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:
- Величина момента на руле.
- Скорость с которой едет автомобиль.
- Оборот двигателя.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
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 (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.
AutoleekУдовольствие от вождения конкретного автомобиля сложно описать словами, но можно попытаться объяснить его конструктивными особенностями. Если говорить об информативности рулевого управления, то кроме архитектуры шасси автомобиля в целом важную роль играет тип его усилителя.
Эталонная система - гидравлический рулевой редуктор. Это механизм так называемого типа «винт - шариковая гайка». Зачастую его применяют на грузовом транспорте и автобусах, но раньше его также ставили и на дорогие седаны, например на Mercedes-Benz с кузовным индексом W124. Механизм отличается минимальным внутренним трением и дополнен гидравлическим усилителем. При повороте руля вращается входной вал редуктора с винтовыми канавками. Такие же сделаны и на внутренней части закрепленной на нем гайки. Вращение вала вызывает ее осевое перемещение. Внешняя часть гайки соединена зубьями с выходным валом редуктора. Таким образом, ее осевое перемещение вновь преобразуется во вращательное. Трение в паре «входной вал - гайка» снижено за счет циркуляции шариков в канавках. По сути, это подшипниковый узел.
Даже в обычной механической рулевой рейке без усилителя есть приличное внутреннее трение. Больше всего потерь, как ни странно, в зубчатой паре «входной вал - рейка». Свое трение есть также в опорной втулке и сухаре. В случае рейки с гидравлическим усилителем сюда добавляются и сальники.
Дополнительные трения ухудшают самовозврат рулевого колеса и обратную связь с дорогой, делая руль ватным и неинформативным. Но инженеры отчасти нивелировали эти моменты. Они увеличили кастор на современных автомобилях (продольный наклон оси передних стоек) и поколдовали над гидравлической частью усилителя: изменили геометрию и характеристики золотниковых клапанов. Благо здесь бал правит только механика. Впрочем, человек, поездивший на легковом автомобиле с рулевым редуктором, все равно ощутит явную разницу.
При эксплуатации таких усилителей больше всего хлопот доставляет гидравлическая часть, например: течи сальников и внешних магистралей; износ насоса ГУР. Однако львиная доля проблем связана с неадекватным вмешательством. При банальной замене рулевых тяг сервисмены ленятся правильно установить пыльники, применяя вместо штатных металлических хомутов обычные пластиковые стяжки. В результате в рейку попадает влага, вызывая коррозию. В запущенных случаях ремонт будет уже невозможен и узел придется менять с сборе. Об этом мы подробно писали в материале про . В целом, на сегодняшний день классический ГУР доставляет меньше всего хлопот и требует вменяемых затрат при ремонте по сравнению с остальными вариациями усилителей.
ЭГУР - электрогидравлический усилитель
ЭГУР - это лишь вариация схемы классического гидроусилителя с теми же самыми ощущениями при езде и проблемами в целом. Разница лишь в том, что вместо механического насоса применен электрический. В остальном это та же гидравлическая рейка и контуры. Однако при попытке копнуть глубже всплывает масса скрытых отличий, хороших и не очень.
В такой системе есть отдельный модуль управления. Беда в том, что он объединен в единый сборный узел с электромотором насоса и его гидравлической частью. На многих возрастных машинах герметичность такого бутерброда нарушается и в электронику попадает влага или даже само масло. Происходит это незаметно, и когда дело доходит до явных проблем в работе усилителя, то уже поздно пытаться что-то ремонтировать. Придется менять дорогостоящие элементы.
С другой стороны, у такой схемы со своим блоком управления, в отличие от классического ГУРа, есть важный плюс - своего рода «защита от дурака». Если по какой-то причине произойдет большая утечка масла из системы, то она сама отключит насос, предотвратив его скоропостижную смерть из-за работы на сухую. Как и в случае с классическим гидроусилителем, любая кровопотеря не влечет износа элементов в самой рейке.
Электрический усилитель (ЭУР), встроенный в рулевую колонку
Вдобавок большая часть схем усилителя с электромотором снабжена еще и червячным редуктором. В частности, это касается систем, где ЭУР встроен в рулевую колонку. Из-за этого дополнительно возрастают потери на трение. В результате информативность руля падает еще сильнее, чем в случае с гидроусилителем. Настроить электронику так, чтобы существенно нивелировать подобный недостаток, невозможно. Поэтому человек, пересевший с автомобиля с ГУРом за ЭУР, сразу почувствует разницу и, вероятно, будет разочарован.
В схеме с элементами усилителя в рулевой колонке мы имеем обычную механическую рейку. Простота ее конструкции гораздо предпочтительнее сложного и технологичного гидроузла. Однако и у этой медали есть обратная сторона. В случае возникновения внутренней коррозии обычная рейка будет молчать до последнего, пока валы катастрофично не сгниют и ремонтировать будет уже нечего. Гидравлический же узел очень быстро начнет течь из-за износа сальников, и восстановление будет стоить вменяемых денег.
В защиту такого типа ЭУРа можно добавить, что электронная часть в рулевой колонке отказывает крайне редко. А по ресурсу система, в целом, сопоставима с привычным гидравлическим собратом.
Электрический усилитель (ЭУР) с червячным приводом, встроенным в рулевую рейку
В процессе эксплуатации тяжесть неисправностей и стоимость ремонта увеличивает то, что все элементы усилителя встроены в рейку.
В этой статье я расскажу про электроусилитель руля (ЭУР): из чего состоит ЭУР, принцип работы ЭУР, плюсы и минусы ЭУР по сравнению с ГУР.
Электроусилитель руля — это электромеханическая система автомобиля, которая предназначена для облегчения поворота руля. Несмотря на то, что гидроусилитель руля удобен в применении, давно изучен и хорошо зарекомендовал себя, конструкция ГУР все-таки не совершенна.
Инженеры нашли новые более современные конструкции рулевого управления и изобрели электрический усилитель руля (ЭУР), который исправил недостатки гидравлической конструкции в рулевом механизме, заменив гидравлику на электрику.
Электроусилитель руля
Электроусилитель руля имеет еще несколько названий: электрический усилитель рулевого управления (ЭУРУ), электромеханический усилитель руля (ЭМУР). Сегодня электроусилитель руля устанавливают на различные классы автомобилей, как в бюджетном, так и в дорогом (люксовом) сегменте машин, постепенно вытесняя ГУР. ЭУР пока что редко устанавливают на тяжелых автомобилях, работающих в сложных условиях и большой грузоподъемности, гидравлика там пока еще рулит.
Упрощенно электроусилитель руля состоит из датчиков (контролирующих угол поворота руля), электронного блока управления (ЭБУ) и исполнительного устройства (электродвигатель).
А конструктивно электроусилитель зависит от типа автомобиля и его массы. То есть, чем больше автомобиль, чем больше его масса, тем больше усилия требуется для вращения руля, и от этого зависит конструкция (ЭУР). На малом классе машин электроусилитель руля устанавливают на рулевую колонку, так как авто не нуждается в большом усилии на руле.
Средний класс авто: на таких машинах требуется более сильное усилие, и ЭУР устанавливают на рулевую рейку, а усилие передается через шестерню.
Класс внедорожников, пикапов, микроавтобусов, минивэнов: у этих автомобилей из-за большой массы требуется так же большое усилие на руле. Электроусилитель руля устанавливается параллельно осевой конструкции. Электродвигатель ЭУР передает усилие на механизм, а тот, в свою очередь, перемещает рулевую рейку.
Принцип работы
Вне зависимости от конструктивных особенностей электроусилителя принцип работы
(ЭУР) следующий:
При движении автомобиля с небольшой скоростью (в пробке, во дворе, на парковке) водителю приходится быстро поворачивать колеса из одного крайнего положения в другое. В этом случае электроусилитель руля обеспечивается так называемый «легкий руль». Вы можете легко вращать руль одним пальцем. Когда вы едете с высокой скоростью, то вы вращаете руль на небольшие углы.
В этом случае электроусилитель руля создает обратную связь (подробнее в ГУР), и руль получается тяжелым. Электроусилитель руля так же создает обратную связь и способен вернуть колеса в среднее положение (когда вы входите в поворот, а на выходе руль самостоятельно возвращается в среднее положение).
В электронном блоке управления электроусилителя существуют так же программы стабилизации, поддержании среднего положения колес при сильных порывах бокового ветра, при различном давлении в шинах, а так же парковочный ассистент (автопарковщик).
Автопарковщик осуществляет руление и автоматически направляет автомобиль в нужное, свободное, парковочное место. Водителю же остаётся лишь нажимать педали акселератора, сцепления и тормоза.
Плюсы электроусилителя руля (ЭУР) в отличие от гидроусилителя руля (ГУР).
Главный плюс электроусилителя — это хорошая обратная связь водителя с дорогой. Управление автомобилем с ЭУР более острое при езде на высоких скоростях, чем у ГУР, и более легкое при парковках. Так как ЭУР использует в своей работе электричество сети автомобиля, то нет дополнительной нагрузки в виде ременных приводов на двигатель автомобиля (меньше отбирает мощность).
В системе нет жидкости (не чему замерзать, кипеть), поэтому работает электроусилитель при любых температурах. Занимает меньше места по сравнению с ГУР и не требует периодического технического обслуживания (осмотр ремня, уровня жидкости, потеков).
Минусы тоже есть, но с каждым годом их становится все меньше. К примеру, цена электроусилителя руля пока еще высока. ЭУР пока еще не ставят на тяжелые автомобили, грузовики из-за более низкой мощности электродвигателей по сравнению с гидравликой.
Так же минусом является то, что электроусилитель руля выходит из строя из-за попадания в него влаги (перегорают предохранители, горят электродвигатели).
Но даже при поломке ЭУР вы всегда сможете доехать до дома или места ремонта, правда, руль автомобиля будет тяжелее вращать. ЭУР — это настоящее и будущее автомобилестроения.
На сегодня все. Легкого вам вращения руля и зеленого света на дороге!
Электромеханический усилитель- это наиболее совершенная конструкция, с точки зрения инженерного решения. Имеется две конструкции этого усилителя: с двумя шестернями или с параллельным приводом.
Электромеханический усилитель состоит из следующих составных частей:
- система управления;
- электродвигатель;
- механическая передача.
Электромеханический усилитель c двумя шестернями
Электроусилитель руля объединяется с рулевым механизмом в едином блоке. В усилителе устанавливается обычно асинхронный электродвигатель. Передача крутящего момента от электродвигателя на рейку рулевого механизма обеспечивается механической передачей.
Одна шестерня служит для передачи крутящего момента к рейке рулевого механизма собственно от рулевого колеса, а еще одна – от электродвигателя усилителя. На рейке имеется два участка специальных зубьев. Один из них и является приводом усилителя.
Электрический усилитель руля c параллельным приводом
В таком электроусилителе усилие от электродвигателя переходит на рулевой механизм при помощи ременной передачи, а также установлен специальный шариковинтовой механизм.
При этой схеме усиление может передаваться как на рейку рулевого колеса, так и на вал управления рулевым механизмом. Принципиального значения для управления автомобилем во время движения это не имеет. Обе схемы зарекомендовали себя одинаково надежными.
Блок управления
Управление электроусилителем включает несколько элементов:
- входные датчики;
- блок управления;
- исполняющее устройство.
К входным датчикам относят датчики крутящего момента и датчик, определяющий угол поворота на рулевом колесе. Система электронного управления электроусилителем использует информацию, которая поступает от (датчик скорости) и блока управления двигателем (датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя).
Электронный блок управления служит для обработки сигналов датчиков. Соответствующая программа вырабатывает сигналы управления и отсылает их исполнительному устройству – электродвигателю усилителя.
Электроусилитель руля призван обеспечить управление автомобилем в таких режимах:
- при ;
- при повороте автомобиля на малых скоростях;
- при повороте автомобиля на больших скоростях;
- активное возвращение колес в среднее положение;
- поддержание колес в среднем положении.
Как это работает
Электрический усилитель руля:
Управление автомобилем происходит с помощью поворотов рулевого колеса. От рулевого колеса крутящий момент передается посредством торсиона на рулевой механизм. При этом происходит замер закрутки торсиона специальным датчиком крутящего момента, а также замеряется угол поворота рулевого колеса. Для этого используется отдельный датчик. Информация от обоих датчиков, а также дополнительная информация о скорости движения автомобиля, показатель частоты вращения коленчатого вала, передаются электронному блоку управления.
Имеющаяся в блоке программа рассчитывает нужный крутящий момент электродвигателя усилителя и, изменяя величину силы тока, поддерживает работу электродвигателя в нужном режиме. От электродвигателя крутящий момент передается на рулевой механизм и затем, рулевыми тягами, на ведущие колеса.
Поворот колес, таким образом, происходит за счет объединения усилий электродвигателя усилителя и рулевого колеса.
Поворот на небольших скоростях, обычно при парковке, характерен большим углом поворота рулевого колеса. Электронной системой управления обеспечивается крутящий момент максимальной работы электродвигателя (называемый еще «легкий руль»).
На высоких скоростях электронная система обеспечивает наименьший уровень крутящего момента («тяжелый руль»).
Для активного возврата колес в среднее положение система управления увеличивает возникающее во время поворота реактивное усилие. Если возникает необходимость поддержать среднее положения колес, например, при движении во время бокового ветра, или разности давления в шинах, система управления корректирует среднее положение управляемых колес.
Гидравлический усилитель рулевого механизма
Механизм гидроусилителя на легковом автомобиле выполнен вместе с рулевым механизмом. Такой усилитель называется интегральным. Рабочей жидкостью в гидроусилителе иномарок является масло ATF, такое же, как в автоматической коробке передач. Отечественные автомобили используют масло марки Р.
Аксиально-поршневой или роторный насос приводится в работу с помощью ремня от коленчатого вала. Он забирает масло из бачка и нагнетает под давлением в 50-100 атмосфер в золотниковый распределитель. При этом задача распределителя в отслеживании усилий на руле и строго дозированной помощи по управлению колесами.
Для этого используется следящее устройство. В этой роли чаще всего выступает торсион, который встроен в рулевой вал. Если машина едет по прямой или стоит, то усилий на рулевой вал никаких не прилагается, торсион не закручивается и, соответственно, дозирующие каналы в распределителе остаются перекрытыми. Масло при этом сливается в бачок.
Если водитель поворачивает автомобиль, колеса в результате сопротивляются, при этом торсион закручивается настолько сильно, насколько большое усилие приложено на руль. Золотник открывает масляные каналы и направляет рабочую жидкость исполнительному устройству. В механизме «винт-шариковая гайка» давление подается за поршень, или перед ним, помогая ему перемещаться по рулевому валу. В реечном механизме происходит подача масла в корпус рейки, в одну из сторон от связанного с рейкой поршня, и подталкивает ее, соответственно, вправо или влево. Если баранка руля повернута до упора, происходит срабатывание предохранительного клапана и сбрасывается давление масла, что предохраняет от повреждения детали механизма.
Обучающее видео о гидроусилителе от TOYOTA:
Недостатки и преимущества рулевых усилителей
Неоспоримым преимуществом рулевого усилителя является облегчение работы при парковке, в затяжных поворотах и при других маневрах, когда необходимо совершать много оборотов руля, прилагая максимальные усилия. Еще одно полезное свойство усилителя состоит в ослаблении передачи на руль ударов, получаемых от неровностей дороги.
С точки зрения инженерной конструкции ГУР более сложная система, нежели электрический усилитель руля современного автомобиля. Гидравлический насос, приводимый в действие приводным ремнем или электродвигателем, сложная рулевая рейка, шланги и жидкости занимают много подкапотного пространства автомобиля. А в современном автомобиле его и так не слишком много.
Здесь более выгодно смотрится ЭУР, имеющий электромотор, набор датчиков и простой, и легкий реечный механизм. В обслуживании ГУР также много дороже и сложнее, в сравнении с ЭУР. надежность ЭУР так же несколько выше за счет отсутствия в ней ремней, сальников, шлангов, прокладок и жидкостей. Поломка ГУР, в особенности сопровождающаяся потерей рабочей жидкости, означает полную невозможность продолжения движения своим ходом. В то время как поломка ЭУР окажет воздействие на управляемость автомобиля лишь необходимостью прилагать большие усилия при вращении баранки руля.
Если говорить об , то и по этой позиции электрическая система выигрывает. ГУР при включенном моторе работает постоянно, увеличивается нагрузка на двигатель и, соответственно, повышается расход топлива. ЭУР потребляет электрическую энергию, но электрический привод включается только при повороте рулевого колеса. К тому же КПД электродвигателя выше КПД гидравлического насоса.
Но управление автомобилем с электрическим усилителем не всегда удобно водителям. Многие отмечают не информативность ЭУР, поездка при этом напоминает игровой джойстик. Но и это еще не все. Негативные факторы работы ЭУР внесли российские автомобилестроители. На отечественных авто отмечены случаи, когда ЭУР самостоятельно решал, куда поворачивать колеса. Растерянный шофер при этом не мог ничего сделать. Хорошо, что пока все обходится без трагических случаев. Можно считать это своей местной болезнью, поскольку подобных случаев с иномарками не наблюдалось.
Конечно, ряд недостатков можно обнаружить и у ЭУР. Но количество достоинств говорит о том, что усилители рулевого управления этого типа значительно более эффективны и экономичны по сравнению с ГУР. Будущее, конечно, принадлежит автомобилям с электрическим усилением рулевого механизма.
- Новости
- Практикум
Запрет на ручные радары ГИБДД: в некоторых регионах он снят
Напомним, что запрет ручных радаров для фиксации нарушений ПДД (модели «Сокол-Виза», «Беркут-Виза», «Визир», «Визир-2М», «Бинар» и др.) появился после письма главы МВД Владимира Колокольцева о необходимости борьбы с коррупцией в рядах сотрудников ГИБДД. Запрет начал действовать 10 июля 2016 года во многих регионах страны. Впрочем, в Татарстане инспекторы ДПС, ...
АвтоВАЗ выдвинул в Госдуму собственного кандидата
Как сказано в официальном сообщении АвтоВАЗа, В. Держак проработал более 27 лет на предприятии и прошел все этапы становления карьеры - от рядового рабочего до мастера. Инициатива выдвижения представителя трудового коллектива АвтоВАЗа в Госдуму принадлежит коллективу предприятия и была озвучена 5 июня во время празднования дня города Тольятти. Инициативу...
Mercedes выпустит мини-Гелендеваген: новые подробности
Новая модель, призванная стать альтернативой изящному Mercedes-Benz GLA, получит брутальную внешность в стилистике «Гелендевагена» - Mercedes-Benz G-класса. Немецкому изданию Auto Bild удалось разузнать новые подробности об этой модели. Итак, если верить инсайдерской информации, то Mercedes-Benz GLB будет отличаться угловатым дизайном. С другой стороны, полного...
Внедорожник GMC превратили в спорткар
телье Hennessey Performance всегда славилось своим умением щедро добавлять дополнительных скакунов «прокачиваемому» автомобилю, но в этот раз американцы явно поскромничали. GMC Yukon Denali мог бы превратиться в настоящего монстра, благо, что 6,2-литровая «восьмерка» позволяет это сделать, но мотористы Hennessey ограничились достаточно скромным «бонусом», увеличив мощность мотора...
Очередной погодный Армагеддон надвигается на Москву
По данным столичного управления МЧС, во вторник 23 августа до 22:00 столицу накроют мощные ливни, которые будут сопровождаться грозами и порывами ветра до 12-17 м/с. Ожидается, что непогода принесёт до 17 миллиметров осадков - это около 20% месячной нормы. Коммунальные службы города переведены на круглосуточный режим работы, сообщает официальный сайт...
Названа средняя цена нового автомобиля в России
Если в 2006 году средневзвешенная цена машины составляла примерно 450 тыс. рублей, то в 2016 - уже 1,36 млн рублей. Такие данные приводит аналитическое агентство «Автостат», изучившее ситуацию на рынке. Как и 10 лет назад, самыми дорогими на российском рынке остаются иномарки. Сейчас средняя цена нового автомобиля...
В Петербурге угнали автомобиль без двигателя и крыши
По данным издания «Фонтанка.ру», в полицию обратился бизнесмен, который и рассказал, что из двора его дома на проспекте Энергетиков похитили зелёную ГАЗ М-20 «Победа», которая была выпущена еще в 1957 году и имела советские номера. По словам потерпевшего, машина вообще не имела мотора с крышей и предназначалась для реставрации. Кому потребовался автомобиль...
Новый Jeep замечен в Бразилии
В модельном ряду Jeep Compass заменит не только своего предшественника, выпускающегося с мая 2006 года, но и Jeep Patriot, выпуск которого начался десять лет назад. В Бразилии Jeep Compass II появился не случайно. Производство кроссовера будет налажено на заводе в г. Гояна, где выпускается компактный паркетник Jeep Renegade, от которого новейший...
Лимузин для президента: раскрыты очередные подробности
Сайт Федеральной патентной службой продолжает оставаться единственным открытым источником информации об «автомобиле для президента». Сначала НАМИ запатентовал промышленные модели двух автомобилей - лимузина и кроссовера, которые являются частью проекта «Кортеж». Затем намишники зарегистрировали промышленный образец под названием «Панель приборов автомобиля» (скорее всего, именно...
В России резко сократились объемы строительства дорог
Сокращение реконструкции российских федеральных трасс и ввода в эксплуатацию новых объектов связано с сокращением бюджета и неудовлетворительной работой генподрядчиков. Об этом рассказал начальник управления строительства и эксплуатации автомобильных дорог Федерального дорожного агентства (Росавтодора) Тимур Лубаков, сообщают «Известия». Как пояснил Лубаков, изначально в этом году после строительства и реконструкции...
Самых дорогостоящие машины в мире
Безусловно, любой человек хотя бы один раз задавался вопросом, какая же самая дорогая машина в мире. И даже не получив ответа, мог только вообразить себе, что же представляет собой самый дорогой автомобиль в мире. Возможно, некоторые думают, что это мощный, ...
Что только люди не придумают, чтобы ощутить незабываемую минуту азарта от езды на своём автомобиле. Сегодня мы познакомим вас с тест-драйв пикапов не простым способом, а соединив его с воздухоплаванием. Нашей целью было обследовать характеристики таких моделей, как Ford Ranger, ...
Самый дорогой во всём мире автомобиль
В мире существует огромное количество автомобилей: красивых и не очень, дорогих и дешёвых, мощных и слабых, своих и чужих. Однако самая дорогая в мире машина одна – это Ferrari 250 GTO, именно 1963 года выпуска и только этот автомобиль считается...
Обзор самых популярных кроссоверов и их сравнениеКакие машины самые безопасные
При принятии решения о приобретении автомобиля в первую очередь многие покупатели обращают внимание на эксплуатационные и технические свойства машины, ее дизайн и прочую атрибутику. При этом не все из них задумываются о безопасности будущего автомобиля. Безусловно, это печально, поскольку зачастую...
КАКОЙ автомобиль российского производства самый лучший, лучшие российские автомобили.
Какой автомобиль российского производства самый лучший В истории отечественной автомобильной промышленности было много хороших автомобилей. И лучший из них выбрать трудно. Тем более, что критерии, по которым оценивается та или иная модель, могут быть очень разными. ...
Как выбрать машину Сегодня рынок предлагает покупателям огромный выбор машин, от которого просто разбегаются глаза. Поэтому прежде чем купить автомобиль, стоит учесть много важных моментов. В итоге, определившись с тем, что именно вы хотите, вы сможете выбрать авто, которое будет...
- Обсуждение
- Вконтакте
