Что выбрать: гидроусилитель или электроусилитель руля? Что лучше ГУР или ЭУР? Что лучше гур или электроусилитель.

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.

Электрогидравлический усилитель руля Servotronic – элемент рулевого управления автомобиля, который создает дополнительное усилие при вращении рулевого колеса водителем. По сути, электрогидроусилитель руля (ЭГУР) – это усовершенствованный гидроусилитель. Электрогидроусилитель отличается улучшенной конструкцией, а также более высоким уровнем комфорта при управлении автомобилем на любой скорости. Рассмотрим принцип действия, основные составляющие, а также преимущества данного элемента рулевого управления.

Принцип работы ЭГУР Servotronic

Принцип действия электрогидравлического усилителя аналогичен работе гидравлического усилителя руля. Главное отличие в том, что здесь насос гидроусилителя приводится в движение электродвигателем, а не ДВС.

Рулевое управление с электрогидравлическим усилителем руля компании TRW

Если автомобиль движется прямо (рулевое колесо не поворачивается), то жидкость в системе просто циркулирует по направлению от насоса гидроусилителя в бачок и обратно. Когда водитель поворачивает руль, циркуляция рабочей жидкости прекращается. В зависимости от направления вращения руля она заполняет определенную полость силового цилиндра. Жидкость из противоположной полости попадает в бачок. После этого рабочая жидкость начинает давить на рейку рулевого механизма с помощью поршня, далее усилие переходит на рулевые тяги, и происходит поворот колес.

Гидравлический усилитель руля функционирует с наибольшей производительностью на малой скорости (повороты в ограниченном пространстве, парковка). В этот момент электромотор вращается быстрее, а насос гидроусилителя работает производительнее. При этом водителю не надо прикладывать особого усилия при повороте рулевого колеса. Чем выше скорость машины, тем медленнее работает электродвигатель.

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.

Отличия от других видов усилителей

Как отмечалось ранее, в отличие от обычного гидроусилителя руля, ЭГУР Servotronic имеет в составе электромотор, приводящий в движение насос (либо другое исполнительное устройство – электромагнитный клапан), а также электронную систему управления. Данные конструктивные отличия позволяют электрогидравлическому усилителю регулировать усилие в зависимости от скорости машины. Этим обеспечивается комфортное и безопасное управление автомобилем на любой скорости.

Отдельно отметим легкость маневрирования на малых скоростях, что недоступно обычному ГУР. На больших скоростях уровень усиления уменьшается, что позволяет водителю управлять автомобилем более точно.

Преимущества и недостатки

Сначала о преимуществах ЭГУР:

• компактность конструкции;
• комфорт управления автомобилем;
• функционирование при отключенном/неработающем двигателе;
• легкость маневрирования на малых скоростях;
• точное управление на больших скоростях;
• экономичность, снижение расхода топлива (включается в нужный момент).

Недостатки:

• риск выхода ЭГУР из строя из-за задержки колес в крайнем положении в течение длительного времени (перегрев масла);
• пониженная информативность руля на больших скоростях;
• более высокая стоимость.

Servotronic – это торговая марка AM General Corp. ЭГУР Servotronic можно встретить на автомобилях таких компаний, как: BMW, Audi, Volkswagen, Volvo, Seat, Porsche. Электрогидравлический усилитель руля Servotronic, несомненно, облегчает жизнь водителю, делая поездки на автомобиле более комфортными и безопасными.

Все те, кто обучался вождению на «Копейке» или другом подобном ему немолодом авто не понаслышке знают, как сложно управлять траекторией движения машины, неукомплектованной усилителем руля, поэтому усилитель – определенно важная составляющая любого современного автомобиля. Вот только бывает она и . Что лучше гидроусилитель или электроусилитель руля? – вопрос довольно спорный, чаще всего сводящийся к индивидуальным предпочтениям каждого, но это не значит, что на него нет четкого однозначного ответа. Ищите его ниже, а пока обо всем по порядку.

Что такое ГУР и ЭУР?

И ГУР (гидравлический усилитель руля), и ЭУР (электрический/электромеханический усилитель руля) – это автомобильное устройство, используемое в его рулевой системе для облегчения совершения поворотов руля. Только первый работает за счет высокого давления масла, которое и облегчает управление, а второй – при помощи электромотора.

Устройство и принцип работы гидроусилителя руля.

Основными составными элементами любого гидроусилителя руля являются:

1. бачок с гидравлической жидкостью (маслом);
2. насос;
3. трубопроводы высокого и низкого давления;
4. золотниковый распределитель;
5. рулевой механизм с сошкой.

Когда водитель поворачивает руль, насос, приведенный в действие ремнем от коленвала, под давлением в 50-100 атмосфер подает масло золотниковый распределитель. А тот уже, в свою очередь, отслеживая прикладываемые к рулю усилия, оказывает строго дозированную помощь в воздействии на колеса.

Устройство и принцип работы электроусилителя руля.

1. электромотор;
2. бесконтактный датчик крутящего момента;
3. вал рулевой колонки и торсионный вал;
4. ЭБУ – электронный блок управления;
5. датчик положения ротора.

Взаимодействуют они следующим образом.

Когда водитель поворачивает руль, торсионный вал начинает скручиваться, что мгновенно замечает датчик крутящего момента и передает соответствующие данные на ЭБУ. Последний соотносит полученную информацию с данными других датчиков (оборотов коленвала и скорости), вычисляет необходимое компенсационные усилие и дает соответствующую команду электродвигателю, который в свою очередь и воздействует на вал рулевой колонки, облегчая вращение рулевого колеса.

Плюсы и минусы гидравлического усилителя руля.

• Управлять автомобилем, укомплектованным ГУР одинаково комфортно на всех скоростях.
• Производство гидроусилителя руля менее затратно, поэтому транспортные средства, на которых он установлен, стоят заметно дешевле своих собратьев с ЭУР.
• Вся система ГУР довольно мощная, поэтому легко выдерживает любые нагрузки, а значит – может устанавливаться и на внедорожниках, и на грузовиках.

• Зависимость от двигателя и постоянная трата части его мощности, даже при скоростном прямолинейном движении по трассе, когда необходимость в усилении прикладываемых к рулю усилий минимальна.
• ГУР требует внимательной эксплуатации. К примеру, запрещено держать рулевое колесо в самом крайней положении более 5 секунд, так как это может спровоцировать перегрев масла в системе гидроусилителя и выходу последнего из строя. Важно всегда отслеживать уровень масла в системе, дважды в год производить его замену и т. д.
• Более долгий отклик на действия водителя, нежели у ЭУР.
• Громоздскость.

Плюсы и минусы электрического усилитель руля.

• Экономичность: ЭУР включается только при повороте рулевого колеса, в то время как его оппонент – ГУР – работает постоянно, излишне расходуя и мощность двигателя, и запасы горючего.
• Имеет несколько режимов использования.
• Компактность: в сравнении с гидроусилителем, электроусилитель занимает в подкапотном пространстве очень мала места.
• Простота обслуживания.
• ЭУР одинаково хорошо работает и в жару, и в холод.
• Авто с электроусилителем имеет более острую реакцию на действия водителя при высоких скоростях, чем такое же авто, но с гидравлическим усилителем.

• Малая мощность, в связи с чем данный вид усилителя рулевого управления устанавливается только на легковые автомобили.
• При неблагоприятных условиях движения (например, развязшей грунтовой дороге), ЭУР может перегреваться и ненадолго (пока не остынет) выходить из строя.
• Очень дорогой ремонт.

Вывод.

Учитывая все вышесказанное, а также то, что ЭУР был разработан после ГУРа с целью устранения недостатков последнего, можно сделать однозначный вывод – ЭУР лучше ГУРа. Ну, а если вы считаете иначе, значит, либо еще не катались на авто с электроусилителем, либо делали это в недостаточном объеме. Ведь вкусы – это чаще всего наши привычки, которые имеют свойство меняться, нужно лишь не бояться пробовать что-то новое.

Видео.

Определить какой узел установлен на выбранной марке машины можно и без помощи продавца. Для этого необходимо заглянуть под капот автомобиля. Если там вы обнаружили бачок с соответствующей пиктограммой, на которой изображен руль – значит, перед вами авто с ГУР. Именно в этот бак и заливается жидкость для гидроусилителя руля. Если бачка нет, а руль при этом крутится свободно, то это означает, что в машине установлен ЭУР.

Полезно! В некоторых машинах бак для жидкости гидроусилителя располагается в бампере и при этом устройство представляет собой гибрид электро- и гидроусиления. Но, такие авто можно пересчитать по пальцам. Например, несколько моделей Opel Zafira оснащены именно такими «скрытыми» узлами ЭГУР.

Чтобы разобраться, что лучше электроусилитель или гидроусилитель, сначала стоит сказать об особенностях и отличиях каждой из этих систем в отдельности.

Гидроусилитель руля

ГУР сегодня более распространен, в отличие от электрической системы, которая только набирает обороты. Гидроусилитель состоит из сложных узлов – трубопроводов низкого и высокого давления, ремней и прочих элементов, по которым циркулирует жидкость, заливаемая в специальный бак, соединенный с насосным оборудованием. Как только водитель поворачивает руль, происходит целый ряд процессов. Сперва жидкость под высоким давлением подается через распределитель в рулевой механизм, после чего она нагнетается в гидроцилиндре, создавая тем самым давление, которое оказывает влияние на поршень. В результате смещения последнего, степень усилия, которое водитель прилагает для поворота руля, снижается. При движении по прямой траектории жидкость гидроусилителя отходит обратно в бачок. Как видите, это довольно сложная закрытая система циркуляции жидкости, в которой участвует много элементов, каждый из которых может со временем выйти из строя.

Если говорить об особенностях работы ГУР, стоит упомянуть следующие недостатки:

• Гидроусилитель потребляет энергию мотора, в связи с чем мощность двигателя заметно падает.
• Система довольно капризна и требует периодического обслуживания (замена жидкости гидроусилителя должна выполняться каждые 50 000-80 000 километров пробега или как только ее уровень в бачке понизился до минимальной отметки). Кроме этого, довольно часто приходится подтягивать ремень насоса.
• Обязательным условием для правильного функционирования ГУР является полная герметичность узлов.
• Температурные колебания оказывают пагубное влияние на жидкость гидроусилителя, в результате чего падает эффективность всей системы в целом.

Помимо этих недостатков, многие автолюбители часто жалуются, что гудит гидроусилитель руля при повороте. Эта проблема может быть связана с поломкой в рулевой рейке, проблемами с насосом, ремнем или некачественным маслом. В результате того, что система, призванная упростить жизнь автолюбителей, начала приносить много хлопот, был разработан более простой и удобный механизм – электроусилитель.

Электроусилитель руля

ЭУР по своей конструкции намного проще гидравлического усилителя. По большому счету это небольшой электромотор, блок управления и два датчика: крутящего момента и угла поворота. Устройство, установленное на самой рулевой рейке или колонке, считывает информацию о том, какой водитель передает угол поворота. При этом с помощью торсионного вала, который встроен в узел рулевого управления, передается крутящий момент.

Если говорить о том чем отличается гидроусилитель руля от электроусилителя руля, то в первом случае усилие, которое прилагается к рулю снижается за счет давления и циркулирующей жидкости, во втором, информация преобразуется благодаря электрике, в результате чего колеса выполняют легкий поворот. Электронный блок гидроусилителя в этом случае анализирует данные и уже на их основании рассчитывает, сколько тока потребуется электромотору. Благодаря этому при парковке или резких маневрах производится наибольшее усилие со стороны ЭУР. При медленных поворотах электроусилитель снижает силу крутящего момента и практически не задействуется.

Если говорить о преимуществах ЭУР перед ГУР, то стоит отметить следующие плюсы электроусилителя:

• Он занимает минимум пространства.
• В процессе эксплуатации ЭУР потребляет энергию, только в те моменты, когда он используется. ГУР же работает постоянно, как только вы завели двигатель.
• Электроусилитель работает бесперебойно как в сильные морозы, так и в жару.
• Так как ЭУР состоит из меньшего числа элементов, то он надежнее, так как не требует постоянного обслуживания и ремонта.

Тем не менее, электроусилители обладают своими особенностями, которые смущают некоторых водителей. Поэтому попробуем разобраться, какая система лучше показывает себя в управлении.

Какая система удобнее в управлении

При разработке усилителей системы управления автомобилем перед конструкторами стояла сложная задача. С одной стороны, необходимо обеспечить легкость при повороте колес, с другой стороны, водитель не должен терять «контакт» с дорогой, для этого требовалось обеспечить обратную связь.

На деле многие водители убеждены, что при использовании ЭУР чувствовать дорогу не всегда будет получаться. На деле это совершенно не так. Дело в том, что электроусилитель, наоборот, наиболее точно чувствует и анализирует ситуацию на дорожном полотне, поэтому он четко передает угол поворота, а при ускорении машины руль становится «тяжелее». ГУР в этом вопросе проигрывает, так как он хоть и обеспечивает надежную обратную связь, но при этом предохранить от выворота руля на большой скорости он не может. Электроусилитель же не допустит подобной ситуации.

Еще один миф, который прочно засел в головах «бывалых» — это то, что ЭУР не поддается ремонту, поэтому если он сломается, то ничего с этим не поделаешь. На самом деле и это не так. Просто для того, чтобы отремонтировать электроусилитель, нужно обращаться не в СТО, а к электрикам.

Среди действительно реальных недостатков ЭУР стоит упомянуть тщательную калибровку, которая требуется такой системе. По факту произвести все эти настройки можно на иномарках, детища отечественного автопрома будут куда капризнее в этом вопросе. Также электромотор нуждается в дополнительной защите – демпфере, который будет гасить вибрации и колебания, влияющие на целостность ЭУР.

Что лучше ГУР или ЭУР? Разбираемся какой усилитель руля лучше!

Современный автомобиль сложно представить без усилителя руля, о котором, кстати, многие автомобилисты даже и не догадываются. Аббревиатура ГУР или ЭУР многим «наездникам» ни о чем не говорит, поэтому вопрос: какая разница между ГУР и ЭУР, задавать бессмысленно.

Сегодня на ВопросАвто мы поговорим об усилителе руля, о том каким он бывает, а также постараемся разобраться в вопросе, что лучше ГУР или ЭУР. Поехали…

Усилитель руля придумал хлипкий слабенький водитель большого грузового авто, у которого просто не было сил поворачивать тяжелый руль и огромные колеса… 🙂 Шучу конечно! 🙂 Хотя доля правды в этой шутке все-таки есть. Правда в том, что усилитель и вправду был позаимствован у грузовиков, именно их изначально стали оборудовать ГУРами (ГидроУсилитель Руля). Большие грузовые машины имеют большие колеса, которые повернуть не так уж просто, а если машина еще и стоит на месте, то и вовсе невозможно. Поэтому было изобретено устройство, которое вместо водителя выполняло силовую задачу во время вращения водителем рулевого колеса.

Чуть позже гидроусилитель перекочевал на легковые авто, владельцы которых также жаждали комфорта и легкости управления. Но до этого наши отцы, деды и прадеды управляли своими «ГАЗами», «Волгами», «Жигулями» и «Москвичами» без каких-либо усилителей руля, возможно из-за этого и были такими сильными и смелыми. 🙂 (Юмор!)

Что такое гидроусилитель рулевого колеса (ГУР)?

Гидроусилитель появился первым и существенно упростил управление автомобилем, при этом его главная задача была не только снять силовую нагрузку с рук водителя, одной из задач, которые поставили перед собой конструкторы была - безопасность. После повреждения переднего колеса на скорости при наличии ГУРа водитель не терял управления над автомобилем, к тому же меньше ощущал вибрации, которые поступали от колес во время езды по неровностям.

Как работает ГУР?

Гидроусилитель руля представляет собой набор узлов, среди которых: система масляных магистралей высокого и низкого давления, масляный насос при помощи которого происходит циркуляция жидкости гидроусилителя в бачок, в котором находится жидкость ГУР, а также рулевая рейка и наконечники. Во время поворота руля в системе гидроусилителя происходит ряд событий, о которых вы даже не догадываетесь. Вы, водитель, поворачивая руль, задаете направление, после чего специальная жидкость (синтетическое или полусинтетическое масло почти такое как в АКПП) под высоким давлением нагнетается насосом через распределитель. Тем самым образуя силу, которая воздействуя на гидроцилиндр и поршень, смещает механизмы рулевой рейки в ту сторону, которую вам необходимо. После этого жидкость ГУР по системе обратной подачи снова возвращается в бачок ГУР.

Что такое электроусилитель рулевого колеса (ЭУР) и как он устроен?

Спустя многие годы после появления и успешного использования ГУРа появился ЭУР - ЭлектроУсилитель Руля. Задача ЭУР такая же как и у ГУРа - облегчать управление и поворот руля. В отличие от гидроусилителя, ЭУР не использует в своей конструкции жидкость, вместо этого используется электромотор, который и создает необходимое усилие. Кроме прочих отличий, ЭУР отличается большим количеством электроники, различных датчиков, а также целого электронного блока управления (ЭБУ). Принцип установки ЭУР также отличается от гидравлического аналога. Электрический аналог располагается непосредственно на самой рулевой рейке или рулевой колонке, а поворот и передача крутящего момента происходит при помощи торсионного вала, который вмонтирован в систему рулевого управления. Гидроусилитель создает усилие при помощи насоса и жидкости, которая образует давление, под которым происходит смещение рулевых механизмов и непосредственно поворот колес, электроусилитель выполняет то же самое действие только использует для этого электромотор и ток. Когда руль с ЭУР поворачивается, датчик крутящего момента ЭУР это обнаруживает и сообщает об этом в ЭБУ. Затем электронный блок анализирует данные и руководствуясь определенными алгоритмами определяет количество тока необходимое для электромотора, чтобы осуществить поворот руля. Характерным отличием для ЭУР является способность увеличивать/уменьшать усилие в зависимости от скорости движения автомобиля. Как вы знаете, на скорости поворот руля происходит гораздо легче и в усилителе практически нет необходимости, так вот гидроусилитель в отличии от электроусилителя не способен учитывать скорость движения и угол поворота, за счет чего на скорости руль авто с ГУР становится «ватным» и неинформативным. ЭУР учитывает скорость движения авто и снижает усиление, в результате рулевое управление становится более острым, и водитель лучше контролирует свой автомобиль во время маневров.

Уфф… Вроде разобрались, теперь давайте перейдем непосредственно к сравнению «плюсов» и «минусов» каждого из этих устройств.

«Плюсы» гидроусилителя

ГУР относительно не дорогая система, устанавливается преимущественно на большие авто или бюджетные легковушки. Производство системы гидроусилителя менее затратное, за счет чего производитель удешевляет себестоимость своих авто.

Запас мощности. Гидроусилитель более мощный, поэтому ими оборудуются внедорожники и микроавтобусы, на которых использование ЭУР невозможно.

«Минусы» гидроусилителя

• Необходимо постоянно следить за состоянием и уровнем жидкости в ГУРе. Кроме того, ее необходимо менять в соответствии с требованиями автопроизводителя.
• Необходимо соблюдать определенные правила эксплуатации. К примеру, крайне нерекомендовано долго удерживать руль в крайнем положении, поскольку это может привести к перегреву жидкости ГУР или вывести систему гидроусилителя из строя.
• Гидроусилитель требует постоянного контроля со стороны владельца. Регулярно следует проверять состояние приводных ремней, шлангов, а также насоса ГУРа на предмет трещин, подтеканий и т. д.
• Работа гидроусилителя напрямую зависит от работы мотора. Привод масляного насоса ГУРа связан с мотором, ремнем или цепью, поэтому если не работает мотор, колеса повернуть будет сложно. Кроме того, когда вы движетесь по прямой трассе на большой скорости, и в ГУРе нет никакой необходимости, мощность двигателя расходуется впустую, поскольку насос все равно работает и создает определенную нагрузку на мотор.
• ГУР не позволит регулировать усилие в зависимости от скорости, положения руля или режима езды («SPORT», «NORMAL» и т. д.).
• «Ватность» и неинформативность рулевого на большой скорости. Как я уже говорил, на скорости гидроусилитель «убивает» чувствительность и водителю тяжело выполнять маневр.

«Плюсы» электроусилителя

• Довольно простая и негромоздкая конструкция. Это позволяет сэкономить место под капотом.
• Отсутствует насос и какие-либо шланги. Это упрощает и удешевляет эксплуатацию. Нет необходимости следить за уровнем или состоянием жидкости в бачке или контролировать состояние ремней и шлангов.
• Компактные размеры. Компактность позволяет располагать ЭУР в салоне авто, что существенно сказывается на продолжительности «жизни» этого устройства.
• Электроусилитель экономит топливо. За счет того, что ЭУР контролирует блок управления, во время движения ЭБУ практически не использует электроусилитель, тем самым снижая нагрузку на двигатель, как результат - экономия топлива.
• Возможность настройки усилителя «под себя». ЭУР можно очень тонко настроить, как само усиление, так и усиление на определенных скоростях и режимах работы.
• Руль с ЭУР всегда остается «острым». Это качество очень важно для гонщиков, которые ценят информативность рулевого колеса и управляемость автомобиля превыше всего.

«Минусы» электроусилителя

Несмотря на кажущуюся безупречность, ЭУР имеет недостатки.

• Цена. Пожалуй, самый главный и большой недостаток электроусилителя - это его стоимость.
• Дорогой ремонт. Электроусилители считаются довольно выносливыми устройствами, однако тоже подвержены поломкам, и уж если ломаются, починить их сложно и недешево. В некоторых случаях приходится менять весь механизм в сборе.
• Небольшой запас мощности. Этот недостаток - причина, по которой электроусилителем не комплектуются внедорожники, автобусы, пикапы и грузовики.

Именно эти, на первый взгляд, незначительные недостатки, играют в пользу ГУР и позволяют ему успешно сосуществовать с более выгодным и совершенным с любой стороны ЭУРом. Хотя, кто знает!? Прогресс не стоит на месте и возможно уже сегодня кто-то придумывает или конструирует самый новый и совершенный электроусилитель, который навсегда вытеснит из автомобильной промышленности старый добрый ГУР…

У меня все. Теперь вы знаете, что такое ГУР и чем он отличается от ЭУР, а также какие отличия есть между гидро- и электроусилителем. Спасибо за внимание и за то, что дочитали да конца. Всем Мира и до новых встреч на vopros-avto.ru.

Устройство электроусилителя руля

Усилители рулевого управления, в случае с легковыми автомобилями, повышают комфортабельность вождения, на грузовиках же без них и вовсе не обойтись, поскольку управлять авто без такого оборудования очень затруднительно. Изначально на машинах использовался усилитель гидравлического типа (ГУР), в котором основную работу выполняла жидкость, находящаяся под давлением.

ГУР получил достаточно широкое распространение и до сих пор используется как на легковушках, так и на специализированной технике. Но у этого типа усилителя рулевого управления появился конкурент, причем достаточно серьезный - электрический усилитель (аббр. ЭУР, ЭУРУ).

Этот тип уже завоевал достаточно широкую популярность и его устанавливают на свои модели многие автопроизводители. Есть тенденция, что на определенных классах автомобилей ЭУР полностью вытесняет ГУР. Поэтому следует подробно рассмотреть устройство электроусилителя руля, конструктивные особенности, виды, положительные и отрицательные стороны.

Основная задача ЭУР та же, что и у гидроусилителя – создание дополнительного усилия на рулевом механизме для облегчения управления авто. Причем работа усилителя не должна влиять на «обратную связь», чтобы водитель постоянно «чувствовал» дорогу.

Основные составные части. Принцип работы ЭУР

Сначала рассмотрим принцип работы электроусилителя, поскольку у всех существующих видов он идентичен. Также в конструкции используются одни и те же составные части, но компоновка их может быть разной.

Итак, состоит электроусилитель из:

• Исполнительного механизма;
• Блока управления;
• Следящих датчиков.

Эти составные части присутствуют в любых типах ЭУР. Также некоторые виды дополнительно могут использовать информацию и из других датчиков – скорости движения и оборотов коленчатого вала.

Исполнительный механизм

Исполнительный механизм создает усилие, тем самым обеспечивая облегчение управления авто. Состоит он из электродвигателя и силовой передачи. Что касается мотора, то в конструкции ЭУР применяется асинхронный либо синхронный эл. двигатель бесконтактного типа, что обеспечивает высокую надежность узлу.

В ЭУР используется несколько типов силовых передач (в зависимости от типа) – червячные, шестеренчатые или же шарико-винтовые. Нередко силовые передачи исполнительного механизма называют сервоприводом.

Блок управления

Блок управления «заведует» работой исполнительного механизма. Именно он подает электрический ток (строго определенных параметров) на электродвигатель, обеспечивая включение его в работу. Подавая импульсы на исполнительный механизм, блок управления ориентируется на показания датчиков, используемых в конструкции ЭУР.

Датчики

Этих датчиков – несколько, каждый собирает определенную информацию и передает ее на блок управления. Основным среди них является датчик крутящего момента (его ещё называют датчик усилия), определяющего, какое усилие на руль приложил водитель. Также в конструкции используется датчик угла поворота руля. Опционально ЭУР также может использовать информацию о скорости движения авто и оборотах силовой установки.

Датчик крутящего момента на рулевом колесе

Измерение усилия на руле осуществляется благодаря торсиону, устанавливаемому в вал рулевой колонки. Вал в свою очередь состоит из двух: входного и выходного, соединёнными между собой торсионом. При прикладывании усилия он скручивается (чем больше сил приложить, тем сильнее угол скручивания) и валы смещаются относительно друг друга.

Этот угол и «улавливает» датчик, после чего передает полученную информацию на блок управления. На основе этих данных блок вычисляет какой импульс необходимо подать на исполнительный механизм. От этого датчика напрямую зависит, какое усилие будет компенсировать усилитель.

Стоит отметить, что сам торсион жестко связан с валами рулевой колонки и скручиваться он может только на определенный угол, поэтому даже при отказе ЭУР управление авто сохраняется.

Датчик угла поворота определяет в какую сторону водитель начал вращать руль, и благодаря информации от него блок управления устанавливает полярность тока, подаваемого на электродвигатель. Нередко датчики угла поворота и крутящего момента объединены в одну конструкцию. Располагаются они оба на рулевой колонке.

Пример устройства ЭУР с датчиком крутящего момента

Стоит отметить, что также есть и датчик обратной связи, установленный на электродвигателе, благодаря которому блок управления контролирует работу исполнительного механизма.

Задействование для работы ЭУР других датчиков – скорости движения и параметров работы мотора, дает возможность подстроить усилитель под конкретные условия движения.

Зная конструкцию, можно понять принцип работы электроусилителя руля. Имеющиеся в конструкции датчики постоянно следят за положением рулевой колонки. В случае поворота они регистрируют изменения и передают информацию на блок управления. Тот в свою очередь высчитывает параметры электрического тока и подает их на электродвигатель. При включении в работу посредством сервопривода эл. мотор создает усилие на рулевом механизме. В общем, все достаточно просто. Но здесь стоит упомянуть, что под разные условия существуют свои режимы работы ЭУР, но о них ниже.

Виды и их особенности

Как отмечено, в устройстве ЭУР применяются одни и те же составные элементы, но с разной компоновкой. Все применяемые электрические усилители рулевого управления можно разделить на:

• Встроенные в рулевую колонку;
• Монтируемые на рулевой механизм;

Особенность первого типа заключается в том, что все составные части объединены в единую конструкцию, устанавливаемую на рулевой колонке. В таком механизме используется червячная силовая передача, воздействующая на вал рулевой колонки (червяк соединен с ротором электродвигателя, а шестерня, с которой он находится в зацеплении – на валу колонки, после торсиона). Такой тип ЭУР является самым дешевым и его можно встретить на автомобилях бюджетного сегмента.

ЭУР встроенный в рулевую колонку

Что касается усилителей, устанавливаемых на рулевой механизм, то у этих типов конструкция раздельная – датчики установлены на колонке, блок управления располагается где-то в салоне, а двигатель с редуктором расположен на рулевом механизме.

Причем существует несколько типов ЭУР с такой компоновкой:

• С червячным редуктором;
• Двухвальный;
• Шарико-винтовой;

С червячным редуктором

Если рассмотреть общую концепцию ЭУР, установленного на рулевой колонке, и раздельного усилителя с червячным редуктором, то разница между ними сводится лишь к тому, что у второго варианта исполнительное устройство располагается возле рулевого механизма, хотя в нем все также используется червяк с шестерней (установленной на валу рулевой колонки).

Червячный редуктор ЭУР

Двухвальный ЭУР

Двухвальный тип ЭУР с момента появления являлся достаточно популярным, но сейчас он используется значительно реже. Конструктивное исполнение этого типа усилителя очень интересно: сочленение «колонка-рулевой механизм» здесь осталось без изменений (так же, как и на авто без усилителя).

Двухвальный ЭУР от компании ZF

То есть, на конце вала колонки установлена шестерня, которая имеет постоянное зацепление с рейкой. Но в рулевой механизм с другой стороны корпуса монтируется исполнительный механизм, состоящий из электродвигателя, на валу которого тоже установлена шестерня, тоже взаимодействующая с рейкой. Для этого на рейку приходится наносить дополнительный зубчатый сектор.

Схема работы двухвального ЭУР

Работает такой механизм очень просто: водитель, как и на авто без усилителя, посредством шестерни перемещает рейку. В то же время блок управления включает в работу электродвигатель, который благодаря зубчатому зацеплению помогает ее перемещать.

Шарико-винтовой усилитель

Последний тип – шарико-винтовой. В этом ЭУР усилие также передается на рулевую рейку, а не валы колонки. Но делается это при помощи шарико-винтовой гайки. Для передачи усилия используются шарики, движущиеся по винтовой канавке, проделанной на рейке.

Шарико-винтовой ЭУР с ременной передачей

Принцип работы электроусилителя руля этого типа сводится к тому, что усилие, создаваемое электродвигателем, передается на гайку, установленную на рейку (посредством ременной передачи) или же напрямую, когда электромотор встроен в рулевую рейку. В результате гайка начинает вращаться, при этом она из-за конструкции корпуса не может смещаться в продольном направлении. Поэтому вращение гайки приводит к перемещению самой рейки, тем самым и создается дополнительное усилие на рулевом механизме.

ЭУР с шарико-винтовой передачей и встроенным электромотором

В каждом из указанных типов есть определенные достоинства и недостатки, которые сказываются на их распространенности на авто. К примеру, устройство, монтируемое на рулевую колонку отличается дешевизной, но при этом информативность работы у него невысокая. Что касается шарико-винтового ЭУР, то он считается лучшим по информативности, но очень сложный в обслуживании и дорогостоящий.

Режимы работы

Теперь по поводу режимов работы. Дело в том, что при разных условиях движения необходимо создание конкретного усилия. Также некоторые из режимов направлены на повышение комфортабельности.

Основными из режимов работы ЭУР можно отметить:

• Парковка;
• Движение на высокой скорости;
• Подруливание;
• Возврат колес в среднее положение.

Парковка автомобиля отличается надобностью поворота колес на большие углы, при этом с минимальной скоростью движения, а то и вовсе стоя на месте. Поэтому усилие на руле при парковке – значительное. Чтобы компенсировать ЭУР начинает работать в условиях создания максимального усилия.

А вот при движении на высокой скорости для обеспечения хорошей информативности, чтобы водитель не потерял чувства дороги, при маневрах ЭУР практически не задействуется или же создает малые усилия.

Интересным является режим подруливания. Условия движения авто могут быть самыми разными – дорога со скосом в одну сторону, воздействие сторонних факторов (боковой ветер, разное давление в колесах). Все они приводят к тому, что авто «уводит» в какую-либо из сторон. Режим же подруливания обеспечивает прямолинейное движение авто, причем делает ЭУР это без какого-либо участия со стороны водителя.

Существует и режим возврата колес в среднее положение, когда снижается усилие на рулевом колесе. Это происходит при завершении поворота, когда водитель «отпускает руль», блок управления по средствам датчиков рассчитывает необходимый момент и возвращает колеса в среднее положение за счет электроусилителя.

Описанные режимы работы в ЭУР включаются автоматически (благодаря информации от дополнительных датчиков). Но этот усилитель также позволяет водителю устанавливать свои определенные режимы – «Спорт», «Норма», «Комфорт».

Разница между режимами сводится к изменению реакции ЭУР на условия движения. К примеру, в режиме «Спорт» обеспечивается большая информативность (руль более «тяжелый»), а при «Комфорте» создает больше усилия, обеспечивая удобство управления авто. «Норма» же является средним положением, при котором, на малых скоростях ЭУР работает по максимуму, а на высоких – создает минимальное усилие.

Достоинства и недостатки

Как и в любом устройстве, у электроусилителя руля есть свои положительные и отрицательные стороны. К достоинствам ЭУР относятся:

• Повышение экономичности авто. ЭУР «не забирает» мощность силовой установки, а также включается в работу только при поворотах руля;
• Простота конструкции и меньшая металлоемкость;
• Компактность;
• Нет надобности в техническом обслуживании;
• Бесшумность;
• Возможность установки режима работы.

Благодаря этим преимуществам ЭУР и получил широкое распространение. Но и негативные стороны у усилителя руля этого типа тоже существенны. Из основных недостатков у него отмечается:

• Меньшая информативность (по сравнению с ГУР);
• Возможность сбоев в работе электронной части, что приводит к некорректной работе;
• Все составные части практически не ремонтопригодны, а стоимость ремонта тех узлов, которые все же ему поддаются – очень высокая;
• Невысокая мощность исполнительного механизма, из-за чего нет возможности применять ЭУР на ряде авто (внедорожниках, микроавтобусах, грузовиках);
• Вероятность отключения ЭУР при перегреве электродвигателя (случается при движении в тяжелых условиях, когда усилитель работает непрерывно).

В общем, электроусилитель руля является достойным конкурентом ГУР, и используется он все чаще, хотя вряд ли когда-то сможет полностью его заменить.

Электроусилитель рулевого управления автомобиля (ЭУР) предназначен для того, чтобы снизить необходимый уровень усилий, прилагаемых к рулевому колесу для осуществления. Использование данного устройства значительно облегчает управление машиной, водителю не нужно прилагать существенных усилий для осуществления маневра. Электроусилитель руля используется как на легковых, так и на микроавтобусах и грузовых автомобилях.

Типы рулевых механизмов

Усилители рулевого управления дополняют крутящий момент, который водитель применяет к рулевому колесу. Традиционные системы рулевого управления с гидроусилителем — это гидравлические системы, но рулевое управление с электроприводом становится все более распространенным. По этой причине электрические системы рулевого управления имеют тенденцию быть меньше и легче гидравлических систем.

Они не требуют какой-либо значительной мощности для работы, если не требуется помощь в управлении. По этой причине они более энергоэффективны, чем гидравлические системы. Это тип помощи в колонке, тип вспомогательной шестерни, тип прямого привода и тип помощи в стойке. Этот тип системы хорошо работает на небольших автомобилях.

Конструктивные особенности рассматриваемого усилителя обуславливают ряд преимуществ его использования. Он отличается удобством и простотой регулирования характеристик рулевого управления (прилагаемого усилия, чувствительности и т.д.). Отсутствие гидравлических частей обуславливает надежность системы, так как исключается вероятность появления протечек, разгерметизации и других неполадок, характерных для ГУРа. Использование электронных элементов, отличающихся высокой точностью, обеспечивает высокую информативность рулевого управления, в котором применяется данный вид усилителя.

Это обеспечивает уникальную и экономически эффективную возможность настроить рулевое «чувство» в соответствии с классом автомобильной модели. Он также способен управлять аварийными маневрами в сочетании с электронным контролем устойчивости. В современных системах всегда есть механическое соединение между рулевым колесом и рулевым механизмом. Из соображений безопасности важно, чтобы сбой в электронике не приводил к ситуации, когда двигатель не позволяет водителю управлять автомобилем.

Следующим шагом в электронном рулевом управлении является удаление механического сцепления с рулевым колесом и преобразование в чистое рулевое управление с электронным управлением, которое называется проводным путем. Это работает путем передачи цифровых сигналов на один или несколько удаленных электродвигателей вместо стойки и шестерни, которые в свою очередь управляют автомобилем. В случае обнаружения проблемы с помощью электронных элементов управления сцепление задействовано для восстановления механического управления водителем.

Элетроусилитель рулевого управления может иметь один из двух вариантов компоновки:

1. регулирующее усилие передается на вал рулевого колеса. Этот вариант применяется для автомобилей малого и среднего класса;
2. усилие прилагается непосредственно на рулевую рейку автомобиля. Такое построение электронного усилителя рулевого управления имеет место, как правило, в автомобилях большого класса, а также микроавтобусах.

При обоих вариантах построения в электроусилителе рулевого управления можно выделить следующие основные элементы:

Как и в системах управления дроссельной заслонкой, вероятно, что рулевое управление станет стандартом после того, как электронные элементы управления докажут, что быть более безопасным и надежным, чем существующие гибридные системы. Об авторе: Леон является одним из ведущих технических редакторов для Митчелла. Он имеет сертификацию 609 и специализируется на автомобильной диагностике. Поскольку цены на газ, похоже, никогда не снижаются до комфортной цены, для транспортных средств важно как можно более эффективно использовать топливо.

Именно здесь вам пригодится электронная система рулевого управления с усилителем. Другим преимуществом наличия электрической системы рулевого управления является то, что он исключает использование шлангов и жидкости, поэтому устраняет утечки рулевого управления с усилителем, а также снижает вес.

• входные датчики. Они осуществляют съем информации относительно угла поворота рулевого колеса, а также его крутящий момент;
• электронный блок управления. Он обеспечивает сбор информации от датчиков, входящих в состав системы, и формирование электрических сигналов управления. Также данный блок использует в работе и информацию датчиков коленвала и датчиков ABS автомобиля, которые поступают в блок из устройств управления соответствующими системами;
• исполнительное устройство. В качестве исполнительного устройства используется электродвигатель. Как правило, в системе применяются асинхронные двигатели.

Принцип работы рассматриваемого усилителя рулевого управления следующий: при повороте рулевого колеса усилие передается посредством торсиона на. Имеющийся датчик крутящего момента передает полученное значение в электронный блок управления для дальнейшей обработки. В ЭБУ также поступает информация от датчика угла поворота рулевого колеса автомобиля, датчиков скорости (ABS) и датчика коленчатого вала. Полученные данные обрабатываются блоком управления, и на их основе, с применением сложного алгоритма расчета формируется управляющий сигнал нужной полярности величины (сила тока), который передается на исполнительное устройство. От него крутящий момент нужной величины передается на вал рулевого колеса либо на рулевую рейку (в зависимости от того, какая конструкция используется в электроусилителе рулевого управления).

Электронные системы рулевого управления с усилителем становятся широко популярными среди автопроизводителей из-за того, что они обеспечивают более совершенное ощущение, которое можно отрегулировать по мере необходимости. Сам датчик крутящего момента имеет две независимые катушки провода. Одна из катушек определяет, выполняется ли поворот правой руки, а другая катушка определяет, производится ли левая.

Как работает электронный усилитель руля. Гибридный тип электронного рулевого управления с усилителем уже в течение некоторого времени, но это включало использование электродвигателя для привода гидравлического насоса. Редуктор прижимается к набору шлицев на валу шестерни и подает вспомогательное устройство на зубчатую шестерню, а не нажимает на зубчатый редуктор, как в гидравлической системе.

Электроусилитель рулевого управления может работать в нескольких режимах:

• поворот автомобиля. Особенностью данного режима является то, что усилия, необходимые для поворота колес формируются путем поворота рулевого колеса и работой исполнительного элемента системы (электродвигателя);
• поворот на малой скорости. При работе в этом режиме система управления вырабатывает сигналы, в соответствии с которыми электродвигатель формирует крутящий момент максимальной величины. За счет этого обеспечивается возможность приложения минимальных усилий для управления автомобилем. С этим режимом работы электроусилителя связано понятие «легкий руль»;
• поворот автомобиля на высокой скорости. В этом режиме электронный блок управления формирует сигналы, в соответствии с которыми исполнительный элемент (электродвигатель) формирует минимальный крутящий момент. В этом случае имеет место понятие «тяжелый руль»;
• возврат колес автомобиля в среднее положение. Двигателем электроусилителя рулевого управления под воздействием сигналов определенной полярности и величины от ЭБУ создается крутящий момент, необходимый для возврата колес в среднее положение после осуществления поворота;
• обеспечение среднего положения колес автомобиля. В этом режиме работы электронным блоком управления подаются соответствующие сигналы, препятствующие отклонению колес от прямолинейного положения при воздействии на транспортное средство таких факторов, как боковой ветер, разность давления в шинах и т.д. То есть система производит корректировку положения колес, и как следствие, траектории движения авто.

Сейчас сложно представить автомобиль, у которого баранка крутится с трудом, как это было в прежние времена. Водитель управляет современным авто легким движением рук, поскольку поворачивать колеса помогает специальный усилитель, приводимый в действие гидравликой (ГУР) либо электродвигателем (ЭУР). Потенциальному автолюбителю важно понять, что лучше — электро- или гидроусилитель руля, дабы выбрать подходящий тип привода при покупке машины.

Рулевое управление само по себе представляет собой ручную стойку с электродвигателем, установленным на рулевой колонке или стойке. Когда водитель поворачивает колесо, датчик рулевого управления определяет положение и скорость вращения рулевого колеса. Эта информация вместе с вводом от датчика крутящего момента, установленного в рулевом валу, отправляется в модуль управления усилителем рулевого управления. Система также использует другие входы от датчиков скорости автомобиля и системы контроля тяги, которые учитываются, чтобы определить, сколько требуется рулевого ассистента.

Принцип работы ГУР и ЭУР

Гидравлический усилитель вращения рулевой колонки появился еще в прошлом столетии и поначалу устанавливался на грузовики. В 80-е годы он перекочевал на легковые авто, где верой и правдой служит по сей день. На данный момент гидравликой оснащается примерно 60% новых машин. Электроусилители были внедрены позже и стали массово применяться после 2000 года, постепенно завоевывая автомобильный рынок.

Затем модуль управления сообщает двигателю об изменении требуемой величины. На разных поверхностях потребуется разное количество рулевого управления. Например, транспортное средство, движущееся по тротуару, будет нуждаться в гораздо меньшей поддержке рулевого управления, чем транспортное средство, движущееся по песку или снегу.

Нормальный режим — левая и правая ассистент предоставляются в ответ на вход и скорость автомобиля. Во время нормальной работы усилители мощности будут уменьшаться по мере увеличения скорости автомобиля. Преимущество системы электронного усилителя мощности над гидравлической системой — если двигатель заглохнет, у вас все равно будет рулевое управление. Это преимущество также может быть недостатком, если система должна быть выключена во время работы двигателя, вы теряете рулевое управление.

Чтобы увидеть разницу одного усилителя руля от другого, нужно рассмотреть принцип действия обоих механизмов. ГУР — это достаточно сложный узел, состоящий из нескольких отдельных элементов:

• насос, связанный ременной передачей с коленчатым валом двигателя;
• расширительный бачок для гидравлической жидкости;
• поршень, установленный в рулевой рейке;
• гидро-распределитель, задающий направление движения поршню.

Перечисленные элементы соединены металлическими трубками с циркулирующей жидкостью. Ее задача – в нужный момент передать создаваемое насосом давление поршню, толкающему вал рейки и таким способом помогающему поворачивать колеса машины. В целом ГУР работает так:

Водитель, не осознающий этого условия, будет обеспокоен, если электрический или электронный сбой произошел во время работы двигателя, так как потеря помощи не ожидается. Электронные системы рулевого управления с усилителем устраняют необходимость использования насоса, шлангов и приводного ремня, подключенного к двигателю с использованием переменного количества энергии.

Какой усилитель выбрать?

Система не тянет двигатель от насоса гидроусилителя руля или генератора переменного тока, потому что он не будет обеспечивать помощь, пока не потребуется вход водителя. Кроме того, нет гидравлической жидкости.

Двигатель будет приводить в движение шестерню, которая может быть подключена к валу рулевой колонки или рулевой рейке. Датчики, расположенные в рулевой колонке, измеряют два входа первичного привода: крутящий момент и скорость и положение рулевого колеса.

1. После запуска двигателя насос, вращаемый коленвалом, накачивает давление в системе. Пока вы не трогаете баранку, излишек давления сбрасывается в расширительный бачок.
2. При попытке повернуть руль распределитель, установленный на его валу, открывает нужную магистраль и направляет жидкость в одну из камер, находящуюся с правой или левой стороны от поршня.
3. Под давлением поршень перемещается и толкает вал рулевой рейки одновременно с тягой, присоединенной к поворотному кулаку переднего колеса.
4. Если баранку повернуть в другую сторону, распределитель перекроет первую магистраль и откроет вторую, давление возникнет в другой камере и поршень двинется в обратном направлении.

Чем резче и сильнее вы вращаете рулевое колесо, тем большее давление передается в одну из камер и возрастает усилие, прилагаемое к повороту колес. Система реагирует только на поворот основного вала, а при движении по прямой либо стоянке с запущенным двигателем она продолжает работать, но на рейку не действует.

Рулевое колесо упоминается как ручное колесо в служебной информации. В модуль электронного управления интерпретируются входы крутящего момента, скорости и положения, сигнал скорости автомобиля и другие входы. Контроллер обрабатывает рулевое усилие и положение ручного колеса с помощью ряда алгоритмов для помощи и возврата для обеспечения правильного количества полярности и тока для двигателя.

На видео — принцип работы ГУР

Бесщеточный двигатель использует ротор с постоянным магнитом и три электромагнитные катушки для вращения ротора. Большинство применений используют моторную червячную передачу для привода шестерни на рулевом валу или в стойку. Бесщеточный двунаправленный двигатель и шестерня с постоянным магнитом выполняют ту же функцию, что и силовой цилиндр в гидравлической системе.

Отличие электрического усилителя руля от ГУР заключается в перемещении вала рейки электродвигателем, управляемым отдельным электронным блоком (ЭБУ). Алгоритм работы такой:

1. После запуска двигателя на блок управления подается напряжение, но ЭУР остается в бездействии.
2. Малейший поворот баранки улавливает специальный датчик, передающий импульс ЭБУ.
3. По сигналу датчика контроллер дает команду электродвигателю вращать рулевой вал в ту или иную сторону посредством шестеренчатой передачи.

ГУР — устройство, которое обеспечивает лёгкость управления в недостаточной степени

Пары шести переключающих транзисторов смещены вперед и перемещают ротор по часовой стрелке или против часовой стрелки. Направление ротора определяется последовательностью, в которой напряжение подается на катушку А, В или С и возвращается на землю через прикрепленную пару.


Процессор является сердцем контроллера для ввода и вывода. Выход процессора управляет тремя парами транзисторов, которые управляют вращением двигателя. Первичный вход для процессора поступает от датчика крутящего момента и скорости вращения колеса и датчика положения.

Скорость вращения вала электродвигателя и мощность усиления определяется с помощью второго торсионного датчика, скручивающегося при резком повороте руля.

Плюсы и минусы разных усилителей

Применение гидравлики для облегчения управления автомобилем обусловлено следующими достоинствами ГУРа:

• более низкая себестоимость производства, влияющая на конечную цену новой машины;
• от гидроусилителя можно получить большую мощность, позволяющую применять его в грузовиках и микроавтобусах любой грузоподъемности;
• надежная конструкция, проверенная годами эксплуатации.

Основной недостаток гидравлической системы – необходимость контроля уровня жидкости и периодического обслуживания. Нужно следить, чтобы не протекали сальники поршневого механизма, распределителя и насоса, вовремя менять и подтягивать ремень, смазывать подшипники.

Процессор также является неотъемлемой частью сети контролируемой зоны и шины данных для передачи данных о шасси и силовой передаче. Контроллер имеет адаптивную память и диагностику. Бортовая диагностика установила общие коды отказа. Датчик крутящего момента выполняет ту же функцию, что и торсионный клапан и золотниковый клапан в гидравлической системе. Электронный датчик использует торсионный стержень таким же образом, как и в золотниковом клапане.

Существуют три разных типа электронных датчиков крутящего момента, и они классифицируются как контактные и бесконтактные.


Магнитный ротор с переменным полюсом. Штук и прикрепляется к торсионной планке. Датчики Холла контролируют закрутку торсионного стержня путем измерения изменения магнитного потока, создаваемого его положением, на лопасти, расположенные на кольцах статора датчика.

Прочие минусы не столь существенны:

1. Насос усилителя работает постоянно, пока включен двигатель. Это увеличивает расход топлива.
2. Чтобы давление масла в магистралях не превысило критическую отметку, нельзя дольше 5 сек удерживать баранку, повернутую до крайнего положения.
3. На бюджетных моделях машин руль, усиливаемый ГУР, становится «пустым» на высокой скорости.

В противовес гидравлике ЭУР отличается такими преимуществами:

Когда ротор движется, изменение магнитного потока приведет к сигналу к интегральной схеме аналогового зондирования, которая будет обрабатывать сигнал и передавать информацию в вспомогательный алгоритм контроллера.


Контактные датчики крутящего момента используют стеклоочиститель, прикрепленный к торсионному стержню и делитель напряжения, прикрепленный к вращающемуся мосту, прикрепленному к валу двигателя, для измерения крутящего момента торсионного стержня. Вращающийся мост использует контактные щетки, которые соединяются с корпусом датчика и разъемом для приема мощности, заземления и передачи сигнала напряжения на контроллер.

• электродвигатель и блок управления с датчиком не нуждается в осмотрах и обслуживании;
• габариты узла гораздо меньше, отчего в малолитражках он вмещается за приборной панелью;
• система не потребляет электроэнергию без нужды, а значит, не расходует лишнее топливо;
• руль можно держать в любом положении сколь угодно долго.

Еще одна особенность электроусилителя руля – возможность изменения настроек работы в зависимости от условий езды и искусственное создание «тяжести» в баранке на большой скорости. Вдобавок ЭУР способен «рулить» машиной самостоятельно при движении по прямой, что реализовано на многих автомобилях премиум-класса.

Электрическая система рулевого управления сохранит датчик скорости ручного колеса как для скорости, так и для положения. Он сохранит четыре цепи делителя напряжения и стеклоочиститель. Разделители напряжения построены из резистивного материала на пленке с питанием от 5 вольт, чтобы образовать четыре чувствительных элемента на 90 градусов. Скребок имеет контакт, который ездит на резистивной пленке и подает выходной сигнал на контроллер.

Сигнал находится в диапазоне от 5 до 5 вольт с плюсом или минусом 3 вольта. Например: Датчик производит от 2 до 8 вольт, когда рулевое колесо поворачивается на 90 градусов. Затем датчик производит от 8 до 2 вольт для следующих 90 градусов вращения рулевого колеса в том же направлении.

Слабая сторона электрического усилителя — высокая цена. А чем больше стоимость узла, тем дороже обойдется его ремонт, а зачастую вышедший из строя ЭУР приходится менять целиком.

Второй недостаток – малая мощность привода, поэтому подобные усилители не ставятся на большегрузные авто и микроавтобусы.

Какой усилитель выбрать?

Практика показывает, что оба привода достаточно надежны в эксплуатации, хотя сторонники электрических усилителей утверждают обратное. Даже в бюджетных авто гидравлика служит без проблем 100-150 тыс. км, а в случае какой-нибудь поломки она ремонтируется на любом автосервисе. Неисправности ЭУР чаще приводят к замене механизма, поскольку в большинстве автомобилей узел не подлежит восстановлению.

С другой стороны, электропривод не препятствует езде после выхода из строя, как это делает ГУР, который можно «обезвредить» только отключением насоса.

Поэтому, выбирая гидроусилитель или электроусилитель руля, руководствуйтесь соображениями целесообразности. Например, машину эконом-класса лучше покупать с гидравлическим усилителем, а бизнес- и премиум-класс – с электрическим.

Владельцы отечественных авто отмечают случаи, когда электрический усилитель из-за сбоев электроники пытался «рулить» вместо водителя, хотя подобные моменты крайне редки. Тем не менее, ЭУР постоянно совершенствуется и вытесняет гидравлику с рынка благодаря более удачной и простой конструкции.

Современный автомобиль сложно представить без усилителя рулевого управления, облегчающего водителю поворот руля. На данный момент наиболее популярны два типа усилителей: электрический и гидравлический. Первый появился сравнительно недавно, а второй применяется уже с середины двадцатого века. Конструкция и принцип работы каждого из усилителей имеют свои особенности. Рассмотрим подробно каждое из устройств, выделим их преимущества и недостатки, а также сделаем вывод относительно того, что лучше ГУР или ЭУР.

Электроусилитель рулевого управления

Схема электроусилителя руля

В электроусилителе рулевого управления (ЭУР) дополнительное усилие при повороте рулевого колеса создается за счет электродвигателя.

Устройство и принцип работы электроусилителя руля

К основным элементам электроусилителя относятся:

• электродвигатель
• торсионный стержень и вал рулевой колонки
• рулевой механизм (редуктор)
• датчик положения рулевого колеса
• датчик крутящего момента
• электронный блок управления

При повороте водителем рулевого колеса начинает скручиваться торсионный стержень. Датчик крутящего момента измеряет это закручивание, определяет по нему величину момента и передает данную информацию блоку управления. Последний обрабатывает данные с датчиков ЭУР и соотносит их с показаниями других датчиков автомобиля (скорости, оборотов коленчатого вала и т.д.).

Блок управления вычисляет усилие, которое необходимо приложить, чтобы помочь водителю прокрутить руль, и дает соответствующую команду электродвигателю. Последний воздействует на вал рулевой колонки или рулевую рейку, тем самым облегчая вращение руля.

Преимущества и недостатки ЭУР

Рулевая рейка с электроусилителем

К основным преимуществам электроусилителя можно отнести:

• топливная экономичность – ЭУР не отбирает мощность у двигателя и включается только при повороте руля
• надежность, связанная с отсутствием гидравлической системы
• компактность и простота обслуживания
• возможность регулировать характеристики и настройки рулевого управления
• возможность реализации автоматического управления автомобилем

Несмотря на многочисленные плюсы, ЭУР имеет и некоторые минусы. К ним относятся:

• малая мощность при сохранении минимальных габаритных размеров и стоимости
• возможность перегрева и временного выхода из строя при неблагоприятных условиях движения
• дорогостоящий ремонт

Однако следует заметить, что в конструкции современных автомобилей ЭУР постепенно выходит на первое место, вытесняя ГУР.

Гидроусилитель рулевого управления

В гидроусилителе рулевого управления (ГУР) дополнительное усилие при повороте рулевого колеса создается за счет гидравлического привода.

Устройство и принцип работы гидроусилителя руля

Устройство рулевой рейки с гидроусилителем

Конструктивно ГУР состоит из следующих элементов:

• бачок с рабочей жидкостью
• насос
• гидроцилиндр
• золотниковый распределитель
• соединительные шланги

Насос гидроусилителя приводится в действие ремнем от коленчатого вала двигателя и подает рабочую жидкость под давлением в золотниковый распределитель. При повороте водителем рулевого колеса распределитель направляет поток жидкости от насоса в левую или правую полость гидроцилиндра. Давление жидкости перемещает поршень гидроцилиндра, осуществляя поворот управляемых колес автомобиля посредством рулевого привода.

Преимущества и недостатки ГУР

Как и ЭУР, гидроусилитель рулевого управления имеет как преимущества, так и недостатки. Основными положительными моментами ГУР являются:

• восприимчивость к большим нагрузкам, дающая возможность устанавливать ГУР на тяжелых внедорожниках и грузовиках
• менее затратное производство устройства (в отличие от ЭУР), что влияет на стоимость автомобиля в целом
• комфорт управления транспортным средством на разных скоростях

Плюсы – это, конечно, хорошо. А что же с минусами? Имеются и такие:

• расход мощности двигателя
• мелкие поломки, связанные с утечкой рабочей жидкости
• необходимость следить за уровнем рабочей жидкости
• периодическая замена жидкости
• отсутствие возможности регулировать характеристики и настройки рулевого управления

Чем отличается гидроусилитель руля от электроусилителя

Переходим к сравнительной характеристики ЭУР и ГУР, чтобы в итоге выяснить, что из них лучше.

Для сравнения возьмем следующие параметры: конструкция устройства, удобство управления, надежность и эффективность, сфера применения.

Конструкция устройства

Вариант размещения ЭУР в автомобиле

ГУР – достаточно простой механизм, не зависящий от электронного управления и не подверженный программным сбоям. С другой стороны, система гидроусилителя состоит из множества соединений и уплотнений, подверженных износу при эксплуатации. Вследствие этого узел считается менее надежным и требующим регулярной диагностики.

ЭУР, в отличие от ГУР, как правило, расположен непосредственно на рулевом валу и занимает меньше места в подкапотном пространстве. Конструктивно электроусилитель значительно проще ГУР, да и в применении дополнительных расходных материалов не нуждается.

Что касается сбоев в работе электроники, то случаются они довольно редко, а в случае отказа системы предусмотрен аварийный режим работы, который позволяет сохранить управление автомобилем. В гидроусилителе такой режим также предусмотрен.

Удобство управления

Лучшую обратную связь с дорогой обеспечивает ГУР, также он позволяет водителю чувствовать пределы возможностей автомобиля на крутых поворотах.

Чтобы достичь таких же ощущений, ЭУР необходима тщательная калибровка, которую могут обеспечить только производители премиального сегмента.

Таким образом, гидроусилитель более информативен и дает своим владельцам более естественные ощущения от вождения, но управлять им физически тяжелее.

Надежность и эффективность

Часть мощности двигателя автомобиля при использовании ГУР расходуется на привод насоса, который работает постоянно. Поэтому при прочих равных условиях применение гидроусилителя приводит к повышению расхода топлива и к ухудшению динамических параметров. Помимо этого ГУР не может долгое время работать в предельных режимах. При удерживании рулевого колеса в крайнем положении в течение 10-15 секунд произойдет перегрев насоса, что приведет к повышенному износу элемента.

Электроусилитель в этом плане более экономичен: он не отбирает мощность двигателя напрямую и работает только при повороте колес. Дополнительного расхода топлива нет, равно как и ухудшения динамических характеристик автомобиля. Основной причиной отключения ЭУР можно считать перегрев электродвигателя. При этом узел подаст предупреждение водителю и ограничит производительность. В случае продолжения движения ЭУР отключится до полного остывания.

Область применения

Чем могут отличаться механизмы по этому параметру? Категорией транспортных средств, для которых применим тот или иной узел. Например, ЭУР слабый для тяжелых машин: его нельзя устанавливать на грузовой транспорт или тяжелые внедорожники. ГУР подходит для любых типов автомобилей.

Усилитель руля - это устройство, благодаря которому "баранка" автомобиля поворачивается легко. Водителю нет необходимости прилагать большие усилия к рулевому колесу при поворотах. Когда-то на всех автомобилях использовался исключительно гидравлический усилитель руля (ГУР), но примерно в 90-е годы был разработан электрический вариант. Сейчас электроусилитель руля (ЭУР) набирает большую популярность, и многие автомобили выпускаются именно с ним. Каждая разновидность устройства обладает своими особенностями, плюсами и минусами. Некоторые автовладельцы задумываются, что лучше: гидроусилитель или электроусилитель руля. Однозначного ответа нет, все зависит от особенностей эксплуатации авто и потребностей водителя.

Устройство и принцип работы гидроусилителя руля

Гидроусилитель руля работает на основе циркуляции жидкости (масла). В момент запуска двигателя запускается и насос. Благодаря ременной передачи на насос передается крутящий момент, и он начинает качать масло. Жидкость перемещается в замкнутой системе, создавая в ней давление. В момент поворота руля распределитель направляет масло в нужную камеру гидроцилиндра, что приводит к толчку рулевых тяг. Благодаря этому усилие на руль снижается.

Можно выделить несколько плюсов ГУР:

• повышенная мощность, делающая его идеальным вариантом для грузовиков и внедорожников;
• дешевое обслуживание;
• низкие затраты на производство, снижающие и стоимость авто.

Есть и минусы:

• риск отказа при долгом положении руля в крайнем положении;
• плохая работа на высоких скоростях;
• перебои в функционировании из-за перепада температуры;
• необходимость периодической замены гидравлической жидкости;
• постоянная работа насоса, который со временем изнашивается и требует ремонта.

Среди наиболее часто встречающихся поломок ГУР можно выделить:

• проблемы с редуктором;
• износ насоса;
• износ золотника в распределителе;
• проблемы с клапаном;
• износ подшипников;
• снижение уровня жидкости;
• нарушение герметичности системы из-за износа сальников или повреждений шлангов.

Таким образом, гидроусилитель руля подходит для автолюбителей, которые стремятся экономить и не собираются переплачивать за обслуживание автомобиля. ГУР не требует высоких затрат, но проблема заключается в том, что его составные части периодически выходят из строя. Особенно это касается суровых условий эксплуатации. Рассматривая, чем отличается гидроусилитель руля от электроусилителя руля, можно понять, что первый работает постоянно, а второй - только по мере необходимости.

Электроусилитель руля функционирует от электрического мотора. Особенностью ЭУР является то, что он не работает постоянно, как ГУР, а активируется только в момент поворота рулевого колеса. Существует две разновидности ЭУР. В первом случае он крепится к рулевой рейке, во второй - к рулевому валу. Первый вариант является более распространенным. ЭУР дополняется блоком управления, при помощи которого можно установить индивидуальные настройки. Это позволит обеспечить более плавный ход автомобиля.

Электроусилитель руля обладает следующими достоинствами:

• компактные размеры;
• отсутствие жидкости в системе, что исключает проблемы из-за создаваемого давления;
• хорошая работа на любых скоростях, в том числе и на высоких;
• простота установки;
• возможность выставления индивидуальных настроек.

Но есть и несколько минусов:

• риск перегрева электромотора;
• высокая стоимость;
• частое отсутствие возможностей для обслуживания и ремонта, из-за чего приходится менять ЭУР полностью.

Наиболее частыми поломками ЭУР являются:

• перегрев электродвигателя;
• проблемы с блоком управления;
• неполадки датчиков.

Как видно из вышесказанного, электроусилитель руля является достаточно надежным устройством. Его обычно выбирают автолюбители, которые готовы переплатить, но получить высокое качество. За счет того, что ЭУР работает не постоянно, как ГУР, а активируется только в момент вращения руля, изнашивается он гораздо медленнее. Но важно понимать, что при возникновении поломок, вероятно, придется менять сразу весь усилитель. А это точно обойдется дороже, чем ремонт ГУР.

Пытаясь разобраться, электроусилитель или гидроусилитель стоит использовать, необходимо сравнить их, чтобы понять, в чем их кардинальные отличия. Так, ГУР представляет собой очень громоздкое и массивное устройство. Что касается ЭУР, то он имеет компактные размеры и легко устанавливается. Из-за сложного устройства ГУР с его ремонтом часто возникают сложности. К примеру, чтобы заменить ремень, для начала необходимо до него добраться. А для этого нужно снять шкив ГУР.

ГУР отличается тем, что работает в постоянном режиме. Из-за этого он достаточно быстро изнашивается. С ЭУР такой проблемы нет. Он включается только в нужный момент.

Еще одно отличие гидроусилителя от электроусилителя руля заключается в том, что ГУР требует регулярного обслуживания. В нем необходимо периодически менять жидкость. Также следует менять износившиеся сальники на новые, чтобы восстановить герметичность системы. В ЭУР расходников нет, поэтому и их замена не требуется. Это исключает проблемы с обслуживанием усилителя.

Также важно помнить, что если на автомобиле установлен гидроусилитель руля, то рулевое колесо нельзя слишком долго задерживать в крайнем положении. Продолжительность такого состояния не должна быть больше пяти секунд. В противном случае есть риск возникновения проблем. С ЭУР они исключены.

Выводы

Нельзя однозначно сказать, какой из типов усилителя руля лучше, ведь каждый из них обладает своими достоинствами и недостатками. Практика показывает, что ЭУР лучше использовать на легковых автомобилях, которые обычно эксплуатируются в городских условиях. ГУР же оптимально подходит для более массивной техники и для внедорожников. Вообще, сейчас все больше автомобилей оснащаются именно электроусилителем руля, и есть предположение, что ГУР скоро совсем устареет. Но с его использованием продолжают работать старые машины. При регулярном обслуживании и замене расходников серьезных проблем и поломок можно легко избежать.