Характеристика электроусилителя руля: устройство и принцип работы, неисправности и ремонт эур

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.

Источник: http://autoleek.ru/hodovaja-chast/rulevoe-upravlenie/ustrojstvo-elektrousilitelya-rulya.html

Самостоятельная диагностика и ремонт электроусилителя руля

Как правило, при появлении неисправностей с электроусилителем на панели приборов загорается специальная лампочка желтым цветом. Но это не значит, что управлять автомобилем дальше запрещено.

Читайте также:  Ремонт и обслуживание автомобилей daewoo nexia

Нет, это, всего лишь, знак, что ЭУР вышел из строя и ошибки необходимо исправить, но для начала, необходимо отключить предохранитель, чтобы электроусилитель не сработал на высоких скоростях.

Но, для того, чтобы самостоятельно определить и отремонтировать электроусилитель, необходимо знать, какие бывают основные симптомы и неисправности этого механизма.   

Итак, рассмотрим основные симптомы и неисправности при возникновении которых ухудшается работа усилителя рулевого управления и, как правило, должна загореться специальная лампочка, чтобы вас об этом проинформировать.

  • Напряжение в сети уменьшилось и стало ниже допустимого значения;
  • Нет сигнала от датчика определяющего скорость;
  • Увеличилась частота оборотов двигателя.

Некоторые из этих причин скрываются в неисправности системы датчиков или же в кабелях, по которым подаются сигналы.

Но, проблема может скрываться не только в дополнительных элементах, но и в самом устройстве усиления рулевого управления. Встречаются такие случаи, когда в момент включения зажигания в системе усилителя может произойти некий сбой, в этом случае он также отключается.

Этот элемент системы служит передатчиком информации на ЭУР о скорости движения автомобиля, чтобы система рассчитала крутящее усилие на руль.

Оно меняется относительно скорости движения: при низкой скорости усилие является максимальным, а с ее повышением усилие минимизируется.

Поэтому, если датчик определения скорости движения автомобиля вышел из строя, то на управляемую часть усилителя соответственно поступает некорректная информация и он отключается.

Как произвести ремонт

Ремонт электроусилителя руля производиться в зависимости от того, что конкретно вышло из строя. Если происходит поломка самого усилителя, то это не такая серьезная проблема, так как транспортным средством можно управлять и без него.

А вот, к примеру, если «полетит» блок управления данного механизма, то такая проблема уже достаточно серьезная. Чтобы провести ремонт, необходимо демонтировать его с автомобиля. Для этого нужно снять рулевое колесо, чтобы получить доступ к блоку управления.<\p>

После этого нужно снять декоративную пластмассовую накладку.

Сняв пластину можно увидеть наш блок. Перед тем как его отсоединять от системы, желательно отключить аккумулятор. Далее откручиваем все крепежные болты и отсоединяем устройство. Теперь можно проверить, насколько он изношен, возможно ли его исправить или спасет только замена на новый.

Как правило, для выяснения поломки нужно снимать руль и ЭУР. Таким образом мы имеем больше шансов на поиск неисправностей.

Чтобы продлить жизнь электроусилителя рулевого управления автомобиля – рекомендуется правильно его эксплуатировать.

  • Нужно стараться избегать любого механического или физического воздействия на усилитель или на его реле. Если так случилось, что этот механизм упал у вас из рук (в момент монтажа), его необходимо проверить на наличие повреждений, и если такие присутствуют на каких-либо деталях, то их нужно заменить.
  • Не рекомендуется подвергать электронные устройства системы под воздействие влажности или высоких температур.
  • Запрещено касаться контактов на разъемах, так как это может привести к их деформации.
  • После того, как блок управления был заменен на новый, необходимо провести настройку (калибровку). Это нужно для того, чтобы выставить нулевую точку датчика, указывающего скорость движения авто.
  • Также рекомендуется избегать любого механического или физического вмешательства в работу узла рулевой колонки.

Соблюдение всех правил позволит вам сохранить работоспособность вашего ЭУР и всего рулевого управления, а значит, рулить вам будет также легко и комфортно, как и раньше.

Видео “Что такое электроусилитель руля”

Посмотрите этот ролик и узнаете, что из себя представляет электроусилитель руля (ЭУР), а также какие у него плюсы и минусы.

Источник: http://MineAvto.ru/remont/rulevoe-upravlenie/elektrousilitel-rulya-2200.html

Электроусилитель руля Лада Калина

Электроусилитель руля Калина существенно упрощает ход автомобиля и делает его эксплуатацию приятным. Лада Калина не так давно появилась на современном автомобильном рынке, но уже получила широкую известность и приобрела огромную популярность среди населения.

Обусловлен этот факт практичностью этой машины и ее удобством. К тому же стоимость подобной марки выгодно выделяет ее на фоне других автомобилей. Такого эффекта удалось достичь благодаря наличию множества дополнительных деталей, входящих в конструкцию машины, которые не только упрощают использование машины, но и делают этот процесс более комфортным.

Составные части электроусилителя руля Лада Калина и его работа

Электроусилитель руля на Калину представляет собой специальное устройство, подключаемое к системам рулевого колеса и обеспечивающее его плавную и мягкую работу. Подобное решение позволяет вращать руль без прикладывания особых усилий.

Сама конструкция ЭУР довольно проста и состоит всего из нескольких частей:

  • электродвигатель;
  • редуктор;
  • блок управления;
  • датчик момента;
  • датчик скорости;
  • датчик частоты вращения коленвала.

ЭУР является достаточно простой системой. Но даже подобная его конструкция позволяет устройству получать всю необходимую информацию, чтобы обеспечивать движение машины.

Контроль за работой прибора осуществляется непосредственно бортовым компьютером, который входит в заводскую комплектацию Лада Калина.

Электроусилитель руля включается при достижении частоты вращения, равной 400 об/мин, а отключается при превышении 60 км/час.

Подобные рамки обеспечивают наилучшие характеристики и позволяют управлять автомобилем в тот самый промежуток, который является наиболее сложным. К тому же такие показатели определены производителем исходя из соображений безопасности, поскольку работа ЭУР на высоких скоростях сопряжена с определенным риском.

Характеристика неисправностей ЭУР и необходимость последующей диагностики

Конструкция ЭУР достаточно проста, что обеспечивает его довольно несложный ремонт. Но его расположение выбрано производителем не слишком удачно.

Модуль электроусилителя закреплен непосредственно под радиатором печки. Поэтому в процессе эксплуатации устройства, особенно в зимний период, на него периодически оказывается температурное воздействие.

Что является одной из причин его выхода из строя.

К сожалению, такое развитие событий наблюдается довольно часто. Отказ в работе ЭУР сопряжен с возникновением некоторых трудностей в управлении автомобилем и появлением определенных неполадок. В большинстве случаев ответственными за неисправности являются следующие факторы:

  • отсутствие сигнала датчика скорости;
  • низкое напряжение в питающей сети автомобиля;
  • превышено максимальное значение оборотов системы;
  • неисправен блок управления.

Все эти факторы приводят к выходу устройства из строя. Диагностика аналогичного состояния проводится автомобилем самостоятельно в результате запуска системы и включении бортового компьютера, проверяющего исправность всех систем. При отсутствии сигнала от какого-либо элемента компьютер автоматически считает его неисправным, о чем выводит соответствующую информацию на приборную панель.

Если не работает электроусилитель руля, то на экране загорается специальная лампочка оранжевого цвета, имеющая форму рулевого колеса с восклицательным знаком. Инструкция производителя гласит, что отказ ЭУР предусматривает неотложный ремонт. Для чего водитель должен на низкой скорости двигаться к СТО для проведения соответствующих действий. На практике же дело обстоит немного иначе.

В большинстве случаев загоревшаяся лампочка на приборной панели отнюдь не подразумевает ремонт. Она показывает наличие какой-либо неполадки в узлах ЭУР.

Это могут быть как неисправности в цепях питания, которые подразумевает схема подключения устройства, так и выход из строя одного из датчиков.

При этом абсолютно никакого воздействия на контроль за управлением автомобиля подобный факт не оказывает.

Настоящей проблемой являются такие неполадки, которые воздействуют на чувствительность рулевого колеса и препятствуют его нормальной работе.

Данные проблемы возникают достаточно часто и требуют немедленного реагирования, поскольку их игнорирование может привести к печальным последствиям.

Для быстрой нейтрализации такой проблемы следует извлечь предохранитель, который находится с левой стороны от рулевого колеса.

Этот шаг позволит без помех добраться до места ремонта, хотя управление автомобилем и станет немного труднее.

Необходимость замены электроусилителя руля и важность квалифицированного подхода

Замена электроусилителя руля должна производиться лишь опытными мастерами, а если гарантийный срок на Лада Калина еще не истек, то наилучшим решением будет обратиться в дилерскую сеть для решения проблемы. Если же гарантия истекла, а собрать дополнительные материальные средства на квалифицированный ремонт устройства сложно, то выходом из сложившейся ситуации является установка электроусилителя руля своими руками.

Следует принять во внимание, что процедура эта достаточна сложна. Поэтому без определенной подготовки и наличия технических навыков проводить ее не стоит.

Результатом неквалифицированных действий может стать не только полный отказ системы, но и более сложный и дорогостоящий ремонт.

Поэтому установка ЭУР должна быть произведена лишь после изучения всех деталей и особенностей сетей автомобиля.

В подобной ситуации схема подключения устройства станет незаменимым помощником и позволит выполнить необходимые действия более четко.

Чтобы извлечь неисправный электроусилитель, необходимо частично разобрать панель, расположенную под рулевым колесом, и отсоединить все провода, идущие к устройству. Установка электроусилителя руля нового образца может и не понадобиться, поскольку достаточно велика вероятность того, что после проведения некоторых профилактических мероприятий старый прибор будет работать не хуже нового.

Одной из наиболее распространенных проблем аналогичного типа является стук в электроусилителе руля, сопровождающийся скрипом при повороте самого колеса. В подобной ситуации смазка ЭУР способна решить проблему. Если же этот шаг не помог, то устройство требует более детальной диагностики или полной замены.

Источник: http://1LadaKalina.ru/komplektuyuschie/elektrousilitel-rulya.html

Электроусилитель руля: принцип работы, устройство, недостатки

Усилитель рулевого управления необходим для того, чтобы водителю было легче вращать рулевое колесо во время движения. Электроусилитель руля компенсирует приложенные усилия, создавая дополнительный момент, что дает возможно вращать руль, стоя на месте.

Несмотря на то что в большинстве нынешних машин стоит гидравлический усилитель, чем дальше шагает автомобилестроение, тем чаще на машине можно встретить электроусилитель рулевого управления.

В сравнении с гидравлическим, устройство электрического имеет такие преимущества:

  • Простота регулировки: все делается с помощью компьютера.
  • Руль более информативен для водителя.
  • Отсутствует гидравлика как таковая, что обеспечивает высокую надежность.
  • На вращение руля затрачивается меньше энергии автомобиля, расходуется меньше топлива.

Теперь разберем подробнее принцип работы электроусилителя руля.

Устройство механизма

ЭУР может иметь устройство с разными вариантами компоновки:

  1. В механизме присутствует рулевая рейка, которая воспринимает усилие.
  2. Электродвигатель передает усилие на вал руля.

Наиболее часто в автомобилях применяется ЭУР с наличием рейки. Встречается конструкция механизма с параллельным приводом, в котором есть две шестерни.

Классическая конструкция рейки включает в себя электрический двигатель, механическую передачу и бортовой компьютер, который управляет всем этим. Устройство технически объединяет механическую часть с электрической в едином блоке.

Принцип работы электроусилителя руля основывается на работе асинхронного электрического двигателя.

Внутри блока механическая передача необходима для передачи того усилия, который создает ЭУР к рейке рулевого механизма. Внутри же электрического составляющего одна шестерня передает усилие от механизма к колесу, а другая от электромотора усилителя.

Устройство здесь таково, что рейка имеет специальные выступы и зубья, которые потом приводят в движение колеса машины. Если же в вашей машине используется ЭУР с параллельным приводом, что также бывает нередко, то здесь вращательный момент передается с помощью ремня и винтового механизма.

Здесь все немного сложнее с технической точки зрения, но не менее надежно.

Помимо всего этого, важно отметить, что здесь присутствуют еще и электронные датчики. Устройство электроники основано на работе двух датчиков: угла поворота руля и датчике крутящего момента на валу рулевого колеса.

Электроусилитель руля, помимо этого, так же использует информацию от системы АБС и от бортового компьютера.

Обработав полученную информацию, система анализирует происходящее и определяет, каким способом воздействовать на руль.

Режимы работы усилителя

ЭУР может осуществлять свою работу в таких режимах:

  • Вращение рулевого колеса в обычных условиях.
  • Движение на малой скорости.
  • Подруливание на больших скоростях.
  • Поддержание руля в ровном положении.
Читайте также:  Инструкция по выбору, диагностике и замене свечей накаливания для дизеля

Основываясь на данных, полученных от датчиков и вспомогательных систем, усилитель решает, насколько увеличивать крутящий момент на валу рулевой рейки. Крутящий момент передается через специальный торсион к механизму. Количество этого момента меряется, основываясь на показания датчиков, о которых мы говорили выше.

Бортовой компьютер подает к рулю определенное количество крутящего момент, так как в разной ситуации его требуется разное количество. В зависимости от необходимости, электродвигатель увеличивает или уменьшает силу тока, что отражается на усилии, прилагаемом к рулю. Из этого следует, что поворот колес осуществляется за счет суммарного усилия электродвигателя и мышечной силы человека.

Когда водитель паркуется и ему нужно повернуть колеса на месте, то электродвигатель увеличивает силу тока, увеличивая крутящий момент. Максимальный крутящий момент соответствует легкости вращения рулевого колеса. Такой режим называется обычным.

Если же машина едет очень быстро и водителю необходимо лишь перестраиваться из полосы в полосу, подруливать по ходу движения, то здесь устройство не увеличивает крутящий момент, и водитель практически вручную вращает руль.

Минимальное усилие электромотора на большой скорости крайне необходимо для обеспечения безопасности движения. Слишком чувствительный руль может привести к вылету в кювет.

Эксплуатация в городском режиме

Когда водитель большую часть времени ездит в городе, будет удобнее, если после поворота руль самостоятельно будет возвращаться в прямое положение.

Так называемый активный возврат колес значительно упрощает вождение при интенсивном маневрировании. Если же предстоит длительное движение по прямой, то здесь поможет функция стабилизации.

Она может автоматически поддерживать колеса в прямом положении – это актуально при неправильном развале-схождении колес или боковом ветре.

Нередко в электрических усилителях, специально созданных для переднеприводных автомобилей, предусмотрена программа, которая компенсирует увод машины, если были установлены приводные валы разной длины. В современных машинах электрика вовсе работает независимо от водителя – сама подруливает и возвращает колеса, помогает правильно парковаться.

Источник: http://AutoLirika.ru/teoriya/ustrojstvo-elektrousilitelya-rulya.html

Электроусилитель руля, схема и устройство

Электроусилитель руля — основные преимущества

[box type=»download»] По сравнению с гидро усилителем электрический усилитель не имеет насоса, шлангов и какой либо жидкости, за уровнем которой нужно было бы следить. Такой усилитель издает намного меньше шума и занимает на порядок меньше места в подкапотном пространстве.

[/box] При работе электро усилителя затраты энергии немного ниже, потому что он включается в работу только когда в этом есть надобность. А гидрач постоянно прокачивает жидкость.

Собственно за счет меньшего жнергопотребления такой привод рулевого управления позволяет уменьшить расход топлива (в среднем на 200 грамм на сто километров).

Состав усилителя с электрическим приводом: 

1 — руль, 2— рулевая колонка, 3— карданный вал, 4— электродвигатель, 5— механизм руля, 6— блок управления, 7— датчик крутящего момента

Принцип действия электро усилителя рулевого управления

Как уже было сказано, электрический усилитель работает не всегда, он вступает в работу только при повороте руля водителем. Двигатель усилителя руля выдает крутящий момент который зависит от крутящего момента на рулевом механизме. Этот момент измеряется датчиком крутящего момента, который передает данные в блок управления усилителем.

Так же блок управления рассчитывает необходимую мощность включения двигателя усилителя в зависимости от угла поворота рулевого колеса. Угол поворота измеряется датчиком, который встроен в подрулевой переключатель.

На роторе самого двигателя тоже установлен датчик, измеряющий его частоту вращения для получения обратной связи в блок управления.

То есть чтобы блок «видел» с нужной ли скоростью крутится мотор электроусилителя, нет ли ошибочно медленного или слишком быстрого вращения.

[box type=»download»] В отличие от гидроусилителя, который дает примерно одинаковое усилие во всем диапазоне вращения руля, блок управления электрическим усилителем принимает во внимание множество параметров, по которым рассчитывает нужное усилие на электромоторе. Это усилие зависит от величины момента на руле, от скорости автомобиля, от оборотов двигателя, от угла и скорости поворота рулевого колеса.[/box]

Усилие от двигателя усилителя передается на рейку через приводную шестерню и червячную передачу. Рейка перемещается при помощи двух усилий: непосредственно от руля, приводимого в движение водителем и от двигателя усилителя, управляемого блоком управления.

Режим парковки

[box type=»info»] Парковка это своеобразный режим движения. В этом режиме скорость машины мала, а колеса обычно поворачиваются на сравнительно большие углы.[/box]

Датчик крутящего момента передает информацию о наличии большого крутящего момента на  руле. Так же в блок поступают данные об угле поворота руля.

И если угол поворота и крутящий момент большие, а скорость автомобиля стремится к нулю, то блок управления определяет это как режим парковки и дает команду на максимальное усиление движения руля.

При этом обязательно учитывается частота вращения коленвала.

Таким образом при нулевой скорости и активном рулении на рейку действует максимальное усиление от электродвигателя.

Движение в городе

[box type=»info»] В городском режиме постоянно приходится поворачивать руль, совершая повороты и перестроения.[/box]

Но усилие на руле в такие моменты не превышает средних значений.

Так же в блок управления поступает информация об угле поворота руля и скорости автомобиля, близкой к 50-ти километрам в час, в результате блок определяет необходимость в умеренном усилии на рулевое управление и выдает сохраненные в памяти характеристики усилителя для скорости 50 км/час. Так что в городском цикле действуют усилия среднего диапазона.

Движение на трассе

[box type=»download»] В загородном режиме автомобиль движется на высоких скоростях, в рулевое колесо поворачивается обычно на небольшой угол и крутящий момент в рулевом механизме тоже невелик. [/box]

Видя что скорость машины около ста километров в час и поворот руля невелик, блок включает программу управления для характеристик при скорости 100 км/час, устанавливая небольшое усилие на рулевой рейке. То есть при движении на трассе действие электроусилителя практически равно нулю или очень мало.

Активный возврат колес в среднее положение

Когда при движении в повороте водитель снижает усилие на руле, торсион раскручивается.

Блок управления по показаниям датчиков видит это и рассчитывает скорость возврата колес в среднее положение в зависимости от величины падения крутящего момента на руле, а так же от угла и скорости поворота руля.

Это расчетное значение сравнивается с фактическим усилием возврата а результат сравнения служит основанием для определения крутящего момента, нужного для возврата колес в среднее положение.

Обычно при повороте колес в движении возникают реактивные усилия, которые стремятся вернуть колесо в среднее положение. Но из-за сил трения в рулевом механизме и подвеске они не способны самостоятельно вернуть колеса в исходное положение.

Блок управления учитывает все необходимые данные и обеспечивает возврат управляемых колес в среднее положение при помощи двигателя усилителя.

Коррекция среднего положения колес (подруливание)

Это режим движения по прямой. Просто иногда на автомобиль могут действовать сторонние силы, например боковой ветер. Обычно в таком случае водителю приходится самостоятельно удерживать машину на правильном курсе. В случае с электро усилителем этого делать не нужно, блок управления усилителем все сделает сам.

Долговременная коррекция

Усилитель работает в режиме длительной коррекции когда нужно постоянно устранять отклонение автомобиля от прямолинейного курса, например, при неравномерно изношенных шинах.

Кратковременная коррекция

В случае с боковым ветром его порывы непостоянны, поэтому усилитель работает в режиме кратковременного подруливания. Такое подруливание происходит без участия водителя. Таким образом электроусилитель руля повышает комфортность управления автомобилем.

Видео в тему:

Источник: http://www.em-grand.ru/post-yelektrousilitel_rulya.html

Устройство электроусилителя руля: принцип работы и схема узла

Детально разберем устройство электроусилителя руля (ЭУР), как наиболее продвинутого представителя рулевой системы автомобиля. Выясним чем отличается гидроусилитель от электроусилителя и раскроем перспективу развития этих рулевых помощников водителя.

ГУРы и ЭУРы: враги или коллеги

Как и «гидрач» (ГУР), ЭУР (электроусилитель) создан для того, чтобы создавать дополнительное усилие на рулевой механизм, тем самым облегчая для водителя процесс управления автомобилем.

О первом типе усилителей уже есть публикация в нашем блоге, напомним лишь, что его главным элементом является гидроцилиндр, на который действует специальная рабочая жидкость, накачиваемая насосом.

Гидроусилители имеют уже достаточно долгую историю, чего не скажешь об электроусилителях, которые появились на арене автопрома сравнительно недавно. Несмотря на это, по мнению экспертов, ЭУРы через пару лет полностью вытеснят из недр легковых машин «гидрачи».

«Неужели они такие классные?» — спросите вы. Давайте разберёмся что к чему.

Устройство электроусилителя руля: где искать и как работает

Устройство электроусилителя руля довольно простое, его центровым элементом выступает электродвигатель, как правило, асинхронного типа. В зависимости от того, где установлен моторчик, различают такие схемы этого узла:

  • с расположением на валу рулевого колеса;
  • с расположением на рейке рулевого механизма.

Первый вариант характерен для небольших автомобилей, например для малолитражек и прочих компактных легковушек. Им и так не нужно большое усилие на руле, поэтому усилитель имеет компактные размеры и может находиться прямо под баранкой в салоне.

С более массивными авто такой фокус не пройдёт, и у них ЭУР приводит в движение рулевую рейку при помощи дополнительной шестерни или шарико-винтового механизма.

Принцип работы электроусилителя основывается на слаженном взаимодействии трёх компонентов:

  • входных датчиков;
  • электронного блока управления;
  • исполнительного устройства.

Для того чтобы ЭУР работал правильно ему нужно знать как и куда поворачивается руль, какая скорость у машины и в каком режиме функционирует двигатель.

Этой информацией блок управления снабжают соответствующие датчики. В зависимости от полученных данных, он выдаёт команду исполнительному устройству коим и является электромотор ЭУР.

Кстати, с появлением электроусилителей у инженеров просто таки открылось второе дыхание. Так, к примеру, эти устройства позволили внедрить системы автоматической парковки, расширить функционал систем курсовой устойчивости, аварийного управления, удержания полосы движения авто и прочие новомодные интеллектуальные технологии.

Гур и эур: кто же лучше?

Время вернуться к основному вопросу, озвученному в начале статьи: гидро- или электроусилитель руля, что лучше? Одним из главных преимуществ ЭУРа является его экономичность: в отличие от ГУР ему ненужно отбирать мощность от двигателя автомобиля (напомним, насос гидроусилителя связан приводом с коленвалом).

В дополнение к этому электроусилитель включается только тогда, когда мы поворачиваем руль, что тоже неплохо для энергосистемы машины.

Также немаловажен малый вес и компактность этих устройств. Ну и, конечно же, интеллектуальный потенциал ЭУР, о котором мы уже вспоминали – на его базе легко создаются автоматические системы управления, ассистирующие устройства, а также другие технологии активной безопасности и перспективные беспилотные решения.

Но так ли плох гидроусилитель? Конечно же, нет. Во-первых, для тяжёлой и грузовой техники создать ЭУР достаточной мощности сложно, поэтому «гидрачи» в этом случае незаменимы. Во-вторых, его ремонт обойдётся дешевле, чем ремонт электроусилителя.

В целом же, как мы видим, электроусилители превосходят по ряду ключевых параметров своих собратьев с гидросистемой, из-за чего тотальный переход легковушек с одно вида усилителей на другой – всего лишь дело времени.

На этом, дорогие наши читатели и подписчики, мы завершаем сегодняшний рассказ.

Источник: https://auto-ru.ru/ustrojstvo-elektrousilitelya-rulya.html

Принцип работы электроусилителя руля и его конструкция

Машины с электроусилителем руля давно перестали быть чем то необычным. Даже самые консервативные автолюбители умерили свой скептицизм и признали удобство этого узла. Действительно управлять автомобилем оснащенным электроусилителем, гораздо комфортнее.

Читайте также:  Какой нагар на свечах зажигания карбюратора и инжектора должен быть: причины и что значит черный, белый, красный и желтый цвет (фото и видео)

К этому быстро привыкаешь и совсем не задумываешься над тем, как этот комфорт достигается. И уж совсем не многие знают принцип работы электроусилителя руля и его конструкцию.

Между тем знать, как работает ЭУР, нужно не только для повышения образованности, как говорил один из героев советского мультфильма, но и для того, чтобы избавить от предвзятого отношения к нему, которое, к сожалению, до сих пор существует.

Конструкция

Вообще большинство небылиц об электроусилителе руля, основаны на искаженном представлении принципа его работы. Действительно, среднестатистическому автолюбителю сложно понять, каким образом электричество помогает крутить руль. Некоторым даже, кажется, что вращает он не руль, а некое подобие джойстика, а колеса поворачивает электроника.

Между тем конструкция ЭУР довольно проста для понимания. Подчеркнем, именно для понимания, потому что технически все реализовано совсем непросто. Поэтому попытаемся максимально доступно рассмотреть устройство ЭУР.

Итак, конструкция электроусилителя руля, в достаточно наглядном для понимания виде, представлена на рисунке. Очевидно, что основными элементами ЭУР являются

  • Датчик угла поворота рулевого колеса;
  • Датчик момента на рулевом колесе;
  • Электродвигатель;
  • Блок управления ЭУР.

Сразу  нужно отметить, что приведенный чертеж, конечно, не претендует на точное сходство с реальным ЭУР и служит для лучшего понимания принципа его работы.

Главным элементом электроусилителя можно считать электродвигатель. Именно он помогает, фигурально выражаясь конечно, поворачивать колеса. Совместно с датчиками, электродвигатель составляет так называемый сервопривод.

Что это такое? Вообще определений этого устройства много и все они достаточно сложные. Но, что называется, в первом приближении и применительно к электроусилителю это означает, что электродвигатель управляется с помощью рулевого колеса. Более подробно об этом дальше, а пока снова обратимся к рисунку.

Из него видно, что шестерни рулевого вала и вала двигателя работают на одну рулевую рейку. Конечно, это показано схематично. На реальном электроусилители, шестерни расположены совсем не в одной плоскости. Чаще всего в реальной конструкции электродвигатель расположен на рулевом валу.

Но суть его конструкции от этого не меняется, в любом случае при повороте руля, пропорционально поворачивается вал сервопривода. Как результат — для поворота колес водителю приходится прилагать меньшее усилие. Это все, что касается конструкции. Естественно очень коротко и очень приблизительно.

Но для понимания общих основ пока достаточно. Теперь более подробно о том, как работает электроусилитель руля.

Принцип работы электроусилителя руля

Очень часто одним из недостатков ЭУР называют низкую информативность руля. Что это значит? Здесь имеется в виду, что руль очень легко крутиться и как результат водитель, что называется, не чувствует дороги.

Такие утверждения не соответствуют истине, иначе, зачем  электроусилитель буквально напичкан электроникой. Действительно, сервопривод работает не с постоянным усилием. Алгоритм его работы зависит от конкретных условий.

При парковке автомобиля важна его высокая маневренность, а совсем не информативность руля. В этом случае электромотор работает с максимальным усилием, обеспечивая водителю так называемый «легкий руль» от крайне левого, до крайне правого положения.

Чем выше скорость, тем меньше нужна маневренность. Более того, резкие повороты становятся просто опасными. Поэтому электроника снижает эффективность работы сервопривода и он, таким образом, практически не влияет на управление автомобилем.

В результате водитель поворачивает руль с заметным усилием, вот вам и необходимая информативность.

Таким образом, принцип работы электроусилителя руля предполагает не постоянную помощь водителю, а оптимальную, на данный момент, на основе анализа многих параметров.

Говоря о низкой информативности ЭУР, иногда упоминают как недостаток, необходимость принудительного возврата колес в среднее положение.

Утверждающие это, либо никогда не водили автомобиль с ЭУР, либо пользуются устаревшими данными. Все современные электроусилители обладают активным возвратом руля в исходное состояние.

Осуществляется это так же с помощью сервопривода. Поэтому есть смысл рассмотреть его работу более подробно.

Сервопривод ЭУР: принцип работы

На рисунке показан электропривод ЭУР в разрезе. Очевидно, что основными его частями являются:

  • Синхронный 3-х фазный электродвигатель;
  • Червячный вал;
  • Шестерня рулевого вала;
  • Соединительная муфта;
  • Датчик положения ротора.

Сначала о том, почему электродвигатель ЭУР  синхронный, а не коллекторный. Казалось бы, в автомобиле логичней и дешевле использовать именно второй тип. Изначально так и было. Но  принцип работы ЭУР предполагает постоянное включение и выключение электродвигателя, что существенно сказывается на продолжительности службы щеточно-коллекторного узла.

Ведь именно в момент пуска двигателя потребляется максимальный ток, что сопровождается образованием мощной искры. Как результат — постоянное техническое обслуживание или замена щеток. Поэтому конструкторам пришлось выбирать между асинхронным и синхронным двигателем. Остановились на последнем, как более простом.

Но перейдем непосредственно к конструкции  электропривода.

Вал синхронного двигателя через муфту соединен с червячным валом. Последний, совместно с шестерней, представляет собой червячный редуктор. Таким образом, крутящий момент передается с электродвигателя ЭУР непосредственно на рулевой вал, дополняя усилие, приложенное к рулевому колесу.

Датчик положения ротора необходим для нормальной работы синхронного двигателя. Дело в том, что двигатель начинает вращаться, если напряжение приложен только к двум из трех его обмоток. К каким именно, управляющему устройству и удается установить с помощью ДПР. Но основным элементом сервопривода без всякой натяжки можно назвать датчик усилия.

Работа датчика усилия

Принцип действия датчика усилия основан на особенности конструкции рулевого вала. Она заключается в том, что рулевой вал разделён на две части. Чаще всего их называют входной вал и выходной. Валы соединены между собой с помощью торсиона, как это показано на рисунке.

Что такое торсион. Грубо говоря, это металлический стержень из пружинистой стали. Он допускает небольшое скручивание относительно вертикальной оси. Причем после этого возвращается в исходное положение.

Так вот, входной и выходной валы электроусилителя соединены между собой торсионом. Любая попытка поворота приводит к смещению валов относительно друг друга. Максимальный угол смещения составляет несколько градусов в обе стороны.

Если этот предел будет превышен, произойдет жесткое сцепление между собой двух частей вала, по сути, превращающее их в один.

Кстати говоря, именно благодаря торсиону, который при поворотах оказывается немного скрученным,  на руле всегда присутствует определенное усилие, помогающее водителю лучше чувствовать дорогу.

Именно угол смещения между входным и выходным валом и измеряет датчик усилия. Большой угол свидетельствует о сильном закручивании торсиона, то есть о значительном усилии, прилагаемом к рулевому колесу. Эта информация передается на блок  управления электроусилителем, который выдает напряжение соответствующей величины и полярности, на обмотки электродвигателя.

Кроме того, на блок управления электроусилителем поступают данные с датчика скорости. Благодаря этому происходит корректировка работы в соответствии со скоростью автомобиля. Чем быстрее движется машина, тем  меньше крутящий момент на валу электродвигателя. А при скорости движения более 75 км/ч, ЭУР отключается совсем, никак не влияя на управление авто.

Еще одним датчиком, влияющим на работу ЭУР, является датчик положения коленвала. Благодаря ему электроусилитель руля работает только при заведенном двигателе, а не просто после включения зажигания. Это немаловажно, учитывая, что ток потребления ЭУР не многим меньше 50-ти Ампер.

Источник: http://avtoplaz.ru/ustroistvo-avtomobilya/princip-raboty-elektrousilitelya-rulya.html

Электроуселитель руля: Для чего нужен ЭУР, и как он работает

Мода на оснащение автомобилей различной электроникой не обошла стороной и рулевое управление. Таким образом появился ЭРУ, который во многом обгоняет гидроусилитель по уровню безопасности, точности в управлении, бюджетности и удобству.

Принцип работы

Вся система включает в себя следящий привод, электродвижок, датчики момента и угла поворота руля, блок управления. В качестве опции может устанавливаться и датчик скорости поворота руля.

В зависимости от конкретного типа авто, строение следящего привода может быть разным, но об этом расскажем чуть позже. Электродвигатель устанавливается современный, бесщеточный. Датчик момента являет собой базу всей системы. В рулевой вал монтируется торсион.

Компоненты датчика ставятся на концах вала. Принцип его действия также может быть разнообразным.

Во время поворота руля происходит закручивание торсионного вала. И чем больше усиление, тем сильнее затягивается торсион. Вся эта информация передается через датчик крутящего момента в блок управления.

Последний считывает и анализирует данные, сравнивает их с данными других датчиков и рассчитывает усилие, которое нужно приложить, дабы помочь водителю развернуть колеса.

Электродвигатель получает команду и начинает действовать либо на рулевую рейку, либо на вал рулевой колонки.

Строение конструкции

Вариантов строения электроусилителя много, поэтому для наглядности рассмотрим продукцию лидера в этом производстве, в лице компании ZF — электроусилитель марки Servolectric. ЭУР подбирается и «ставится» с учетом конкретного типа автомобиля.

На миниатюрных легковушках электроусилитель ставится на рулевой вал, среди авто второго класса передача вспомогательного усиления происходит через установленную шестерню, а в случае с легкими коммерческими автомобилями и внедорожниками отмечается использование параллельноосевой конструкции.

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

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

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

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

Возможности и сильные стороны

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

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

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

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

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

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

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

Если вам понравилось, пожалуйста, поделитесь с друзьями!

Источник: https://2drive.ru/elektrouselitel-rulya/

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector