Электроусилитель рулевого управления (ЭУР), как и любой другой усилитель, призван уменьшить усилие, прилагаемое водителем при воздействии на рулевое колесо, тем самым повышая уровень комфорта и легкость управления автомобилем. Дополнительное усилие создается за счет электрического привода. Отсутствие гидравлических элементов в системе повышает ее надежность и создает дополнительные возможности для реализации таких функций, как автоматическая парковка. В настоящей статье разберем, какие еще особенности есть у ЭУР, узнаем его устройство и принцип работы.
Функции и назначение
Общий вид ЭУР
Аббревиатура EPS (Electric Power Steering) переводится как “электрический усилитель руля”, который является альтернативой гидроусилителю. Главное предназначение ЭУР – снижение усилия, прилагаемого водителем на рулевое колесо в процессе управления автомобилем.
К основным преимуществам электроусилителя в сравнении с гидроусилителем можно отнести:
- высокую надежность за счет отсутствия гидравлики: исключается вероятность появления утечек и других неисправностей, характерных для ГУР;
- более высокую точность и удобство регулирования рулевого управления;
- экономию топлива за счет того, что электроусилитель работает только во время поворота руля.
Разновидностью ЭУР является система адаптивного электроусилителя, работающая совместно с системой курсовой устойчивости. Она дает важные преимущества с точки зрения безопасности: корректирует углы поворота колес, повышая устойчивость автомобиля, а также компенсирует недостаточную или избыточную поворачиваемость автомобиля.
Принцип действия ЭУР
Электрический узел, чья задача – облегчить вращение рулевого колеса, состоит из следующих элементов:
- электродвигатель асинхронного типа;
- механический привод, соединяющий его с рулевым механизмом авто;
- собственный блок управления с датчиками.
В малолитражках, где требуется небольшое усилие для поворота колес, блок ЭУР небольших размеров устанавливается под приборной панелью. В автомобилях среднего класса электроусилитель руля под торпедо уже не поместится, а потому выносится в подкапотное пространство. В обоих случаях привод электродвигателя связан с валом рулевой колонки.
При управлении легковыми автомобилями больших размеров и тяжелыми внедорожниками нужно развивать большее усилие, чтобы поворачивать колеса. Поэтому в них задействован привод ЭУР, работающий напрямую с рулевой рейкой. Независимо от места расположения электродвигателя и его подключения к механизму, принцип работы электроусилителя руля остается неизменным. Он заключается в автоматическом включении электропривода и передаче дополнительного усилия на механизм при повороте водителем рулевого колеса. Величина крутящего момента, создаваемого усилителем, зависит от трех параметров:
- Угла поворота. Он измеряется датчиком, встроенным в рулевую колонку.
- Усилия на руле. Определяется специальным датчиком в виде скручивающегося торсиона, имеющего механическую связь с валом. Чем сильнее скручивается торсион, тем большее усилие развивает двигатель.
- Скорости движения. Эта информация поступает от контроллера, а он ее берет от датчика скорости.
Рекомендуем: Как работает инжектор и система впрыска топлива?
Основываясь на этих показаниях, электронный блок управляет электроприводом в соответствии с ситуацией. При малой скорости движения, сильном скручивании торсиона и большом угле поворота (режим парковки или разворота) агрегат усилителя выдает максимальную мощность. Во время движения по прямой особой помощи водителю не требуется, потому ЭУР подключается минимально.
Читайте также:
Преимущества устройства
- Надежность.
- Возможность реализации автоматического управления автомобилем.
- Простота обслуживания и бесшумная работа.
- Экологическая и технологичность безопасность.
- Возможность управления транспортным средством в случае выхода системы из строя.
- Обеспечение легкости и плавности рулевого управления.
- Обеспечение соответствия между углами поворота управляемых колес и руля.
- Обеспечение пропорциональности между силами сопротивления повороту колес и усилием на рулевом колесе.
Как работает электроусилитель
Чем сильнее водитель поворачивает руль, тем больше закручивается торсион. Показатель приложенного усилия считывается датчиком крутящего момента. Одновременно датчик угла поворота руля считывает степень отклонения рулевого колеса относительно нейтрального положения, а датчик скорости передает показания о скорости автомобиля. Эти данные поступают в электронный блок управления, который рассчитывает усилие на руле и передает на электродвигатель ток нужной силы.
Например, вам нужно выехать с парковочного места. Скорость авто при этом нулевая, вы интенсивно и на большой угол поворачиваете руль — ЭБУ считывает показания датчиков и подает в электродвигатель ток большей силы, чтобы преодолеть сопротивление от дороги и помочь вам вывернуть колеса припаркованного автомобиля.
Устройство ЭУР
Устройство ЭУР
Конструктивно ЭУР состоит из следующих элементов:
- электродвигатель (электромотор);
- механическая передача (редуктор);
- система управления.
Электрический двигатель
Именно электромотор, который, как правило, представлен асинхронным электродвигателем, приводит в движение электроусилитель руля. При этом существует несколько схем установки электродвигателя:
- Электрический двигатель передает усилие на вал рулевого колеса.
- Электрический мотор передает усилие на рулевую рейку.
В первом варианте конструкции электроусилитель встроен в рулевую колонку, и электрический двигатель осуществляет передачу крутящего момента на вал рулевого колеса посредством механической передачи.
Варианты установки электродвигателя
Наиболее востребованным считается второй вариант, который называют электромеханическим усилителем рулевого управления (ЭМУР). Варианты его конструкции могут быть представлены в виде усилителя руля с двумя шестернями или усилителя руля с параллельным приводом.
В ЭУР с двумя шестернями передача крутящего момента осуществляется от рулевого колеса на рейку рулевого механизма одной шестерней; на другую шестерню момент передается при помощи электрического мотора.
-
Читайте также:
В ЭУР с параллельным приводом электромотор передает усилие на рейку рулевого механизма за счет ременной передачи или передачи винт-шариковая гайка.
Система управления
Устройство рулевого управления с ЭУР
Система управления ЭУР состоит из:
- входных датчиков;
- электронного блока управления;
- исполнительного устройства.
Входные датчики:
- датчик угла поворота рулевого колеса;
- датчик крутящего момента на рулевом колесе.
Помимо этих элементов система управления ЭУР использует информацию, поступающую от блока управления ABS (колесные датчики скорости) и от блока управления двигателем (датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя).
ЭБУ обрабатывает сигналы датчиков, на основании которых дает команду начать работу исполнительному устройству, в роли которого как раз является электрический двигатель усилителя.
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.
Принцип работы электроусилителя руля
Принцип работы электроусилителя руля следующий: при повороте водителем рулевого колеса происходит скручивание торсионного вала. Эту информацию блоку управления передает датчик крутящего момента. ЭБУ обрабатывает данные, соотносит их с показаниями других датчиков и вычисляет усилие, которое необходимо приложить, чтобы помочь водителю повернуть колеса. Электрический двигатель получает команду и воздействует на вал рулевой колонки либо на рулевую рейку.
Различают следующие режимы работы электроусилителя:
-
Читайте также:
- поворот автомобиля в обычном режиме;
- поворот машины на большой скорости;
- поворот машины на малой скорости;
- возврат колес в среднее положение;
- поддержание колес в среднем положении.
Принцип действия
Электрогидравлический тип усилителя рулевого управления устроен так, что во время движения он работает в различных режимах. В то время, когда машина движется прямо, гидравлическая система обеспечивает циркуляцию жидкости в трубопроводе. Это нужно для, чтобы жидкость была нужной температуры и нужного химического состава.
В тот момент, когда водитель начинает поворачивать, в этой системе происходит следующее.
- Во-первых, закручивается торсион, который открывает каналы для поступления жидкости в них.
- Во-вторых, жидкость перетекает в открывшуюся часть, а из закрывшейся части перетекает обратно в распределительный бачок.
- В-третьих, во время поступления жидкости поршень перемещает рулевую рейку.
- В-четвертых, за счет вышеперечисленных действий в системе появляется дополнительное усилие, которое способствует повороту колес.
Главная особенность этого типа усилителя заключается в том, что он работает даже тогда, когда машина стоит на месте или с выключенным зажиганием. Дело в том, что усилие создается специальным насосом. Отличие работы системы во время движения и когда автомобиль стоит на месте заключается лишь в том, что насосу приходится прилагать большие усилия, чтобы облегчить усилия, которые приложит водитель, чтобы провернуть руль.
Преимущества и недостатки электроусилителя руля
К основным преимуществам ЭУР относятся:
- экономия топлива – электрический мотор исключает необходимость отбора части мощности у двигателя;
- надежность за счет отсутствия гидравлической системы;
- обеспечение лучшей связи водителя с дорогой;
- компактность и простота обслуживания;
- удобство регулирования характеристик рулевого управления;
- возможность реализации автоматического управления.
К минусам устройства относятся:
- невозможность использования устройства на тяжелых грузовиках из-за его малой мощности;
- недостаточная влагозащищенность;
- высокая стоимость.
Плюсы и минусы системы ЭУР
Электроусилители при работе развивают слабый крутящий момент по сравнению с тем, как работает усилитель гидравлический. Из-за этого их применяют только на легковых авто, грузовые по-прежнему оснащаются гидравликой. Это единственный существенный недостаток систем ЭУР среди множества достоинств:
- Благодаря электроприводу такие усилители довольно надежны и практически не нуждаются в обслуживании.
- Простота. Нет никаких ремней, насосов и гидравлических жидкостей.
- Снижение расхода бензина до 200 грамм на 100 км по сравнению с усилением от ГУР, поскольку ЭУР не отнимает энергию силового агрегата через ременную передачу.
- Возможность менять настройки и величину усиления в разных режимах езды.
Рекомендуем: Оценочные параметры двигателя
К плюсам электроусилителей можно прибавить и компактность, потому что все элементы размещены в одном блоке. Но и в случае поломки менять придется весь блок, что обойдется недешево.
Неисправность EPS
Пиктограмма неисправности EPS
Если на панели приборов загорелась контрольная лампа (значок, на котором находится руль с восклицательным знаком), то это говорит о неисправности EPS. Появление ошибки говорит о том, что электроусилитель не проходит самодиагностику при включении зажигания. Причиной неисправности могут быть множество факторов, например выход из строя какого-нибудь из датчиков, входящих в систему управления EPS. Хотя управлять автомобилем можно и без электроусилителя, но делать этого не стоит. Лучше обратится к специалистам.
-
Читайте также:
Основные неисправности и способы их устранения своими руками
Извлеченная из автомобиля система
Какой бы ни была конструкция в вашем случае, даже если система выходит из строя, вы сохраняете управления. Ведь сохраняется прямая связь между рулевым валом и рейкой. Это обязательно требование безопасности. Поэтому, даже если поломка произойдет посреди движения, это не грозит вам неминуемой аварией.
Но все же, если не работает электроусилитель руля, то это серьезная проблема. Ведь управление автомобилем сразу же станет намного более сложным для вас. Основные неисправности приведем на примере отечественного автомобиля Лада Калина.
О проблеме вам будет сигнализировать желтый значок на панели приборов, изображающий руль с восклицательным знаком. Но его наличие не означает, что вы не можете ехать, просто управлять придется без участия электроусилителя.
Устройство под панелью
Причина может крыться в самом ЭУР. В этом случае, при зажигании система не проходит через автоконтроль и отключается, чтобы не мешать водителю. Как уже говорилось выше, заменять отдельные узлы практически невозможно и лучше не копаться в устройстве самому. Если ваш автомобиль на гарантии, обратитесь к производителю за заменой ЭУР. В любом случае, ремонт электроусилителя руля будет дорогим, ведь может потребовать ремонт рулевой рейки и другие работы.
