Устройство и принцип работы электроусилителя рулевого управления. Электроусилитель рулевого управления

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. 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.

Лёгкость управления автомобилем является очень важным фактором в обеспечении безопасности движения. На протяжении всей истории автомобилестроения инженеры работали над этой непростой задачей. И если принцип работы остался неизменным и представляет собой передачу вращательного усилия рулевого колеса на передние колёса автомашины с помощью реечного рулевого механизма, то техника реализации этого принципа существенно изменилась. Последним достижением в этой области является электроусилитель руля.

Если является уже хорошо знакомым устройством и используется производителями автомобилей уже не один десяток лет, то ЭУР относительно молод. Рассмотрим принцип работы электроусилителя руля.

Начнём с устройства ЭУР. Он состоит из электродвигателя, механической шестерёнчатой передачи, датчика поворота руля, датчика крутящего момента руля и блока управления. Также в блок управления поступают данные о скорости движения машины (из системы ABS) и о частоте вращения коленвала (оборотах двигателя). Блок управления на основе всех этих данных рассчитывает необходимую величину и полярность подаваемого на электродвигатель напряжения. Электродвигатель в свою очередь посредством механической шестерёнчатой передачи (сервомеханизма) создает дополнительное усилие, облегчающее управление передними колесами. Это усилие может прикладываться как к рулевому валу, так и непосредственно к рулевой рейке. Конкретное устройство ЭУР также во многом зависит от класса машины.

В автомобилях малого класса, где не требуется прикладывать большие усилия к рулевому колесу, оно имеет небольшие размеры и устанавливается непосредственно на рулевую колонку. При этом, находясь практически в салоне авто, оно защищено от пыли, грязи и влаги, что положительно сказывается на сроке службы этого устройства.

В авто среднего класса используется другое размещение – непосредственно на рулевой рейке, на которую воздействует шестерёнка, создавая дополнительное вспомогательное усилие.

Автомобили класса микроавтобусов и внедорожников из-за своего большого веса нуждаются в значительном дополнительном усилии. Поэтому их устройство несколько иное. В основном этом параллельноосевая конструкция, использующая зубчато-ременную передачу и механизм «винт-гайка на циркулирующих шариках». И, конечно, в случае поломки ЭУР управляемость автомобилем сохранится. Только делать это будет значительно тяжелее.

Основные режимы

Электроусилитель руля имеет два основных режима. Они характеризуются скоростью движения автомобиля. В первом режиме при движении на малой скорости, например, во время парковки, когда необходима большая маневренность и руль приходится выворачивать до крайних положений то влево, то вправо, ЭУР прикладывает максимальное усилие к рулевому механизму, обеспечивая «легких руль». В этом режиме вращать рулевое колесо можно одним пальцем.

Напротив, при движении на больших скоростях руль становится «жестким», создавая эффект возврата колес в среднее положение. Это сделано в целях повышения безопасности движения.

Также есть режимы удержания автомобиля на дороге при сильном боковом ветре, при движении на колесах, имеющую разную степень накачки. Эти режимы достигаются благодаря специальным настройкам блока управления. На автомобилях бизнес и премиум класса наличие ЭУР позволяет реализовать опцию автоматической парковки.

Достоинства ЭУР

С экономической точки зрения основным достоинством ЭУР является то, что применение электродвигателя исключает необходимость отбора части мощности от двигателя автомобиля.

Это позволяет экономить не менее пол литра топлива на сто километров пробега, в отличие от авто с гидроусилителем руля. Важным достоинством является и надёжность этой системы. Отпадает необходимость в постоянной проверке ремня и уровня жидкости гидроусилителя руля.

Электроусилитель руля более информативен и обеспечивает лучшую связь водителя с дорогой. Наличие дополнительных режимов делает вождение более комфортным. В отличие от авто с гидроусилителем руля, колеса можно держать в крайних положениях неограниченное время.

И, конечно, компактность устройства также является одним из преимуществ ЭУР перед другими системами.

Недостатки ЭУР

На данный момент пока еще невозможно использовать ЭУР на тяжелых грузовиках, требующих большого усилия при вращении рулевого колеса . Для них гидроусилители руля остаются единственным и надёжным вариантом.

Еще следует отметить боязнь влаги. Вода и конденсат могут вывести из строя предохранители и электродвигатель. К недостаткам можно отнести все ещё высокую стоимость этой системы. В то же время она становится всё более популярной и распространенной.

Видео «Что такое ЭУР»

Посмотрев ролик, вы узнаете, что из себя представляет ЭУР и какие у него плюсы и минусы.

В прошлом для управления машиной требовалась физическая сила, теперь же помочь в этом может электроусилитель руля. Но многие автомобилисты не знают о том, как он устроен, а также как произвести простой ремонт в случае поломки. Все, что нужно знать об ЭУР, вы найдете в статье.

Описание ЭУР

ЭУР использует небольшой электродвигатель. Он создает дополнительное усилие на рулевом валу при повороте. Благодаря этому, удалось уменьшить размеры рулевых колес в автомобилях. Первыми такую новинку оценили по достоинству водители грузовиков, сегодня она есть на почти любом легковом автомобиле.

Сама система состоит из нескольких основных элементов:

• электромотор бесщеточного типа;
• датчики угла поворота руля;
• крутящий момент;
• управляющий блок;
• сервопривод.

Именно они являются основными элементами, которые входят в электроусилитель руля. Но сама конструкция несколько шире и о ней будет рассказано ниже, сразу после функций, а также плюсов и минусов системы.

Функции, плюсы и минусы

Конкурентом данной системы является гидроусилитель и электрогидроусилитель. Разница между ЭУР и ГУР: если ЭУР поломался — ничего страшного не произойдет, но вот при поломке ГУР нужно снять ремень, а в некоторыx авто это невозможно сделать. Но если проеxать без масла, насос придется заменить.

ГУР и ЭУР они имеют явные минусы. Так, нельзя держать колеса в крайнем положении больше 5 секунд, иначе перегрев. А еще требуется периодическое обслуживание. Ну, и наконец на высоких скоростях информативность руля снижается.

А вот электромеханический усилитель, он же ЭУР и ЭМУР, обладает такими плюсами, как:

• надежность;
• экономичность;
• компактность;
• изменение усилия в зависимости от условий движения.

Основным минусом является то, что он практически не поддается замене отдельных узлов. При их полном выходе из строя, придется менять всю систему, а это достаточно дорого.

Что касается функций, то она, по сути, одна – облегчить управление автомобилем, взяв на себя часть необходимого усилия. С таким устройством автомобиль становится значительно более послушным даже в сложных условиях. Подробнее об устройстве вы узнаете в видео ниже (автор ролика — Продажа авто АВТОСАЛОН Первый Видео АвтоРынок).

Конструкция и принцип работы

На машинах разного типа электроусилитель рулевого управления может устанавливаться в различных местах.

Так, на небольших автомобилях, которым не требуется особо сильного воздействия, система ставится непосредственно в рулевую колонку. Устройство размещается прямо в салоне под колесом управления, там же и все датчики. Такое положение защищает электрический усилитель руля от грязи и других воздействий.

На машинах среднего класса система располагается на рулевой рейке. Усилие же передается через шестерню. Такая система несколько менее надежна, но широко распространена.

Внедорожники и микроавтобусы же требуют установки системы на параллельноосевой конструкции. При этом передача усилия от электродвигателя осуществляется при помощи зубчатоременной передачи, а также механизма из винта и гайки на циркулирующих шариках. При этом ремнем вращается гайка, та передает усилие шарики, от которых оно переходит рулевой рейке.

Основной принцип работы электроусилителя руля – передача дополнительного воздействия с целью облегчения управления автомобилем.

Основные неисправности и способы их устранения своими руками

Какой бы ни была конструкция в вашем случае, даже если система выходит из строя, вы сохраняете управления. Ведь сохраняется прямая связь между рулевым валом и рейкой. Это обязательно требование безопасности. Поэтому, даже если поломка произойдет посреди движения, это не грозит вам неминуемой аварией.

Но все же, если не работает электроусилитель руля, то это серьезная проблема. Ведь управление автомобилем сразу же станет намного более сложным для вас. Основные неисправности приведем на примере отечественного автомобиля Лада Калина.

О проблеме вам будет сигнализировать желтый значок на панели приборов, изображающий руль с восклицательным знаком. Но его наличие не означает, что вы не можете ехать, просто управлять придется без участия электроусилителя.

Причина может крыться в самом ЭУР. В этом случае, при зажигании система не проходит через автоконтроль и отключается, чтобы не мешать водителю. Как уже говорилось выше, заменять отдельные узлы практически невозможно и лучше не копаться в устройстве самому. Если ваш автомобиль на гарантии, обратитесь к производителю за заменой ЭУР. В любом случае, ремонт электроусилителя руля будет дорогим, ведь может потребовать ремонт рулевой рейки и другие работы.

Отключение ЭУР также может быть вызвано поломкой датчика скорости. Дело в том, что работы усилителя тесно зависит от того, на какой скорости вы движетесь. Чем быстрее машина, тем меньше усилия дает прибор, дабы вы могли лучше сам контролировать руль. Максимальное же давние идет, когда движение осуществляется на небольшой скорости или машина вообще стоит.

Из-за поломки датчика ЭУР будет отключаться автоматически, так как не получает его данных. Для исправления сложившейся ситуации, вам необходимо заменить сам датчик скорости.

Если ЭУР гудит, то это может быть признаком неправильно поставленного картера – корпуса (поддона) двигателя. В этом случае вибрация с него будет идти на усилитель и тот начнет гудеть. А значит, ремонт ЭУР будет заключаться в исправлении положения картера.

Видео «Гидроусилитель или электроусилитель»

В этом видео проводится сравнение преимуществ и недостатков двух основных видов усилителей (автор — АВТОТЕМА ТВ).

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

Характеристика ГУРа

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

Ниже мы рассмотрим алгоритм действия данной системы.

Как работает ГУР?

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

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

ЭУР: характеристика

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

Особенности конструкции, принцип работы

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

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

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

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

Режимы работы электроусилителя

Работа рулевого управления может осуществляться в нескольких режимах:

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

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

Плюсы ГУРа

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

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

Минусы гидравлического усилителя

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

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

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

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

Плюсы и минусы ЭУР

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

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

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

Подводим итоги

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

Как же работает электроусилителя руля автомобиля? Принцип работы электроусилителя заключается в электрическом приводе, который дает дополнительное усилие при повороте руля. При помощи этого конструктивного элемента, Вам не приходиться выворачивать руль обеими руками. Датчик измеряет крутящий момент и передает в блок управления усилителем. В зависимости от угла поворота, этот блок рассчитывает мощность, которую нужно предать в двигатель усилителя. Сам датчик расположен в подрулевом переключателе. Для обратной связи еще один датчик расположен на роторе двигателя, он так же передает информацию о частоте вращения в блок управления.

Электроусилитель руля появился в середине девяностых годов. На момент 2016 года он стоит на половине всех машин, на планете. Столь большая популярность обусловлена рядом его характеристик и почти отсутствием недостатков. Его преимущества по сравнению с гидроусилителем заключаются в:

• компактности;
• точечной регулировки характеристик;
• предоставляемом объеме информации работе;
• надежности и экономичности;
• малой шумности.

К минусу можно отнести лишь его мощность, именно поэтому на тяжелом транспорте до сих пор ставят только ГУР.

На первый взгляд такая мудреная система ни к чему, но это обеспечивает расчет усилия на электромотор во всем диапазоне поворота руля. Это усилие зависит от таких параметров как:

1. Величина момента на руле.
2. Скорость с которой едет автомобиль.
3. Оборот двигателя.
4. Угловая скорость поворота руля.

В то время, как в ГУР дает примерно одинаковое усилие на весь диапазон.

Схемы рулевого управления

Существует 3 схемы установки электроусилителя. В независимости от схемы общая конструкция электромеханического усилителя состоит из электродвигателя, механической передачи, двух датчиков и двух шестерней или параллельного привода.

1. ЭУР устанавливается на рулевую колонку. Это самый компактный вариант, при котором для поворота руля не требуется больших усилий. Сам электромотор и механическая передача помещаются под рулевым колесом. Огромным плюсом является нахождение в салоне, а не под капотом, тут устройство защищено от пыли и грязи, а это в свою очередь продлевает срок службы. Так же в случае выхода из строя устройства, Вам будет легко разобраться в принципе установки и поменять его своими руками, что сэкономит деньги. Данный вид крепления усилителя используют преимущественно на малом классе авто.
2. Установка на рулевую рейку. Так устанавливают усилитель преимущественно на микроавтобусы и внедорожники. Здесь требуется уже больше усилия, которое передается через шестерню. Ведь чем больше автомобиль, тем больше он весит и тем большее усилие нужно для поворота.
3. Устанавка на шариковинтовой механизм, где через ременную передачу усилие от электродвигателя передается на рейку. Данный способ обеспечивает наибольшее усилие электродвигателя при повороте. Так устанавливают электроусилитель руля на тягачи и автобусы.

Какой бы не был механизм установки электроусилителя руля, бывают сбои в блоке управление, при выходе из строя, он не блокирует поворот руля. И автомобиль можно спокойно отогнать в сервис, где его поменяют или отрегулируют.

Устройство и принцип работы ЭУР

Как же работает электроусилитель руля с точки зрения безопасности? Устроен электроусилитель рулевого управления гораздо проще, нежели ГУР. У него нет никаких расходных материалов в виде жидкостей. Отсутствуют множество подвижных соединений и уплотнений (критические места для поломки). Именно поэтому сейчас идет массовый отказ от стареньких гидроусилителей. Даже отечественные производители ВАЗ перешли на эту технологию.

Технические характеристики электроусилителя:

• напряжения питания (номинальное) — 12 В;
• максимальный компенсирующий момент — 35 Нм;
• максимальный ток потребления — 50 А;
• ток потребления (усилие на рулевом колесе приложено, выходной вал усилителя заблокирован) — не более 15 А.

Его появление помогло автопроизводителям реализовать ряд новых функций, таких как:

• повышение курсовой устойчивости;
• автоматическая парковка;
• соблюдение рядности движения.

Основные режимы работы усилителя руля

Как можно догадаться усилитель руля работает не все время. А лишь при повороте колес и не на высоких скоростях. Однако колеса поворачиваются при различных условиях. Соответственно и работа выполняемая двигателем разниться от условий. Современные блоки управления умеют определять в каком режиме двигается автомобиль и подстраивать крутящий момент двигателя под них.

Режим парковки

При парковке скорость автомобиля небольшая или отсутствует вообще, а углы поворота, на которые выворачиваем руль, большие. Информация, передающаяся с датчика угла поворота, поступает на блок управления и если скорость минимальна, а углы поворота и крутящий момент большие, то включается режим парковки. В нем максимальная нагрузка ложиться электроусилитель. Тем самым обеспечивается, так называемый «легкий руль».

Режим езды по городу

Городская езда обусловлена постоянными остановками, поворотами и перестроениями. Здесь движение происходит со скоростью 40-60 км\ч. В результате происходят усилия в среднем диапазоне, блок обрабатывает информацию о скорости и угле поворота и дает сигнал на электродвигатель.

Режим езды на трассе

Особенность данной езды является высокие скорости и небольшой угол поворота при перестроении. Соответственно принимается решение о небольшом усилии двигателя или полном его отсутствии.

Ведь если вовремя не убрать помощь, автомобиль при малейшем повороте руля, даже на маленький угол резко свернет, что приведет к аварии.

Удержание среднего положения колес

Блок управления зачастую выполняет функцию удержания среднего положения колес. Это нужно в условиях разного давления в шинах, вся информация обрабатывается и проводится коррекция. Так же при повороте руля в движении к окружной силе добавляется тяговая, которая действует на колеса и изменяет их положение. Блок управления учитывает это и регулирует положение.

Поломка электроусилителя

При поломке срабатывает сигнал ошибки, лампочка, которая оповещает водителя что, что-то не так. Это может быть сигнал о неисправности или предупреждение систем защиты. При долгом удержании руля в крайних положениях, нагревается обмотка, и защита отключает электроусилитель, во избежание поломки. Этим грешат водители любящие парковаться в неположенном месте и выворачивать руль в крайнее положение, дабы их авто не смогли эвакуировать.

Так же частой причиной отказа служит выход из строя датчика скорости. Тут поможет лишь полная замена его на новый.

В некоторых случаях стоит выполнить калибровку электроусилителя руля:

• развал-схождение;
• переход на новые диски;
• замена запчастей ЭУР либо самого ЭУР.

Настройка позволит выровнять руль в нулевом положении, без отклонений в стороны.

Итог

В итоге мы виде, что электроусилитель руля приходит на замену гидроусилителю. Если сначала электрический усилитель ставили только на малолитражках, то теперь они добрались до внедорожников и спорткаров. Большегрузная техника пока остается на гидроусилителе, но и тут ставят комбинированные варианты из двух усилителей. Да, маломощность мешает полностью вытеснить гидроусилитель, но все его преимущества перевешивают пару недостатков.