Что такое электроусилитель руля в автомобиле: Электроусилитель рулевого управления (EPS): устройство и принцип работы

5 сентября 2017

417622

На каких машинах стоит электроусилитель руля. Электроусилитель руля (ЭУР)

Поведение руля — возврат в нейтральное положение, отклик, информативность — зависит от конструкции и состояния системы рулевого управления, а также типа усилителя руля.

Сегодня популярны два типа усилителей — гидравлические и электрические, у которых примерно одинаковое количество поклонников.

Электроусилитель руля — это электромеханическая система, которая состоит из:

• электродвигателя — синхронный или асинхронный;
• программируемого блока управления (ЭБУ) — Собирает показания датчиков и рассчитывает нужное усилие;
• датчика крутящего момента — оценивает величину крутящего момента на руле. Устанавливается на концах торсиона в рулевом валу. Бывает оптический, магниторезистивный, индуктивный;
• датчика угла поворота руля;
• датчика механической передачи.

Как работает электроусилитель

Чем сильнее водитель поворачивает руль, тем больше закручивается торсион. Показатель приложенного усилия считывается датчиком крутящего момента. Одновременно датчик угла поворота руля считывает степень отклонения рулевого колеса относительно нейтрального положения, а датчик скорости передает показания о скорости автомобиля. Эти данные поступают в электронный блок управления, который рассчитывает усилие на руле и передает на электродвигатель ток нужной силы.

Например, вам нужно выехать с парковочного места. Скорость авто при этом нулевая, вы интенсивно и на большой угол поворачиваете руль — ЭБУ считывает показания датчиков и подает в электродвигатель ток большей силы, чтобы преодолеть сопротивление от дороги и помочь вам вывернуть колеса припаркованного автомобиля.

Электроусилитель руля: преимущества и недостатки

Недостатки электроусилителей обуславливаются их конструкцией и местом расположения. Электроусилитель может быть интегрирован в рулевую колонку или встроен в рулевую рейку.

Рулевая колонка с электроусилителем

Электроусилитель, интегрированный в рейку:

• С червячным приводом. Электромотор расположен рядом с зубчатым сектором рейки и приводит в движение червячную передачу. У этих электроусилителей такие же недостатки, как и у встроенных в рулевую колонку, — потери на инерцию и трение. Так как узел интегрирован с рейкой, ремонтировать его сложно и дорого.
• С двойным (параллельным) приводом. Электромотор расположен на противоположном конце от рулевого вала. Один привод — стандартный зубчатый сектор, как в любой рейке. Во втором приводе винтом выступает резьба на штоке — вращение от электромотора передается через червячную передачу. В этом случае присутствуют удвоенные потери на трение из-за второго зубчатого сектора, поэтому ремонтировать такой ЭУР сложнее и дороже.
• Вал-муфта. Самая удачная конструкция электроусилителя. Вал рейки проходит непосредственно через электродвигатель, объединенный с рулевым механизмом. Вместо червячной передачи в приводе применяется шариковый подшипник — шарики передают вращение. Благодаря особой конструкции электродвигателя потери на трение и инерцию в таком ЭУР минимальны, а информативность и усилие на руле оптимальны.

Электроусилитель с параллельным приводом и червячной передачей

Электроусилитель с параллельным приводом вал-муфта

Несмотря на сложность узла и существующие недостатки, почти половина современных автомобилей оснащены электроусилителями.

Владельцы автомобилей с электроусилителем выделяют несколько весомых преимуществ:

• Экономия топлива. ЭУР начинает работать, только когда водитель поворачивает руль: усилие, приложенное к рулю, а также сопротивление колес при повороте закручивают торсион — это сигнал для усилителя включиться. При нейтральном положении руля электроусилитель не работает, не потребляет энергию и не крадет мощность у двигателя — это позволяет экономить до 1 л топлива на 100 км.
• Хороший отклик руля. На высоких скоростях ЭУР работает точно, на низких — плавно. Блок управления получает сведения от нескольких датчиков и рассчитывает усилие на основании этой информации.
• Возможность настроить дополнительные функции.
• Компактность.
• Простая конструкция: нет насоса, бачка, шлангов и трубок, уплотнительных элементов, которые нужно систематически менять.
• ЭУР не требует обслуживания.

Вместе с развивающимися технологиями совершенствуются и электроусилители: разработчики устраняют проблемы в программной части, ищут оптимальные конструкции, способы расположения и взаимодействия узлов рулевого управления. С другой стороны, гидроусилитель более предсказуемый и привычный для большинства водителей, да и обслуживать ГУР не так уж сложно.

Многие автолюбители, при выборе нового автомобиля, интересуются, если ли в нем усилитель руля. И действительно, намного приятнее управлять машиной, если рулевое колесо поворачивается пальцем одной руки. Но, с другой стороны, мало кто знает, что на сегодня существует несколько видов усилителей, каждый из которых обладает своими особенностями.

Для чего вообще усилитель руля? Его задача – не только снижение энергозатрат водителя при повороте рулевого колеса. Данная система делает автомобиль более маневренным, удары колес о неровности дороги не так передаются к рукам водителя, да и, в случае прокола шины, становится проще удерживать машину на дороге.

Так, на сегодня существует три основных вида усилителя руля – электрический, электрогидравлический и гидравлический. На первых автомобилях была «гидравлика», и она не потеряла актуальности до сегодняшнего дня. Со временем, появился электрогидравлический усилитель руля, и сравнительно недавно – электрический.

Какой же из них надежнее? Чему лучше отдать предпочтение? Давайте рассмотрим каждый вид подробнее.

Гидроусилитель руля

Гидроусилитель руля состоит из нескольких частей – насоса, масла, гидроцилиндра, соединительных трубок и распределителя. Основным элементом системы является гидроцилиндр, который активируется с помощью насоса. При этом в гидравлической системе создается необходимое давление масла, которое оказывает свое действие на поршень рулевой рейки и делает вращение руля более легким.

Стоит отметить, что постоянная работа гидроцилиндра приводит к увеличению расхода топлива автомобиля. Наиболее слабым звеном во всей системе являются гидравлические трубки, которые часто повреждаются.

Преимущества гидроусилителя руля:

1. Действие гидроусилителя приводит к снижению передаточного отношения рулевого механизма, а также к более легкому совершению маневров;
2. Снижается сила ударов, передающихся через рулевое колесо к рукам водителя;
3. В непредвиденных обстоятельствах становится намного проще удерживать рулевое колесо. Руль не вырывается из рук, и управляемость остается на высоком уровне;
4. Даже при выходе из строя гидроусилителя, можно быть уверенным в безопасности вождения;
5. Процесс управления является более информативным и точным.

Из недостатков можно выделить только один – повышенный расход топлива.

Электрический усилитель руля

Данная система состоит из электродвигателя, механической передачи и системы управления. Особенность устройства – создание дополнительного усилия во время поворота руля, с помощью специального электрического привода. Во многих современных авто установлен именно такой усилитель.

Принцип действия основан на работе целого ряда датчиков, которые следят за положением руля и усилием, которое прилагает водитель транспортного средства. При получении определенного сигнала от системы, датчик передает его в блок управления, где происходит обработка сигнала и его передача к электромотору, помещенному в рейку рулевого колеса.

Особенность электрического усилителя руля заключается в том, что он обеспечивает идеальную управляемость автомобиля при движении на любых скоростях, резком возвращении колес в среднем положении или их удержании на этом месте.

Преимущества электрического усилителя:

заключаются в компактности, экономии топлива, простоте настройки и возможности регулирования, минимальном энергопотреблении, а также отсутствии гидравлических магистралей.

Из недостатков можно выделить:

вероятный отказ или отключение системы при возникновении внештатных ситуаций. Подобные неполадки вполне вероятны, в случае серьезных сбоев в работе блоков управления, плохом контактном соединении или при снижении напряжения в бортовой сети машины. В случае, если происходит сбой, на приборной панели должна загореться соответствующая лампа об имеющейся неисправности.

Электрогидравлический усилитель руля

Принцип работы данного устройства аналогичный тому, по которому работает описанный нами гидравлический усилитель. Но небольшие различия все-таки имеются. Здесь запуск гидронасоса осуществляется от электродвигателя, который питается от генератора. Таким образом, электрогидравлический усилитель руля работает не постоянно, а только при повороте рулевого колеса. Как следствие, можно рассчитывать на существенную экономию топлива.

Преимущества данной системы

Недостатки аналогичные тем, что и у электроусилителя.

Так что же выбрать?

Если говорить об усилителях, которые пользуются популярностью у автовладельцев, то к таковым относятся гидравлические и электрические усилители. Остается сделать выбор между ними.

Гидравлический усилитель является более сложным устройством и занимает много пространства под капотом авто.

Электрический привод в этом отношении более компактен и выгоден. Его механизм проще, а, значит, надежнее. В нем нет различных жидкостей, шлангов, сальников и прокладок. Кроме этого, электроусилитель позволяет сэкономить топливо.

С другой стороны, электроусилители подходят не всем водителям, из-за отсутствия должной информативности. Кроме этого, мы уже упоминали о вероятном риске отключения системы, из-за сбоя в сети электроснабжения автомобиля. Но это небольшие недостатки на фоне общих преимуществ системы. Таким образом, именно за эффективными, простыми и экономичными электроусилителями будущее.

Те, кто постигал азы водительского мастерства за рулем какой-нибудь «копейки» или «Москвича», наверняка до сих пор помнят, как сложно было управляться с рулем этих автомобилей. Но прогресс не стоит на месте, и сегодня редко найдешь модель автомобиля, не оборудованную усилителем рулевого управления, который в значительной степени упрощает руление. Какие виды усилителей бывают, в чем их преимущества и недостатки – об этом пойдет речь в данной статье.

Усилитель усилителю – рознь

Первыми об облегчении управления рулем машины задумались производители грузовиков. Конструкторы разработали специальный гидравлический механизм, который монтировался в систему рулевого управления и упрощал вращение рулевого колеса. Но не только в этом заключалась польза изобретенного агрегата: в ущерб качеству «обратной связи» он помогал поглощать неровности дорожного покрытия (уменьшились вибрации на руле), что, в свою очередь, позволяло продлить срок службы узлов механизма рулевого управления. Кроме того, использование ГУР помогло улучшить безопасность автомобиля при повреждении шин передних колес: гидроусилитель способствует удержанию руля в заданной водителем траектории движения.

Примечательно, что подобный механизм, названный гидравлическими усилителем руля (ГУР), в советском автопроме впервые появился на легковом автомобиле – ГАЗ «Чайка».

ГАЗ 14 Чайка с ГУР

С тех пор прошел не один десяток лет, прежде чем гидроусилителями стали оснащать серийные модели российского производства. Впрочем, легковые автомобили иностранных брендов оборудуются гидроусилителями руля уже давно. По прошествии времени инженеры удостоверились в том, что конструкция гидравлического привода усилителя руля несовершенна и стали искать пути усовершенствования данного агрегата. Эволюционным шагом в этом направлении стало применение не гидравлики, а электрики — конструкторы изобрели электрический усилитель руля (ЭУР), который сегодня устанавливается на различные модели, бюджетные и дорогие, автомобилей. Каковы же особенности конструкции гидро- и электроусилителя руля?

Гидроусилитель руля представляет собой систему из соединительных трубопроводов низкого и высокого давления, в которых циркулирует специальная жидкость, нагнетаемая в систему при помощи насоса. находится в бачке, который соединен с насосом. При повороте руля жидкость под давлением подается в рулевой механизм через распределитель. Жидкость накачивается в гидроцилиндр, где создает давление на поршень, смещает его, тем самым облегчая усилие при повороте рулевого колеса. Когда автомобиль движется по прямой траектории, жидкость из рулевого механизма оттекает в бачок системы ГУР.

ЭУР

Электроусилитель руля представляет собой систему из электродвигателя, электронного блока управления (ЭБУ) и двух датчиков — и угла поворота руля. В отличие от гидроусилителя, ЭУР монтируется непосредственно на рулевой колонке или рулевой рейке, а передача крутящего момента происходит через торсионный вал, который встроен в систему рулевого управления. Если ГУР изменяет усилие на руле при помощи циркулирующей в системе жидкости, то электроусилитель делает это посредством силы тока. Например, при повороте руля усилие передается на рулевой механизм через торсионный вал. Датчик крутящего момента электроусилителя «улавливает» это действие и передает его в блок управления.

Там информация анализируется и ЭБУ определяет, какую именно силу тока нужно направить в электромотор, чтобы облегчить вращение рулевого колеса. Причем, усилие это рассчитывается в зависимости от скорости движения автомобиля и угла поворота руля: если водитель вращает рулем на месте или при парковке на малой скорости, привод ЭУР работает по максимуму, обеспечивая наиболее легкое вращение рулевого колеса. Если же поворот руля происходит на большой скорости, электроусилитель уменьшает силу крутящего момента, отчего управление становится острее.

Что лучше: ГУР или ЭУР?

Свои преимущества и недостатки есть у каждой из указанных систем.

Гидроусилитель рулевого управления является более громоздкой, но в то же время более дешевой в производстве системой, что в конечном итоге сказывается на стоимости автомобиля, оснащенного ГУР. Сегодня гидроусилителями рулевого управления оснащают в основном автомобили бюджетного класса и мощные внедорожники. Впрочем, в случае с внедорожниками использование ГУР поясняется тем, что такая система имеет большую, нежели у электроусилителя, мощность передачи момента на рулевой механизм. В этом заключается главное преимущество ГУР.

Недостатков у данного механизма больше. Во-первых, в автомобиле с гидроусилителем руля нельзя держать рулевое колесо в крайнем положении более пяти секунд, иначе произойдет перегрев масла в системе, что приводит к поломке ГУР. Во-вторых, гидроусилитель нуждается в периодическом обслуживании (раз в один – два года): необходимо менять , следить за уровнем масла в системе, проверять состояние приводов, целостность шлангов и насоса усилителя.

В-третьих, работа насоса гидроусилителя напрямую связана с двигателем, поэтому насос постоянно отбирает у мотора часть мощности, которая при прямолинейном движении, когда ГУР не задействован, расходуется впустую.

В-четвертых, в гидроусилителе нельзя настроить режимы работы механизма в зависимости от условий движения. В-пятых, ГУР обеспечивает хорошую информативность рулевого управления на малых скоростях, но на высоких «обратная связь» в значительной мере ослабевает. Впрочем, этот недостаток конструкторы устраняют за счет применения в механизме рулевого управления дополнительных узлов (рейки с переменным передаточным отношением).

В отличие от гидроусилителя руля, ЭУР является более прогрессивной системой , имеющей, однако, и свои недостатки. Так как их меньше, чем у ГУР, то сперва скажем о них. Во-первых, это более высокая стоимость, а во-вторых – меньшая, как указывалось выше, мощность электромотора, из-за чего данный тип усилителя в основном устанавливается на легковые автомобили. Впрочем, с каждым годом конструкция ЭУР совершенствуется, что позволяет нивелировать упомянутые недостатки.

К преимуществам ЭУР можно отнести, во-первых, простоту его конструкции, и, как следствие, обслуживания. Электроусилитель не имеет жидкостей, шлангов, насоса, которые нуждаются в периодическом осмотре и обслуживании. Единственное, за чем нужно следить – это за состоянием подшипников качения. Во-вторых, ЭУР компактнее, чем гидроусилитель, не занимает много места, а у некоторых моделей автомобиля устанавливается на рулевой вал в салоне, а не под капотом, что обеспечивает долговечность его эксплуатации (нет перепада температур и влажности, которые приходится испытывать узлам ГУР).

Установленный ЭУР от Приоры на ВАЗ 2109. Фото — Drive2

В-третьих, электроусилитель помогает топливо, так как его мотор, в отличие от насоса гидроусилителя, начинает работать только при повороте руля, к тому же он не отбирает мощность у двигателя. В-четвертых, через ЭБУ можно настроить режимы работы электроусилителя в зависимости от условий, в которых эксплуатируется машины. В-пятых, рулевое колесо с электроусилителем можно сколько угодно держать в крайнем положении. И, наконец, управление автомобилем с ЭУР более острое при езде на больших скоростях, чем у ГУР, и более легко при езде на малых скоростях.

С уважением, Александр Гилев.

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.

Главным преимуществом электрического привода рулевого управления относительно является отсутствие гидравлики, а значит насоса гидроцилиндра, шлангов. Это позволяет уменьшить массу усилителя рулевого управления и объем занимаемый управлением в подкапотном пространстве.

Известно, что ряд факторов приводит к уводу автомобиля от прямолинейного движения, например разное , разная степень износа протектора, боковой ветер, поперечный уклон дороги. Применение электромеханического усилителя позволяет активно поддерживать возврат управляемых колес в среднее положение. Эта функция называется «активной самоустановкой» колес. Благодаря ее действию водитель лучше чувствует среднее положение рулевого управления, она облегчает также вождение автомобиля по прямой при воздействии на него различных .

Если при движении по прямой на автомобиль действует боковой ветер или поперечное усилие, вызываемое уклоном дорожного полотна, усилитель создает постоянный поддерживающий момент, который освобождает водителя от необходимости создавать реактивные усилия на рулевом колесе.

Общее расположение агрегатов рулевого управления с электроусилителем на примере автомобиля Opel Corsa показано на рисунке:

Рис. Общее расположение агрегатов рулевого управления с электроусилителем:
1 – электроусилитель; 2 – карданный вал рулевого управления; 3 – рейка привода рулевого управления

Электроусилитель может приводить вал рулевого управления на рулевой колонке, шестерню привода рейки или непосредственно саму рейку.

Рис. Электроусилитель рулевого управления на примере автомобиля Opel Corsa:
1 – электродвигатель; 2 – червяк; 3 – червячное колесо; 4 – скользящая муфта; 5 – потенциометр; 6 – кожух; 7 – рулевой вал; 8 – разъем датчика момента на рулевом валу; 9 — разъем питания электродвигателя

Разрез электроусилителя рулевого управления с приводом рулевого управления на рулевой колонке показан на рисунке:

Рис. Разрез электроусилителя рулевого управления:
1 – трехфазный синхронный электродвигатель; 2 – якорь; 3 – обмотка статора; 4 – датчик положения якоря; 5 – червячное колесо; 6 – рулевой вал; 7 – червяк

Электроусилитель через червячную передачу связан с валом рулевого управления. В зависимости от полярности напряжения питания электродвигатель вращается в ту или иную сторону, помогая водителю поворачивать колеса. Крутящий момент величиной силы тока, определяемой блоком управления действующим согласно заложенной в него программе и сигналам, поступающим от соответствующих датчиков.

Вал электродвигателя, при подаче на двигатель напряжения помогает поворачивать вал привода рулевого колеса через червяк и червячное колесо. Для поддержания постоянной обратной связи с дорогой входной и выходной валы электроусилителя соединены друг с другом через торсион. Приложение усилия к рулевому управлению как со стороны водителя, так и со стороны дороги приводит к закручиванию торсиона до 3-х градусов и изменению взаимной ориентации входного и выходного валов. Это служит сигналом для включения в работу электроусилителя. В зависимости от угла поворота рулевого колеса и скорости автомобиля электродвигатель подкручивает выходной вал, снижая усилие. Работает электродвигатель и при обратном ходе, он помогает возвращать колеса автомобиля и рулевое колесо в первоначальное положение. Торсион при поворотах всегда остается немного скрученным, гарантируя тем самым на руле то усилие, которое необходимо водителю, чтобы чувствовать дорогу.

Один из датчиков находится на торсионе, соединяющем половинки разрезанного рулевого вала, и следит за его закручивани­ем. С ростом усилия на руле сильнее за­кручивается торсион – больший ток идет на электромотор усилителя, что соответст­венно увеличивает помощь водителю.

Второй датчик следит за скоростью автомобиля. Чем она меньше, тем эффективнее помощь в повороте рулевого управления и наоборот, а после 75 км/ч усилитель вообще выключается чтобы не создавать дополнительного сопро­тивления, редуктор и электро­мотор разъединяются.

Третий датчик контролирует частоту вращения коленчатого вала двигателя и следит, чтобы усилитель работал только одновременно с ним. Это делается в целях экономии электроэнергии, потому что электроусилитель может потреблять до 105 А.

Производитель автомобилей Ауди предлагают систему реечного электроусилителя с двумя шестернями.

Рис. Схема реечного электроусилителя с двумя шестернями:
1 – датчик момента на рулевом колесе; 2 – электронный блок управления; 3 – электродвигатель усилителя; 4 – шестерня усилителя; 5 ­– рейка; 6 – датчик угла поворота рулевого колеса; 7 – торсион вала рулевого управления; 8 – шестерня рулевого механизма

Усилитель действует на рейку рулевого механизма через шестерню 3, которая установлена параллельно с основной шестерней рулевого механизма 2. Шестерня усилителя 3 приводится от электродвигателя 4. Передаваемый на шестерню 2 рулевого механизма крутящий момент измеряется датчиком момента 1. Величина развиваемого усилителем крутящего момента устанавливается электронным блоком управления 5 в зависимости от момента на рулевом колесе, скорости автомобиля, угла поворота колес, скорости поворота рулевого вала и других вводимых в него данных.

Электродвигатель и редуктор размещены в общем алюминиевом корпусе 2. На конце вала двигателя нарезан червяк 3.

Рис. Червячная передача привода шестерни усилителя:
1 – электродвигатель; 2 – корпус; 3 – червяк; 4 – вал привода; 5 – демпфер

Червячная передача служит для привода шестерни усилителя. Между червячным колесом и шестерней установлен демпфер 5, который исключает резкое нарастание усилия на рейке при включении усилителя. Положение (угол поворота) ротора электродвигателя определяется с помощью датчика поворота 6. Этот датчик расположен под возвратным и скользящим кольцами подушки безопасности. Он установлен на рулевой колонке между подрулевыми переключателями и рулевым колесом. Датчик генерирует сигнал, соответствующий углу поворота рулевого колеса.

Основными деталями датчика угла поворота рулевого колеса являются кодирующий диск с двумя кольцами и фотоэлектрические пары, каждая из которых содержит источник света и фотоэлемент. На кодирующем диске предусмотрены два кольца: внешнее кольцо 1 с шестью фотоэлектрическими парами, которое служит для определения абсолютных значений угла поворота рулевого колеса, и внутреннее кольцо 2 – для определения приращений этого угла. Кольцо приращений разделено на 5 сегментов по 72°. Оно используется в сочетании с одной фотоэлектрической парой. В пределах каждого из сегментов кольцо имеет несколько вырезов. Чередование вырезов в пределах одного сегмента не изменяется, а в отдельных сегментах оно отличается. Благодаря этому осуществляется кодирование сегментов.

Рис. Схема датчика угла поворота рулевого колеса:
1 – внешнее кольцо абсолютных значений; 2 – внутреннее кольцо приращений; 3 – фотоэлектрическая пара.

Датчик угла поворота рулевого колеса позволяет отсчитывать его в пределах до 1044°. Отсчет угла производится путем суммирования числа градусов. При переходе через метку, соответствующую 360°, датчик регистрирует завершение поворота на один полный оборот. Конструкцией рулевого механизма предусмотрена возможность поворота рулевого колеса на 2,76 оборота.

На рулевом колесе установлен датчик момента 3.

Рис. Датчик момента на рулевом колесе:
1 – рулевой вал; 2 – магнитное кольцо; 3 – чувствительный элемент датчика; 4 – вал шестерня; 5 – витой кабель; 6 – торсион

Действие этого датчика основано на магниторезистивном эффекте. На рулевом вале 1 установлено магнитное кольцо 2, которое жестко связано с верхней частью торсиона 6. Чувствительный элемент 3 датчика соединен с валом шестерни рулевого механизма 4 и связан таким образом с нижней частью торсиона. Сигнал снимается с датчика через витой кабель 5. Торсион закручивается точно в соответствии с усилиями, прилагаемыми к рулевому валу. При этом магнитное кольцо 2 перемещается относительно чувствительного элемента 3 датчика. В результате действия магниторезистивного эффекта изменяется сопротивление чувствительного элемента, величина которого определяется блоком управления.

Если системой управления обнаружен дефект датчика, она производит «мягкое» отключение усилителя. При этом усилитель не отключается полностью, а переводится на режим управления по резервному сигналу, который образуется в блоке управления из сигналов угла поворота рулевого вала и частоты вращения ротора двигателя усилителя.

Статья на тему: Электроусилитель руля

Обычный гидравлический усилитель руля, используемый в большинстве автомобилей в скором времени полностью будет заменен электроусилителем руля. Уже сейчас многие производители используют электронное управление гидравлических систем, в то время как некоторые производители автомобилей в последнее время вводят чисто электрические системы для использования их на транспортных средствах. В дополнение к снижению нагрузки двигателя, электрический гидроусилитель руля позволяет облегчить рулевое управление, которое будет автоматически изменяться в зависимости от скорости, дорожных условий — и даже от профессионализма самого водителя!

Традиционный гидравлический усилитель руля

Гидравлическое рулевое управление используется в автомобильной промышленности в течение примерно 50 лет. Системы используют гидравлический насос с приводом от двигателя, контрольный клапан, цилиндр рулевого управления и гидравлические соединяющие шланги. Насос, как правило, имеет лопастную конструкцию с интегрированным внутренним байпасом. Он имеет такие размеры, что — даже на холостых оборотах — он обеспечивает достаточный поток масла, чтобы обеспечить подходящую степень мощности питания.

Регулирующий клапан использует гибкий крутящий момент-измерительный прибор (например, спиральную пружину или рессоры) для преобразования момента поворота управляемых колёс автомобиля, в упрощение управления движением. Это движение передается на клапан, который направляет жидкостный поток к механизму сервопривода. В реечном рулевом управлении, двусторонний гидроцилиндр установлен параллельно к стойке. Следует отметить, что в системе Nissan, резервуар для жидкости входит в насос.

Одна из основных проблем с обычной гидравлической системой рулевого управления является то, что уровень облегчения движения не уменьшается на высоких скоростях, обеспечивая отсутствие чувства руля. Американские автомобили в пятидесятые и шестидесятые годы были особенно хорошо известны жесткостью, требуемой для поворота рулевого колеса во время стоянки, характеристикой, которая явилась результатом крайнего неудобства при высоких скоростях. Чтобы преодолеть эту проблему, в большинство обычных гидравлических рулевых систем за последние несколько десятилетий включены механизмы, которые снижают усилие, прилагаемое к рулю или, когда увеличивается скорость вращения двигателя, или (реже) когда увеличивается скорость на дороге.

Электронное управление гидравлическое системой

Внедрение электронных спидометров — и впоследствии, полное управление двигателем позволяет широко использовать электронные системы в гидравлическом рулевом управлении. Они различаются прилагаемым усилием к рулю в зависимости от скорости движения, а также, в некоторых случаях, другими факторами.

Для регулирования рулевого управления используется несколько вариантов действий:

• Управление потоком
  Электромагнитный клапан находится на выпускном отверстии гидравлического насоса. Электронное управление используется для управления открытием электромагнитного клапана, так что регулируется поток жидкости. Поток уменьшается при дорожном движении на высоких скоростях, снижая степень усилия на руль.
• Цилиндрический обвод
  Электромагнитный клапан и дочерний обвод связаны и расположены между двух камер гидравлического цилиндра, что позволяет снижать разности давлений между ними. Открытие электромагнитного клапана с электронным управлением осуществляется больше на высоких скоростях движения. Это снижает степень оказываемой помощи.
• Гидравлическая противодействующая сила
  Гидравлическая противодействующая сила включена и работает на противодействии усилению. При увеличении скорости, сила реакции увеличивается. На поток жидкости в силовом цилиндре не влияет, быстродействие рулевого управления может оставаться высоким без потерь.

В электронном управлении гидравлической системой рулевого управления Hyundai использует ECU, оснащенный 8-разрядным микропроцессором. Используются два основных критерия — скорость транспортного средства и скорость движения рулевого колеса. Из этих критериев, ECU определяет состояние и с помощью 3-мерной просмотровой карты, обеспечивает необходимую силу тока на гидравлическом электромагнитном клапане.

Есть три разных условия вождения:

• Парковка — максимальный ток подается на электромагнитный клапан, в результате чего обеспечивается максимальная помощь в рулевом управлении.
• Высокоскоростной — минимум тока подается на электромагнитный клапан, в результате чего происходит минимальная помощь в рулевом управлении.
• Управление на опасных поворотах — сильный и внезапный поворот руля вызывает ECU на поставку тока в соленоид пропорционально скорости поворота руля.

На данный момент существует много чувствительных к скорости гидравлических систем рулевого управления.

Ниже приведен макет системы Mazda MX6, где степень помощи основывается на скорости движения и угле поворота рулевого колеса. (1) руль; (2) вал рулевого управления; (3) промежуточный вал; (4) рулевой механизм в сборе; (5) Шланг давления; (6) обратный шланг; (7) масляный насос; (8) электромагнитный клапан; (9) ЭБУ; (10) бачок; Датчик угла (11) Рулевое управление; (12) Проверка разъема

Гибридные системы управления: гидравлические / электрические

Гибридные гидравлические системы рулевого управления используют электродвигатель для привода гидравлического насоса, насос приводится в движение непосредственно двигателем. Такой подход позволяет легко регулировать рулевое усилие, изменяя скорость вращения насоса. За счет того, что поток лучше соответствует фактическим требованиям, утечка мощности снижается — экономия расхода топлива составляет до 0,2 л / 100 км.

Подход к управлению может быть трех типов:

• Режим вождения – автоматически определяются дорожные условия (зависящие например от города, страны, шоссе, и т.д.) и затем осуществляется необходимая помощь.
• Режим поворота руля — где скорость движения рулевого колеса используется для определения степени необходимой помощи.
• Нагрузка на рулевое управление — где нагрузка на усилитель определяется контр-давлением гидравлической жидкости, зависящей от текущей нагрузки двигателя.

Электрический усилитель руля

Электрический усилитель рулевого управления полностью заменяет гидравлическую систему, которая ранее всегда была связана с усиленным рулевым механизмом. Системы электропитания, облегчают усилие рулевого управления водителя с использованием электродвигателя, который действует через коробку передач и в некоторых случаях также электромагнитную муфту. Электронный блок управления определяет степень помощи.

Электрический усилитель руля имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с любой формой обычного гидравлического рулевого управления, как для владельца автомобиля, так и для его производителя. Снижение нагрузки двигателя электрического рулевого управления с гидроусилителем (может быть 4 Вт.) означает, что экономия топлива автомобиля, оснащенного электрическим рулевым управлением очень похож на Автомобиль с гидроусилителем руля. Исследования, проведенные производителями систем рулевого управления с электроусилителем указывают на потенциальные сбережения топлива более чем на 4-8 процентов, чем оснащенных обычными гидроусилителем рулевого управления. Небольшая масса электроусилителя руля также оказывает большое влияние. Независимость системы от работы двигателя также означает, что помощь в рулевом управлении не изменится от нагрузки на двигатель.

С точки зрения производителя, использование электрического усилителя руля снижает время сборки линии, позволяет легко настраивать программное обеспечение характеристик рулевой помощи, чтобы удовлетворить разнообразные авто (например, спортивный автомобиль или лимузин), и имеет Потенциал для повышения надежности — 53 процента всех гарантийных обращений по поводу усилителя руля исходят из проблем с насосом и шлангом. Экологические выгоды также видны, так как происходит уменьшение производства и утилизации гидравлической жидкости (во всем мире, по оценкам, в 1995 году было использовано 40 миллионов литров жидкости рулевого управления) и с уменьшением потребности в не-перерабатываемых полимерах, используемых в гидравлических шлангах.

Чем же хорош электроусилитель руля?

Одним из самых интересных аспектов электроусилителя руля является возможность производителя гибко настроить чувствительность системы. Как отмечалось ранее, это позволяет легко настроить программное обеспечение как в двухместном спортивном автомобиле, так и в роскошном седане, а система реагирования может быть настроена под различные дорожные ситуации в одном автомобиле. При таком подходе на определенные действия водителя предпринимается определенная помощь в зависимости от ситуации, созданной самим водителем.

Honda совсем недавно разработала систему рулевого управления с электроусилителем, которая оценивает мастерство водителя и стиль управления автомобилем, обеспечивая своевременную помощь во время управления автомобилем. В системе Honda, «водитель-оценка-умение-устройство» используется:

• Система GPS;
• Датчик скорости автомобиля;
• Датчик рулевого управления, который предоставляет информацию на поворотах, ускорении на поворотах и крутящий момент;
• Датчик положения педали тормоза, который обнаруживает торможение, скорость и силу;
• Датчик положения педали дроссельной заслонки, который следит за акселератором и скоростью;
• Датчик скорости;
• Оценка трения во время движения.

Оценка сцепления с дорогой определяется звуковым частотным анализом звука шин на дороге! На основе анализа определяется, является ли дорога сухой, мокрой, заснеженной, рассыпчатый снег на ней или гололедица (Honda утверждает, что система может эффективно работать и без GPS).

Система «Водитель-умение-оценка-устройство» анализирует фактический путь, пройденный транспортным средством и сравнивает его с компьютерной траекторией. Используя эти данные и данные на колесной базе автомобиля, пройденное расстояние, центр тяжести транспортного средства (и других факторы), система награды способностей водителя варьируется по системе пяти уровней от «очень плохо» до «очень хорошо «. Очень хороший водитель будет вознагражден небольшим сопротивлением руля (водитель получает то, что он или она просит), в то время как неопытный водитель будет сталкиваться с тем, что он не будет так легко крутить руль при вхождении в повороты на высокой скорости.

В соответствии с такой системой Honda, это позволяет опытному водителю оперативно контролировать действия на поворотах и поведение транспортного средства таким образом, чтобы энергично маневрировать транспортным средством. И наоборот, если водитель транспортного средства не специалист, система управления отдает реакцию, которая предотвращает неожиданные действия водителя транспортного средства и стабилизирует автомобиль.

Но вы должны знать, что случится, когда «очень плохому» водителю вдруг резко понадобилось объехать ребенка, который выбегает на дорогу …. Тем не менее, система Honda действительно развивает свою систему электрического усилителя руля и в будущем она будет усовершенствована до мельчайших деталей.

Ещё информация по теме:

Электроусилитель руля

ЭУР — это устройство, которое служит для облегчения поворота руля и используется только на легковых автомобилях

Внедрение электроники во все возможные узлы автомобиля привело к появлению электроусилителя руля (ЭУР), который используется для облегчения поворота рулевого колеса. Он пришел на смену гидроусилителю, однако на тяжелых машинах ГУР по-прежнему встречается чаще.

Другие названия этого устройства – электромеханический усилитель руля (ЭМУР) и электрический усилитель рулевого управления (ЭУРУ).

История появления

История электроусилителя руля началась сравнительно недавно, в 90-е годы, хотя предпосылки к появлению этого устройства были заложены еще Генри Фордом. Первым автомобилем, который оснастили полноценным электроусилителем, стал Toyota MR2 1990 года. Японский производитель хотел отказаться от управления гидравлическими линиями от мотора до центральной стойки. Затем эстафету приняли в Европе — появился Volkswagen Golf  Ecomatic. Его электрический насос мог работать даже при заглушенном двигателе, что положительно сказывалось на экономии топлива. Позже инновационную технологию переняли и другие производители — Ситроен, Пежо, Хонда, Мазда, Ауди и т.д.

Устройство

Насосный агрегат объединен в единый блок. Он располагается под капотом перед радиатором. Если обычный усилитель имеет лопастной насос, то электроусилитель имеет в своей конструкции шестеренный насос и электродвигатель. Шестеренный насос, в отличие от лопастного, работает не напрямую от мотора автомобиля, а от электродвигателя, который, в свою очередь, активируется при заведенном автомобиле. Второй элемент этой системы — электронный блок управления. Кроме того, в конструкцию входит силовой цилиндр, резервуар с рабочей жидкостью, электронный клапан и различные переходники и шланги.

Принцип работы

Принцип работы ЭУР такой же, как и у обычного гидроусилителя. Однако имеется одно существенное различие – в устройстве присутствует электроника (блок и клапан). Система с этими дополнениями работает следующим образом:  датчики движения отслеживают скорость, траекторию движения и работу мотора, а затем передают данные в электронный блок управления. Далее система автоматически выбирает необходимый режим изменения давления масла в головном цилиндре, открывая или закрывая клапан. Давление масла повышается на малых скоростях благодаря открытому клапану — при таких условиях усилитель работает «на полную» и руль вращается без усилия. Но по мере того, как автомобиль будет разгоняться, клапан закрывается, уменьшая давление, за счет чего руль будет тяжелеть, обеспечивая водителю комфортное управление автомобилем.

Преимущества и недостатки электроусилителя руля

У ЭУР есть целый ряд преимуществ перед гидроусилителем руля.

Во-первых, это простота конструкции и обслуживания. Если в случае с ГУР необходимо постоянно следить за уровнем масла, а также за состоянием насоса, то владельцы автомобилей с ЭУР от такой «головной боли» избавлены.

Во-вторых, экономичность. Если ГУР работает постоянно, то ЭУР включается только при вращении руля. Таким образом, дополнительная нагрузка на двигатель снижается.

В-третьих, простота регулировки и настройки. Для того чтобы изменить характеристики гидроусилителя руля, нужно вносить дополнительные изменения в конструкцию, а в случае с ЭУР необходимо только изменить программу электронного блока управления.

При этом у электроусилителя руля есть и свои недостатки. Основной из них – меньшая мощность, обусловленная недостаточной мощностью электрогенератора. ЭУР может устанавливаться только на легкие автомобили, а для внедорожников или грузовиков он не подходит. Кроме того, еще один минус электроусилителя руля (впрочем, как и ГУР) – это недостаточная информативность руля, связанная со слабо выраженным обратным усилием.

Электрический усилитель руля (ЭУР) в автомобиле

 Электрический усилитель руля (Eelectric Power Steering — EPS) в последнее время, во многих легковых автомобилях, находит все большую популярность, нежели гидроусилитель руля. И объяснение тому простое, преимуществами электроусилителя руля перед гидроусилителем является то, что здесь нет гидравлического насоса который постоянно работает, независимо от того, стоит автомобиль или едет. При этом при движении, гидроусилитель потребляет еще большую мощность, в отличии от электроусилителя, который в некоторых случая отключается совсем.  Все это сказывается, во-первых, на потере мощности двигателя порядка 8-10 л.с., а также на  экономичности автомобиля. Есть и еще один плюс, минимальное наличие механических узлов (гидравлические шланги, насос, золотники и т.д.), которые, как правило, менее  надежны, чем электрика и электроника. Электрический усилитель руля также работает тише, чем элементы гидравлические системы, отсутствует шум от насоса и от жидкости, протекающей через шланги и клапаны. Но самое заметное отличие все же заключается в особенностях управления.

 Электрический усилитель руля может быть очень точно настроен на срабатывание при повороте руля. Такую точность очень трудно обеспечить для гидравлической системы, так как клапана имеют определенный проход. От начала их открытия, до полного открытия, руль должен быть довернут на определенный угол. Электроусилитель руля не столь инерционен как гидравлика, что позволяет ему более быстро реагировать на изменение положения руля, а также скорость автомобиля.  И в конце концов, электроусилитель может работать даже тогда, когда у вас заглох двигатель.
 Основным минусом электроусилителя руля является повышенное энергопотребление, ток питания доходит до 50 А. Очень часто в связи с этим основной неисправностью электроусилителя является обгорание контактов на монтажной плате, в реле, выгорание предохранителей.

Из истории электроусилителя руля и просто интересные факты 

 Первыми серийными машинами с электрическим усилителем руля были Acura NSX, Honda S2000, Toyota Prius и Toyota RAV4, а также множество моделей компании GM, такие как: Chevrolet Malibu, Chevrolet Cobalt, Chevrolet HHR, Pontiac G6 (кроме кабриолета, GT моделей), Pontiac Torrent, Pontiac G5,  Saturn VUE и Saturn ION.
 Стоит сказать, что имелась и переходная система «смешанного» вспомогательного управления водителю. Некоторые машины имели электро-гидравлический усилитель руля. Электродвигатель использовался для привода обычного гидравлического насоса, а далее все как в классической схеме с гидроусилителем руля. Более подробно о гидроусилителе руля в статье «Гидроусилитель руля автомобиля».
 Последние поколения электроусилителей (EPS) собраны совместно с рулевой колонкой, хотя ранее электродвигатели ставились на рейку. Электроусилители руля на некоторых автомобилях могут настраиваться. Фактически вы выбираете вспомогательное усилие, при каком угле поворота, какое усилие будет помогать вам, докручивать колеса. Как правило, о возможности такой настройки надо спрашивать у дилера, к тому же настройка требует сканеров и ПО для изменения характеристик.

Как работает электроусилитель руля

Хотя читатель примерно уже представил себе, как и при каких условиях срабатывает электроусилитель, тем не менее, мы хотели бы донести до него особенности работы электроусилителя руля.
 В тот момент, когда водитель начинает поворачивать руль, датчик положения и датчик скорости вращения рулевого колеса передают сигналы в модуль управления. Также существует и датчик определения крутящего момента на рулевом колесе. Вся эта информация подается на блок управления электроусилителя рулевого управления. Кроме того, при управлении электродвигателем, также принимаются во внимание скорость транспортного средства и данные о усилии на рулевой тяге колеса.
 После получения всех этих данных, модуль управления подает питание на двигатель. Двигатель вращается, при этом помогает перемещать руль в одном из направлений. При управлении, постоянно отслеживается положение руля, при этом вспомогательное усилие меняется.

Ремонт и эксплуатация электроусилителя руля

 На многих автомобилях  GM, электродвигатель усилителя установлен на рулевой колонке. Двигатель и модуль управления являются одной сборкой в рулевой колонке, и в случае поломки меняется двигатель совместно с модулем управления.
 В большинстве современных автомобилей Toyota, электродвигатель может быть заменен отдельно.
 Электродвигатели установленные в рулевой рейки, как правило для автомобилей GM и Honda, меняется совместно с рейкой. 
 Стоит заметить, что электрический усилитель руля довольно дорогой узел на иномарках, его стоимость может составлять от $ 600 и больше в зависимости от автомобиля. Таким образом, необходимо сказать о том, что точная диагностика электроусилителя  руля необходима, она позволит избежать замены дорогостоящих, но исправных узлов.
  После ремонта электроусилителя, необходимо использовать диагностический прибор, для того, чтобы откалибровать центральное положение датчика положения рулевого колеса. В противном случае, вы будете иметь обратную связь от электродвигателя при прямолинейном движении.
 Как правило при поломке или срабатывании системы защиты рулевого управления на комбинации приборов загорается сигнальная лампа. Лампа может сигнализировать о неисправности или о отключении электроусилителя в следствии срабатывания защиты. Тепловая защита может сработать, когда обмотка электродвигателя перегреется, как правило, при работе в крайних положениях руля.
 Одной из распространенных поломок является стук в рулевой колонке, при проезде через неровности. Результатом этого может быть обратная связь от электродвигателя, за счет не корректной работы модуля управления. В крайних случаях электроусилитель может даже подруливать автомобилем.
 Проверка неисправности механической и электрической части проводится просто. Извлеките предохранитель питания электроусилителя из монтажного блока, при этом принудительно отключив его. Совершите пробную поездку, будьте осторожны, так как усилие при управлении будет значительным. Если стуки пропадут, то в этом был виноват модуль управления, если нет, то у вас механические неисправности в рулевой колонке.
  Стоит еще раз заметить, что при любой электронной неисправности усилителя или его отключении, автомобиль будет управляться, но управляющий  момент на рулевом колесе будет намного выше.

Что лучше: гидроусилитель или электроусилитель руля

Есть два типа усилителя руля, которые сегодня используются в автомобилестроении– гидроусилитель и электроусилитель руля. Каждый из них выполняет одну и ту же основную задачу, позволяя легко поворачивать руль. Разница между ними связана с тем, как они функционируют. Чтобы выбрать лучшую для себя систему, необходимо разобрать принцип работы и сравнительные характеристики каждой из них более подробно.

Гидроусилитель руля

Устройство и принцип работы гидроусилителя руля

Гидравлический усилитель руля является одной из самых ранних форм технологии. Эта система состоит из различных компонентов и частей, таких как насос, шкив, приводной ремень, шланги и жидкость для гидроусилителя. Все они действуют вместе, создавая гидравлическое воздействие, которое так легко поворачивает руль. Но давайте рассмотрим, как создаётся это давление.

Двигатель вашего автомобиля содержит лопастной насос, который в нужное время создаёт гидравлическое давление. Всякий раз, когда вы поворачиваете руль, насос будет генерировать больше гидравлического давления, чтобы увеличить силу, когда вы поворачиваете руль. Давление увеличивается, потому что дополнительная гидравлическая жидкость поступает в гидроцилиндр из клапанов. Как только это происходит, механизм получает давление от цилиндра и заставляет колёса двигаться вместе с рулевым механизмом.

Устройство и принцип работы электроусилителя руля

Электроусилитель руля (EPS) – это ещё одна технология усиления руля. Основная причина, по которой мировые автопроизводители её используют – топливная экономичность. Для помощи водителю EPS использует электродвигатель, в отличие от традиционных систем, которые воздействуют гидравлическим давлением, создаваемым насосом, приводимым в движение двигателем транспортного средства. Этот насос постоянно работает независимо от того, поворачивается руль или нет. Это постоянно увеличивает нагрузку на двигатель, что отрицательно влияет на расход топлива.

При переходе на электродвигатель нагрузка на двигатель уменьшается только в тех случаях, когда рулевое колесо поворачивается в одну или другую сторону, что приводит к лучшей экономии топлива. Электродвигатель, который установлен на рулевой колонке или на рулевом механизме (в настоящее время обычно используется реечный механизм), подаёт крутящий момент на рулевую колонку, помогая водителю повернуть рулевое колесо. Датчики определяют положение рулевого колеса и любые сигналы, поступающие от водителя, – когда он поворачивает руль, чтобы изменить направление движения авто. Модуль управления через электродвигатель подаёт вспомогательный крутящий момент. Если водитель просто удерживает колесо неподвижно, в положении для движения по прямой, система не оказывает никакой помощи.

EPS не только предлагает преимущество в улучшении экономии топлива, но также имеет несколько других особенностей. Будучи электронным и настраиваемым компьютером, система EPS может быть запрограммирована для многих различных ситуаций.

Инженеры теперь могут программировать переменную помощь в различных режимах. Например, при парковке максимальная помощь обеспечивает более лёгкое маневрирование в и из парковочных мест, но при более высоких скоростях на дороге помощь в рулевом управлении уменьшается, чтобы повысить устойчивость автомобиля. С небольшим сопротивлением, встроенным в рулевое управление на высоких скоростях на открытой дороге, автомобиль с меньшей вероятностью будет нестабилен из-за чрезмерного участия водителя.

Электроусилитель руля с каждым годом появляется всё в большем количестве автомобилей. Эти системы можно найти на самых разных транспортных средствах – от грузовиков до небольших автомобилей. У электроусилителя рулевого управления большое будущее, так как автономные и активные системы безопасности разрабатываются для того, чтобы управлять автомобилем при минимальном вмешательстве пользователя.

Диагностика электроусилителей требует понимания напряжения, тока и нагрузки. Кроме того, технический специалист должен понимать, как работают модули и датчики, чтобы определить уровень помощи.

Устройство электроусилителя

Мотор

В большинстве систем электроусилителя рулевого управления используется трёхфазный электродвигатель, работающий от постоянного напряжения с широтно-импульсной модуляцией. Двигатель бесщёточный и имеет рабочий диапазон напряжений от 9 до 16 вольт. Трёхфазные двигатели обеспечивают более быстрое и точное применение крутящего момента при низких оборотах.

В двигателе используется датчик вращения, который определяет его положение. В некоторых системах, если модуль заменён, необходимо проверить концевые упоры (ограничители), чтобы двигатель не сдвигал стойку за пределы максимального угла поворота. Такой сервис может быть дополнительным этапом калибровки датчика угла поворота руля. Двигатель может быть подключён к рулевой рейке или колонке. Сегодня всё больше автомобилей используют двигатели, которые установлены на основании рулевого механизма или на противоположном конце стойки.

Модуль

Модуль электроусилителя руля – это больше, чем просто печатная плата и разъёмы в алюминиевой коробке. Модуль содержит драйверы, генераторы сигналов и MOSFET-переключатели, которые питают и контролируют электродвигатель. Модуль также содержит схему контроля тока, которая измеряет усилители, используемые двигателем, а также монитор тока и другие входы для определения температуры двигателя с использованием алгоритма, учитывая даже температуру окружающей среды.

Если система обнаруживает состояние, которое может привести к перегреву двигателя, модуль уменьшит количество тока, идущего к нему. Система может перейти в отказоустойчивый режим, сгенерировать код неисправности и предупредить водителя сигнальной лампочкой или сообщением.

Сенсорные датчики

Для систем рулевого управления с электроусилителем основную информацию передаёт измерение угла поворота рулевого колеса и скорости поворота. Диагностический прибор обычно отображает эту информацию в градусах. Датчик угла поворота рулевого колеса (SAS) обычно является частью группы датчиков в рулевой колонке. В блоке датчиков всегда будет более одного датчика положения рулевого управления. Некоторые кластеры датчиков имеют три датчика для подтверждения данных. Некоторые кластеры SAS и сенсорные модули подключены к шине локальной сети контроллера (CAN). Модуль SAS или кластер может быть подключён непосредственно к модулю ABS/ESC на шине CAN, или может быть частью общей сети CAN в цепи, которая соединяет различные модули в автомобиле.

Датчик крутящего момента рулевого колеса измеряет усилие, прилагаемое водителем, и обеспечивает чувствительное управление опорой электроусилителя. Он выполняет ту же функцию, что и золотниковый клапан в гидравлической системе рулевого управления.

Сенсорный датчик

Сравнение ГУР и ЭУР

Существует множество возможных характеристик, которые помогут определить, чем отличается гидроусилитель от электроусилителя. Углубившись в электрическое и гидравлическое рулевое управление, необходимо ознакомиться с реальными различиями между этими механизмами.

Почти каждая автомобильная компания предпочитает электрические вспомогательные системы рулевого управления гидравлическим. Производители, которые используют электрическое рулевое управление, стремятся к лучшей производительности и мощности. Найти разницу между электрической системой и гидроусилителем не так сложно, как может показаться. Существует много параметров, которые отличают их друг от друга. Рассмотрим их более детально.

Передовые технологии

Электроусилитель руля является самой передовой технологией в автомобильной промышленности. Производители уже давно используют эту систему. Электрические провода являются основными причинами, по которым производители предпочитают устанавливать такие системы в своих автомобилях. Такое соединение отличается мощностью и служит дольше. Любой, кто вкладывает деньги в новый автомобиль, выберет то, что прослужит дольше. Электроусилитель – это подходящее решение для повышения мощности и производительности.

Мощность

Гидравлическая система отличается от электроусилителя большей мощностью. Это означает, что это рулевое управление может предложить больше «силы» на дорогах. Шероховатая или неровная поверхность оказывает огромное влияние на производительность и систему автомобиля. Электрическая система рулевого управления обеспечивает соответствующую прочность, которая может выдерживать неровные дороги.

Переход на электронные системы рулевого управления является мудрым решением в соответствии с советами экспертов по ремонту и техобслуживанию и позволяет определить потребности пользователей и возможности производителей. Это одна из главных причин, почему люди переходят на электронное рулевое управление. Каждый водитель ищет мощный усилитель для повышения безопасности и комфорта вождения. Вот почему пользователи выбирают более мощный и надёжный вариант.

ЭУР автомобиля

Влияние на расход топлива

Отличие гидроусилителя также заключается в том, что он негативно влияет на пробег автомобиля. Причиной является идеальное соединение между гидравлической системой рулевого управления и двигателем автомобиля. Система электропитания управляется компьютером и не требует топлива или жидкости для работы. Производители автомобилей предпочитают электронные системы рулевого управления вместо гидравлических насосов.

Гидроусилители сложны в управлении. Электрическая система состоит из проводных цепей и других небольших компонентов, облегчающих управление транспортным средством. Это одна из основных причин, по которой любой водитель выбирает электрический механизм вместо гидроусилителя.

Какой усилитель выбрать

Чтобы определить, что лучше – гидроусилитель или электроусилитель руля, достаточно взглянуть на последние разработки ведущих производителей. Ford, Audi, Mercedes-Benz, Honda и GM на некоторых платформах представляют системы рулевого управления с переменным передаточным числом. Многие автопроизводители также называют это адаптивным рулевым управлением.

Переменный коэффициент поворота рулевого колеса изменяет соотношение между действиями водителя на руле и скоростью поворота передних колёс. При рулевом управлении с переменным передаточным отношением оно постоянно меняется в зависимости от скорости авто, оптимизируя реакцию рулевого управления в любых условиях.

На более низких скоростях, например, при въезде на парковку или при маневрировании в труднодоступных местах, требуется меньше поворотов рулевого колеса. Адаптивное рулевое управление делает автомобиль более манёвренным и более лёгким для поворота, так как он больше поворачивает рулевое колесо.

На высоких скоростях по шоссе система оптимизирует реакцию рулевого управления, позволяя автомобилю более плавно реагировать на каждый поворот руля. Системы от Ford и Mercedes-Benz используют привод с точным управлением, расположенный внутри рулевого колеса, и не требуют никаких изменений в традиционной системе транспортного средства. Привод представляет собой электродвигатель и систему передачи, которые могут существенно увеличивать или уменьшать входные сигналы рулевого управления водителя. Результат – максимальный комфорт и безопасность вождения на всех скоростях, независимо от размера автомобиля или его класса.

Это главные различия между электро- и гидроусилителем руля. Лучший способ достичь идеального управления – нанять профессионала. Только опытный и знающий специалист подскажет, что лучше именно для вас: ГУР или ЭУР. С помощью наших советов вы сможете сделать выбор и самостоятельно – просто протестируйте несколько автомобилей с различными усилителями руля, и обратите внимание на описанные выше различия. Если вы уже имеете опыт управления транспортным средством на обеих системах усиления руля, расскажите об этом в комментариях под статьёй.

Электроусилитель руля автомобиля.

Электроусилитель руля (ЭУР) всё чаще начинают устанавливать на современные автомобили, и он позволяет существенно уменьшить прилагаемое усилие к рулю, и справляется с этой задачей не хуже гидроусилителя. А плюсов у него гораздо больше, чем у гидравлического усилителя. В этой статье мы рассмотрим чем отличается электрический усилитель рулевого управления от гидравлического, чем он лучше и почему постепенно вытесняет гидравлику. А так же рассмотрим устройство и принцип работы ЭУРа.

С каждым днём электричество заменяет всё больше механических деталей автомобиля, в том числе и гидравлику. И сейчас уже почти каждый второй новый автомобиль имеет электрический усилитель рулевого управления. Оно и понятно, ведь на прокручивание шкива гидравлического насоса, затрачивается энергия двигателя автомобиля и расход топлива увеличивается. А ЭУР позволяет сократить расход топлива любой машины примерно на пол литра (зависит от объёма двигателя).

К тому же электрический усилитель, в отличие от гидравлики, лучше подходит для различных регулировок рулевого управления, (и его наворотов), которое к тому же имеет лучшую чувствительность, чем с гидравлическим усилителем руля. Ну и ещё несколько плюсов ЭУРа — это более высокая надёжность, меньший износ деталей системы, и меньшее количество этих деталей (а как известно, чем меньше деталей, тем надёжней), при этом техническое обслуживание системы значительно упрощается.

Кроме того, электрический усилитель потребляет энергию только когда руль поворачивается, в отличии от гидравлического усилителя, в котором масло постоянно гоняется насосом по системе, и насос работает постоянно забирая небольшую, но всё же мощность двигателя. И от этого расход топлива увеличивается.

Ещё один плюс ЭУРа в отличии от ГУРа, это независимость усилия от оборотов двигателя машины. Ведь когда детали гидравлики изнашиваются, гидроусилитель лучше работает только при повышенных оборотах коленвала и соответственно гидравлического насоса.

К тому же гидроусилитель при сильном морозе плохо работает, пока не прогреется масло и детали, и в момент прогрева резко крутить руль не рекомендуется. В электрическом усилителе температурных проблем не бывает. Да и обслуживания он не требует (не нужно проверять уровень масла, доливать его, бороться с утечками).

Ну и многие детали, способные изнашиваться и требовать замены (такие как приводной ремень шкива насоса, шланги, прокладки, сальники) становятся не нужны. И водители современных автомобилей, имеющих в них ЭУР, попросту забывают о нём, так как обслуживания он не требует.

Электрический привод в усилителе рулевого управления, позволяет внедрить в систему полезные функции, например такие как самостоятельная парковка автомобиля или выезд из неё (как на видеоролике под статьёй), система курсовой устойчивости машины, возврат управляемых колёс в прямолинейное положение и поддержание колёс в прямолинейном положении, возможность включения аварийного рулевого управления, установка заданного движения по определённой полосе дороги и др.

И эти полезные функции с каждым днём добавляются, так как электроника стремительно развивается, а подключить электронный мозг с множеством полезных функций, к электроприводу руля, вполне реальная задача.

Какие бывают электроусилители руля и принцип работы.

ЭУР приводится в движение электромотором (как правило используется асинхронный мотор) , ну и различаются они в зависимости от привода этого мотора. То есть они бывают двух основных видов: с приводом электромотора на рулевой вал (через червячной передачу, как на фото слева) и с приводом на рулевую рейку, как на фото ниже.

А так как большинство импортных современных автомобилей имеют реечную систему, то реечный привод наиболее распространён.

Хотя реечные электрические усилители руля тоже бывают разные. Например на некоторых привод от двигателя может быть через ремень (см. фото слева). А на некоторых привод от электродвигателя осуществляется напрямую (как на фото выше), через шестерню на валу мотора. Такая система предпочтительнее, так как отпадает необходимость замены изношенного ремня.

Если быть более точным, то электрический усилитель руля можно назвать электромеханическим, так как помимо электродвигателя, в системе имеется ряд дополнительных деталей, главными из которых являются две шестерни, которые механически (зубьями) связаны с зубьями рулевой рейки. И при вращении шестерен в ту или иную сторону, вращательное движение этих шестерен преобразуется в поступательное движение (вправо-влево) рулевой рейки.

Одна из шестерен, связанных зубьями с рулевой рейкой, сидит на валу рулевого колеса (см фото выше), а вторая шестерня сидит на валу электромотора и двигая рейку, помогает (усиливает) водителю крутить «баранку». На рулевой рейке, в районе шестерни вала электромотора, зубья и их количество могут отличаться от зубьев на рулевой рейке, в районе шестерни рулевого колеса.

Причём благодаря нужному количеству (соотношению) зубьев на шестерне вала электромотора, крутящий момент от электродвигателя существенно увеличивается (как в любом редукторе), да ещё и преобразуется в возвратно поступательное движение рулевой рейки, таким образом поворачивая колёса автомобиля.

Но чтобы поворачивать колёса машины только в нужный момент (например только когда водитель начинает крутить баранку) для этого служит система управления. Она состоит из электронного блока управления, исполнительного механизма и датчиков, посылающих информацию на блок, а тот в свою очередь даёт команду исполнительным механизмам.

В современных автомобилях электронный блок управления ЭУРа, связан с блоком управления двигателем, получая от него информацию об оборотах коленвала. Так же блок связан и с системой АБС, чтобы получать информацию о скорости вращения передних колёс автомобиля. Ну и для чёткой работы электроусилителя, в его системе управления находятся датчик усилия вращения рулевого вала (соответственно и рулевого колеса) и датчик угла поворота передних колёс машины.

С датчиков, блок управления постоянно считывает информацию, и при помощи специальной программы обрабатывает эту информацию и соответственно ей, контролируется крутящий момент на валу электродвигателя, который двигает рулевую рейку (вернее помогает двигать рейку) в зависимости от разных условий.

Ведь усилие сцепления колёс с дорогой может быть разным. Например на сухом асфальте провернуть рулевое колесо труднее, чем на льду. И если бы руль, благодаря рулевому усилителю, двигался бы с одинаковым усилием на разном дорожном покрытии, то у водителя потерялось бы чувство контроля дороги.

Поэтому на сухом асфальте, датчик усилия рулевого колеса мгновенно определяет, что руль крутится тяжелее (определяет по закручиванию торсиона), и крутящий момент на электродвигателе немного уменьшается (от того, что сила тока на двигателе уменьшается, благодаря блоку управления).

На скользком покрытии наоборот, (опять же благодаря датчику усилия поворота руля) блок управления, получив информацию с датчика усилия, тут же увеличивает крутящий момент на электродвигателе, и тот сильнее воздействует на рулевую рейку, интенсивнее помогая поворачивать колёса.

Водитель при этом чувствует, что руль на скользком покрытии поворачивается легче, чем на сухом асфальте. Благодаря этому водитель не теряет чувство дороги. В гидроусилителе всё происходит примерно так же (ссылка в начале текста), только без электронных датчиков, блока управления и электромотора (там другая система).

Если же электронный блок (благодаря информации с датчиков) определит, что рулевое колесо поворачивается с большей скоростью и на большой угол поворота, но при маленькой скорости движения автомобиля (что часто бывает при парковке машины) то сила тока на двигатель и крутящий момент на нём тут же увеличится, и водителю крутить руль станет ощутимо легче, чем в обычном режиме.

Ну а если на большой скорости движения машины, начать поворачивать руль (например при затяжном повороте), то система управления тут же определит (благодаря считыванию с датчика АБС о скорости вращения колёс) что крутящий момент на электромоторе нужно уменьшить, и руль становится поворачивать труднее. Это делает движение машины устойчивым и безопасным, и резко вильнуть рулём на большой скорости будет сложнее, чем на машине без электроусилителя.

То, что описано выше, только малая часть возможностей работы ЭУРа. Современные машины, напичканные электроникой, способны по команде водителя (от брелка) самостоятельно заезжать и выезжать из подземной стоянки. И при этом электрический двигатель выполняет роль водителя, воздействуя на рулевую рейку и поворачивая колёса, чтобы объехать препятствия.

Все препятствия считываются и объезжаются машиной благодаря видеодатчикам (на подобии датчиков парковки). Пример такой системы можно посмотреть на видеоролике под статьёй.

Вот вроде бы и всё про электроусилитель руля, если что то вспомню, так обязательно допишу, удачи всем.

Электрическое и гидравлическое рулевое управление: комплексное сравнительное испытание — функция

ТРЕВИС РЭТБОУН, РОЙ РИТЧИ

ТРЕВИС РЭТБОУН, РОЙ РИТЧИ

Technology — непостоянный друг: одной рукой подталкивает нас вперед, а другой взимает непомерные сборы. Современные двигатели, которые поражают нас своей мощностью и эффективностью, отделяются от механических коробок передач, которые помогают им петь.Прочные конструкции тела защищают нас от опасности при столкновении, но они настолько тяжелы и их трудно увидеть, что мы с большей вероятностью столкнемся с опасностями, которых легко избежать с помощью действительно мощных автомобилей. Электронные средства стабилизации и тяги прекрасны, за исключением случаев, когда их невозможно отключить.

Рулевое управление с электроусилителем (EPS) — это новейшая технология, которую мы несем. Замена гидроусилителя на электродвигатель с компьютерным управлением казалась разумной идеей, когда она впервые появилась. Когда-нибудь управление каждой машиной будет проводным; сегодняшняя прибыль на акцию выглядит как шаг в этом направлении.Но за последнее десятилетие вождения автомобилей, оснащенных EPS, мы обнаружили, что они не чувствительны, плохо настроены, а иногда просто странны по сравнению с установками с гидроусилителем, разработанными более чем за полвека.

Это важно, потому что рулевое управление является основным средством связи водителя с автомобилем; искажение в канале наведения затрудняет понимание любого другого восприятия.

Гидравлический усилитель руля

ТРЕВИС РЭТБОУН, РОЙ РИТЧИ

Внутренняя полость рулевого механизма разделена на две камеры герметичным поршнем, прикрепленным к рейке.Применение гидравлической жидкости под давлением к одной стороне поршня, позволяя жидкости возвращаться с другой стороны в резервуар, обеспечивает поддержку рулевого управления. Клапан, прикрепленный к валу шестерни, регулирует поток гидравлической жидкости.

1. Гидравлический регулирующий клапан
2. Шестерня
3. Гидравлические линии давления / возврата
4. Гидравлический поршень
5. Корпус стойки

Электроусилитель рулевого управления

ТРЕВИС РЭТБОУН, РОЙ РИТЧИ

Чтобы обеспечить поддержку рулевого управления, электродвигатель, установленный сбоку от корпуса стойки, приводит в действие шариковинтовую передачу через зубчатый резиновый ремень.Винт входит в спиральный разрез на внешней стороне рулевой рейки. Датчик крутящего момента, прикрепленный к валу шестерни, сигнализирует управляющему компьютеру, когда необходимо оказать помощь.
1. Вал-шестерня
2. Датчик крутящего момента рулевого механизма
3. Корпус зубчатой ​​рейки
4. Электродвигатель
5. Шарико-винтовой механизм
6. Рулевой механизм
7. Приводной ремень

Производители агрессивно переходят на EPS, поскольку устраняют двигатель — управляемый гидравлический насос увеличивает расход бензина примерно на 1 милю на галлон.Однако до того, как гидроусилитель руля (HPS) пойдет по пути багги, мы хотели понять различия, поэтому составили этот тест. BMW предлагает оба типа помощи на моделях 5-й серии с полным приводом. (HPS выживает здесь, потому что немного более крупный блок EPS подходит только для модели с четырьмя цилиндрами.) BMW 528i xDrive за 61 125 долларов служил нашей лабораторной крысой EPS, в то время как его родной брат 535i xDrive (69 695 долларов США) встал на защиту HPS. Помимо типа помощи при рулевом управлении, заметными отличиями являются шесть цилиндров в 535i xDrive по сравнению с четырьмя в 528i xDrive, на 143 фунта больше веса на более дорогой передней оси BMW и 19-дюймовые шины 40-й серии (535i) по сравнению с 18-дюймовыми. дюймовая резина 45-й серии на 528i.Базовая конструкция всесезонных шин Run-Flat и ширина профиля 245 мм являются общими для обоих.


Мы разделили наш тест на два сегмента — практическую, чисто субъективную оценку вождения, за которой следуют инструментальные тесты на полигоне. На первом этапе руководящий комитет из 11 редакторов с многолетним опытом совместной работы провел BMW — не зная, какой тип усилителя рулевого управления был задействован — по нашему любимому испытательному кругу на юго-востоке Мичигана: 13,8 миль по холмам и впадинам, широким левым краям, и с уменьшающимся радиусом прав; по сути, наша собственная североамериканская Нордшляйфе.Каждый водитель заполнил по одному бюллетеню из 10 пунктов на каждую машину. Затем два BMW были переданы коллегам из Cayman Dynamics, где инженеры установили ряд датчиков и записали для анализа результаты различных тестов на реакцию рулевого управления.

Некоторые из наших результатов были предсказуемы; некоторые нас удивили. Первое открытие заключалось в том, что ни один из BMW не отличается превосходным ощущением рулевого управления и обратной связью, наблюдение согласуется с посредственными отзывами, которые мы давали каждой 5-й серии, включая M5, с тех пор, как появился дизайн шестого поколения три года назад.

После многих лет скандала по поводу EPS, шокирующим открытием стало то, что редакция C / D предпочла электрическую систему BMW ее гидравлической системе. Общее количество голосов в семи из десяти рейтинговых категорий повысило EPS на два-восемь баллов каждая. Гидравлическая система проявила себя лучше только в трех категориях с обратной связью, где она выиграла в сравнении с центральным положением на четыре балла и сравнялась с EPS в наших рейтингах производительности в середине маневра и на поворотах.

Нажмите, чтобы загрузить полные данные о производительности и спецификациях


Этот контент создается и поддерживается третьей стороной и импортируется на эту страницу, чтобы помочь пользователям указать свои адреса электронной почты.Вы можете найти больше информации об этом и подобном контенте на сайте piano.io.

Что такое электроусилитель руля?

Повернуть рулевое колесо легкового или грузового автомобиля легко с помощью рулевого управления с гидроусилителем или электроусилителем. Это можно сделать одним пальцем. Но так было не всегда, особенно на низких скоростях, например, при парковке или развороте. В первые полвека автомобильной промышленности требовались серьезные мускулы, чтобы повернуть колесо неподвижного или медленно движущегося транспортного средства, потому что это буквально сводилось к перемещению колес под весом транспортного средства.

В 1951 году все изменилось. Chrysler Imperial был представлен с усилителем рулевого управления и был настолько популярен, что быстро завоевал популярность среди других производителей автомобилей. Это было идеальное время, поскольку послевоенный переезд в пригород и увеличение числа женщин-водителей резко подняли спрос на автомобили в целом, и особенно на те, которые предлагали комфорт и полезность.

Популярность рулевого управления с усилителем имела очевидное преимущество в виде облегчения поворота колеса, но также позволила инженерам повысить передаточное число, т.е.е., на величину поворота передних колес при каждом обороте рулевого колеса. Если раньше для изменения направления транспортного средства требовалось много оборотов рулевого колеса, то усилитель рулевого управления позволял им поворачивать намного больше на каждом повороте. Это значительно упростило управление автомобилем, особенно при парковке и развороте. Сегодня люди считают само собой разумеющимся, как мало усилий требуется, чтобы повернуть автомобиль весом более 2000 фунтов.

Гидравлическое рулевое управление было первым усилителем рулевого управления

Первый усилитель рулевого управления включал в себя гидравлическое рулевое управление, которое приводилось в действие гидравлической жидкостью, нагнетаемой под высоким давлением.Эти системы преобладали в автомобильном мире еще полвека до начала 2000-х годов. Гидравлическое рулевое управление давало водителям реальное ощущение контроля над движением транспортного средства и давало большую часть мощности, необходимой для изменения направления транспортного средства. С точки зрения рулевого управления, гидравлическое рулевое управление было отличной системой.

Гидравлическое рулевое управление имело свои недостатки, прежде всего его неэффективность. Поскольку насос приводится в действие двигателем и должен работать постоянно, даже когда автомобиль работает на холостом ходу или движется по прямой, он снижает мощность и расход топлива.Эксперты говорят, что гидравлическое рулевое управление стоит от пяти до восьми лошадиных сил и потребляет от одного до трех миль от каждого галлона бензина. Для транспортного средства, проезжающего в среднем количество миль в год и достигающего среднего расхода бензина при нормальных ценах на бензин, это будет стоить около 200 долларов в год. Только сопротивление ветра и трение дороги вызывают большее сопротивление автомобиля, чем система рулевого управления с гидроусилителем.

Кроме того, гидравлическую жидкость необходимо периодически заменять, так как она может вытекать из трубопроводов гидравлической жидкости, по которым она подается к насосу и от него.Когда уровень жидкости падает, вращение становится более трудным, и помощь может быть потеряна, пока утечка не будет устранена и жидкость не заменена.

Как работает электроэнергия

Производители автомобилей начали искать более экономичный метод рулевого управления с усилителем в 1980-х годах одновременно с компьютеризацией транспортных средств. К 1993 году Honda достаточно усовершенствовала свою систему рулевого управления с электроусилителем, чтобы включить ее в линейку роскошных автомобилей Acura. Он сразу же завоевал популярность среди производителей и среди покупателей легковых и грузовых автомобилей.Сегодня это норма для новых легковых и грузовых автомобилей.

В системе рулевого управления с электроусилителем электродвигатель, расположенный на рулевой рейке или на самой рулевой колонке, поворачивает колеса в зависимости от действий водителя. Двигатель управляется сложной электронной схемой, которая теперь является стандартной для большинства бортовых компьютерных систем.

Электрическое и гидравлическое рулевое управление

Электрическое рулевое управление имеет ряд преимуществ перед гидравлическим рулевым управлением. Во-первых, двигатель рулевого управления приводится в действие электрической системой транспортного средства без отвода энергии от двигателя.Нет потери мощности или газовой эффективности, что дает немедленное конкурентное преимущество моделям с электроусилителем руля. Это также устранило необходимость в громоздком гидравлическом насосе, жидкости для гидроусилителя руля и негерметичных трубопроводах гидравлической жидкости.

Еще одно преимущество рулевого управления с электроусилителем — это высокотехнологичные вспомогательные компьютеры, которые могут предложить водителю. Были добавлены датчики для определения скорости автомобиля и усилия водителя, чтобы измерить объем помощи, необходимой при каждом повороте рулевого колеса.При парковке или трехточечном повороте усилитель рулевого управления усиливается, чтобы облегчить нагрузку на водителя, который пытается преодолевать сложные углы и расстояния.

При движении по шоссе рулевое управление с гидроусилителем возвращается в исходное положение, давая водителю ощущение уверенности за рулем. Это также обеспечивает большую стабильность, поскольку чрезмерно чувствительная система рулевого управления на скорости 60 миль в час может привести к крену автомобиля по всей дороге.

Более того, электрические системы рулевого управления теперь настолько компьютеризированы, что могут самостоятельно настраиваться в самых сложных дорожных условиях.Например, они учитывают вершину дороги (которая позволяет воде стекать с центральной линии на обочины), ветровые условия и смещение колес при определении того, сколько нужно маневрировать транспортному средству. Сегодня водителям практически не требуется управлять автомобилем.

Это большой шаг к автономным транспортным средствам завтрашнего дня, которые будут управляться бортовыми компьютерами, несовместимыми с гидравлической системой рулевого управления.

Если гидравлическое рулевое управление протекает

В большинстве автомобилей, выпущенных до 2015 года, и во многих автомобилях, построенных после него, используется гидравлическая или гибридная гидроусилитель с электроусилителем рулевого управления, которые подвержены утечкам жидкости, которые могут снизить мощность рулевого управления с усилителем.Чтобы остановить утечку и навсегда закрыть ее, используйте герметик, например BlueDevil Power Steering Stop Leak.

Формула «Лить и идти» для остановки утечки рулевого управления с гидроусилителем BlueDevil позволяет ремонтировать реечные системы и шестерни, а также трубопроводы жидкости в системах рулевого управления с гидроусилителем отечественного, импортного и коммерческого класса.

При выключенном двигателе просто налейте одну треть баллона в бачок гидроусилителя рулевого управления, запустите двигатель и дайте ему поработать час или два, пока утечка не прекратится. Если утечка не исчезнет, ​​продолжайте добавлять герметик, пока она не прекратится.

Распространяясь по системе рулевого управления с гидроусилителем, продукт восстанавливает твердые, усохшие уплотнения и продлевает их срок службы, возвращая управление рулевым управлением водителю.

Причины отказа электроусилителя рулевого управления

Этот тип рулевого управления не лишен проблем, как и любая электронная или механическая система. Хотя нет электрических насосов рулевого управления, жидкостей или трубопроводов для жидкости, есть электродвигатель и модуль управления усилителем рулевого управления — компьютер, который получает данные о скорости автомобиля, положении рулевого управления и крутящем моменте, чтобы указать двигателю и обеспечить обратную связь рулевого управления с Водитель.

Эти две части выполняют работу йомена на протяжении сотен тысяч миль, обычно без жалоб. Однако любой, кто когда-либо работал с компьютером, знает, что он может внезапно выйти из строя без видимой причины, часто предлагая код ошибки, который совершенно ничего не объясняет. В случае системы рулевого управления отказ компьютера, управляющего системой, вызывает отказ самого усилителя рулевого управления, в результате чего водитель полностью управляет транспортным средством с помощью мускулов. Конкретные проблемы, влияющие на модуль управления, включают нарушение обмена данными между системой рулевого управления и другими модулями системы, а также проблемы с частью системы обратной связи.

Другой основной причиной отказа электроусилителя рулевого управления является двигатель. Двигатели неисправны по разным причинам и по разным причинам. Они могут быть затоплены, заржаветь или получить повреждения от толчков, вызванных движением на высокой скорости по разбитым дорогам. Может перегореть что-нибудь простое, например, предохранитель, посылающий в двигатель электричество. Детали внутри двигателя могут изнашиваться, особенно щетки и другие движущиеся части. При выходе из строя мотора гидроусилитель руля останавливается.

Как отремонтировать электроусилитель руля

Хотя электроусилитель руля может внезапно выйти из строя, чаще умирает медленной смертью.Можно диагностировать проблему до того, как она станет полной потерей.

Самым очевидным признаком неисправности гидроусилителя руля является индикатор на приборной панели. Тем не менее, сигнальная лампа EPS обычно не выявляет проблему до тех пор, пока она не станет неисправной, поэтому разумно обратить внимание на другие индикаторы, требующие проверки усилителя рулевого управления:

• Рулевое колесо кажется тяжелым и невосприимчивым
• Рулевое колесо жесткое и трудно поворачивается
• Автомобиль визжит при запуске (это может быть признаком многих проблем помимо гидроусилителя руля)
• Автомобиль издает пронзительный вой при повороте колеса.

Когда дело доходит до ремонта рулевого управления с электроусилителем, первым делом необходимо определить, является ли проблема двигателем или компьютерным модулем. Если двигатель не кажется виновником, автомобиль необходимо доставить на станцию ​​обслуживания, которая может подключить систему к компьютеру для точной диагностики проблемы.

При проблемах с двигателем или проблемах с любыми соединениями между двигателем и рулевым колесом возможна простая замена, сделанная своими руками.

Ремонт электроусилителя руля требует значительных затрат.Большинство дилеров и ремонтных мастерских просто заменят всю рулевую колонку по цене от 600 до 1500 долларов. Стоимость замены одного модуля составляет 900–1000 долларов, в основном это связано с трудозатратами.

Продукты BlueDevil можно найти в AutoZone, Advance Auto Parts, O’Reilly Auto Parts, NAPA, Parts Authority и других крупных розничных магазинах автозапчастей.

Что такое гидроусилитель руля: все, что вам нужно знать

Что такое гидроусилитель руля? Пожалуй, одно из лучших нововведений в автомобилях со времен колеса.Автомобили не всегда оснащались гидроусилителем руля. Фактически, это усовершенствование существует всего около 50 лет или около того и вначале использовалось только в роскошных автомобилях. Однако с годами это современное приложение постепенно внедрялось во все автомобили и значительно улучшилось с момента его создания.

Рулевое колесо с усилителем

Проще говоря, гидроусилитель руля — это то, что помогает легко поворачивать рулевое колесо. Конечно, без него ваши руки могли бы соперничать с руками греческого бога, но когда дело доходит до гидроусилителя руля, есть нечто большее, чем кажется на первый взгляд.Системы рулевого управления с гидроусилителем сегодня меняют легкость управления, чтобы водитель чувствовал себя лучше. Акт управления автомобилем фактически осуществляется между рулевым колесом и системой передач. Возможно, вы когда-то слышали термин «рейка и шестерня», когда говорили о гидроусилителе рулевого управления. Это связано с тем, что сегодня реечная шестерня является наиболее распространенной системой рулевого управления в большинстве легковых и грузовых автомобилей. Стойка представляет собой линейную шестерню, которая вместо того, чтобы быть круглой, была длинной и плоской с зубцами на одной стороне. Рейка крепится к рулевым шпинделям стяжными тягами.Шестерня — это круглая шестерня, которая прикрепляется к рулевому валу, прикрепленному к рулевому колесу. Когда колесо поворачивается, ведущая шестерня вращается, перемещая рейку вперед и назад, заставляя колеса поворачиваться влево или вправо.

Гидравлический и электрический усилитель рулевого управления

Гидравлический, или HPS (рулевое управление под высоким давлением), состоит из шарикового рулевого механизма с рециркуляцией или реечной передачи. Обе системы считаются вспомогательными системами рулевого управления с гидроусилителем, позволяющими водителю управлять автомобилем, если двигатель, приводящий в действие насос рулевого управления с гидроусилителем, не работает и, следовательно, не подает жидкость в рулевой механизм.Гидравлические системы используют мощность двигателя с помощью ремня, прикрепленного к насосу, для циркуляции жидкости гидроусилителя руля по системе.

Для чего нужна жидкость для гидроусилителя руля? Эта мощная жидкость фактически передает мощность рулевого управления с усилителем. Насос гидроусилителя рулевого управления обеспечивает циркуляцию жидкости под давлением, позволяя перемещать гидравлический поршень в рулевом механизме, что значительно снижает усилие, необходимое для поворота рулевого колеса. Поворотный регулирующий клапан подает давление на поршень в зависимости от направления, в котором вы хотите повернуться, при этом отпуская его с противоположной стороны.По мере увеличения давления поршень перемещается, заставляя колеса поворачиваться влево или вправо. Благодаря усовершенствованиям в современных транспортных средствах современные системы способны определять скорость транспортного средства и замедлять передачу сигнала от рулевого колеса на рулевой механизм, чтобы снизить чувствительность на более высоких скоростях в целях безопасности.

Со временем грязь и мусор, а также ослабленные компоненты рулевого управления с усилителем могут загрязнить жидкость рулевого управления с усилителем. Вот почему так важно промывать жидкость гидроусилителя рулевого управления каждые 30 000 миль.Отказ от этой услуги может привести к более интенсивной работе насоса и преждевременному износу. Между промывками обязательно проверяйте уровень жидкости. Не знаете, как проверить жидкость для гидроусилителя руля? Воспользуйтесь нашим простым и быстрым руководством и обратитесь к руководству пользователя, чтобы получить подробную информацию о вашем автомобиле:

1. Проверяйте жидкость после того, как автомобиль поработал и прогрелся. Автомобиль обычно проверяется с выключенным автомобилем.
2. Найдите бачок гидроусилителя рулевого управления (обычно указанный в руководстве пользователя) и найдите этикетку на крышке бачка.
3. Снимите колпачок.
4. Если резервуар сделан из прозрачного пластика, найдите линии индикатора полного и низкого уровня на внешней стороне резервуара, чтобы определить уровень жидкости. Если резервуар металлический или непонятный, с помощью щупа вытрите жидкость на щупе чистой тряпкой. Затем опустите щуп обратно в резервуар и проверьте уровень. Щуп покажет уровень жидкости, оставшейся в баке.

EPS, или электроусилитель руля, немного проще, поскольку компьютер автомобиля отвечает за упрощение процесса рулевого управления.Система EPS чаще всего оснащается небольшим электродвигателем, который размещается либо у основания рулевой колонки, либо непосредственно на рулевой рейке. В отличие от гидравлической системы, EPS не использует мощность двигателя, что увеличивает экономию топлива. Когда водитель хочет повернуть, компьютер может преобразовать поворот рулевого колеса в электродвигатель, который помогает перемещать зубчатую рейку вперед и назад. Подобно HPS, электрическая система изменяет чувствительность на более высоких скоростях для повышения безопасности.Поскольку единственная жидкость, которую использует эта система, находится в зубчатой ​​рейке и шестерне, она не подлежит обслуживанию и не требует промывки жидкостью.

Когда обращаться к эксперту

Если точение становится сложным процессом, причиной может быть утечка жидкости или неисправность компонентов. Если транспортным средством трудно управлять или в нем слишком много свободного хода и блужданий, пора доставить его в сертифицированный ремонтный центр. Знаете ли вы, что неправильно установленные или сбалансированные шины также могут повлиять на работу системы?

Техник осмотрит автомобиль и подробно объяснит, что необходимо для решения проблем с рулевым управлением.Простая промывка или даже балансировка шин могут быть всем, что нужно вашему автомобилю, чтобы облегчить проблемы с системой рулевого управления с гидроусилителем. К кому вы можете обратиться, если вам понадобится эксперт по проблемам рулевого управления с гидроусилителем? Сан Авто Сервис! Посетите нашу страницу с адресами, чтобы найти сервисный центр, которому вы можете доверять для решения всех ваших автомобильных задач.

Электроусилитель руля: плюсы и минусы

Системы рулевого управления с электроусилителем практически полностью заменили традиционные гидравлические системы в современных автомобилях.

От обычных автомобилей, таких как Suzuki Swift, до легендарного спортивного автомобиля Porsche 911 — это технология, которая быстро отправляет гидравлические системы в учебники истории.

Но что автопроизводители видят в системах рулевого управления с электроусилителем и почему это важно для автомобилей завтрашнего дня?

5

Что это такое и как работает?

Там, где в гидроусилителях рулевого управления используется жидкость под давлением, разделенная между двумя камерами в полости рулевого механизма, чтобы обеспечить поддержку рулевого управления, в большинстве электрических установок используется электродвигатель, установленный сбоку от рулевой рейки, который приводит в действие шариковинтовый механизм, который зацепляет спиральный разрез снаружи рулевой рейки.

Датчик крутящего момента, подключенный к рулевому валу, управляет компьютером, который затем сообщает этому механизму, когда следует задействовать, и обеспечивает поддержку рулевого управления.

Плюсы

В большинстве случаев рулевое управление с электроусилителем намного легче в использовании, чем гидравлические системы старой школы, а это означает, что для поворота колеса требуется меньше мускулов.

Эта положительная черта обычно проявляется на низких скоростях, например, при парковке.

Тем не менее, некоторые автомобили с гидроусилителем рулевого управления были оснащены регулируемыми вспомогательными системами для достижения того же результата.

5

Электрические системы также имеют преимущество в отношении физического веса, поскольку их гораздо более простая настройка снижает вес по сравнению с передней осью.

Еще одним положительным моментом в электрических установках является незначительно повышенная экономия топлива.

Это связано с тем, что гидравлические системы работают через насос с ременным приводом, перемещая гидравлическую жидкость в рулевом механизме. Это создает дополнительную нагрузку на двигатель, чего электрические установки делают гораздо меньше.

Когда дело доходит до автомобилей с высокими характеристиками, электроусилитель рулевого управления обеспечивает большую гибкость рулевого управления с возможностью использования, например, спортивного режима, чтобы сделать рулевое управление более тяжелым, и режима комфорта, чтобы чувствовать себя легче в городе.

Минусы

Главный недостаток, который проистекает из использования электрической системы — и тот, который в основном будет проблемой для любителей вождения, — это слабое ощущение рулевого управления.

Поскольку механическое соединение с рулевой рейкой приглушено, меньше обратной связи от дороги передается водителю через рулевое колесо, хотя это не остановило некоторых производителей от создания систем, передающих искусственную обратную связь.

Рулевое управление с электроусилителем также может быть менее предсказуемым, чем рулевое управление с гидроусилителем, если система плохо откалибрована, что приводит к тому, что некоторые электрические установки кажутся менее линейными, чем гидравлические системы.

5

Почему это важно?

Электроусилитель руля, которого может не хватать в плане ощущения рулевого управления, привлекателен для автопроизводителей благодаря экономии топлива и веса.

Однако эти системы необходимы для улучшения автономных технологий, которые внедряются в современные автомобили.

От парковки с радиолокационным наведением до полуавтономных режимов движения, которые в настоящее время демонстрируются в ранних формах некоторых автомобилей высокого класса, электроусилитель руля необходим всем, поскольку компьютер автомобиля должен иметь возможность управлять самим рулевым управлением, эти операции.

5

Помимо автоматического поворота автомобиля на парковочное место, будущие приложения включают в себя управление автомобилем в последний момент перед столкновением, чтобы обеспечить максимальную защиту защитной ячейки.

Что еще более важно, в будущем, когда на дорогах будут ездить полностью автономные автомобили, автопроизводители смогут вообще снимать рулевое колесо.

Как вам наш новый дизайн сайта? Расскажите нам в комментариях ниже или отправьте нам свое мнение по адресу feedback @ whichcar.com.au.

ГУР переключается на электрический

Когда Porsche внедрил электрический усилитель руля на последний 911-й, его критиковали за то, что рулевое управление затекло. Джош Миллер / CNET

Если вы купите автомобиль сегодня, он, вероятно, будет иметь большую разницу в усилителе рулевого управления, чем автомобили 10 или даже всего 5 лет назад: система рулевого управления будет полагаться на электродвигатель, а не на гидравлический поршень для повышения мощности.В большинстве продаваемых сегодня новых автомобилей используется электроусилитель руля.

Я видел — и чувствовал — эти изменения в автомобилях от Тойот до Порше за эти годы. Моя собственная машина, БМВ 1999 года выпуска, прочно вошла в лагерь гидроусиления. Но я научился ценить точный отклик и линейное ускорение современных спортивных автомобилей, которое значительно улучшилось, когда инженеры научились программировать эти системы рулевого управления.

Не все так думают. Переход на рулевое управление с электроусилителем (EPAS) встретил своих противников среди энтузиастов вождения, часто ссылаясь на отсутствие ощущения дороги в более новых автомобилях.Джереми Кларксон из BBC Top Gear в обзоре Ford Focus ST сказал, что автомобили с электроусилителем руля имеют тенденцию к недостаточной поворачиваемости, что не имеет большого смысла, если сравнить архитектуру конкурирующих систем.

Учитывая обратную реакцию, почему автопроизводители повсеместно внедрили электроусилитель руля?

Экономия топлива была одним из основных факторов перехода на системы рулевого управления с электроусилителем. В материалах для прессы немецкий производитель автозапчастей ZF Lenksysteme отмечает, что его система рулевого управления с электроусилителем потребляет на 90 процентов меньше энергии, чем рулевое управление с гидроусилителем.TRW, еще один производитель автозапчастей, отмечает, что его системы рулевого управления с электроусилителем позволяют сэкономить 4% топлива в автомобилях.

Давление или электричество
Чтобы понять, почему электроусилитель руля обеспечивает лучшую экономию топлива, мы должны посмотреть, как работают эти системы. Гидравлический усилитель рулевого управления, используемый на большинстве автомобилей прошлого века, основан на поршнях в рулевой рейке с жидкостью под давлением. Насос, вращаемый двигателем автомобиля, поддерживает давление гидравлической жидкости.

EPAS избавляется от гидравлических поршней и насоса, вместо этого использует простой двигатель, который помогает толкать рулевую рейку при повороте рулевого колеса. Некоторые системы имеют двигатель на стойке, в то время как другие используют двигатель на самой стойке, увеличивая ваше собственное усилие при повороте рулевого колеса.

TRW предлагает систему рулевого управления с электроусилителем с двигателем на стойке, помогающим водителю в управлении. TRW

Проблема с гидравлической системой заключается в том, что насос всегда забирает энергию из двигателя, независимо от того, поворачиваете ли вы колесо или нет.EPAS использует электричество, вырабатываемое двигателем, но ему нужна эта энергия только тогда, когда вы вращаете колесо.

В некоторых автомобилях используется гибрид рулевого управления с гидроусилителем и электроусилителем. Эти автомобили по-прежнему имеют гидравлические поршни в рулевой рейке, но поддерживают давление с помощью электродвигателя, а не насоса, прикрепленного к двигателю.

Преимущество использования электронасоса решает одну проблему чисто гидравлических систем: неравномерное давление. Скорость двигателя, которая варьируется от 1200 до 6500 об / мин в обычном автомобиле, влияет на скорость гидравлического насоса.Автомобиль, движущийся на низкой скорости, который совершает множество поворотов, например, на парковке, может потерять давление наддува, что затрудняет поворот колеса. Электрический насос не изменяет свое давление в зависимости от оборотов двигателя.

Что касается надежности, сложность гидравлического рулевого управления делает его более подверженным отказу, чем EPAS. Шланги и ремни нуждаются в замене, а уплотнения поршней и насоса со временем изнашиваются и протекают. Электродвигатель и микросхема, управляющая системой EPAS, станут более устойчивыми к возрасту.

Мэтт Лист, супервайзер Ford по динамике транспортных средств, сказал мне в интервью, что для оснащения автомобилей системами EPAS требуется модернизировать генераторы переменного тока и электрические системы, что кажется небольшой платой за избавление от гидравлического трубопровода.

У List есть много причин ценить EPAS. Он сказал, что, настраивая гидравлическое рулевое управление для новой машины, его команде потребовалось всего несколько попыток, чтобы сделать это правильно. Регулировка чувствительности рулевого управления для нового автомобиля потребовала выборочного изменения потока жидкости с помощью регулирующих клапанов.Для настройки автомобилей, оборудованных EPAS, достаточно изменить параметры в цифровом файле. Команда Dynamics может быстро настроить эти параметры, а затем опробовать машину на тестовой трассе.

Лист указал, что с гидравлическими системами им иногда приходилось использовать ведущую шестерню другого размера для одного и того же автомобиля в зависимости от размера шин. С EPAS он может использовать другую программу в зависимости от шин и колес, установленных на машине.

ZF Lenksysteme производит эту систему рулевого управления с электроусилителем, в которой двигатель приводит в действие вторую ведущую шестерню для перемещения рейки.ZF Lenksysteme

Чувство
То, как разные системы рулевого управления воспринимаются водителями, — сложный и субъективный вопрос. Я ездил на многих машинах, где система EPAS была очевидна из-за чрезмерного ускорения, без нагрузки на рулевое колесо и сопровождающего жужжания мотора, который я слышал в салоне. Такие автомобили дали EPAS репутацию человека, который неуклюже рулит.

Тем не менее, у меня также был Dodge Coronet 1969 года выпуска с усиленным гидроусилителем рулевого управления. В этой машине не было особой тяги к рулю и ощущению дороги.

Многие жалобы на системы EPAS сводятся к программированию, поскольку между этими двумя типами систем нет существенной разницы в архитектуре стойки и шестерни. Фактически, вы можете возразить, что удаление гидравлических поршней обеспечивает более прямое механическое соединение между стойкой и колесами.Незначительные различия между этими системами, безусловно, противоречат заявлениям о повышенной недостаточной поворачиваемости.

Один из самых необычных автомобилей, использующих EPAS, — это новый Corvette Stingray. Рулевое управление в этой машине не могло не казаться более естественным. Инженеры Chevy настроили систему, чтобы обеспечить точное управление и достаточное ускорение, чтобы водитель чувствовал себя уверенно при повороте руля. Я не читал ни одной жалобы на онемение руля в Stingray.

Еще один автомобиль для использования EPAS — это Bugatti Veyron.Когда у меня появилась возможность управлять одним из них, я спросил американского гонщика LeMans Бутча Лейтцингера, назначенного мной помощника водителя, что он думает о EPAS по сравнению с гидроусилителем рулевого управления. Он был удивлен, узнав, что есть какие-то разногласия, и пришел к выводу, что ощущения от дороги должны быть такими же.

Лейтцингер отметил, что автомобили, на которых он гоняется, используют EPAS, потому что гидравлика просто не реагирует достаточно быстро на количество быстрых регулировок рулевого управления, сделанных во время высокоскоростного поворота.

Будущее рулевого управления
Учитывая преимущества EPAS, я ожидаю, что больше автомобилей перейдет на эту систему по мере получения обновлений моделей.В то же время инженеры будут лучше настраивать эти системы, выясняя, какие параметры нужно программировать, чтобы удовлетворить как обычных водителей, так и энтузиастов.

Но еще одна технология ждет своего часа, которая приведет к еще более радикальным изменениям в том, как мы управляем нашими автомобилями. Системы рулевого управления с электроприводом в настоящее время разрабатываются автопроизводителями, и Infiniti выпустила систему, основанную на этой технологии, в 2014 Q50. Система прямого адаптивного рулевого управления

Infiniti передает данные водителя на привод рулевого управления, но все же имеет механическую резервную копию.Infiniti

Электропривод означает удаление механической связи между рулевым колесом и передними колесами автомобиля. Компьютер оценивает величину поворота, вводимого водителем, затем отправляет инструкции исполнительным механизмам на рулевой рейке или на тяги управления передними колесами.

Infiniti называет свою систему Direct Adaptive Steering и отмечает, что она передает данные водителя на колеса быстрее, чем это возможно с помощью механической системы.Однако Infiniti включает в себя резервную механическую систему, которая берет на себя работу в случае отказа электроники. Распространение электронного рулевого управления, вероятно, напрямую связано с успехом системы Q50.

Гидравлические и электрические системы рулевого управления объяснены

_{Infiniti был первым, кто представил в Q50 систему управления по проводам, где пользователи могут изменять ощущение рулевого управления на лету.Фото Бенджамина Йонга.}


Хотя переход с обычного (гидравлического) усилителя рулевого управления на электрический — это более тонкое изменение для обычного водителя, чем, скажем, бензиновый двигатель на электромотор, тем не менее, это большой шаг в автомобильной эволюции. Вы найдете эту технологию в современных предложениях от Hyundais до Porsche, а некоторые бренды, такие как Infiniti, пошли еще дальше, представив систему управления автомобилем по проводам. Вот как это все работает.

Гидравлический усилитель руля

Большинство автомобилей, проданных несколько лет назад, используют этот тип рулевого управления.Гидравлический поршень, соединенный с рулевым механизмом, использует жидкость под давлением для помощи при повороте колеса. Жидкость перемещается через насос, который приводится в действие двигателем. Проблема в том, что насос всегда потребляет энергию, даже когда рулевое колесо не касается. Объем помощи также может ощущаться по-разному в зависимости от того, насколько быстро движется автомобиль.

Электроусилитель руля

Система рулевого управления с электроусилителем (EPS) полностью исключает поршень и насос и вместо этого использует небольшой независимый двигатель и датчик крутящего момента, установленные непосредственно на рулевой колонке или шестерне.Датчик отслеживает силу, прилагаемую к колесу, и оказывает водителю необходимую помощь. Преимущество заключается в меньшем сопротивлении энергии от двигателя, что приводит к несколько лучшей экономии топлива, а также меньшему количеству движущихся частей и меньшему весу.

Электропроводка

Infiniti была первой компанией, представившей на рынке электромеханическое управление, представив пару лет назад роскошный седан Infiniti Q50. Названный это Direct Adaptive Steering (DAS), он в значительной степени устраняет любую механическую связь между водителем и колесами.Таким образом, там, где EPS удаляет гидравлику, DAS идет еще дальше и убирает традиционную рулевую тягу (хотя есть механическая резервная система на случай отказа электроники), используя вместо этого приводы, которые непосредственно поворачивают колеса.

Steer-by-wire — это определенно волна будущего, поскольку все больше и больше традиционных функций автомобилей переводятся в цифровую форму. DAS уже демонстрирует, что возможно, с его способностью настраивать чувство рулевого управления в соответствии с предпочтениями пользователя и такими функциями, как Active Lane Control, где компьютер может автоматически удерживать автомобиль на своей полосе движения, чтобы компенсировать изменения окружающей среды, такие как сильный боковой ветер или неровное дорожное покрытие. .

Вот короткое видео об Active Lane Control в действии:

Электрическое и гидравлическое рулевое управление с усилителем

Последнее обновление 9 апреля 2020 г.

Рулевое управление с усилителем — это система в автомобилях, которая упрощает водителям управление колесами, помогая им с крутящим моментом. Традиционная форма гидроусилителя руля — это гидроусилитель рулевого управления, который состоит из шлангов, приводного ремня, жидкости, шкива и насоса.

Ищете хорошее онлайн-руководство по ремонту? Щелкните здесь, чтобы увидеть 5 лучших вариантов.

Гидравлический усилитель рулевого управления

По сути, он работает с помощью насоса, прикрепленного к двигателю автомобиля, и использует гидравлическое давление для увеличения усилия, которое водитель прикладывает к рулевому колесу. Это давление создается насосом гидроусилителя рулевого управления в двигателе автомобиля.

Таким образом, если колесо поворачивается, гидравлическое давление увеличивает силу поворота за счет добавления большего количества гидравлической жидкости через клапаны в цилиндр. Затем гидроцилиндр оказывает давление на рулевой механизм, в результате чего колеса поворачиваются.

Поскольку жидкость рулевого управления с гидроусилителем очень важна в гидравлической системе, наличие грязной или маломощной жидкости рулевого управления является частой причиной многих проблем, связанных с рулевым управлением.

Электроусилитель руля

В наши дни многие автомобили построены с электроусилителем рулевого управления, для которого не требуются все эти другие компоненты, используемые в системе рулевого управления с гидроусилителем. Вместо этого система рулевого управления с электроусилителем имеет электродвигатель, расположенный на рулевой рейке, а также датчики, которые могут определять крутящий момент водителя.

Каждый поворот колеса, который делает водитель, влияет на количество электроэнергии, вырабатываемой двигателем. Другими словами, эта мощность генерируется и используется только после того, как водитель повернет колесо.

Таким образом, автомобиль не потребляет слишком много энергии от двигателя, которая не требуется даже тогда, когда водитель не вращает колесо. Это сэкономит вам много денег при ремонте автомобиля в долгосрочной перспективе.

Что лучше?

Рулевое управление с электроусилителем упрощает весь процесс рулевого управления с гидроусилителем, и именно поэтому многие автомеханики и производители предпочитают использовать этот тип рулевого управления с усилителем вместо рулевого управления с гидроусилителем.

Кроме того, электроусилитель рулевого управления потребляет на 90% меньше энергии от двигателя автомобиля, чем гидравлика. Это означает, что срок службы двигателя продлится дольше, и вам не придется столько обслуживать свой автомобиль.

С другой стороны, гидравлическая система настолько сложна, что требует большего обслуживания и большей мощности для работы. Это даже увеличивает вес автомобиля, что сокращает расход топлива и увеличивает потребность в мощности.

Итак, очевидно, что система рулевого управления с электроусилителем — это лучшая и самая экономичная система рулевого управления, которая может быть в вашем автомобиле.