Принцип работы электроусилителя руля и его устройство. Что такое эур в автомобиле
Электроусилитель руля • Автоблог Алексея Николаева
В этой статье я расскажу про электроусилитель руля (ЭУР): из чего состоит ЭУР, принцип работы ЭУР, плюсы и минусы ЭУР по сравнению с ГУР.
Здравствуйте, уважаемые читатели блога.
Электроусилитель руля — это электромеханическая система автомобиля, которая предназначена для облегчения поворота руля. Несмотря на то, что гидроусилитель руля удобен в применении, давно изучен и хорошо зарекомендовал себя, конструкция ГУР все-таки не совершенна. Инженеры нашли новые более современные конструкции рулевого управления и изобрели электрический усилитель руля (ЭУР), который исправил недостатки гидравлической конструкции в рулевом механизме, заменив гидравлику на электрику.
Электроусилитель руля
Электроусилитель руля имеет еще несколько названий: электрический усилитель рулевого управления (ЭУРУ), электромеханический усилитель руля (ЭМУР). Сегодня электроусилитель руля устанавливают на различные классы автомобилей, как в бюджетном, так и в дорогом (люксовом) сегменте машин, постепенно вытесняя ГУР. ЭУР пока что редко устанавливают на тяжелых автомобилях, работающих в сложных условиях и большой грузоподъемности, гидравлика там пока еще рулит.
Упрощенно электроусилитель руля состоит из датчиков (контролирующих угол поворота руля), электронного блока управления (ЭБУ) и исполнительного устройства (электродвигатель).
А конструктивно электроусилитель зависит от типа автомобиля и его массы. То есть, чем больше автомобиль, чем больше его масса, тем больше усилия требуется для вращения руля, и от этого зависит конструкция (ЭУР). На малом классе машин электроусилитель руля устанавливают на рулевую колонку, так как авто не нуждается в большом усилии на руле.
Средний класс авто: на таких машинах требуется более сильное усилие, и ЭУР устанавливают на рулевую рейку, а усилие передается через шестерню.
Класс внедорожников, пикапов, микроавтобусов, минивэнов: у этих автомобилей из-за большой массы требуется так же большое усилие на руле. Электроусилитель руля устанавливается параллельно осевой конструкции. Электродвигатель ЭУР передает усилие на механизм, а тот, в свою очередь, перемещает рулевую рейку.
Принцип работы
Вне зависимости от конструктивных особенностей электроусилителя принцип работы (ЭУР) следующий:
При движении автомобиля с небольшой скоростью (в пробке, во дворе, на парковке) водителю приходится быстро поворачивать колеса из одного крайнего положения в другое. В этом случае электроусилитель руля обеспечивается так называемый «легкий руль». Вы можете легко вращать руль одним пальцем. Когда вы едете с высокой скоростью, то вы вращаете руль на небольшие углы. В этом случае электроусилитель руля создает обратную связь (подробнее в ГУР), и руль получается тяжелым. Электроусилитель руля так же создает обратную связь и способен вернуть колеса в среднее положение (когда вы входите в поворот, а на выходе руль самостоятельно возвращается в среднее положение).
В электронном блоке управления электроусилителя существуют так же программы стабилизации, поддержании среднего положения колес при сильных порывах бокового ветра, при различном давлении в шинах, а так же парковочный ассистент (автопарковщик).
Автопарковщик осуществляет руление и автоматически направляет автомобиль в нужное, свободное, парковочное место. Водителю же остаётся лишь нажимать педали акселератора, сцепления и тормоза.
Плюсы электроусилителя руля (ЭУР) в отличие от гидроусилителя руля (ГУР).
Главный плюс электроусилителя — это хорошая обратная связь водителя с дорогой. Управление автомобилем с ЭУР более острое при езде на высоких скоростях, чем у ГУР, и более легкое при парковках. Так как ЭУР использует в своей работе электричество сети автомобиля, то нет дополнительной нагрузки в виде ременных приводов на двигатель автомобиля (меньше отбирает мощность). В системе нет жидкости (не чему замерзать, кипеть), поэтому работает электроусилитель при любых температурах. Занимает меньше места по сравнению с ГУР и не требует периодического технического обслуживания (осмотр ремня, уровня жидкости, потеков).
Единственное, за чем нужно следить – это за состоянием подшипников. ЭУР — помогает экономить топливо, так как его мотор, в отличие от насоса ГУР, работает только при повороте руля (у ГУР насос постоянно вращается). Электроусилитель руля в зависимости от условий, в которых эксплуатируется автомобиль, через электронный блок управления можно настроить различные режимы работы. Руль на автомобиле с электроусилителем можно сколько угодно держать в крайнем положении, а не 10-20 секунд, как на автомобиле с ГУР.
Минусы ЭУР
Минусы тоже есть, но с каждым годом их становится все меньше. К примеру, цена электроусилителя руля пока еще высока. ЭУР пока еще не ставят на тяжелые автомобили, грузовики из-за более низкой мощности электродвигателей по сравнению с гидравликой. Так же минусом является то, что электроусилитель руля выходит из строя из-за попадания в него влаги (перегорают предохранители, горят электродвигатели).
Но даже при поломке ЭУР вы всегда сможете доехать до дома или места ремонта, правда, руль автомобиля будет тяжелее вращать. ЭУР — это настоящее и будущее автомобилестроения.
На сегодня все. Следующий раз вы обязательно узнаете что-то новое.
Легкого вам вращения руля и зеленого света на дороге!
kupiteavto.com
гидроусилитель или электроусилитель руля? Ответ
Усилитель руля - это устройство, благодаря которому "баранка" автомобиля поворачивается легко. Водителю нет необходимости прилагать большие усилия к рулевому колесу при поворотах. Когда-то на всех автомобилях использовался исключительно гидравлический усилитель руля (ГУР), но примерно в 90-е годы был разработан электрический вариант. Сейчас электроусилитель руля (ЭУР) набирает большую популярность, и многие автомобили выпускаются именно с ним. Каждая разновидность устройства обладает своими особенностями, плюсами и минусами. Некоторые автовладельцы задумываются, что лучше: гидроусилитель или электроусилитель руля. Однозначного ответа нет, все зависит от особенностей эксплуатации авто и потребностей водителя.
Устройство и принцип работы гидроусилителя руля
Гидроусилитель руля работает на основе циркуляции жидкости (масла). В момент запуска двигателя запускается и насос. Благодаря ременной передачи на насос передается крутящий момент, и он начинает качать масло. Жидкость перемещается в замкнутой системе, создавая в ней давление. В момент поворота руля распределитель направляет масло в нужную камеру гидроцилиндра, что приводит к толчку рулевых тяг. Благодаря этому усилие на руль снижается.
Можно выделить несколько плюсов ГУР:
- повышенная мощность, делающая его идеальным вариантом для грузовиков и внедорожников;
- дешевое обслуживание;
- низкие затраты на производство, снижающие и стоимость авто.
Есть и минусы:
- риск отказа при долгом положении руля в крайнем положении;
- плохая работа на высоких скоростях;
- перебои в функционировании из-за перепада температуры;
- необходимость периодической замены гидравлической жидкости;
- постоянная работа насоса, который со временем изнашивается и требует ремонта.
Среди наиболее часто встречающихся поломок ГУР можно выделить:
- проблемы с редуктором;
- износ насоса;
- износ золотника в распределителе;
- проблемы с клапаном;
- износ подшипников;
- снижение уровня жидкости;
- нарушение герметичности системы из-за износа сальников или повреждений шлангов.
Таким образом, гидроусилитель руля подходит для автолюбителей, которые стремятся экономить и не собираются переплачивать за обслуживание автомобиля. ГУР не требует высоких затрат, но проблема заключается в том, что его составные части периодически выходят из строя. Особенно это касается суровых условий эксплуатации. Рассматривая, чем отличается гидроусилитель руля от электроусилителя руля, можно понять, что первый работает постоянно, а второй - только по мере необходимости.
Устройство и принцип работы электроусилителя руля
Электроусилитель руля функционирует от электрического мотора. Особенностью ЭУР является то, что он не работает постоянно, как ГУР, а активируется только в момент поворота рулевого колеса. Существует две разновидности ЭУР. В первом случае он крепится к рулевой рейке, во второй - к рулевому валу. Первый вариант является более распространенным. ЭУР дополняется блоком управления, при помощи которого можно установить индивидуальные настройки. Это позволит обеспечить более плавный ход автомобиля.
Электроусилитель руля обладает следующими достоинствами:
- компактные размеры;
- отсутствие жидкости в системе, что исключает проблемы из-за создаваемого давления;
- хорошая работа на любых скоростях, в том числе и на высоких;
- простота установки;
- возможность выставления индивидуальных настроек.
Но есть и несколько минусов:
- риск перегрева электромотора;
- высокая стоимость;
- частое отсутствие возможностей для обслуживания и ремонта, из-за чего приходится менять ЭУР полностью.
Наиболее частыми поломками ЭУР являются:
- перегрев электродвигателя;
- проблемы с блоком управления;
- неполадки датчиков.
Как видно из вышесказанного, электроусилитель руля является достаточно надежным устройством. Его обычно выбирают автолюбители, которые готовы переплатить, но получить высокое качество. За счет того, что ЭУР работает не постоянно, как ГУР, а активируется только в момент вращения руля, изнашивается он гораздо медленнее. Но важно понимать, что при возникновении поломок, вероятно, придется менять сразу весь усилитель. А это точно обойдется дороже, чем ремонт ГУР.
Сравнение ГУР и ЭУР
Пытаясь разобраться, электроусилитель или гидроусилитель стоит использовать, необходимо сравнить их, чтобы понять, в чем их кардинальные отличия. Так, ГУР представляет собой очень громоздкое и массивное устройство. Что касается ЭУР, то он имеет компактные размеры и легко устанавливается. Из-за сложного устройства ГУР с его ремонтом часто возникают сложности. К примеру, чтобы заменить ремень, для начала необходимо до него добраться. А для этого нужно снять шкив ГУР.
ГУР отличается тем, что работает в постоянном режиме. Из-за этого он достаточно быстро изнашивается. С ЭУР такой проблемы нет. Он включается только в нужный момент.
Еще одно отличие гидроусилителя от электроусилителя руля заключается в том, что ГУР требует регулярного обслуживания. В нем необходимо периодически менять жидкость. Также следует менять износившиеся сальники на новые, чтобы восстановить герметичность системы. В ЭУР расходников нет, поэтому и их замена не требуется. Это исключает проблемы с обслуживанием усилителя.
Также важно помнить, что если на автомобиле установлен гидроусилитель руля, то рулевое колесо нельзя слишком долго задерживать в крайнем положении. Продолжительность такого состояния не должна быть больше пяти секунд. В противном случае есть риск возникновения проблем. С ЭУР они исключены.
Выводы
Нельзя однозначно сказать, какой из типов усилителя руля лучше, ведь каждый из них обладает своими достоинствами и недостатками. Практика показывает, что ЭУР лучше использовать на легковых автомобилях, которые обычно эксплуатируются в городских условиях. ГУР же оптимально подходит для более массивной техники и для внедорожников. Вообще, сейчас все больше автомобилей оснащаются именно электроусилителем руля, и есть предположение, что ГУР скоро совсем устареет. Но с его использованием продолжают работать старые машины. При регулярном обслуживании и замене расходников серьезных проблем и поломок можно легко избежать.
Если материал был для вас интересен или полезен, опубликуйте его на своей странице в социальной сети:
jrepair.ru
Электроусилитель руля: принцип работы, устройство, недостатки
Усилитель рулевого управления необходим для того, чтобы водителю было легче вращать рулевое колесо во время движения. Электроусилитель руля компенсирует приложенные усилия, создавая дополнительный момент, что дает возможно вращать руль, стоя на месте.
Несмотря на то что в большинстве нынешних машин стоит гидравлический усилитель, чем дальше шагает автомобилестроение, тем чаще на машине можно встретить электроусилитель рулевого управления.
В сравнении с гидравлическим, устройство электрического имеет такие преимущества:
- Простота регулировки: все делается с помощью компьютера.
- Руль более информативен для водителя.
- Отсутствует гидравлика как таковая, что обеспечивает высокую надежность.
- На вращение руля затрачивается меньше энергии автомобиля, расходуется меньше топлива.
Электрический усилитель руля имеет еще одно важное преимущество перед гидравлической системой – возможность создания разных систем безопасности: курсовой устойчивости, автоматическое рулевое управление, помощник движения по полосе и др.
Теперь разберем подробнее принцип работы электроусилителя руля.
Устройство механизма
ЭУР может иметь устройство с разными вариантами компоновки:
- В механизме присутствует рулевая рейка, которая воспринимает усилие.
- Электродвигатель передает усилие на вал руля.
Наиболее часто в автомобилях применяется ЭУР с наличием рейки. Встречается конструкция механизма с параллельным приводом, в котором есть две шестерни. Классическая конструкция рейки включает в себя электрический двигатель, механическую передачу и бортовой компьютер, который управляет всем этим. Устройство технически объединяет механическую часть с электрической в едином блоке. Принцип работы электроусилителя руля основывается на работе асинхронного электрического двигателя.
Принцип работы
Внутри блока механическая передача необходима для передачи того усилия, который создает ЭУР к рейке рулевого механизма. Внутри же электрического составляющего одна шестерня передает усилие от механизма к колесу, а другая от электромотора усилителя. Устройство здесь таково, что рейка имеет специальные выступы и зубья, которые потом приводят в движение колеса машины. Если же в вашей машине используется ЭУР с параллельным приводом, что также бывает нередко, то здесь вращательный момент передается с помощью ремня и винтового механизма. Здесь все немного сложнее с технической точки зрения, но не менее надежно.
Помимо всего этого, важно отметить, что здесь присутствуют еще и электронные датчики. Устройство электроники основано на работе двух датчиков: угла поворота руля и датчике крутящего момента на валу рулевого колеса. Электроусилитель руля, помимо этого, так же использует информацию от системы АБС и от бортового компьютера. Обработав полученную информацию, система анализирует происходящее и определяет, каким способом воздействовать на руль.
Режимы работы усилителя
ЭУР может осуществлять свою работу в таких режимах:
- Вращение рулевого колеса в обычных условиях.
- Движение на малой скорости.
- Подруливание на больших скоростях.
- Поддержание руля в ровном положении.
Основываясь на данных, полученных от датчиков и вспомогательных систем, усилитель решает, насколько увеличивать крутящий момент на валу рулевой рейки. Крутящий момент передается через специальный торсион к механизму. Количество этого момента меряется, основываясь на показания датчиков, о которых мы говорили выше.
Бортовой компьютер подает к рулю определенное количество крутящего момент, так как в разной ситуации его требуется разное количество. В зависимости от необходимости, электродвигатель увеличивает или уменьшает силу тока, что отражается на усилии, прилагаемом к рулю. Из этого следует, что поворот колес осуществляется за счет суммарного усилия электродвигателя и мышечной силы человека.
Когда водитель паркуется и ему нужно повернуть колеса на месте, то электродвигатель увеличивает силу тока, увеличивая крутящий момент. Максимальный крутящий момент соответствует легкости вращения рулевого колеса. Такой режим называется обычным. 
Если же машина едет очень быстро и водителю необходимо лишь перестраиваться из полосы в полосу, подруливать по ходу движения, то здесь устройство не увеличивает крутящий момент, и водитель практически вручную вращает руль. Минимальное усилие электромотора на большой скорости крайне необходимо для обеспечения безопасности движения. Слишком чувствительный руль может привести к вылету в кювет.
Эксплуатация в городском режиме
Когда водитель большую часть времени ездит в городе, будет удобнее, если после поворота руль самостоятельно будет возвращаться в прямое положение. Так называемый активный возврат колес значительно упрощает вождение при интенсивном маневрировании. Если же предстоит длительное движение по прямой, то здесь поможет функция стабилизации. Она может автоматически поддерживать колеса в прямом положении – это актуально при неправильном развале-схождении колес или боковом ветре.
Нередко в электрических усилителях, специально созданных для переднеприводных автомобилей, предусмотрена программа, которая компенсирует увод машины, если были установлены приводные валы разной длины. В современных машинах электрика вовсе работает независимо от водителя – сама подруливает и возвращает колеса, помогает правильно парковаться.
autolirika.ru
Электроусилитель руля, что это? - Автомобильные вопросы
Основой агрегата служит бесщеточный, современный электродвигатель, датчик крутящего момента и датчик определяющий угол поворота,без него не сможет работать система АВС автомобиля, блок управления с сервопроводом. На более дорогих машинах ставят два датчика, но они скорее дублируют друг друга в целях безопасности.
Торсион вставляют в разрез рулевого вала, по его краям устанавливаются элементы датчика крутящего момента. Он может работать по двум принципам: магнитным и оптическим.
При повороте руля торсион закручивается и тем сильней, чем больше поворот руля. Датчики оценивают величину изменения положения, относительно друг друга, а по ней определяется сила приложенных усилий. Соответствующий датчик измеряет угол поворота руля. Контроллер и система АВС сообщает данные о оборотах мотора и скорости машины на блок управления. Он определяет значения вспомогательного усилия на рулевом колесе и направляет на электромотор питание определенного значения и полярности. Далее через сервопривод электродвигатель перемещает рейку или вращает вал рулевого колеса.
На разных по классу автомобилях применяют различные сервоприводы. Легкие машины оснащаются компактными сервоприводами и электромоторами. Они спокойно размещаются вместе с датчиками в салоне автомобиля. Они очень надежны, так как защищены от воздействия окружающей среды. На автомобилях среднего размера применяют электоусилитель руля с двумя шестеренками. Одна служит для передачи усилий от руля, а другая передает вспомогательное усилие от электродвигателя. На джипах и других больших автомобилях применяют электроусилители рулевого колеса параллельноосевой конструкции. При любой поломке ЭУР водитель может спокойно продолжить процесс езды по дороге.
ЭУР экономичный и надежный агрегат. Он никак не влияет на мощность силового агрегата автомобиля. Экономия топлива составляет 0,4-0,8 литров топлива на сто километров. Работа электроусилителя руля характеризуется небольшим уровнем шума, по сравнению с гидроусилителем.
avtovoprosi.ru
Как устроен и как работает электроусилитель руля
Лёгкость управления автомобилем является очень важным фактором в обеспечении безопасности движения. На протяжении всей истории автомобилестроения инженеры работали над этой непростой задачей. И если принцип работы остался неизменным и представляет собой передачу вращательного усилия рулевого колеса на передние колёса автомашины с помощью реечного рулевого механизма, то техника реализации этого принципа существенно изменилась. Последним достижением в этой области является электроусилитель руля.
Содержание статьи
Устройство и принцип действия
Если гидроусилитель руля является уже хорошо знакомым устройством и используется производителями автомобилей уже не один десяток лет, то ЭУР относительно молод. Рассмотрим принцип работы электроусилителя руля.
Начнём с устройства ЭУР. Он состоит из электродвигателя, механической шестерёнчатой передачи, датчика поворота руля, датчика крутящего момента руля и блока управления. Также в блок управления поступают данные о скорости движения машины (из системы ABS) и о частоте вращения коленвала (оборотах двигателя). 
Блок управления на основе всех этих данных рассчитывает необходимую величину и полярность подаваемого на электродвигатель напряжения. Электродвигатель в свою очередь посредством механической шестерёнчатой передачи (сервомеханизма) создает дополнительное усилие, облегчающее управление передними колесами. Это усилие может прикладываться как к рулевому валу, так и непосредственно к рулевой рейке. Конкретное устройство ЭУР также во многом зависит от класса машины.
В автомобилях малого класса, где не требуется прикладывать большие усилия к рулевому колесу, оно имеет небольшие размеры и устанавливается непосредственно на рулевую колонку. При этом, находясь практически в салоне авто, оно защищено от пыли, грязи и влаги, что положительно сказывается на сроке службы этого устройства.
В авто среднего класса используется другое размещение – непосредственно на рулевой рейке, на которую воздействует шестерёнка, создавая дополнительное вспомогательное усилие.
Автомобили класса микроавтобусов и внедорожников из-за своего большого веса нуждаются в значительном дополнительном усилии. Поэтому их устройство несколько иное. В основном этом параллельноосевая конструкция, использующая зубчато-ременную передачу и механизм «винт-гайка на циркулирующих шариках». И, конечно, в случае поломки ЭУР управляемость автомобилем сохранится. Только делать это будет значительно тяжелее.
Основные режимы
Электроусилитель руля имеет два основных режима. Они характеризуются скоростью движения автомобиля. В первом режиме при движении на малой скорости, например, во время парковки, когда необходима большая маневренность и руль приходится выворачивать до крайних положений то влево, то вправо, ЭУР прикладывает максимальное усилие к рулевому механизму, обеспечивая «легких руль». В этом режиме вращать рулевое колесо можно одним пальцем.
Напротив, при движении на больших скоростях руль становится «жестким», создавая эффект возврата колес в среднее положение. Это сделано в целях повышения безопасности движения.
Также есть режимы удержания автомобиля на дороге при сильном боковом ветре, при движении на колесах, имеющую разную степень накачки. Эти режимы достигаются благодаря специальным настройкам блока управления. На автомобилях бизнес и премиум класса наличие ЭУР позволяет реализовать опцию автоматической парковки.
Достоинства ЭУР
С экономической точки зрения основным достоинством ЭУР является то, что применение электродвигателя исключает необходимость отбора части мощности от двигателя автомобиля.
Это позволяет экономить не менее пол литра топлива на сто километров пробега, в отличие от авто с гидроусилителем руля. Важным достоинством является и надёжность этой системы. Отпадает необходимость в постоянной проверке ремня и уровня жидкости гидроусилителя руля.
Электроусилитель руля более информативен и обеспечивает лучшую связь водителя с дорогой. Наличие дополнительных режимов делает вождение более комфортным. В отличие от авто с гидроусилителем руля, колеса можно держать в крайних положениях неограниченное время.
И, конечно, компактность устройства также является одним из преимуществ ЭУР перед другими системами.
Недостатки ЭУР
На данный момент пока еще невозможно использовать ЭУР на тяжелых грузовиках, требующих большого усилия при вращении рулевого колеса. Для них гидроусилители руля остаются единственным и надёжным вариантом.
Еще следует отметить боязнь влаги. Вода и конденсат могут вывести из строя предохранители и электродвигатель. К недостаткам можно отнести все ещё высокую стоимость этой системы. В то же время она становится всё более популярной и распространенной.
Видео “Что такое ЭУР”
Посмотрев ролик, вы узнаете, что из себя представляет ЭУР и какие у него плюсы и минусы.
mineavto.ru
Принцип работы электроусилителя руля и его конструкция.
Машины с электроусилителем руля давно перестали быть чем то необычным. Даже самые консервативные автолюбители умерили свой скептицизм и признали удобство этого узла. Действительно управлять автомобилем оснащенным электроусилителем, гораздо комфортнее. К этому быстро привыкаешь и совсем не задумываешься над тем, как этот комфорт достигается. И уж совсем не многие знают принцип работы электроусилителя руля и его конструкцию. Между тем знать, как работает ЭУР, нужно не только для повышения образованности, как говорил один из героев советского мультфильма, но и для того, чтобы избавить от предвзятого отношения к нему, которое, к сожалению, до сих пор существует.
Конструкция
Вообще большинство небылиц об электроусилителе руля, основаны на искаженном представлении принципа его работы. Действительно, среднестатистическому автолюбителю сложно понять, каким образом электричество помогает крутить руль. Некоторым даже, кажется, что вращает он не руль, а некое подобие джойстика, а колеса поворачивает электроника.
Между тем конструкция ЭУР довольно проста для понимания. Подчеркнем, именно для понимания, потому что технически все реализовано совсем непросто. Поэтому попытаемся максимально доступно рассмотреть устройство ЭУР.
Итак, конструкция электроусилителя руля, в достаточно наглядном для понимания виде, представлена на рисунке. Очевидно, что основными элементами ЭУР являются
- Датчик угла поворота рулевого колеса;
- Датчик момента на рулевом колесе;
- Электродвигатель;
- Блок управления ЭУР.
Сразу нужно отметить, что приведенный чертеж, конечно, не претендует на точное сходство с реальным ЭУР и служит для лучшего понимания принципа его работы.
Главным элементом электроусилителя можно считать электродвигатель. Именно он помогает, фигурально выражаясь конечно, поворачивать колеса. Совместно с датчиками, электродвигатель составляет так называемый сервопривод. Что это такое? Вообще определений этого устройства много и все они достаточно сложные. Но, что называется, в первом приближении и применительно к электроусилителю это означает, что электродвигатель управляется с помощью рулевого колеса. Более подробно об этом дальше, а пока снова обратимся к рисунку. Из него видно, что шестерни рулевого вала и вала двигателя работают на одну рулевую рейку. Конечно, это показано схематично. На реальном электроусилители, шестерни расположены совсем не в одной плоскости. Чаще всего в реальной конструкции электродвигатель расположен на рулевом валу. Но суть его конструкции от этого не меняется, в любом случае при повороте руля, пропорционально поворачивается вал сервопривода. Как результат — для поворота колес водителю приходится прилагать меньшее усилие. Это все, что касается конструкции. Естественно очень коротко и очень приблизительно. Но для понимания общих основ пока достаточно. Теперь более подробно о том, как работает электроусилитель руля.
Принцип работы электроусилителя руля
Очень часто одним из недостатков ЭУР называют низкую информативность руля. Что это значит? Здесь имеется в виду, что руль очень легко крутиться и как результат водитель, что называется, не чувствует дороги. Такие утверждения не соответствуют истине, иначе, зачем электроусилитель буквально напичкан электроникой. Действительно, сервопривод работает не с постоянным усилием. Алгоритм его работы зависит от конкретных условий.
При парковке автомобиля важна его высокая маневренность, а совсем не информативность руля. В этом случае электромотор работает с максимальным усилием, обеспечивая водителю так называемый «легкий руль» от крайне левого, до крайне правого положения.
Чем выше скорость, тем меньше нужна маневренность. Более того, резкие повороты становятся просто опасными. Поэтому электроника снижает эффективность работы сервопривода и он, таким образом, практически не влияет на управление автомобилем. В результате водитель поворачивает руль с заметным усилием, вот вам и необходимая информативность. Таким образом, принцип работы электроусилителя руля предполагает не постоянную помощь водителю, а оптимальную, на данный момент, на основе анализа многих параметров.
Говоря о низкой информативности ЭУР, иногда упоминают как недостаток, необходимость принудительного возврата колес в среднее положение. Утверждающие это, либо никогда не водили автомобиль с ЭУР, либо пользуются устаревшими данными. Все современные электроусилители обладают активным возвратом руля в исходное состояние. Осуществляется это так же с помощью сервопривода. Поэтому есть смысл рассмотреть его работу более подробно.
Сервопривод ЭУР: принцип работы
На рисунке показан электропривод ЭУР в разрезе. Очевидно, что основными его частями являются:
- Синхронный 3-х фазный электродвигатель;
- Червячный вал;
- Шестерня рулевого вала;
- Соединительная муфта;
- Датчик положения ротора.
Сначала о том, почему электродвигатель ЭУР синхронный, а не коллекторный. Казалось бы, в автомобиле логичней и дешевле использовать именно второй тип. Изначально так и было. Но принцип работы ЭУР предполагает постоянное включение и выключение электродвигателя, что существенно сказывается на продолжительности службы щеточно-коллекторного узла. Ведь именно в момент пуска двигателя потребляется максимальный ток, что сопровождается образованием мощной искры. Как результат — постоянное техническое обслуживание или замена щеток. Поэтому конструкторам пришлось выбирать между асинхронным и синхронным двигателем. Остановились на последнем, как более простом. Но перейдем непосредственно к конструкции электропривода.
Вал синхронного двигателя через муфту соединен с червячным валом. Последний, совместно с шестерней, представляет собой червячный редуктор. Таким образом, крутящий момент передается с электродвигателя ЭУР непосредственно на рулевой вал, дополняя усилие, приложенное к рулевому колесу.
Датчик положения ротора необходим для нормальной работы синхронного двигателя. Дело в том, что двигатель начинает вращаться, если напряжение приложен только к двум из трех его обмоток. К каким именно, управляющему устройству и удается установить с помощью ДПР. Но основным элементом сервопривода без всякой натяжки можно назвать датчик усилия.
Работа датчика усилия
Принцип действия датчика усилия основан на особенности конструкции рулевого вала. Она заключается в том, что рулевой вал разделён на две части. Чаще всего их называют входной вал и выходной. Валы соединены между собой с помощью торсиона, как это показано на рисунке.
Что такое торсион. Грубо говоря, это металлический стержень из пружинистой стали. Он допускает небольшое скручивание относительно вертикальной оси. Причем после этого возвращается в исходное положение.
Так вот, входной и выходной валы электроусилителя соединены между собой торсионом. Любая попытка поворота приводит к смещению валов относительно друг друга. Максимальный угол смещения составляет несколько градусов в обе стороны. Если этот предел будет превышен, произойдет жесткое сцепление между собой двух частей вала, по сути, превращающее их в один. Кстати говоря, именно благодаря торсиону, который при поворотах оказывается немного скрученным, на руле всегда присутствует определенное усилие, помогающее водителю лучше чувствовать дорогу.
Именно угол смещения между входным и выходным валом и измеряет датчик усилия. Большой угол свидетельствует о сильном закручивании торсиона, то есть о значительном усилии, прилагаемом к рулевому колесу. Эта информация передается на блок управления электроусилителем, который выдает напряжение соответствующей величины и полярности, на обмотки электродвигателя.
Кроме того, на блок управления электроусилителем поступают данные с датчика скорости. Благодаря этому происходит корректировка работы в соответствии со скоростью автомобиля. Чем быстрее движется машина, тем меньше крутящий момент на валу электродвигателя. А при скорости движения более 75 км/ч, ЭУР отключается совсем, никак не влияя на управление авто.
Еще одним датчиком, влияющим на работу ЭУР, является датчик положения коленвала. Благодаря ему электроусилитель руля работает только при заведенном двигателе, а не просто после включения зажигания. Это немаловажно, учитывая, что ток потребления ЭУР не многим меньше 50-ти Ампер.
Поделиться ссылкой:
Похожее
avtoplaz.ru
Что лучше: гидроусилитель или электроусилитель руля?
Некоторые из наших соотечественников помнят, как тяжело давался руль на старых моделях, особенно на малых скоростях или же при старте, парковке, когда остановившуюся машину нужно было направить в какую-либо сторону. Сегодня, к счастью, таких проблем нет, все современные автомобили оснащаются усилителями руля, которые бывают гидравлические или электрические (ГУР, ЭУР). Чем они принципиально отличаются, и какие имеют плюсы-минусы относительно друг друга?
Что лучше гидроусилитель или электроусилитель руля
Конструкция
Принципиальные конструктивные различия видны даже из названий систем. Гидравлический усилитель работает благодаря насосу, приводящемуся в движение двигателем, который поддерживает в рулевой системе надлежащее давление. При малейшем повороте рулевого колеса какую-либо из сторон, гидропривод тут же подхватывает это движение, и начинает подталкивать рулевой вал в нужном направлении. При смене направления привод гидравлики также меняет усилие в другую сторону. Когда руль в нуле, то привод никуда не давит.
Электроусилитель руля в свою очередь состоит из, собственно, электромотора, который установлен на валу и двигает его, и различной электроники и датчиков, которые управляют электромотором. В зависимости от того, что просигнализирует датчик, который следит за малейшими поворотами рулевого колеса, электромотор мгновенно реагирует, и поворачивает вал в нужную сторону.
Различия между гидроусилителем и электроусилителем руля
Что лучше
Вопрос, наверное, некорректен в такой постановке, поскольку в разных ситуациях, для разных машин бывает предпочтительнее и тот, и другой вариант. ГУР считается более мощным устройством, которым можно оснащать мощные машины, полноразмерные внедорожники, а также грузовики. ЭУР экономичен, более компактен, конструкция имеет малый вес. Кроме того, ЭУР лишён всяких канализационных (от слова канал) примочек гидравлики в виде различных шлангов, трубок, соединений, которые протекают, разгерметизируются, фильтры забиваются и так далее. Но ГУР дешевле в производстве, к тому же, его проще ремонтировать при выходе из строя, чем электроусилитель.
Какой усилитель руля выбрать
Что касается комфортности и различий при эксплуатации, то для водителя ЭУР покажется более отзывчивым, причём с электроусилителем можно даже регулировать степень отзывчивости на действия водителя, подстраивать её под себя. Именно поэтому ЭУР используется на всех автомобилях с системой беспилотного вождения. ГУР же может обеспечить водителю почти натуральную отзывчивость, дорога на руле чувствуется вся, просто гораздо легче. Ещё ГУР менее подвержен проблемам при тряске на плохой дороге. Электроусилитель же от сильной вибрации может легко прийти в негодность.
Другие записи по теме:
autowestnik.ru
