Электроусилитель и гидроусилитель руля в автомобиле: схемы и принцип работы

Для чего нужен электро и гидроусилитель руля и что лучше выбрать

Электро- и гидроусилитель руля в автомобиле — устройство, которое нужно для более упрощенного поворота рулевого колеса при выполнении маневров. Его наличие позволяет с большим комфортом управлять машиной.

Принцип работы гидроусилителя

Основным компонентом узла считается золотник, его положение определяет процесс функционирования узлов и элементов системы. Независимо от типа перемещения золотника, которое может быть осевым либо роторным, отличий в принципе действия нет.

Когда рулевое колесо установлено в центральном положении, золотник удерживается посредством центрирующих пружинных элементов. Это обеспечивает возможность свободного перемещения масла по всем компонентам системы. Но при условии, что распределитель находится в правильном положении.

Насосное устройство функционирует в усиленном режиме, перегоняя рабочую жидкость по системе. Этот узел работает всегда, независимо от того, выполняются маневры или нет. Основное предназначение насосного устройства заключается именно в прокачке масла.

Когда водитель поворачивает руль, золотник начинает передвигаться, в результате чего закрывает сливной патрубок. Это приводит к подаче масла в одну из полостей цилиндра, процедура закачки выполняется под воздействием давления. Одновременно компоненты поршня и шток из-за перемещения жидкости проворачивают колеса и корпус распределительного устройства в ту сторону, куда перемещается золотник. Корпус распределительного устройства может настигнуть золотник только в момент, когда он перестает двигаться, это свидетельствует о выполнении маневра. Затем золотниковый элемент перемещается в изначальное состояние, открывается патрубок для слива масла.

Саня Маевский подробно рассказал о принципе работы ГУР.

Устройство ГУР

В зависимости от типа гидравлического усилителя его конструкция может быть разной.

Классический ГУР

Составные компоненты системы гидроусилителя руля:

  1. Насосный механизм. Этот узел предназначен для обеспечения всей системы необходимым давлением, чтобы жидкость циркулировала. На большинстве современных авто применяются пластинчатые механизмы. Это обусловлено повышенным КПД и увеличенным ресурсом использования. Сам насос обычно монтируется на двигателе, а его работа обеспечивается благодаря ременной передаче.
  2. Распределительный узел. Этот механизм используется для распределения масла и его направления на конкретные полости цилиндра. В зависимости от системы в ГУР может использоваться роторный либо осевой распределительный механизм. Если движения золотника поступательные, распределительный узел оснащен осевым распределителем, вращательные — то роторным. Узел устанавливается на компонентах рулевого привода или непосредственно на валу с рулевым механизмом. Этот механизм чувствителен к наличию загрязнений в рабочей жидкости.
  3. Гидравлический цилиндр. Используется для обеспечения работы поршня и штока при подаче жидкости. Для поворота колес машины применяются специальные рычаги. Сам цилиндр располагается между кузовом и приводом либо на рулевом механизме.
  4. Магистрали. По патрубкам производится перемещение масла в системе ГУР. Магистрали могут быть низкого либо высокого давления. Первые используются для возврата рабочей жидкости из расширительного резервуара в насосное устройство и опять в бачок после отработки. Вторые предназначены для подачи расходного вещества между насосным устройством, распределительным механизмом и цилиндром.
  5. Масло. Смазочное вещество необходимо для обеспечения подачи усилия к гидравлическому цилиндру от насосного устройства. С его помощью выполняется смазывание всех компонентов усилителя.
  6. Расширительный резервуар. Бачок предназначен для хранения расходного материала и его циркуляции. Оборудуется фильтрующим устройством, посредством которого выполняется очистка вещества от грязи. На резервуаре имеются отметки, которые позволяют контролировать уровень жидкости.

Такой тип усилителя имеет аналогичное устройство, только ЭГУР оснащается управляющим модулем, а также электромагнитным клапаном. Также система может быть дополнена контроллером скорости.

Какое давление в гидроусилителе руля

Если руль в системе гидравлического управления находится в исходном состоянии, величина давления смазочного вещества составит 5-7 бар. Когда выполняется маневр и задействуется насосное устройство, то параметр давления увеличится до 79-86 бар.

Как работает электроусилитель руля

В системе ЭУР отсутствует рабочая жидкость. Электрический усилитель функционирует не всегда, а только при выполнении маневров. Силовой агрегат системы обеспечивает крутящий момент, определяющийся моментом на рулевом узле. Этот параметр замеряется посредством специального контроллера, передающего информацию на управляющий модуль системы. Блок предназначен для расчета нужного параметра мощности активации мотора системы с учетом положения руля.

Процедура замера угла поворота выполняется посредством контроллера, встроенного в переключатель, установленный под рулем. На роторном устройстве электродвигателя имеется контроллер, который производит замер частоты вращения механизма, после чего передает данные на ЭБУ. Это требуется для того, чтобы модуль определил скорость прокручивания узла. Управляющий модуль ЭУР учитывает множество показаний при расчете необходимого усилия на электродвигатель.

Данный параметр определяется:

  • значением момента руля;
  • скоростью движения машины;
  • оборотами силового агрегата, угла и скорости прокручивания руля.

В дальнейшем усилие от мотора поступает на рейку посредством приводной шестеренки, а также червячной передачи. Перемещение рейки осуществляется в результате нескольких усилий. Этому способствует рулевое колесо, а также электромотор системы ЭУР, который управляется электронным модулем.

При перемещении руля торсион закручивается. Приложенное усилие вычисляется электронным модулем в соответствии с изменением положения составляющих элементов контроллера. Механизм поворота определяет отклонение рулевого колеса. Эти параметры обрабатываются микропроцессорным модулем, который взаимодействует с ЭБУ машины.

С учетом данной информации микропроцессорный блок выполняет расчет нужного усилия, после чего подает питание необходимого значения на мотор. Последний выполняет перемещение вала руля или рейки.

Устройство ЭУР

Основные составляющие системы:

  1. Электрический мотор, на большинстве машин применяются бесщеточные устройства.
  2. Сервопривод. Могут использоваться разные типы устройств.
  3. Контроллер определения крутящего момента. Этот датчик считается одним из главных, он обычно монтируется на торсион, расположенный в разрезе рулевого вала. На концах элемента устанавливаются две разных части контроллера. В зависимости от типа ЭУР датчик может относиться к классу оптических либо магнитных.
  4. Контроллер перемещения рулевого колеса.
  5. Управляющий модуль.
  6. Некоторые авто оснащаются контроллером скорости поворота рулевого колеса.

Что лучше: электро или гидроусилитель руля?

Чтобы разобраться в том, что лучше, предлагаем ознакомиться с перечнем недостатков обеих систем.

Минусы ГУРМинусы ЭУР
В машинах, оснащенных ГУР, не допускается длительное удерживание рулевого колеса в крайнем положении. Это приведет к перегреву рабочей жидкости и поломке конструктивных элементов, в первую очередь насосаЭУР не может похвастаться высокой информативностью рулевого управления
ГУР следует время от времени обслуживать. Один раз в несколько лет требуется замена рабочей жидкости. Потребитель должен регулярно следить за ее уровнем, диагностировать целостность электроцепей, магистралей и насосного устройстваВероятность появления сбоев в настройках ЭУР. Возможна поломка контроллеров рулевого колеса или вала
Работа усилителя напрямую связана с силовым агрегатом. Часть мощности насосное устройство забирает у силового агрегата. При движении прямо эта мощность расходуется впустуюВероятность появления сбоев во время движения. Если усилитель заблокируется, это может привести к его поломке и аварийной ситуации на дороге. Выровнять колеса, если машина стоит на месте, будет проблематично
ГУР не позволяет произвести регулировку режимов функционирования с учетом условий ездыЭлектрическая составляющая зачастую не подлежит ремонту. Контроллеры положения руля лучше не ремонтировать, а поменять, поскольку при перепайке датчиков потребитель может задать неправильные параметры. Из-за этого обслуживание ЭУР будет более дорогим
ГУР обеспечивает высокую информативность работы всей системы при движении на невысокой скорости. Но при езде на высоких оборотах ДВС этот параметр падаетПериодически требуется калибровка контроллеров. Самостоятельно это сделать проблематично, придется обращаться к квалифицированным специалистам

Гидроусилитель руля проще в обслуживании, но его работа отбирает часть мощности мотора машины.

Видео «Самостоятельный ремонт ЭУР»

Канал CompsMaster на примере автомобиля Лада Калина рассказал о выполнении ремонта ЭУР.

Устройство и принцип работы электроусилителя руля

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.

Читайте также:  Описание автомобильного вольтметра, инструкция по изготовлению своими руками

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.

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.

Штурвал по ветру: сравниваем усилители рулевого управления

Казалось бы, усилители рулевого управления делятся лишь на гидравлические и электрические. Однако у этого принципиального деления есть свои подвиды. Причем все они имеют эксплуатационные особенности и дарят различные ощущения при езде.

Удовольствие 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.

Неинформативный, или «ватный», руль, его плохой самовозврат, слабая обратная связь с дорогой и так далее — все эти моменты зависят в первую очередь от конструкции рулевой системы. Основополагающую роль здесь играют потери на трение и паразитный момент инерции.

рулевое управление

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.

Увы, с массовым приходом привычных рулевых реек внутренние трения неизбежно возросли, а с появлением электрических усилителей (электродвигателей) добавились еще и паразитные моменты инерции. С тех пор инженеры с переменным успехом пытаются привить современным механизмам ту эталонную информативность, присущую легковым рулевым редукторам.

Классический гидравлический усилитель руля (ГУР)

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.

Классический ГУР

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 основные неисправности и ремонт рулевых реек. 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

С появлением элекрических усилителей в чистом виде к потерям на трение в рулевых механизмах добавился паразитный момент инерции. Вместо гидравлики и насоса пришли электродвигатели, встроенные в саму рейку или стоящие вне ее. Благодаря их вращению в ту или иную сторону осуществляется помощь при повороте руля. Однако ротор любого электродвигателя имеет свою массу и, следовательно, момент инерции. Поэтому его невозможно мгновенно остановить и изменить направление вращения. Электронике нужно время, чтобы адаптироваться. Этот момент выражается во временном дополнительном сопротивлении на руле, когда человек резко меняет направление его вращения на ходу.

Читайте также:  Инструкция по подключению автомагнитолы через блок питания компьютера

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

Этот вид открывает группу полноценных электрических реек со встроенными элементами усилителя. По сути, такой ЭУР имеет те же негативные особенности при езде, что и в предыдущем примере. Величина паразитных потерь на трение и моментов инерции схожа.

В процессе эксплуатации тяжесть неисправностей и стоимость ремонта увеличивает то, что все элементы усилителя встроены в рейку.

Устройство и принцип работы электроусилителя рулевого управления

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

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.

Преимущества устройства

  1. Надежность.
  2. Возможность реализации автоматического управления автомобилем.
  3. Простота обслуживания и бесшумная работа.
  4. Экологическая и технологичность безопасность.
  5. Возможность управления транспортным средством в случае выхода системы из строя.
  6. Обеспечение легкости и плавности рулевого управления.
  7. Обеспечение соответствия между углами поворота управляемых колес и руля.
  8. Обеспечение пропорциональности между силами сопротивления повороту колес и усилием на рулевом колесе.

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:

  1. Электрический двигатель передает усилие на вал рулевого колеса.
  2. 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.

В ЭУР с параллельным приводом электромотор передает усилие на рейку рулевого механизма за счет ременной передачи или передачи винт-шариковая гайка.

Система управления

Система управления ЭУР состоит из:

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

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:

  • 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.

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.

Неисправность 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.

Как устроен и как работает электрогидроусилитель руля

На протяжении длительного периода времени большая часть автомобилей выпускалась с гидроусилителем руля: опция настолько прочно вошла в обиход, что многие автолюбители не представляют управление автомобилем без неё.

Но прогресс не стоит на месте, и на смену ГУРУ приходит электрогидроусилитель руля, который имеет более компактную конструкцию, может работать даже при выключенном моторе, а также помогает экономить горючее за счёт включения только в требуемые моменты. Несмотря на, казалось бы, явные преимущества, производители не торопятся массово устанавливать на выпускаемые модели данный механизм, и на то имеются определенные причины.

Особенности конструкции электрогидравлического усилителя руля

Устройство состоит из следующих частей:

  • насосного агрегата, в состав которого входит бачок с жидкостью и два насоса (электродвигателя и гидравлический). На этот компонент устанавливается электронный блок управления;
  • гидравлический узел управления, состоящий из цилиндра с поршнем и торсиона;
  • системы управления, регулирующей коэффициент усиления, исходя из скорости движения транспортного средства и поворота руля;
  • электронного блока, принимающего сигналы от датчиков, анализирующего их и воздействующего в соответствии с ними на исполнительные устройства по заложенным алгоритмам.

Как работает ЭГУР

Принцип работы в зависимости от скорости авто ЭГУР может меняться.

Если машина едет прямо, то жидкость в систему циркулирует по кругу по направлению от насоса в бачок и затем обратно.

При повороте рулевого колеса происходит следующее:

  1. торсион закручивается, поворачивая золотник, циркуляция жидкости при этом останавливается;
  2. жидкость поступает в одну из полостей цилиндра, при этом из второй полости она возвращается в бачок;
  3. жидкость при помощи поршня воздействует на рулевую рейку, вследствие чего осуществляется поворот колёс.

Максимальную производительность электрогидравлический усилитель рулевого управления демонстрирует на скорости движения транспортного средства до 40 км/ч. Принцип работы устройства при этом такой:

  1. датчики подают сигналы на ЭБУ, при этом увеличивается частота вращения электрического двигателя насоса, что, в свою очередь, приводит к открытию клапана;
  2. возрастает производительность насоса, в силовой цилиндр жидкость начинает поступать с большей скоростью, ввиду чего для поворота руля становится нужно прилагать меньше усилий.

Чем быстрее двигается автомобиль, тем медленнее работает ЭГУР.

Достоинства и недостатки устройства

Из плюсов механизма можно выделить:

  • экономичность – в среднем экономия топлива при использовании электрогидравлического усилителя составляет до 0,8 литров топлива на каждые 100 км пробега. Уменьшение расхода возникает за счёт того, что электроусилитель не связан жестким ремнем с мотором, а на холостом ходу он и вовсе перестаёт работать;
  • высокая надежность;
  • минимальное обслуживание (единственное, что требуется делать, так это менять жидкость в бачке через определенное количество пройденных километров);
  • практически полное отсутствие шума во время работы;
  • возможность программирования устройства (к примеру, можно сделать так, чтобы при низкой скорости машины усилие на рулевое колесо возрастало, а при наборе скорости – уменьшалось);
  • высокая точность управления на большой скорости;
  • простота совершения маневров на маленькой скорости движения.
Читайте также:  Снятие и замена наконечников рулевой тяги на mazda 3: пошаговая инструкция, фото

Но имеются и минусы:

  • высокая вероятность выхода электрогидравлического усилителя из строя при длительном нахождении колёс в крайнем положении;
  • малая информативность руля во время езды на высокой скорости;
  • высокая цена устройства;
  • сбои в настройках (например, нередки случаи, когда на стоянке колеса выкручиваются в бок вместо того, чтобы стоять прямо);
  • электрическая составляющая устройства не подлежит ремонту.

Безусловно, ЭГУР – новая веха на пути развития автомобилей, но на данном этапе механизм требует определенной модернизации и доработки, ввиду чего и не устанавливается пока массово производителями на выпускаемую продукцию.

Принцип работы и устройство электроусилителя руля

  • Принцип работы и устройство электроусилителя руля
  • Принцип работы электроусилителя руля
  • Устройство ЭУР
  • Поломки электроусилителя и их симптомы
  • Видео: Неисправности электроусилителя руля
  • Техническое обслуживание
  • Съём и установка
  • Ремонт механизма
  • Видео: Как вы убиваете рулевую рейку с ЭУР
  • Калибровка
  • Замена масла
  • Замена рулевой рейки с ЭУР

Электроусилитель руля имеет немало достоинств. Его система надёжна, удобна и экономична. При вращении руля дополнительное усилие производится ЭУР. Статья предлагает ознакомиться с принципом действия данного элемента рулевого управления и разобраться с возможными поломками в нём. Также в материале подробно описано техобслуживание электрического усилителя.

Принцип работы электроусилителя руля

ЭУР, или EPS, синхронизирует связь руля с колёсами посредством датчиков, ЭБУ и электромотора. Отсутствие шлангов и спецжидкостей и соответствующая компактность характеризуют EPS как более удобную систему, чем ГУР. Описываемый тип усилителя работает благодаря электромотору, который непосредственно приводит в движение рулевую рейку.

Существует вариант установки мотора таким образом, что он передаёт усилие на вал руля. Автомобилист крутит руль, торсионный вал вращается, датчики крутящего момента считывают этот процесс и направляют соответствующую информацию в электронный блок. Он и рассчитывает требуемое усилие для поворота колёс.

ЭБУ может обрабатывать вводные не только указанных датчиков, которые являются его обязательной частью, но и таких:

  • положения руля;
  • вращательной частоты коленчатого вала;
  • скорости вращения колёс.

EPS осуществляет работу в таких режимах:

  • поворот авто в обыкновенном режиме;
  • поворот при высокой либо низкой скорости;
  • возвращение колёс в положение «прямо»;
  • а также режим поддерживания колёс в таком положении.

Прекрасные возможности по безопасности открыло появление и применение электроусилителя: автоматическую парковку, систему динамической стабилизации, аварийное управление, вспомогательные способности при движении.

Устройство ЭУР

ЭУР устроен в общих чертах из трёх основных деталей — электромотора, механической передачи и системы управления. Электродвигатель может быть установлен по-разному, есть несколько разных схем (на вал рейки, рулевую колонку или вал колеса).

Если мотор передаёт усилие на рейку, то такая система называется ЭМУР и имеет две модификации:

  • с двумя шестернями;
  • с параллельным приводом.

В первом случае крутящий момент передаётся на рейку от руля посредством одной из шестерён, но он же на вторую шестерню направляется электромотором. При параллельном приводе двигатель выполняет передачу усилия благодаря винт-шариковой гайке.

Устройство электроусилителя таково:

  1. Мотор и силовая передача — это исполнительная система ЭУР, здесь создаётся само усилие и обеспечение лёгкости при управлении машиной.
  2. Электрический блок управления осуществляет подачу сигнала на мотор, то есть осуществляет его подключение к работе. ЭБУ считывает показания датчиков и подаёт соответствующие импульсы.
  3. Датчики. Основной из них в ЭУР — датчик усилия (крутящего момента). Именно эта деталь определяет степень приложенного к рулю усилия.

Торсионный вал — часть рулевой колонки, которая измеряет усилия. Это осуществляется так: при вращении руля входная и выходная части вала смещаются, полученный угол улавливается датчиками.

Поломки электроусилителя и их симптомы

Сигнализировать о неисправности ЭУР может специальный символ — руль со знаком восклицания. Если этот символ загорелся на приборной панели, значит усилитель не справляется с проведением диагностики собственной системы. Управление машиной при этом возможно продолжать, но лучше всё же срочно направить авто в сервис. Если загорается предупреждающий сигнал (лампочка на панели), следует отключить предохранитель.

Основными неисправностями являются:

  • напряжение ниже нормы;
  • отсутствие сигналов от датчиков скорости;
  • увеличение частоты оборотов двигателя.

Неисправными могут быть датчики и кабели, по которым проходит ток. Первые некорректно срабатывают вследствие попадания на них влаги. Ремонт требуется осуществлять немедленно. Также бывает простое изнашивание контактов. Ещё одна вероятная поломка системы — перегорание предохранителя. А в случае ДТП может нарушаться деятельность электромотора.

Заметить поломки можно при таких симптомах:

  • руль стал крутиться с большим трудом;
  • при повторном включении зажигания (зимой) очень туго осуществляется реверсия рулевого колеса;
  • наблюдаются посторонние звуки (скрип).

При условиях низкой температуры воздуха и неадекватной работы усилителя следует включать и выключать двигатель несколько раз до тех пор, пока не потухнут оповещающие о выходе из строя лампы. Можно также дать автомобилю согреться в тёплом помещении.

Также проводятся такие мероприятия:

  • скидывается минусовая клемма аккумулятора;
  • последний подлежит зарядке.

Видео: Неисправности электроусилителя руля

Техническое обслуживание

Чтобы длительное время пользоваться качественной работой EPS, нужно соблюдать такие правила:

  • не позволять электромеханизму подвергаться физическим воздействиям;
  • предотвращать попадание влаги в систему, не подвергать её высокой температуре;
  • при замене блока управления осуществлять его калибровку;
  • избегать вмешательства в деятельность рулевой колонки.

Съём и установка

В качестве примера рассмотрен демонтаж и установка ЭУР на автомобиле ВАЗ «Лада Калина».

Перед тем как проводить данный вид работ, обязательно следует подготовить:

  • отвёртки (крестовую и плоскую);
  • шестигранник (13).

Также выполнить самостоятельно все действия невозможно, поэтому потребуется напарник.

Чтобы снять усилитель, следуйте пошаговой инструкции:

  1. Отсоедините минусовую клемму аккумулятора.
  2. Установите колёса машины в положение «прямо».
  3. Демонтируйте руль и переключатели под ним у авто.
  4. Уберите подрулевые переключатели.
  5. Выкрутите 3 винта, крепящих усилитель на панели.
  6. Снимите усилитель.
  7. Разъедините разъёмы проводов от выводов ЭУР.
  8. Маркером отметьте положения как карданного шарнира, так и вала усилителя.
  9. Открутите гайку на карданном шарнире и извлеките болт.
  10. Две гайки переднего крепления, а затем и заднего отвинтите и снимите ЭУР.

Установка электроусилителя проводится в обратном порядке перечисленных действий.

Ремонт механизма

Ремонт электроусилителя включает:

  • диагностику электрорейки;
  • определение причины выдаваемой ошибки и её снятие;
  • починку мотора ЭУР.

Если автомобиль находится на гарантии, то самостоятельная починка электроусилителя будет неправильным действием. С целью ремонта стоит обратиться в сервисный центр. Если же неисправны датчики, то их можно заменить даже своими руками.

Видео: Как вы убиваете рулевую рейку с ЭУР

Калибровка

Калибровка заключается в том, чтобы рулевое колесо могло возвращаться в положение «прямо». Существует специальный сканер. Он подключается к диагностическому разъёму. Специалист включает калибрующую программу.

Такую процедуру проводят по нескольким причинам:

  • после выполнения схождения-развала;
  • при появлении сигнала соответствующей лампы на панели;
  • в случае отклонения рулевого колеса от нулевого положения;
  • после того, как были скинуты клеммы аккумулятора;
  • при замене дисков;
  • в связи с переустановкой ЭУР.

Замена масла

В электроусилителе масла нет. Существует ЭРУГ — гибрид электро- и гидроусилителя. Проверять уровень и цвет жидкости в такой системе нужно.

Обычно проводится проверка состояния либо после определённого пробега, либо по причинам:

  • появившихся шумов (гула, треска);
  • тугой реверсии руля.

Замена рулевой рейки с ЭУР

Если возникла необходимость в замене самой рулевой рейки (РР), на которой установлен электроусилитель, нужно следовать таким действиям:

  1. Передняя часть авто приподнимается с помощью домкратов.
  2. Приготовьте фонарь, шестигранные головки и гаечные ключи, плоскую отвёртку и ветошь для очистки элементов.
  3. Далее следует снять колёса.
  4. Нужно открутить крепежи подрамника и снять его.
  5. Затем важно отключить провода от рейки.
  6. Теперь — отсоединить тяги.
  7. Далее переместиться следует в салон авто и там под рулём отвинтить гайку — так открепляется вал от рейки.
  8. Затем нужно отвинтить болты, скрепляющие рейку, достать саму деталь.

Устанавливать новую РР следует посредством тех же шагов, двигаясь в обратном направлении.

Электроусилитель — универсальная современная и удобная система, помогающая при управлении автомобилем. Она не требует особого ухода, способна сигнализировать и анализировать внутренние проблемы самостоятельно. Если гарантийный срок вашей машины ещё не подошёл к концу, лучше всего при появлении симптомов поломок обратиться в сервисный центр. Замена электронного блока — дорогостоящее мероприятие. Но чаще всего поломки ЭУР связаны с нарушением работы датчиков, а замена таковых — простое действие.

Подписывайтесь на наши ленты в таких социальных сетях как, Facebook, Вконтакте, Instagram, Pinterest, Yandex Zen, Twitter и Telegram: все самые интересные автомобильные события собранные в одном месте.

Ссылка на основную публикацию