колесе приложено, выходной вал усилителя заблокирован) – не более 15 А.

Его появление помогло автопроизводителям реализовать ряд новых функций, таких как:

  • повышение курсовой устойчивости;
  • автоматическая парковка;
  • соблюдение рядности движения.

Основные режимы работы усилителя руля


Как можно догадаться усилитель руля работает не все время. А лишь при повороте колес и не на высоких скоростях. Однако колеса поворачиваются при различных условиях. Соответственно и работа выполняемая двигателем разниться от условий. Современные блоки управления умеют определять в каком режиме двигается автомобиль и подстраивать крутящий момент двигателя под них.

Режим парковки

При парковке скорость автомобиля небольшая или отсутствует вообще, а углы поворота, на которые выворачиваем руль, большие. Информация, передающаяся с датчика угла поворота, поступает на блок управления и если скорость минимальна, а углы поворота и крутящий момент большие, то включается режим парковки. В нем максимальная нагрузка ложиться электроусилитель. Тем самым обеспечивается, так называемый “легкий руль”.

Режим езды по городу

Городская езда обусловлена постоянными остановками, поворотами и перестроениями. Здесь движение происходит со скоростью 40-60 км\ч. В результате происходят усилия в среднем диапазоне, блок обрабатывает информацию о скорости и угле поворота и дает сигнал на электродвигатель.

Режим езды на трассе

Особенность данной езды является высокие скорости и небольшой угол поворота при перестроении. Соответственно принимается решение о небольшом усилии двигателя или полном его отсутствии.

Ведь если вовремя не убрать помощь, автомобиль при малейшем повороте руля, даже на маленький угол резко свернет, что приведет к аварии.

Удержание среднего положения колес

Блок управления зачастую выполняет функцию удержания среднего положения колес. Это нужно в условиях разного давления в шинах, вся информация обрабатывается и проводится коррекция. Так же при повороте руля в движении к окружной силе добавляется тяговая, которая действует на колеса и изменяет их положение. Блок управления учитывает это и регулирует положение.

Поломка электроусилителя


При поломке срабатывает сигнал ошибки, лампочка, которая оповещает водителя что, что-то не так. Это может быть сигнал о неисправности или предупреждение систем защиты. При долгом удержании руля в крайних положениях, нагревается обмотка, и защита отключает электроусилитель, во избежание поломки. Этим грешат водители любящие парковаться в неположенном месте и выворачивать руль в крайнее положение, дабы их авто не смогли эвакуировать.

Так же частой причиной отказа служит выход из строя датчика скорости. Тут поможет лишь полная замена его на новый.

В некоторых случаях стоит выполнить калибровку электроусилителя руля:

  • развал-схождение;
  • переход на новые диски;
  • замена запчастей ЭУР либо самого ЭУР.

Настройка позволит выровнять руль в нулевом положении, без отклонений в стороны.

Итог

В итоге мы виде, что электроусилитель руля приходит на замену гидроусилителю. Если сначала электрический усилитель ставили только на малолитражках, то теперь они добрались до внедорожников и спорткаров. Большегрузная техника пока остается на гидроусилителе, но и тут ставят комбинированные варианты из двух усилителей. Да, маломощность мешает полностью вытеснить гидроусилитель, но все его преимущества перевешивают пару недостатков.

Главным преимуществом электрического привода рулевого управления относительно является отсутствие гидравлики, а значит насоса гидроцилиндра, шлангов. Это позволяет уменьшить массу усилителя рулевого управления и объем занимаемый управлением в подкапотном пространстве.

Известно, что ряд факторов приводит к уводу автомобиля от прямолинейного движения, например разное , разная степень износа протектора, боковой ветер, поперечный уклон дороги. Применение электромеханического усилителя позволяет активно поддерживать возврат управляемых колес в среднее положение. Эта функция называется «активной самоустановкой» колес. Благодаря ее действию водитель лучше чувствует среднее положение рулевого управления, она облегчает также вождение автомобиля по прямой при воздействии на него различных .

Если при движении по прямой на автомобиль действует боковой ветер или поперечное усилие, вызываемое уклоном дорожного полотна, усилитель создает постоянный поддерживающий момент, который освобождает водителя от необходимости создавать реактивные усилия на рулевом колесе.

Общее расположение агрегатов рулевого управления с электроусилителем на примере автомобиля Opel Corsa показано на рисунке:

Рис. Общее расположение агрегатов рулевого управления с электроусилителем:
1 – электроусилитель; 2 – карданный вал рулевого управления; 3 – рейка привода рулевого управления

Электроусилитель может приводить вал рулевого управления на рулевой колонке, шестерню привода рейки или непосредственно саму рейку.

Рис. Электроусилитель рулевого управления на примере автомобиля Opel Corsa:
1 – электродвигатель; 2 – червяк; 3 – червячное колесо; 4 – скользящая муфта; 5 – потенциометр; 6 – кожух; 7 – рулевой вал; 8 – разъем датчика момента на рулевом валу; 9 — разъем питания электродвигателя

Разрез электроусилителя рулевого управления с приводом рулевого управления на рулевой колонке показан на рисунке:

Рис. Разрез электроусилителя рулевого управления:
1 – трехфазный синхронный электродвигатель; 2 – якорь; 3 – обмотка статора; 4 – датчик положения якоря; 5 – червячное колесо; 6 – рулевой вал; 7 – червяк

Электроусилитель через червячную передачу связан с валом рулевого управления. В зависимости от полярности напряжения питания электродвигатель вращается в ту или иную сторону, помогая водителю поворачивать колеса. Крутящий момент величиной силы тока, определяемой блоком управления действующим согласно заложенной в него программе и сигналам, поступающим от соответствующих датчиков.

Вал электродвигателя, при подаче на двигатель напряжения помогает поворачивать вал привода рулевого колеса через червяк и червячное колесо. Для поддержания постоянной обратной связи с дорогой входной и выходной валы электроусилителя соединены друг с другом через торсион. Приложение усилия к рулевому управлению как со стороны водителя, так и со стороны дороги приводит к закручиванию торсиона до 3-х градусов и изменению взаимной ориентации входного и выходного валов. Это служит сигналом для включения в работу электроусилителя. В зависимости от угла поворота рулевого колеса и скорости автомобиля электродвигатель подкручивает выходной вал, снижая усилие. Работает электродвигатель и при обратном ходе, он помогает возвращать колеса автомобиля и рулевое колесо в первоначальное положение. Торсион при поворотах всегда остается немного скрученным, гарантируя тем самым на руле то усилие, которое необходимо водителю, чтобы чувствовать дорогу.

Один из датчиков находится на торсионе, соединяющем половинки разрезанного рулевого вала, и следит за его закручивани­ем. С ростом усилия на руле сильнее за­кручивается торсион – больший ток идет на электромотор усилителя, что соответст­венно увеличивает помощь водителю.

Второй датчик следит за скоростью автомобиля. Чем она меньше, тем эффективнее помощь в повороте рулевого управления и наоборот, а после 75 км/ч усилитель вообще выключается чтобы не создавать дополнительного сопро­тивления, редуктор и электро­мотор разъединяются.

Третий датчик контролирует частоту вращения коленчатого вала двигателя и следит, чтобы усилитель работал только одновременно с ним. Это делается в целях экономии электроэнергии, потому что электроусилитель может потреблять до 105 А.

Производитель автомобилей Ауди предлагают систему реечного электроусилителя с двумя шестернями.

Рис. Схема реечного электроусилителя с двумя шестернями:
1 – датчик момента на рулевом колесе; 2 – электронный блок управления; 3 – электродвигатель усилителя; 4 – шестерня усилителя; 5 ­– рейка; 6 – датчик угла поворота рулевого колеса; 7 – торсион вала рулевого управления; 8 – шестерня рулевого механизма

Усилитель действует на рейку рулевого механизма через шестерню 3, которая установлена параллельно с основной шестерней рулевого механизма 2. Шестерня усилителя 3 приводится от электродвигателя 4. Передаваемый на шестерню 2 рулевого механизма крутящий момент измеряется датчиком момента 1. Величина развиваемого усилителем крутящего момента устанавливается электронным блоком управления 5 в зависимости от момента на рулевом колесе, скорости автомобиля, угла поворота колес, скорости поворота рулевого вала и других вводимых в него данных.

Электродвигатель и редуктор размещены в общем алюминиевом корпусе 2. На конце вала двигателя нарезан червяк 3.

Рис. Червячная передача привода шестерни усилителя:
1 – электродвигатель; 2 – корпус; 3 – червяк; 4 – вал привода; 5 – демпфер

Червячная передача служит для привода шестерни усилителя. Между червячным колесом и шестерней установлен демпфер 5, который исключает резкое нарастание усилия на рейке при включении усилителя. Положение (угол поворота) ротора электродвигателя определяется с помощью датчика поворота 6. Этот датчик расположен под возвратным и скользящим кольцами подушки безопасности. Он установлен на рулевой колонке между подрулевыми переключателями и рулевым колесом. Датчик генерирует сигнал, соответствующий углу поворота рулевого колеса.

Основными деталями датчика угла поворота рулевого колеса являются кодирующий диск с двумя кольцами и фотоэлектрические пары, каждая из которых содержит источник света и фотоэлемент. На кодирующем диске предусмотрены два кольца: внешнее кольцо 1 с шестью фотоэлектрическими парами, которое служит для определения абсолютных значений угла поворота рулевого колеса, и внутреннее кольцо 2 – для определения приращений этого угла. Кольцо приращений разделено на 5 сегментов по 72°. Оно используется в сочетании с одной фотоэлектрической парой. В пределах каждого из сегментов кольцо имеет несколько вырезов. Чередование вырезов в пределах одного сегмента не изменяется, а в отдельных сегментах оно отличается. Благодаря этому осуществляется кодирование сегментов.

Рис. Схема датчика угла поворота рулевого колеса:
1 – внешнее кольцо абсолютных значений; 2 – внутреннее кольцо приращений; 3 – фотоэлектрическая пара.

Датчик угла поворота рулевого колеса позволяет отсчитывать его в пределах до 1044°. Отсчет угла производится путем суммирования числа градусов. При переходе через метку, соответствующую 360°, датчик регистрирует завершение поворота на один полный оборот. Конструкцией рулевого механизма предусмотрена возможность поворота рулевого колеса на 2,76 оборота.

На рулевом колесе установлен датчик момента 3.

Рис. Датчик момента на рулевом колесе:
1 – рулевой вал; 2 – магнитное кольцо; 3 – чувствительный элемент датчика; 4 – вал шестерня; 5 – витой кабель; 6 – торсион

Действие этого датчика основано на магниторезистивном эффекте. На рулевом вале 1 установлено магнитное кольцо 2, которое жестко связано с верхней частью торсиона 6. Чувствительный элемент 3 датчика соединен с валом шестерни рулевого механизма 4 и связан таким образом с нижней частью торсиона. Сигнал снимается с датчика через витой кабель 5. Торсион закручивается точно в соответствии с усилиями, прилагаемыми к рулевому валу. При этом магнитное кольцо 2 перемещается относительно чувствительного элемента 3 датчика. В результате действия магниторезистивного эффекта изменяется сопротивление чувствительного элемента, величина которого определяется блоком управления.

Если системой управления обнаружен дефект датчика, она производит «мягкое» отключение усилителя. При этом усилитель не отключается полностью, а переводится на режим управления по резервному сигналу, который образуется в блоке управления из сигналов угла поворота рулевого вала и частоты вращения ротора двигателя усилителя.

🚘 Электрический усилитель рулевого управления – виды и неисправности

Виды усилителей рулевого управления

В любом современном автомобиле присутствует такой узел, как усилитель рулевого управления. Основной его задачей является снижение силы, применяемой водителем для вращения руля. Это очень повышает показатель комфортности автомобиля. Ещё 15-20 лет назад усилитель руля был настоящей изюминкой при покупке автомобиля в России и СНГ. Сегодня же любой автомобиль даже в базовой комплектации имеет данный элемент. Существует несколько видов усилителей рулевого управления:

  • гидравлический усилитель руля
  • электрический усилитель руля
  • электрогидравлический усилитель руля
  • механический усилитель руля
  • пневматический усилитель руля

Устройство и работа каждого из видов в корне различается. Пневматический усилитель далеко в прошлом и сейчас он уже практически не используется. Остальные варианты, особенно электроусилитель и гидроусилитель, вы можете встретить на многих автомобилях.

Гидроусилитель руля

Пожалуй, наиболее распространённым типом механизма усиления является гидроусилитель (ГУР). На двигателе автомобиля установлен дополнительный агрегат – насос гидроусилителя. Этот насос создаёт давление специального масла, посредством которого перемещаются элементы в рейке. В момент, когда руль находится в неподвижном положении, масло свободно перекачивается в обход рулевой рейки. Как только вы немного поворачиваете руль, масло под давлением поступает в соответствующую часть мехнизма. Колёса поворачиваются, механизм распределения возвращается в первичное положение, и масло снова начинает уходить в обход рейки.

Основной неисправностью ГУР-а является течь масла через сальники и стыки шлангов, а также неисправность самого насоса. Обычно насос выходит из строя после работы «на сухую». Таким образом, из одной неисправности вытекает другая. Чтобы этого избежать – периодически проверяйте уровень масла.

Электроусилитель руля

Всё большую популярность в последнее время набирает электроусилитель руля (ЭУР). Основным его преимуществом является высокая надёжность и низкая шумность во время эксплуатации. Устройство такого механизма довольно простое: весь агрегат, как правило, располагается под рулевой колонкой. Как только вы прикладываете усилие к рулевой колонке, автоматика это фиксирует и включается электромотор, который «помогает» поворачивать колёса.

Также существует такая разновидность, как электромеханический усилитель руля. Такой вид электроусилителя отличается тем, что передаёт усилие посредством зубчатой или ремённой передачи.

Основной неисправностью такого типа усилителя является повреждение электрооборудования: предохранители, реле, электромотор, соединения проводов. Ремонт таких агрегатов обходится на порядок дешевле ремонта других разновидностей механизмов усиления руля.

Спасибо за подписку!

Электрогидроусилитель руля

Усилители рулевого механизма такого типа также называются гибридными. Принцип работы такого механизма основан и на гидравлике, и на электрике. Основной силовой установкой, как и в случае с гидроусилителем, является насос. Но, в отличие от ГУР-а, насос приводится в движение не ремённым приводом, а электрическим током. Далее всё происходит по такому же сценарию, как и в случае с гидроусилителем – жидкость приводит в движение рейку и колёса поворачиваются, при этом водитель не применяет больших усилий со своей стороны.

Надёжность такого насоса на порядок выше и, помимо этого, исключается вероятность обрыва ремня гидроусилителя. Но, тем не менее, нет ничего вечного, и неисправность усилителя рулевого управления имеет место быть. Чаще всего в такой системе сгорает электромотор или нарушается герметичность масляных каналов. Не спешите менять рейку целиком, если вы увидели подтёки – возможно, достаточно заменить сальники.

Усилитель рулевого управления автомобилей Лада Веста

На автомобили всех без исключения комплектаций линейки Лада Веста устанавливается электроусилитель рулевого управления. Если быть точнее, то электромеханический, поскольку внутри узла используются передаточные механизмы. Сам электроусилитель – разработка Nissan, поэтому в качестве детали можно не сомневаться. Но, как и любой механизм, ЭУР имеет свойство ломаться. И если узел отказался работать, то вероятнее всего причиной поломки является электрика (сгоревший электромотор, оборванная проводка, вышедшее из строя реле или сгоревший предохранитель). Механические же повреждения практически исключены и если и возможны, то только после серьёзных дорожно-транспортных происшествий, в результате которых повреждён рулевой механизм.

Лаборатория автомобильной электроники Клемсона: рулевое управление с электроусилителем

Электронный усилитель руля

Основное описание

Системы усилителя рулевого управления дополняют крутящий момент, который водитель прикладывает к рулевому колесу. Традиционные системы рулевого управления с усилителем представляют собой гидравлические системы, но рулевое управление с электроусилителем (EPS) становится все более распространенным. EPS исключает многие компоненты HPS, такие как насос, шланги, жидкость, приводной ремень и шкив.По этой причине электрические системы рулевого управления, как правило, меньше и легче гидравлических систем.

Системы EPS

имеют регулируемую мощность, которая обеспечивает большую помощь на более низких скоростях автомобиля и меньшую помощь на более высоких скоростях. Они не требуют значительной мощности для работы, когда не требуется помощь рулевого управления. По этой причине они более энергоэффективны, чем гидравлические системы.

Как работает система:

  • Электронный блок управления (ECU) EPS рассчитывает необходимую вспомогательную мощность на основе крутящего момента, прилагаемого водителем к рулевому колесу, положения рулевого колеса и скорости автомобиля.
  • Электродвигатель EPS вращает рулевой механизм с прилагаемой силой, которая снижает требуемый от водителя крутящий момент.

Существует четыре формы EPS в зависимости от положения вспомогательного двигателя. Это тип вспомогательной стойки (C-EPS), тип вспомогательной шестерни (P-EPS), тип прямого привода (D-EPS) и тип вспомогательной рейки (R-EPS). Тип C-EPS имеет блок усиления, датчик крутящего момента и контроллер, все они подключены к рулевой колонке. В системе P-EPS усилитель соединен с валом-шестерней рулевого механизма.Этот тип системы хорошо работает в небольших автомобилях. Система D-EPS имеет низкую инерцию и трение, поскольку рулевой механизм и вспомогательный блок представляют собой единый блок. Тип R-EPS имеет вспомогательный блок, соединенный с рулевым механизмом. Системы R-EPS могут использоваться на транспортных средствах среднего и крупного размера из-за их относительно низкой инерции из-за высоких передаточных чисел редуктора.

В отличие от системы рулевого управления с гидравлическим усилителем, которая непрерывно приводит в действие гидравлический насос, преимущество эффективности системы EPS заключается в том, что она приводит в действие двигатель EPS только при необходимости.Это приводит к снижению расхода топлива автомобиля по сравнению с тем же автомобилем с системой HPS. Эти системы можно настроить, просто изменив программное обеспечение, управляющее ЭБУ. Это дает уникальную и экономичную возможность отрегулировать «чувство» рулевого управления в соответствии с классом модели автомобиля. Дополнительным преимуществом EPS является его способность компенсировать односторонние силы, такие как спущенная шина. Он также способен управлять при аварийных маневрах в сочетании с электронным контролем устойчивости.

В современных системах всегда существует механическая связь между рулевым колесом и рулевым механизмом. Из соображений безопасности важно, чтобы сбой в электронике никогда не приводил к ситуации, когда двигатель мешает водителю управлять автомобилем. Системы EPS включают отказоустойчивые механизмы, которые отключают питание от двигателя в случае обнаружения проблемы с ECU.

Следующим шагом в электронном рулевом управлении является удаление механической связи с рулевым колесом и переход на полностью электронное рулевое управление, которое называется электронным управлением.Это функционирует путем передачи цифровых сигналов на один или несколько удаленных электродвигателей вместо узла реечной передачи, который, в свою очередь, управляет транспортным средством. Хотя он использовался в электрических вилочных погрузчиках и некоторых тракторах, а также в нескольких концептуальных автомобилях, Infinity Q50 2014 года стал первым коммерческим автомобилем, в котором реализовано электронное управление. Хотя обычно прямой механической связи нет, у Q50 есть резервная механическая связь. В случае обнаружения проблемы с электронным управлением включается сцепление, чтобы восстановить механический контроль водителя.Как и в случае с системами управления дроссельной заслонкой, вполне вероятно, что электронное управление станет стандартом, как только электронное управление окажется более безопасным и надежным, чем нынешние гибридные системы.

Датчики
Датчик крутящего момента на рулевом колесе, датчик положения рулевого колеса, датчик скорости вращения колеса
Приводы
Электродвигатель
Передача данных
Обмен данными по шине CAN между EPS и контроллером двигателя
Производители
Бош, Denso, Hella, JTEKT, Kobelt, Koyo, Mitsubishi Electric, Nexteer, NSK, Preh, Showa, TRW, ЗФ
Для получения дополнительной информации
[1] Усилитель руля, Википедия.
[2] Рулевое управление с электроусилителем (EPS), веб-сайт Freescale.
[3] Рулевое управление с электроусилителем, www.aa1car.com.
[4] Анализ исследований: обзор систем рулевого управления с электроусилителем, Мэтью Бичем, Just-auto.com, 6 августа 2007 г.
[5] BMW Electric Power Steering EPS, YouTube, 21 ноября 2008 г.
[6] Hyundai Power Steering (MDPS), YouTube, 15 июля 2009 г.
[7] Мы теряем связь? Комплексный сравнительный тест электрического и гидравлического усилителя рулевого управления, автомобиль и водитель, январь 2019 г.2012.
[8] Nissan представляет технологию независимого рулевого управления Fly-by-Wire, YouTube, 17 октября 2012 г.
[9] Электроусилитель руля от Ford Motor Company, YouTube, 14 марта 2013 г.
[10] Top Tech Cars 2013: Infiniti Q50, Лоуренс Ульрих, IEEE Spectrum, 29 марта 2013 г.
[11] Car Tech 101: объяснение гидроусилителя руля, YouTube, 1 апреля 2014 г.

Как работает рулевое управление с электроусилителем (EPAS) и почему оно лучше гидравлического

Рулевое управление с электроусилителем постепенно выходит на передний план автомобильной техники, а некоторые из продаваемых автомобилей с лучшими характеристиками (особенно Porsche) переводят свои системы рулевого управления в электронный век

В более простые времена, когда еще не было никакой помощи при вождении, рулевое управление было настолько аналоговым, насколько это возможно, с использованием реечной системы для направления автомобиля в нужном направлении.Следующим шагом стало рулевое управление с гидравлическим усилителем, которое доминировало в автомобильном мире с 1951 года, когда его впервые применил Chrysler.

В этой форме системы используется гидравлический насос, который приводится в действие от ремня, прикрепленного к двигателю. Силовой поршень приводится в движение гидравлической жидкостью, которая находится под давлением за счет движения ремня. Затем регулирующий клапан определяет, какое гидравлическое давление необходимо для перемещения колес в любом направлении в зависимости от усилия рулевого управления. Гидравлика увеличивает нагрузку на рулевую рейку, тем самым снижая уровень усилий, необходимых для изменения направления.

Несмотря на то, что гидравлические системы по-прежнему широко используются и почти усовершенствованы, у них есть свои недостатки. Поскольку технически насос приводится в действие двигателем, гидравлическое усиление рассматривается как паразитная потеря. Это означает, что небольшое количество мощности двигателя расходуется на работу насоса, что снижает общую эффективность трансмиссии. В наши дни высокопроизводительные автомобили также должны иметь набор режимов, из которых водитель может выбирать, и большинство из них включают регулировку рулевого управления.Это неудобно для гидравлики, поскольку гидравлическая жидкость, прокачиваемая через систему, будет иметь заданную вязкость (насколько легко жидкость течет), поэтому необходимо использовать какую-то альтернативную форму ограничения.

Обычная система рулевого управления с гидравлическим усилителем, с необходимыми дополнительными насосами и резервуарами для жидкости, необходимыми для работы системы.

В последнее десятилетие инженеры решили заменить гидравлику старой школы электродвигателями, что неудивительно, учитывая общий переход к автомобилям с полностью электрическим приводом.Двигатели обычно размещаются либо в основании рулевой колонки, либо непосредственно на рулевой рейке и стали довольно простым решением для продвижения усилителя руля в 21 век. Электронные датчики фиксируют степень блокировки рулевого управления и добавляют пропорциональное дополнительное усилие к усилию рулевого управления. Электрический заряд используется для вращения двигателя, и за счет передачи энергии создается боковая сила, которая способствует движению вдоль рулевой рейки.

Главный аргумент против электроники — ощущение руля.Поскольку гидравлика тактильна благодаря наличию вязкой жидкости, она любима пуристами из-за количества обратной связи, которая может передаваться через рулевую рейку и обратно на руль. Итак, когда впервые появились электрические системы рулевого управления, многие дорожные тестеры жаловались на отсутствие обратной связи. Из-за того, что электричество фактически является не тактильным товаром, справедливо предположить, что очень небольшая сила реакции будет возвращаться через электродвигатель.

Простая система EPAS с электродвигателем, установленным на рулевой колонке.

Однако по мере разработки и усовершенствования систем EPAS (рулевого управления с электроусилителем) производителям, таким как Porsche, удалось создать электронные системы, которые почти не уступают по ощущениям гидравлической системе, а затем превзошли механический метод во многих областях.Он сделал это, изменив направление обратной связи внутри электроники; большинство производителей используют систему, которая вводит усилие рулевого управления, рассчитанное на основе датчика крутящего момента колес, в то время как Porsche использует датчики рыскания, угол поворота рулевого колеса и другие значения из системы контроля устойчивости для увеличения и уменьшения помощи соответственно и с гораздо большей частотой. скорость. Это означает, что в систему EPAS вновь вводится чувство «ощущения», и кроме тех, кто водит автомобили без посторонней помощи, между этими системами EPAS и системой HPAS нельзя найти никаких реальных различий.

Другими преимуществами EPAS являются эффективность, удобство и упаковка. Chevrolet продемонстрировал увеличение экономии топлива на 2,5% с момента перехода на электронное рулевое управление из-за отсутствия паразитных отходов двигателя. Парковка с радарным управлением также работает в сочетании с системой EPAS, а с массовым ростом автоматизации электронное рулевое управление определенно никуда не денется.

Porsche 911 стал пионером среди спортивных автомобилей, использующих EPAS.

Porsche 911 — отличный пример преимуществ упаковки с системой EPAS.До перехода на электронику в конструкцию автомобиля нужно было встроить обширный маршрут гидравлических трубопроводов, чтобы они шли от расположенного сзади двигателя к передним колесам. На автомобилях поколения 991 компания Porsche использовала полную систему EPAS, чтобы двигатели можно было расположить в передней части автомобиля без необходимости использования длинных трубопроводов, что, в свою очередь, способствовало распределению веса 911 — важное соображение для автомобиля с задним расположением двигателя. .

Системы EPAS являются важным элементом современного автомобилестроения на пути к автоматизации.

Что касается гоночных режимов и спортивных кнопок в высокопроизводительных автомобилях последнего десятилетия, системы EPAS позволяют регулировать вес и скорость рулевого управления, просто изменяя количество заряда, создаваемого электронным двигателем, который, в свою очередь, изменяет количество помощи при рулевом управлении.В системе HPAS эти изменения, возможно, придется реализовать за счет физических изменений в системе рулевого управления, таких как изменение рейки или давления жидкости, чтобы повлиять на величину усилия рулевого управления, необходимого для маневрирования автомобилем.

В настоящее время становится трудно определить разницу между современной системой EPAS и усовершенствованной системой HPAS, а преимущества электроники намного превосходят преимущества более традиционных гидравлических установок. Хотя некоторые компании производят гибридные системы, которые включают электродвигатель для приведения в действие системы гидроцилиндра, подавляющее большинство производителей в настоящее время склоняются к полностью электрическому рулевому управлению.Не ожидайте, что в будущих счетах за обслуживание возникнут какие-либо проблемы с гидравлическим насосом…

Как работает система рулевого управления с электроусилителем (EPAS)?

Рулевое управление с электроусилителем в рабочем состоянии

EPAS расшифровывается как электроусилитель руля. Электроусилитель руля (EPS) — это другое название EPAS. Практически во всех современных автомобилях используется электроусилитель руля.Основной целью любого типа системы рулевого управления с усилителем является ослабление усилия водителя, необходимого для управления транспортным средством, то есть крутящего момента, приложенного к рулевому колесу, и для той же цели используется электродвигатель.

Строительство и работа:

Схема рулевого управления с электроусилителем (EPAS)

Кроме того, датчик угла поворота рулевого колеса и датчик крутящего момента измеряют положение рулевого колеса и крутящий момент, прилагаемый водителем к рулевому колесу, соответственно. Позже эти данные передаются в электронный блок управления (ЭБУ).Кроме того, ECU также контролирует общую скорость автомобиля. Основываясь на этой информации, ЭБУ вычисляет вспомогательный крутящий момент, который необходимо приложить, и, соответственно, сигнализирует вспомогательному блоку, т. е. двигателю, о приложении желаемого крутящего момента к рулевому механизму.

Детали EPAS (любезно предоставлено Auto Service Professional)

В зависимости от скорости автомобиля система рулевого управления с электроусилителем предлагает различную помощь рулевому механизму. На низких скоростях система работает с максимальной эффективностью по сравнению с высокими скоростями.

Типичный EPAS (любезно предоставлено Babcox Media Inc.)

Преимущества EPAS:

  1. Это высокоточная система, обеспечивающая лучший контроль над транспортным средством.
  2. Помогает улучшить топливную экономичность автомобиля, поскольку для работы насоса рулевого управления не требуется топливо.
  3. Это более легкая система.
  4. Более эффективна, чем гидравлическая система рулевого управления.

Классификация EPAS:

В зависимости от расположения вспомогательного двигателя системы EPAS подразделяются на четыре типа:

Вспомогательный элемент рулевой колонки, тип : В этой системе вспомогательный блок соединяется с рулевой колонкой.

Тип вспомогательной шестерни: В этой системе вспомогательный узел соединяется с валом шестерни системы рулевого управления. В частности, эта конструкция используется в небольших автомобилях.

Тип прямого привода: Эта система представляет собой комбинированный узел рулевого механизма и вспомогательного устройства.

Тип вспомогательной рейки: В этой категории вспомогательный блок соединяется с рулевой рейкой. Обычно встречается на автомобилях среднего и тяжелого размера.

Для получения дополнительной информации нажмите здесь.

Посмотреть электроусилитель руля в действии можно здесь:

Читайте дальше: Что такое складная рулевая колонка?>>

Как работает система рулевого управления с усилителем? — Лучшее объяснение

Введение

Динамика автомобиля является неотъемлемой частью автомобиля, которая так же важна, как и силовая передача автомобиля, так как если нам нужна силовая передача для движения автомобиля, нам также нужны системы динамики автомобиля для поддерживать устойчивость транспортного средства, поскольку мы знаем, что система подвески является частью динамики транспортного средства, которая обеспечивает контакт с поверхностью наряду с устойчивостью при повороте транспортного средства, но давайте просто подумаем, что поворот транспортного средства во время движения вызывает множество сил, чтобы нарушить устойчивость транспортного средства, которые вызывают много вопросов типа Как это делается?.Каковы требования для управления транспортным средством в желаемом направлении? Чтобы найти эти ответы, давайте просто учиться дальше.

Система рулевого управления автомобиля представляет собой неотъемлемую часть динамики транспортного средства, в которой ряд механических компонентов, имеющих определенные важные углы, соединяются вместе для управления передними колесами транспортного средства в соответствии с действиями, поступающими от пассажира через рулевое колесо.

Система рулевого управления с усилителем представляет собой усовершенствованную систему рулевого управления, в которой усилие, необходимое для поворота передних колес транспортного средства из стороны в сторону, уменьшается за счет использования промежуточных электрических или гидравлических устройств, которые многократно увеличивают усилие, прилагаемое водителем через рулевое колесо, чтобы добиться плавного и быстрого изменения направления движения автомобиля.

Сегодня все 80% автомобилей на дорогах оснащены системой гидроусилителя руля, которая стала основной потребностью современного автомобиля.

После введения гидроусилителя руля в 1903 г. было установлено, что количество дорожно-транспортных происшествий сократилось до заметного предела, что, в свою очередь, делает его необходимым для полноприводных автомобилей.

Зачем нужен гидроусилитель руля?

Как мы уже говорили выше, усилитель руля уменьшает усилие на руле, что необходимо для 4-х колесного автомобиля, поэтому нам нужен усилитель руля по следующим причинам количество транспортных средств на дороге увеличивается день ото дня, и сегодня почти 60% семей в мире имеют в своих домах 4-колесный транспорт, с этим увеличением количества транспортных средств также увеличивается опасность дорожно-транспортных происшествий, поэтому, чтобы избежать этой опасности и для быстрых поворотов, требуемых дорожными условиями, в 4-колесном транспортном средстве требуется быстродействующая система рулевого управления.

  • Усилие на рулевом колесе — Если мы ездим на старых автомобилях, таких как Maruti Suzuki 800 , обнаруживается, что рулевое колесо автомобиля очень трудно вращается, когда автомобиль движется со скоростью ниже 40 км/ч (выше этой скорости рулевое управление становится менее жестким). ), что вызывает усталость водителя при длительной поездке. Таким образом, автомобиль должен быть оснащен системой рулевого управления с усилителем, чтобы можно было уменьшить усилие рулевого управления, необходимое для управления передними колесами.
  • Подруливающее устройство — Как мы знаем, неровности дороги уменьшаются системой подвески, но поскольку система рулевого управления напрямую прикреплена к ступице колеса, некоторая сила ударов также передается на систему рулевого управления, которая, в свою очередь, пытается управлять транспортным средством против воли водителя, из-за чего транспортное средство может потерять устойчивость, хотя подруливанием можно управлять механически, обеспечивая оптимальный радиус скребка (угол между центральной линией колеса и наклоном шкворня поворотного кулака). ), но гидроусилитель руля управляет им более эффективно.
  • Возвратная способность- после поворота обнаружено, что рулевое управление автоматически возвращается в исходное положение, что, в свою очередь, автоматически выравнивает движущееся транспортное средство. Автомобиль, оборудованный системой рулевого управления с усилителем, обеспечивает лучшую возвратную способность системы рулевого управления.
  • Читайте также:

    Как работает свободнопоршневой двигатель?

    Типы коробок передач – Полное объяснение

    Как работает антиблокировочная тормозная система (ABS)?

    Типы системы рулевого управления с усилителем

    На основе метода, используемого для увеличения усилия рулевого управления, существует 3 типа системы рулевого управления с усилителем:

    1.   Система рулевого управления с гидравлическим усилителем. Это тип системы рулевого управления с усилителем, в которой гидравлическая система с гидравлическим насосом, приводимым в действие двигателем, и гидравлическими цилиндрами используется для увеличения силы, подаваемой на рулевое колесо, что, в свою очередь, снижает усилия, необходимые для поворота переднего колеса. колеса транспортного средства.

    • Высокосжатая гидравлическая жидкость используется внутри гидравлического цилиндра, оказывающего давление на рулевой механизм.

    2.Электрогидравлическая система рулевого управления — Модифицированная версия гидравлической системы, в которой роторный гидронасос, приводимый в действие двигателем в системе гидроусилителя рулевого управления, заменен гидравлическим насосом, который приводится в действие электродвигателем.

    • Ее также называют гибридной системой рулевого управления с усилителем из-за использования как гидравлических, так и электрических компонентов.

    3. Электронная система усилителя руля- Это новейший тип системы усилителя руля, в котором гидравлическая система от гидравлического усилителя руля полностью заменена электродвигателями и электрическими датчиками, вместо использования гидравлической силы, двигателя приводимый в действие аккумулятором автомобиля, используется для приложения усилия к рулевому механизму, а крутящий момент, создаваемый двигателем, контролируется датчиками, определяющими положение рулевой колонки.

    • Реакция на рулевое управление этой системы быстрая и очень эффективная, поэтому сегодня она используется почти во всех новых автомобилях.

    Важные компоненты

    Важными частями системы рулевого управления с усилителем являются:

    преобразуется в поперечное движение колес с помощью набора червячных передач с постоянным зацеплением, называемых реечной передачей, обеспечивающей поперечное движение, и шестерней, обеспечивающей вращательное движение.

    2. Рычаги – T это механические ограничения, которые обеспечивают относительное движение между двумя компонентами. передавать поперечное движение стойки на колеса.

    3. Силовое устройство- Как мы уже говорили выше, устройство увеличения усилия (гидравлическое, гибридное или электрическое) используется для увеличения усилия на рулевом колесе с целью уменьшения усилия на рулевом колесе.Это устройство крепится к шестерне реечного механизма.

    4. Рулевое колесо- Круглое рулевое колесо используется в кабине (управляется водителем), которое обеспечивает вращательное рулевое управление для других рулевых устройств для управления транспортным средством.

    Работа системы рулевого управления с усилителем

    Работа системы рулевого управления с усилителем отличается в зависимости от используемых устройств увеличения усилия. поэтому, чтобы понять работу гидроусилителя руля, все 3 метода необходимо обсудить отдельно.

    1. Гидравлическая система рулевого управления

    Источник изображения

    колеса, эта гидравлическая сила создается рядом компонентов, которые включают гидравлический цилиндр, гидравлический насос поворотного устройства, гидравлические линии, сильно сжатую гидравлическую жидкость и соединительный механизм, который может соединять эту гидравлическую систему с рейкой системы рулевого управления.

    • Когда водитель поворачивает рулевое колесо, гидравлический насос, приводимый в действие двигателем, начинает перекачивать сильно сжатую гидравлическую жидкость по магистралям.
    • Гидравлическое давление, создаваемое насосом, поступает в гидравлический цилиндр, который, в свою очередь, воздействует на поршень цилиндра.
    • Поршень, находящийся под высоким давлением, начинает двигаться от одного конца к другому, что в свою очередь проталкивает дальше жидкость по магистралям, при этом движении поршня усилие, приложенное водителем, увеличивается в несколько раз.
    • Эта жидкость под высоким давлением, подаваемая гидравлическим цилиндром, затем оказывает давление на прикрепленную шестерню через соединительный механизм, который, в свою очередь, оказывает большое усилие на зубчатую рейку, и происходит рулевое управление передними колесами.

    Читайте также:

    Что такое бесступенчатая трансмиссия CVT и как она работает?

    Центробежный нагнетатель – принцип работы, основные части, преимущества, недостатки применения

    Как работает гидротрансформатор?

    2.Гибридная или полугидравлическая система рулевого управления с усилителем

    В этом типе системы рулевого управления с усилителем гидравлический насос, приводимый в движение двигателем от системы рулевого управления с гидравлическим усилителем, заменен электрическим насосом, что делает его более надежным. Эта система аналогична упомянутой выше системе рулевого управления с гидравлическим усилителем.

    Источник изображения

    3. Система рулевого управления с электроусилителем

    двигатель вместо гидравлической жидкости, и эта система работает следующим образом:

    Источник изображения

    • Когда водитель вводит данные через рулевое колесо, электронные датчики, прикрепленные к рулевой колонке, считывают данные и отправляют их на блок управления автомобилем.
    • ЭБУ автомобиля анализирует эти входные данные и отправляет сигнал напряжения на электродвигатель, расположенный на конце рулевой колонки, шестерня которого находится в постоянном зацеплении с ведущей шестерней.
    • Благодаря этим сигналам напряжения, отправленным ЭБУ, двигатель, который приводится в действие аккумуляторной батареей транспортного средства, запускается и обеспечивает определенный крутящий момент в соответствии со значением полученных сигналов напряжения
    • После того, как двигатель запускает передачу, которая находится в постоянном зацеплении с ведущей шестерней и начинает передавать усиленный крутящий момент на ведущую шестерню, которая, в свою очередь, передает этот крутящий момент на рейку, через которую она закреплена.
    • При этом крутящем моменте, прикладываемом шестерней к рейке, рейка перемещается, что, в свою очередь, приводит в движение передние колеса (с помощью прикрепленных рулевых тяг) в соответствии с требованиями.

    Для лучшего понимания различных типов усилителя руля посмотрите видео ниже:

    Электронный усилитель руля | Запчасти KnowYou

    Преимущество системы электронного усилителя рулевого управления (EPS) по сравнению с гидравлической системой заключается в том, что даже если двигатель заглохнет, вы все равно будете иметь помощь при рулевом управлении.Это преимущество также может быть недостатком, если система отключается при работающем двигателе, и вы теряете рулевое управление.

    Рис. 1

    Водитель, не подозревающий об этом состоянии, может забеспокоиться, если при работающем двигателе произойдет отказ электрической или электронной части, так как не ожидается потери помощи.

    Электронные системы рулевого управления с усилителем устраняют необходимость в насосе, шлангах и приводном ремне, подключенном к двигателю с переменным количеством мощности. Конфигурация системы EPS может позволить разместить всю систему усилителя на реечном рулевом механизме или в рулевой колонке.

    Система не затягивает двигатель ни от насоса гидроусилителя руля, ни от генератора, потому что она не будет оказывать помощь, пока этого не потребует водитель. Также отсутствует гидравлическая жидкость.

    Рис. 2

    Бесщеточное приложение

    Типичное приложение рулевого управления EPS использует двунаправленный бесщеточный двигатель, датчики и электронный контроллер для обеспечения помощи при рулевом управлении. Двигатель будет вращать шестерню, которая может быть соединена с валом рулевой колонки или рулевой рейкой.Датчики, расположенные в рулевой колонке, измеряют два основных воздействия водителя — крутящий момент (усилие на руле) и скорость и положение рулевого колеса.

    Рулевое колесо в сервисной информации обозначено как штурвал. Входные данные о крутящем моменте, скорости и положении, сигнал скорости автомобиля и другие входные данные интерпретируются в электронном блоке управления.

    Контроллер обрабатывает усилие на рулевом колесе и положение штурвала с помощью ряда алгоритмов помощи и возврата, чтобы обеспечить правильную полярность и ток для двигателя.

    Другими входными параметрами, влияющими на помощь и возврат, являются скорость автомобиля, частота вращения двигателя и системы управления шасси, такие как ABS и электронный контроль устойчивости (ESC).

    В бесщеточном двигателе используется ротор с постоянными магнитами и три электромагнитные катушки для приведения ротора в движение. В большинстве случаев используется червячная передача двигателя для привода шестерни на рулевом валу или рейке ( рис. 1 ).

    Бесщеточный двунаправленный двигатель с постоянными магнитами и редуктор выполняют ту же функцию, что и силовой цилиндр в гидравлической системе.

    Пары из шести переключающих транзисторов смещены в прямом направлении и перемещают ротор по часовой стрелке или против часовой стрелки. Это пары A+ и C-; В+ и А-; C+ и B- ( рис. 2 ). Направление ротора определяется последовательностью, в которой напряжение подается на катушку A, B или C и возвращается на землю через присоединенную пару. Последовательность для вращения по часовой стрелке — ABC, а для вращения против часовой стрелки — CBA (, рис. 3, ).

    Рис. 3

    Основное назначение контроллера EPS — управление двигателем.Процессор является сердцем контроллера для ввода и вывода. Выход процессора управляет тремя парами транзисторов, которые управляют вращением двигателя. Первичный ввод в процессор поступает от датчика крутящего момента и датчика скорости и положения маховика.

    Процессор также является составной частью контролируемой сети (CAN) и шины данных автомобиля для связи шасси и трансмиссии. Эта шина данных передает информацию о скорости автомобиля, частоте вращения двигателя, ABS и ESC ( Рис.3 ). Контроллер имеет адаптивную память и диагностику.

    Бортовая диагностика (OBD II) установила общие коды неисправностей. Отказ датчика крутящего момента, скорее всего, приведет к установке диагностических кодов неисправности (DTC) U0130 — Потеря связи с модулем управления усилием рулевого управления — и U0131 — Потеря связи с модулем управления усилителем рулевого управления.

    Датчик крутящего момента выполняет ту же функцию, что и торсион и золотник в гидравлической системе. Электронный датчик использует торсион так же, как и в золотниковом клапане.

    Существует три различных типа электронных датчиков крутящего момента, которые подразделяются на контактные и бесконтактные. В бесконтактном датчике используется магнитный ротор с чередующимися полюсными наконечниками, прикрепленный к торсиону.

    Рис. 4 Датчики Холла

    контролируют кручение торсиона, измеряя изменение магнитного потока, создаваемого его положением на лопасти, расположенные на кольцах статора датчика.

    Когда ротор движется, изменение магнитного потока создает сигнал для интегральной схемы аналоговых датчиков (ASIC), которая обрабатывает сигнал и отправляет информацию вспомогательному алгоритму контроллера.ASIC — это описание того, что обычно называют «чипом» (, рис. 4, ).

    Рис. 5 Датчики крутящего момента контактного типа

    используют грязесъемник, прикрепленный к торсиону, и делитель напряжения, прикрепленный к вращающемуся мосту, прикрепленному к валу двигателя, для измерения кручения торсиона. Вращающийся мост использует контактные щетки, которые соединяются с корпусом датчика и разъемом для получения питания, заземления и передачи сигнала напряжения на контроллер ( рис. 5 ).

    Электрическая система рулевого управления сохранит датчик скорости маховика (HWSS) как для скорости, так и для положения.Он сохранит четыре цепи делителя напряжения и стеклоочиститель.

    Делители напряжения изготовлены из резистивного материала на пленке с питанием от опорного напряжения пять вольт и образуют четыре 90-градусных чувствительных элемента. У очистителя есть контакт, который перемещается по резистивной пленке и подает выходной сигнал на контроллер.

    Сигнал колеблется от 0,5 до 4,5 вольт с плюсом или минусом 0,3 вольта. Например: датчик выдает от 0,2 до 4,8 вольт при повороте рулевого колеса на 90 градусов.Затем датчик выдает от 4,8 до 0,2 вольта для следующих 90 градусов поворота руля в том же направлении.

    Когда рулевое колесо повернуто на 360 градусов, напряжение изменится с 0,2 до 4,8, с 4,8 до 0,2 и с 0,2 до 4,8, с 4,8 до 0,2 вольта при постоянном возрастании и падении напряжения.

    Новые технологии будут внедряться в существующие системы. Дроссельная заслонка теперь является общей функцией как отечественных, так и импортных автомобилей.

    Как это работает: гидроусилитель руля

    Направляющие звенья

    1. Как это работает
    2. Тематическая статья

    Впервые представленный в 1951 году, каждый автомобиль сегодня использует гидравлическую или электрическую энергию для рулевого управления •  7 февраля 2019 г.  •  4 минуты чтения  •  Присоединяйтесь к беседе

    Содержание статьи

    Раньше считалось, что если вы хотите водить машину, у вас должны быть для этого руки.В старых автомобилях не было гидроусилителя руля, а для парковки или даже поворота на низкой скорости требовалось много усилий, чтобы крутить руль на большой тяжелой машине. Само колесо тоже было огромным, чтобы обеспечить необходимый рычаг.

    Объявление 2

    Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

    Содержание статьи

    В 1951 году Chrysler стал первым автопроизводителем, предложившим потребителям рулевое управление с усилителем, и вскоре за ним последовали другие производители.Каждый новый автомобиль, продаваемый сегодня в Канаде, оснащен гидроусилителем руля. В то время как некоторые все еще используют гидравлическую систему, как в первых моделях с легким управлением, автопроизводители все чаще переходят на электрические системы, и есть даже система, которая представляет собой комбинацию этих двух систем.

    Реечное рулевое управление с электроусилителем от Ram 1500. FCA

    Большинство автомобилей используют реечное рулевое управление. Рейка представляет собой металлический стержень с зазубринами между передними колесами, а шестерня представляет собой небольшую шестерню с зубьями, которые входят в зацепление с зубьями рейки.Поворот руля приводит в движение ведущую шестерню. Это перемещает стойку вправо или влево, что приводит к повороту колес автомобиля.

    Без гидроусилителя вам потребуется тяжелая сила, чтобы повернуть шестерню и переместить рейку. Как следует из названия, гидравлический усилитель руля использует силу гидравлической жидкости под давлением для облегчения рулевого управления, работая всякий раз, когда водитель поворачивает рулевое колесо. Жидкость нагнетается насосом, который получает мощность через ремень, прикрепленный к двигателю. Система требует некоторого обслуживания, в том числе замены ремня, если он слишком изношен, и проверки наличия достаточного количества жидкости в резервуаре.Рулевое управление с гидравлическим усилителем будет издавать визжащий звук, если руль повернут до упора и крепко удерживается — он говорит «ай», и если слегка отпустить руль, шум должен прекратиться, — но если он шумит при каждом повороте руля или если для управления автомобилем требуется больше усилий, это обычно указывает на то, что в системе мало жидкости.

    Объявление 3

    Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

    Содержание статьи

    Вспомогательные системы с электроусилителем, или EPAS, также помогают уменьшить усилие водителя на рулевом колесе с помощью небольшого электродвигателя, который может быть установлен на рулевом валу, прикрепленном к ведущей шестерне, или на самой рулевой рейке, в зависимости от производитель авто.Они стали популярными по ряду причин, включая экономию топлива, поскольку они не используют мощность двигателя для выполнения своей работы, как это делает гидравлический насос. Они не такие сложные и весят меньше, что является преимуществом, когда автопроизводители пытаются сбросить каждый возможный килограмм, чтобы увеличить экономию топлива. Электродвигатели также не требуют технического обслуживания и обеспечивают некоторую экологичность, поскольку им не нужны гидравлические или резиновые шланги, как в гидравлической системе.

    Объявление 4

    Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

    Содержание артикула

    Кроме того, ими можно управлять с помощью компьютера. Системы помощи при удержании полосы движения подталкивают автомобиль назад, если водитель непреднамеренно съезжает за линию движения, и некоторые используют для этого быстрое торможение с одной стороны, но некоторые системы используют двигатель EPAS, чтобы мягко направить рулевое управление назад. Системы контроля полосы движения более сложны, они «считывают» разметку по обеим сторонам полосы и управляют системой EPAS, чтобы она оставалась между ними. В настоящее время это предлагается на некоторых автомобилях в качестве системы помощи водителю, но также является строительным блоком для беспилотных автомобилей.

    Существует также третья система, электрогидравлическое рулевое управление, которая используется на нескольких автомобилях, но чаще встречается на некоторых коммерческих транспортных средствах и крупной сельскохозяйственной технике. Усилитель рулевого управления использует гидравлическое давление, но вместо работы от двигателя насос гидроусилителя руля приводится в действие электродвигателем.

    Объявление 5

    Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

    Содержание статьи

    Как и почти все остальное в автомобиле, система EPAS с годами стала лучше.С самыми ранними системами рулевое управление могло показаться нечетким или нечетким, но новые системы значительно улучшили ощущение рулевого управления и управляемость. Водителям нужна «обратная связь», тонкое, но важное ощущение через колесо, которое позволяет им понять, что находится под шинами и насколько хорошо они цепляются за асфальт. Раньше гидравлическое рулевое управление было лучше для этого, но большинство систем EPAS догнали его.

    Электрическое рулевое управление также позволяет инженерам легко регулировать вес рулевого управления, т. е. усилие, необходимое для поворота колеса.В идеале рулевое управление должно быть легким на низких скоростях, чтобы было легче поворачивать в тесных помещениях, таких как парковки, в то время как более твердое и прямое ощущение предпочтительнее для спортивного вождения. Гидравлические системы могут быть рассчитаны на различную реакцию в зависимости от скорости автомобиля, но EPAS можно запрограммировать точно на скорость автомобиля и действия рулевого колеса. Некоторые автомобили даже имеют режимы, выбираемые водителем, которые могут регулировать рулевое управление для более легкого или спортивного ощущения.

    Объявление 6

    Это объявление еще не загружено, но ваша статья продолжается ниже.

    Содержание артикула

    И не всякое нововведение происходит на рулевой рейке. Infiniti предлагает электронное управление, систему, которая не имеет прямой механической связи между рулевым колесом и колесами. Вместо этого цифровая система использует программное обеспечение для определения того, насколько водитель повернул руль, и отправляет информацию на компьютеры, управляющие рулевым механизмом. Компания заявляет, что это устраняет вибрацию, которая может возникнуть через обычный рулевой вал, и позволяет быстро регулировать рулевое управление за миллисекунды.Это определенно то, что первые водители, изо всех сил пытающиеся припарковать свои машины, никогда не могли себе представить.

    Поделитесь этой статьей в своей социальной сети

    Подпишитесь на получение информационного бюллетеня Driving.ca Blind-Spot Monitor по средам и субботам

    отказаться от подписки в любое время, нажав на ссылку отказа от подписки в нижней части наших электронных писем. Постмедиа Сеть Инк.| 365 Bloor Street East, Торонто, Онтарио, M4W 3L4 | 416-383-2300

    Спасибо за регистрацию!

    Приветственное письмо уже в пути. Если вы его не видите, проверьте папку нежелательной почты.

    Следующий выпуск журнала Driving.ca «Мониторинг слепых зон» скоро будет в вашем почтовом ящике.

    Комментарии

    Postmedia стремится поддерживать живой, но вежливый форум для обсуждения и призывает всех читателей поделиться своим мнением о наших статьях.Комментарии могут пройти модерацию в течение часа, прежде чем они появятся на сайте. Мы просим вас, чтобы ваши комментарии были актуальными и уважительными. Мы включили уведомления по электронной почте — теперь вы будете получать электронное письмо, если получите ответ на свой комментарий, появится обновление ветки комментариев, на которую вы подписаны, или если пользователь, на которого вы подписаны, прокомментирует. Посетите наши Принципы сообщества для получения дополнительной информации и подробностей о том, как изменить настройки электронной почты.

    Что такое электроусилитель руля и что в нем хорошего?

    Когда бы вы ни вели машину, некоторые вещи легко принять как должное.Например, тот факт, что вы можете легко повернуть руль в любой момент, является благословением. Если вы когда-либо водили автомобиль без гидроусилителя руля, вы бы точно поняли, что мы имеем в виду. Если нет, то считайте свои счастливые звезды, что изобретен гидроусилитель руля и вам не придется крутить руль с силой бодибилдера.

    С течением времени эта система усилителя рулевого управления была усовершенствована и стала более эффективной благодаря использованию электродвигателя вместо гидравлического насоса.Но что такое электроусилитель руля и что в нем такого замечательного?

    История гидроусилителя руля

    Женщина за рулем автомобиля с кондиционером, остров Ибица, Балеарские острова, Испания. | (Фото Mediacolors/Construction Photography/Avalon/Getty Images)

    По данным Blue Devil Products, первая система рулевого управления с усилителем была представлена ​​в 1951 году на Chrysler Imperial, а остальное стало историей.С тех пор инженеры смогли настроить передаточное отношение автомобиля, что облегчило водителям поворот передних колес с меньшим количеством поворотов рулевого колеса.

    С момента изобретения и до начала 2000-х годов большинство систем рулевого управления с усилителем в автомобилях имели гидравлический привод. Это означает, что система приводилась в действие насосом, заполненным гидравлической жидкостью, накачанной до высокого давления. И хотя эта система хорошо работает, когда дело доходит до обеспечения быстрого и легкого управления, она также имеет ряд недостатков.

    Во-первых, насос гидроусилителя руля приводится в действие двигателем, а это значит, что он должен работать постоянно. Сообщается, что это постоянное механическое потребление двигателя приводит к потере мощности от пяти до восьми лошадиных сил в большинстве автомобилей и может даже снизить его экономию топлива примерно на три мили на галлон. Кроме того, жидкость гидроусилителя руля необходимо периодически менять, и если какой-либо из компонентов или шлангов выйдет из строя, жидкость также может загрязниться.

    В начале 90-х и вплоть до начала 2000-х годов многие производители стали использовать системы рулевого управления с электроусилителем вместо гидравлических версий.

    Как работает система рулевого управления с электроусилителем?

    Гибридный автомобиль Toyota Prius едет по улице. | (Фото Джастина Салливана/Getty Images)

    Рулевое управление с электроусилителем использует электродвигатель вместо гидравлического насоса. Blue Devil отмечает, что сам электродвигатель затем управляется электронной схемой, подключенной к бортовой компьютерной системе автомобиля.

    Преимущества электроусилителя руля

    Теперь, когда мы видим, как работает система рулевого управления с гидравлическим усилителем, легко понять, почему электрическая система имеет свои преимущества.Во-первых, электрическая система не получает энергию от двигателя, поскольку она питается от электрической системы автомобиля. Также нет необходимости в гидравлическом насосе, трубопроводах или жидкости гидроусилителя руля, так что вы можете попрощаться с любыми потенциально негерметичными беспорядками.

    Кроме того, производители автомобилей могут настроить систему рулевого управления с электроусилителем, чтобы она регулировалась по скорости. Это означает, что он может увеличивать или уменьшать сопротивление руля автомобиля в зависимости от скорости движения автомобиля. Например, рулевое управление автомобиля может усиливаться на скоростях автомагистрали для большей устойчивости, а затем ослабляться на более низких скоростях для большей легкости и комфорта в поворотах.

    Принимая во внимание легкость, удобство и меньшее количество беспорядка, которые может обеспечить электрическая система питания, легко понять, почему она используется сегодня в большинстве новых автомобилей. Во всяком случае, по крайней мере, вам не нужно беспокоиться о замене жидкости на одном.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.