Электроусилитель рулевого управления что это

Вчитываясь в список опций каждой из комплектаций автомобиля, нередко можно встретить такой механизм, как усилитель рулевого управления. Однако на одних автомобилях он значится как ГУР, а на других – как ЭУР. «Калина» также оснащается подобным усилителем. Как он работает и что собой представляют оба типа механизмов? Все плюсы и минусы гидроусилителя и электроусилителя руля, принцип работы – далее в нашей статье.

Характеристика ГУРа

Этот тип усилителя появился намного раньше электрического. ГУР являет собой элемент рулевого управления автомобиля, который работает при помощи жидкостного привода. Несмотря на растущую популярность ЭУР (ВАЗ им тоже оснащается), ГУР является наиболее распространенным усилителем. Конструктивно данный узел содержит в себе гидронасос. Он приводится в действие от коленчатого вала посредством ременной передачи. Как она выглядит, читатель может увидеть на фото ниже.

Ниже мы рассмотрим алгоритм действия данной системы.

Как работает ГУР?

Как мы отметили ранее, работает данный узел на основе гидравлической жидкости. Так, во время прямолинейного движения циркуляция жидкости производится по кругу. То есть она проходит по каналам от насоса в бачок. Однако как только траектория движения меняется (водитель поворачивает руль), жидкость поступает в одну из полостей распределительной гильзы. В зависимости от поворота руля она поступает в левую либо в правую ее часть. Из другой полости жидкость сливается в бачок. Так, поршень обеспечивает перемещение механизма рулевой рейки. Усилие от поворота передается на тяги.

Так происходит изменение направления движения автомобиля. Наибольшая производительность насоса наблюдается при повороте рулевого колеса на месте (то бишь при парковке на ограниченном участке). Однако в движение система приводится благодаря ременной передаче от коленвала. А ведь его обороты во время парковки минимальны и близки к холостым. Соответственно, усилие, что вырабатывается насосом, недостаточное для поворота руля. Что же делать? Не подгазовывать же до отсечки? Производитель учел этот момент. Поэтому в таких ситуациях электронный блок управления подает сигнал на дополнительное открытие клапанов. Так, в силовой цилиндр рулевой рейки поступает большее количество жидкости. Поэтому «на месте» вращать руль будет очень легко. Но не стоит увлекаться – помните, что в этот момент насос работает на полную. Частые выкручивания руля «до упора» на парковке снижают его ресурс.

ЭУР: характеристика

Появился данный тип усилителей гораздо позже. Однако в последнее время начинает обретать высокую популярность. Главное отличие ЭУРа – отсутствие ременной передачи и гидравлического привода. Все действия осуществляются при помощи электрического двигателя.

Особенности конструкции, принцип работы

На сегодня различают два типа компоновки данного узла. В первом случае усилие электрического двигателя передается на рейку. Во втором – на вал рулевого колеса. Наиболее популярен первый тип электроусилителей. Его также называют электромеханическим. В конструкции используются две шестерни с параллельным приводом.

ЭУР объединён в одном блоке с рулевым механизмом. Тип электрического двигателя – асинхронный. Как работает данный механизм? Передача крутящего момента производится напрямую к рейке от электродвигателя. Также на реечном механизме предусмотрены два участка зубьев.

Система ЭУР состоит из множества датчиков. К ним относят элемент угла поворота руля, датчик крутящего момента, частоты вращения коленвала и скорости самого транспортного средства. Механизм тесно взаимодействует с блоком управления АБС и ЭБУ автомобиля.

После обработки информации с вышеперечисленных датчиков заложенная программа вырабатывает соответствующий сигнал на исполнительное устройство. Им является асинхронный электродвигатель.

Режимы работы электроусилителя

Работа рулевого управления может осуществляться в нескольких режимах:

  • Активный возврат руля в среднее положение.
  • Поворот автомобиля на большой и малой скорости.
  • Поддержка среднего положения руля.
  • Поворот автомобиля в обычных условиях.

Как и в случае с ГУРом, управление колесами осуществляется рулем. Однако здесь усилие передается через торсион. Закрутка последнего измеряется соответствующими датчиками (угла поворота, крутящего момента и т. д.). Так, усилие от двигателя передается на рейку. Затем через рулевые тяги происходит поворот ведущих колес в нужном направлении. Работа узла не зависит от положения и частоты оборотов коленчатого вала.

Плюсы ГУРа

Итак, что лучше — гидроусилитель или электроусилитель руля? Оба таких узла имеют свои плюсы и минусы. Но для начала рассмотрим систему с гидроприводом. ГУР – более дешевый в производстве механизм. Соответственно, стоимость автомобиля на порядок ниже.

Плюс ко всему – дешевый ремонт гидроусилителя (если дело не касается рейки). На разборке насос гидроусилителя для девятого "Лансера" стоит 2-3 тысячи рублей. Причем продается он уже в сборе, со шкивом (но без ремня).

Минусы гидравлического усилителя

Рассматривая вопрос: что лучше — гидроусилитель или электроусилитель руля, стоит упомянуть и о недостатках. Их на порядок больше. Первый минус – это размеры конструкции. ГУР – достаточно громоздкая штука. Насос, шкивы, бачок и ремень занимают много свободного пространства. Плюс ко всему затрудненный ремонт ГРМ. Чтобы заменить ремень на нем, нужно снять шкив сначала с ГУРа. Благо, насос гидроусилителя остается на месте.

Если выбирать между тем, что лучше — ГУР или ЭУР для вашего автомобиля, стоит рассмотреть вопрос обслуживания данного узла. И здесь есть свои нюансы. Система ГУР требует периодического обслуживания. Если вовремя не менять жидкость или ремень, потребуется ремонт гидроусилителя.

Читайте также:  Снять передний бампер рено логан видео

Также недопустимо долго использовать механизм в режиме повышенных нагрузок. Из-за этого быстро кипит жидкость. До упора руль следует выкручивать не более чем на пять секунд.

Следующий недостаток – зависимость системы от производительности двигателя. Узел скрадывает мощность мотора, поскольку отбирает часть усилия от коленчатого вала посредством ременной передачи. То же самое можно сказать и про кондиционер, который тоже работает от данного шкива. Поэтому ввиду громоздкости конструкции и прочих недостатков ГУР сейчас можно встретить только на внедорожниках и на коммерческом транспорте. Но почему нельзя поставить ЭУР в грузовики? Это вы узнаете немного позже.

Плюсы и минусы ЭУР

Спеша ответить на вышесказанный вопрос, отметим сразу недостатки ЭУР. «Калина» оснащается таким механизмом ввиду маленьких колес. К чему это все? Дело в том, что электрический усилитель не способен выработать нужный крутящий момент для поворота больших колес (тем более под нагрузкой свыше). Ввиду этого узел не используется на грузовиках и транспорте массой более двух тонн.

Это и есть основной недостаток ЭУР. Что лучше — гидроусилитель или электроусилитель руля? Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим преимущества последнего. Их на порядок больше, чем недостатков. Так, механизм не отбирает мощность у двигателя. На высоких скоростях руль достаточно информативен с ним. Система не требует периодического обслуживания, ведь никакой жидкости и насосов здесь нет. Единственное, что со временем выходит из строя, это подшипники качения в электродвигателе. Но чтобы вывести их из рабочего состояния, требуется долго и усердно эксплуатировать ЭУР. ВАЗ, оснащенный таким усилителем, гораздо быстрее откликается на руль. Ведь сигнал от датчиков передается молниеносно. А насосу нужно время, дабы выработать необходимое давление и перелить жидкость с одного контура в другой.

Также, отвечая на вопрос: "Что лучше — гидроусилитель или электроусилитель руля?", стоит отметить компактность последнего. ЭУР не занимает много места в подкапотном пространстве (поскольку в большей мере спрятан в салоне). Соответственно, добраться до какого-нибудь узла будет намного легче. А через ЭБУ можно настроить режим работы усилителя. Также система не кипит, если удерживать долго руль в крайнем положении.

Подводим итоги

Итак, что лучше — гидроусилитель или электроусилитель руля? Выяснив все преимущества и недостатки обеих систем, мы пришли к следующему выводу. Если это легковой автомобиль или кроссовер, однозначно следует выбирать электрический усилитель. Ну а на более тяжелой технике по-прежнему актуален гидравлический элемент. Хотя прогресс не стоит на месте, и, возможно, в будущем ЭУР будет использоваться и на джипах, а также на грузовой технике.

Одна из проблем, стоявших перед конструкторами с начала эпохи автомобилестроения – облегчить рулевое управление. Долгое время способ решения был один: увеличить диаметр руля и повысить передаточное отношение привода. Такой метод позволял относительно легко управляться даже с многотонными грузовиками. Требования к комфорту и эргономике почти не предъявлялись, поэтому то, что для маневрирования водителю приходилось делать 5-6 оборотов огромным рулем от края до края, во внимание не принималось. В наши дни инженеры нашли более изящный выход — электроусилитель руля.

Этот механизм при помощи электромотора создает вспомогательное усилие на рулевом валу при его повороте. Появился он относительно недавно и постепенно начинает вытеснять своих предшественников – гидро- и электро-гидроусилитель.

Устройство и принцип действия электроусилителя руля

Основными элементами системы являются бесщеточный электромотор, механическая передача (сервопривод), датчики угла поворота руля и крутящего момента и управляющий блок. Дополнительно механизм может оснащаться датчиком скорости вращения руля. Устройство сервопривода на разных типах автомобилей различается (подробнее об этом ниже).

Главный датчик в электроусилителе руля – датчик крутящего момента. Выполнен он следующим образом: в разрез рулевого вала встроен торсион, на концы которого устанавливаются элементы датчика, принцип действия которого может быть оптическим или магнитным.

Принцип работы электроусилителя руля следующий. С поворотом руля торсион на валу закручивается тем сильнее, чем больше прилагаемое усилие. Величина приложенного усилия оценивается по взаимному расположению частей датчика. Измеренное значение передается в блок управления. Второй датчик измеряет угол поворота руля и также передает измерения в управляющий блок, куда дополнительно поступают данные о скорости движения машины (от ABS системы) и оборотах двигателя (от контроллера). А на основании всей полученной информации, электронный блок управления рассчитывает величину вспомогательного усилия, и подает на электромотор напряжение нужной величины и полярности. Через сервопривод электродвигатель перемещает рулевую рейку или вращает рулевой вал.

При движении с небольшой скоростью, например, на парковке, когда приходится быстро поворачивать колеса из одного крайнего положения в другое, электромотор работает с максимальной мощностью, и обеспечивается так называемый «легкий руль». И наоборот, когда машина едет по трассе с высокой скоростью, руль поворачивается на небольшие углы, поэтому вспомогательное усилие минимально, руль получается более «тяжелым». Вдобавок, электроусилитель руля способен увеличивать реактивное усилие, которое возникает при повороте колес, помогая им вернуться в среднее положение.

Нередко возникает необходимость в поддержании среднего положения колес, например, при сильных порывах бокового ветра или неодинаковом давлении в шинах, в подобных ситуациях блок управления обеспечивает постоянное корректирующее усилие. В программном обеспечении системы заложена и компенсация увода переднеприводной машины в сторону из-за разной длины валов привода колес.

Читайте также:  Удаление сколов на автомобиле

Конструкция электроусилителя руля

Несмотря на общее устройство, конструктивно электроусилитель руля может быть выполнен различными способами в зависимости от того, на каком типе автомобилей он устанавливается.

На автомобилях малого класса ЭУР устанавливается на рулевую колонку. Они не нуждаются в большом усилии на руле, поэтому электромотор и механическая передача получаются компактными и помещаются в салоне авто под рулевым колесом. Там же размещаются и датчики. В результате устройство надежно защищено от пыли, грязи и высокой температуры, царящих в подкапотном пространстве, что наилучшим образом сказывается на сроке службы.

У машин среднего класса электроусилитель руля размещается на рулевой рейке, вспомогательное усилие на которую передается через шестерню.

Внедорожники и микроавтобусы, из-за большой массы, нуждаются в большом вспомогательном усилии, поэтому на них устанавливается электроусилитель руля параллельноосевой конструкции. Электродвигатель передает усилие при помощи зубчатоременной передачи и механизма «винт-гайка на циркулирующих шариках». Зубчатый ремень вращает гайку, а та, в свою очередь, через шарики перемещает рулевую рейку. Шарики циркулируют по резьбе и возвращаются по специальному каналу в гайке.

Независимо от варианта исполнения, электроусилитель руля устроен таким образом, что даже в случае его выхода из строя автомобиль останется управляемым, поскольку сохранится прямая связь рулевого вала с рейкой.

Преимущества ЭУР перед ГУР и ЭГУР

Водители автомобилей, на которых установлен гидро- и электро-гидроусилитель, вынуждены мириться с их многочисленными недостатками, а именно:

  • держать колеса в крайнем положении можно не более пяти секунд, иначе происходит перегрев масла в системе и выход ГУР из строя;.
  • необходимость в периодическом обслуживании (нужно контролировать уровень масла, менять его, следить за состоянием приводов, шлангов и насоса);.
  • на работу ГУР расходуется часть мощности двигателя автомобиля;.
  • устройство работает в одном режиме, независимо от условий движения;.
  • снижение информативности руля на высоких скоростях (частично этот недостаток устранен за счет применения рулевой рейки с переменным передаточным отношением).

Достоинствами электроусилителя руля являются надежность, экономичность и компактность. Его принцип действия основан на работе электромотора, поэтому и устройство намного проще. Электроусилитель руля приводится в действие не от силового агрегата автомобиля, к тому же работает только при работе рулем, благодаря этому экономится от 0,4 до 0,8 литра горючего в зависимости от стиля езды и дорожных условий. Электроусилитель руля не требует обслуживания, однако, в случае поломки неисправные узлы меняются целиком, поэтому стоимость ремонта значительно возрастает.
" alt="">
Пожалуй, самым главным преимуществом электроусилителя руля, можно считать возможность изменять вспомогательное усилие в зависимости от условий передвижения автомобиля, благодаря чему, достигается более острое управление на высоких скоростях, и более легкое на малых. Кроме того, одна и та же модель может применяться на различных машинах, а все, что потребуется – изменить настройки электронного блока управления.

Электроусилитель руля — конструкция, предназначенная для снятия части усилия при повороте рулевого колеса.

Данный тип механизма считается сравнительно новым устройством, но это не помешало ему занять серьезную нишув секторе легковых авто. Электроусилитель рулевого колеса — следующий этап после ГУР (гидроусилителя), хотя последнийи сегодня пользуется спросом и устанавливается на большей части авто.

История

Как уже упоминалось, ЭУР — сравнительно «молодой» механизм, который разработан только в 90-х годах прошлого века. Но первые «ласточки» появились много раньше. Так, попытку сделать нечто подобное предпринимал Генри Форд, которому не удалось довести идею до логического завершения.
Первая машина, на которой появился электроусилитель руля, стала Тойота MR2. Японские производители поставили задачей убрать гидравлические линии от стойки до двигателя, что им и удалось.

Со временем ЭУР появился на европейском континенте. Здесь первопроходцами стала компания Фольксваген, которая установила элеткроусилитель на модели Гольф Экоматик. Преимуществом нового устройства стала возможность работы даже на заглушенном моторе. Со временем новая технология была взята на «вооружение» другими компаниями — Ауди, Мазда, Ситроен и так далее.

Устройство ЭУР

В отличие от классического ГУР, в электроусилителе главный исполнительный механизм — электрический привод (асинхронный мотор). Устройство собрано в одном блоке (вместе с рулевым механизмом), что упрощает обслуживание и ремонт (когда это требуется). Механическая передача передает момент вращения от силового узла к рейке руля.

В ЭУР с шестью шестеренками один из узлов передает момент кручения на рейку, а другой — вращение от электромотора. Для гарантии работоспособности рейка оборудована зубьями, выполняющими роль привода. Второй вариант исполнения — ЭУР с параллельным приводом. В данном случае момент передает ремень и шариковый узел.

Ключевой элемент электроусителя — система управления. Она состоит из нескольких узлов:

  1. Входных датчиков — момента вращения и угла поворота руля. Кроме этого, принимается информация от датчиков скорости и частоты вращения коленвала.
  2. Электронного блока (ЭБУ) — устройства, принимающего сигналы и обрабатывающего поступившую информацию. На базе полученных данных компьютер принимает решение в отношении подачи команды на исполнительный узел.
  3. Исполнительные элементы — электромотор (асинхронный двигатель).

Конструктивно ЭУР различается в зависимости от типа автомобиля:

  1. На легковых авто электроуситель монтируется прямо в колонку. Здесь не требуется особых усилий. Следовательно, узел получается компактным и легко помещается в области возле руля. Там же смонтированы и датчики. Как результат — исключается воздействие на устройство негативных факторов. Таким образом, конструкция состоит из следующих элементов — рулевой колонки, ЭУР, промежуточного вала и реечного механизма.
  2. На микроавтобусах и авто 4×4 требуется большее усилие, поэтому ЭУР имеет конструкцию с параллельными осями. Передача вращения происходит посредством зубчатоременной передачи. Специальный ремень проворачивает гайку, которая приводит в движение саму рейку руля.
Читайте также:  Планшет в опель астра h своими руками

Что касается большегрузных машин, то на них электроуситель не устанавливается.

Принцип действия ЭУР

Если не углубляться в теорию, то принцип действия ЭУР такой же, как и у гидроусилителя. Разница только в том, что главные элементы устройства — электронные составляющие (двигатель и блок управления). Давайте вспомним, как работаетклассический механизм.

Устройство собирает информацию с датчиков, которые упоминались выше, и передает информацию к ЭБУ. На базе полученных данных устройство принимает решение об уровне давления масла в главном цилиндре. При этом подается команда на открытие или закрытие клапана.

При движении на низких скоростях клапан открыт полностью, что гарантирует легкость вращения рулевого колеса. По меренабора скорости клапан постепенно закрывает проем и снижает давление. Как следствие, руль становится тяжелее и гарантирует водителю комфорт в управлении.
Как действие происходит в электроусилителе? Здесь алгоритм такой:

  • При повороте рулевого колеса торсион закручивается. Мощность усилия, приложенного к рулевому колесу, характеризуется по расположениям элементов датчиков;
  • После измерения параметр передается к ЭБУ;
  • Еще один датчик фиксирует угол поворота рулевого колеса и передает данные к ЭБУ. Сюда же поступает информация о скорости транспортного средства и частоте вращения вала;
  • Электронный блок делает нужные расчеты и передает требуемый уровень напряжения и полярности на мотор;
  • С помощью сервопривода происходит вращение вала рулевого колеса.

Режимы работы

ЭУР — устройство, работа которого различается с учетом текущего режима. В процессе парковки, когда машина обездвижена или скорость минимальна, сервомотор работает с наибольшей отдачей, активируя функцию «легкого руля». Принцип выглядит следующим образом:

  • Датчик, контролирующий момент кручения, передает данные о резких поворотах рулевого колеса;
  • В управленческий блок идет информация об угле поворота;
  • После анализа данных и скорости движения управляющий блок включает режим парковки и ускоряет работу двигателя.

Городской режим (скорость до 50 км/час). Особенность движения по городу — необходимость постоянно поворачивать рулевое колесо в одном и другом направлении. Алгоритм работы ЭУР здесь следующий:

  • В блок управления направляются данные об угле поворота руля и скорости движения;
  • «Мозги» устройства дают команду о необходимости достижения средней мощности вращения рулевого колеса;
  • На скорости от 100 километров в час, когда необходима лучшая управляемость, рулевое колесо становится «жестким» («тяжелым»). Получается, что при достижении большой скорости ЭУР почти не работает.

В автомобилях с ЭУР предусматриваются следующие функции:

Режим активного возврата колес в исходную позицию.

Когда в движении нагрузка на руль уменьшается, происходит раскручивание торсиона. Управляющий блок видит эту информацию и вычисляет скорость возвращения колес в исходную позицию. Полученное значение сравнивается с текущим параметром, после чего формируется нужное усилие для возврата колес.

Как правило, во время поворота в движении появляются дополнительные усилия, «выталкивающие» колесо в нейтральную позицию. Но наличие силы трения не позволяет это реализовать. Задача управляющего блока — произвести нужные расчеты и помощь колесам вернуться в исходную позицию.

Режим коррекцию средней позиции.

Такой режим активируется при прямолинейном движении. При неблагоприятных погодных условиях (сильном ветре сбоку) или при разном давлении в покрышках управляющий блок регулирует усилие и улучшает управляемость авто. Здесь возможно два варианта:

  • Долговременная коррекция актуальна, когда проблема имеет долгосрочный характер (пример — шины в колесах имеют разное давление);
  • Кратковременная коррекция — срабатывает при временных проблемах, к примеру, усилении бокового ветра.

Преимущества и недостатки ЭУР

Как и у других механизмов, у электроусилителя рулевого управления стоит выделить плюсы и минусы.

Преимущества:

  • Простота эксплуатации и конструкции. При обслуживании гидроусилителя важно контролировать уровень масла и производить его замена (доливку). В случае с ЭУР такая проблема отошла в прошлое;
  • Экономичность. В отличие от ГУР, который работает без остановок, электроусилитель активируется только при необходимости (при вращении рулевого колеса). Как следствие, часть нагрузки снимается с мотора;
  • Простота настройки и регулировки. Чтобы скорректировать характеристики ГУР не обойтись без разборки узла и внесения конструктивных измерений. Для ЭУР все проще — хватает замены программы электронного блока;
  • Экономия топлива. Практика эксплуатации показала, что применение электроусилителя снизило объем потребления топлива на 0.5-0.6 литра из расчета на 100 километров пути.

Минусы ЭУР

  • Низкая мощность, связанная с меньшей мощью элеткродвигателя;
  • Ограниченность применения. Электроусилитель рулевого колеса монтируется только на легких машинах, а для грузового транспорта он не подойдет;
  • Слабая отзывчивость руля, объясняемая малым обратным усилием.

Подведем итоги

Электроусилитель руля — уникальный механизм, который решил ряд проблем гидроусилителя и открыл новые возможности для производителей. В частности, появление ЭУР дало возможность создать группу вспомогательных систем:

  • Помощи движения по полосе;
  • Автоматической парковки;
  • Курсовой устойчивости и прочих
Оцените статью
Добавить комментарий

Adblock detector