Электрогидравлическая рулевая рейка: Принципы работы усилителя руля автомобиля – ЭУР, ЭГУР и ГУР

Принципы работы усилителя руля автомобиля – ЭУР, ЭГУР и ГУР

Запись на услуги

Устройство усилителя руля может быть трех видов: электрическим (ЭУР), электрогидравлическим (ЭГУР) и самым распространенным гидравлическим (ГУР). Он устроен таким образом, что даже при его выходе из строя сохранится возможность управления автомобилем.

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

При выборе типа усилителя рулевого управления лучше ориентироваться именно на ездовые ощущения. Гидравлические и электрические системы имеют серьезные конструктивные отличия и свои слабые и сильные стороны.

В нашем автосервисе можно произвести диагностику и ремонт уселителя руля любой категории – ЭУР, ЭГУР и ГУР. Специалисты сервиса работают на современном оборудовании (стендах), и имеют большой опыт. Монтаж и демонтаж на месте. Гарантия на работы 2 года.

Электроусилитель рулевого управления (ЭУР)

При повороте водителем рулевого колеса происходит скручивание торсионного вала. Эту информацию блоку управления передает датчик крутящего момента. ЭБУ обрабатывает данные, соотносит их с показаниями других датчиков и вычисляет усилие, которое необходимо приложить, чтобы помочь водителю повернуть колеса. Электрический двигатель получает команду и воздействует на вал рулевой колонки либо на рулевую рейку.

Режимы работы электроусилителя:

• Поворот автомобиля в обычном режиме
• Поворот машины на большой скорости
• Поворот машины на малой скорости
• Возврат колес в среднее положение
• Поддержание колес в среднем положении

Электрогидравлический усилитель (ЭГУР)

На помощь механике и гидравлике пришла электроника. В результате такого симбиоза появился электрогидравлический усилитель. Существует два типа ЭГУРа: с электромагнитным клапаном и с электронасосом. Управляет работой усилителя электронный блок на основании показаний датчиков скорости, поворота руля, оборотов коленвала. Набор датчиков может меняться в зависимости от модели автомобиля.

В первой конструкции в распределитель ГУРа дополнительно встраивается электромагнитный клапан и камера обратного действия с поршнем. При повороте колес на месте или при движении с малой скоростью клапан открыт, давление в системе максимально – руль крутить легко. При наборе скорости клапан, управляемый блоком, пропорционально закрывается. В результате давление в системе уменьшается, а усилие на руле увеличивается.

Во второй, более совершенной конструкции, гидронасос заменен электронасосом, приводится не от коленвала, а отдельным электромотором. Управляет его работой блок управления. На малых скоростях скорость вращения насоса максимальна, а на больших – ограничивается блоком управления. Поэтому чем выше скорость движения – тем тяжелее становится руль. Замена гидронасоса электронасосом позволяет снизить расход топлива до 0,2 л на 100 км.

Гидравлический усилитель руля (ГУР)

ГУР – это гидравлический усилитель руля, который преобразует механическую энергию в давление жидкости, нагнетая масло под давлением в рулевой механизм.

Гидроусилитель руля устанавливается на рулевой механизм любого типа. Для легковых автомобилей наибольшее распространение получил реечный механизм. В этом случае схема ГУР следующая:

Бачок гидроусилителя – в резервуаре для рабочей жидкости установлен фильтрующий элемент и щуп для контроля за уровнем масла. С помощью масла смазываются трущиеся пары механизмов и передается усилие от насоса к гидроцилиндру. Фильтром от грязи и металлической стружки, возникающей в процессе эксплуатации, в бачке служит сетка.

Уровень жидкости внутри бака можно проверить визуально в случае, когда резервуар сделан из полупрозрачного пластика. Если пластик непрозрачный или используется металлический бачок, уровень жидкости проверяется с помощью щупа.

В некоторых автомобилях уровень жидкости можно проверить только после кратковременной работы двигателя либо при вращении рулевого колеса несколько раз в разные стороны во время работы машины на холостом ходу.

На щупах или резервуарах сделаны специальные насечки, для холодного двигателя, так и для горячего, работающего определенное времени. Также необходимый уровень жидкости можно определить и с помощью отметок «Max» и «Min».

Насос гидроусилителя – необходим для того, чтобы в системе поддерживалось нужное давление, а также происходила циркуляция масла. Насос устанавливается на блоке цилиндров двигателя и приводится в действие от шкива коленчатого вала при помощи приводного ремня.

Конструктивно насос может быть разных типов. Наиболее распространенными являются лопастные насосы, которые характеризуются высоким КПД и износоустойчивостью. Устройство выполнено в металлическом корпусе с вращающимся внутри него ротором с лопастями.

В процессе вращения лопасти захватывают рабочую жидкость и под давлением подают ее в распределитель и далее в гидроцилиндр.

Привод насоса осуществляется от шкива коленчатого вала, поэтому его производительность и давление зависят от количества оборотов двигателя. Для поддержания необходимого давления в ГУР используется специальный клапан. Давление, которое создает насос в системе, может достигать до 100–150 бар.

В зависимости от типа управления масляные насосы подразделяются на регулируемые и нерегулируемые:

• Регулируемые насосы поддерживают постоянное давление за счет изменения производительной части насоса
• Постоянное давление в нерегулируемых насосах поддерживает редукционный клапан.

Редукционный клапан представляет собой пневматический или гидравлический дроссель, действующий автоматически и контролирующий уровень давления масла.

Распределитель гидроусилителя – устанавливается на рулевом валу или на элементах рулевого привода. Его назначение – направление потоков рабочей жидкости в соответствующую полость гидроцилиндра или обратно в бачок.

Главными элементами распределителя являются торсион, поворотный золотник и вал распределителя. Торсион представляет собой тонкий пружинистый металлический стержень, который закручивается под действием крутящего момента. Золотник и вал распределителя представляют собой две цилиндрические детали с каналами для жидкости, вставленные друг в друга. Золотник связан с шестерней рулевого механизма, а вал распределителя с карданным валом рулевой колонки, то есть с рулем. Торсион одним концом закреплен на валу распределителя, другой его конец установлен в поворотный золотник.

Распределитель может быть осевым, при котором золотник перемещается поступательно, и роторным – здесь золотник вращается.

Гидроцилиндр – встроен в рейку и состоит из поршня и штока, перемещающего рейку под действием давления жидкости. Соединительные шланги высокого давления обеспечивают циркуляцию масла между распределителем, гидроцилиндром и насосом. Масло из бачка в насос и из распределителя обратно в бачок поступает по шлангам низкого давления.

Принцип работы гидроусилителя руля

Режимы работы гидроусилителя при повороте колес в любую сторону:

• Автомобиль стоит неподвижно на месте – колеса установлены прямо. В данный момент гидроусилитель не работает и жидкость просто перекачивается насосом по системе (из бачка в распределитель и обратно).
• Водитель начинает вращать рулевое колесо – крутящий момент от рулевого колеса передается на вал распределителя и далее на торсион, который начинает закручиваться. Поворотный золотник в этот момент не вращается, поскольку ему мешает это сделать сила трения, препятствующая повороту колес. Перемещаясь относительно золотника, вал распределителя открывает канал для поступления жидкости в одну из полостей гидроцилиндра (в зависимости от того, куда повернут руль). Таким образом, вся жидкость под давлением направляется в гидроцилиндр. Жидкость из второй полости гидроцилиндра поступает в сливную магистраль и далее в бачок. Жидкость давит на поршень со штоком, за счет чего перемещается рулевая рейка и поворачиваются колеса.
• Водитель прекратил вращение рулевого колеса – продолжая удерживать его в повернутом положении. Рулевая рейка, перемещаясь, вращает поворотный золотник и выравнивает его относительно вала распределителя. В этот момент распределитель устанавливается в нейтральное положение и жидкость вновь циркулирует по системе, не совершая работы, как и при прямолинейном положении колес.
• Руль выкручен в крайнее положение и удерживается – самый тяжелый режим для гидроусилителя, поскольку распределитель не может вернуться в нейтральное положение, и вся циркуляции жидкости происходит внутри насоса, что сопровождается повышенным шумом его работы. Но стоит отпустить руль, и система придет в норму.

Когда производить замену жидкости в ГУР

Теоретически рабочей жидкостью можно пользоваться в течение всего срока эксплуатации автомобиля, но рекомендуется периодически менять масло.

Сроки замены зависят от интенсивности эксплуатации транспортного средства. При среднегодовом пробеге 10–20 тысяч км, достаточно менять масло раз в два–три года. Если машина эксплуатируется чаще, то и смену жидкости нужно делать чаще.

В результате эксплуатации гидроусилителя повышается температура его элементов. За счет этого греется и масло, что приводит к ухудшению его физических свойств. Если при контроле состояния жидкости замечены посторонние частицы или запах горелого масла – значит, настало время для замены.

Объем жидкости при полной замене не превысит полутора литров. Для жидкости замеряют два уровня: холодный и горячий. Холодный уровень – это точка, при которой температура масла находится в пределах от нуля до тридцати градусов. Горячий уровень – точка, когда температура жидкости варьируется от пятидесяти до восьмидесяти градусов.

Преимущества и недостатки ГУР

Преимуществом системы гидроусилителя является:

• Облегчение управления автомобилем, снижение утомляемости водителя
• Смягчение ударов, которые передаются на рулевое колесо от неровностей дороги
• Лучшая управляемость и маневренность автомобиля

Недостатки системы:

• Постоянно работающий насос отбирает часть мощности у двигателя
• Необходимость периодического обслуживания системы

Вернуться в блог статей

Полезные статьи из блога

• Как работает рулевая рейка – устройство и виды механизмов
• Выявление неисправностей и ремонт рулевых реек

Как устроена рулевая рейка и принцип её работы

Ни одна современная легковая машина не обходится без системы управления. Причём в большинстве случаев речь идёт именно о рулевых рейках, которые играют ключевую роль в этом вопросе. Рулевая рейка (РР) представляет собой узел, который позволяет преобразовывать движение руля в отклонение по горизонтальной плоскости передних колёс автотранспортного средства. Фактически за счёт этого устройства мы получаем возможность с помощью небольшого рулевого колеса управлять внушительным авто.

Первые образцы рулевых реек имели предельно простую конструкцию. В её состав входила шестерня, которая устанавливалась на рулевой вал, а также рейки и рулевые тяги, сопряжённые с шестернёй. Но постепенно конструкция улучшалась, совершенствовалась и модернизировалась. Потому в настоящий момент машины могут оснащаться несколькими видами РР.

Разновидности

В общей сложности выделяют 4 разновидности устройств, которые несколько отличаются между собой принципом работы рулевой рейки. Каждый механизм применяется на множестве автомобилей, что позволяет говорить о хорошем уровне каждого из представленных вариантов.

Многие автолюбители уже прекрасно знают, что такое рулевая рейка и зачем она нужна в машине. В автомобилях это своего рода связующее звено, созданное для связи водителя с колёсами его транспортного средства. При повороте руля именно РР позволяет колёсам повернуться с таким углом и скоростью, как это необходимо водителю, чтобы развернуться или совершить какой-нибудь иной манёвр.

Что касается того, где же находится автомобильная рулевая рейка, то тут можно ответить довольно просто. Находящийся между рулевым колесом и колёсами механизм выступает в качестве преобразователя вращения вала руля в горизонтальное смещение тяг.

Интересно и то, что раньше на автомобили устанавливались исключительно червячные механизмы, на смену которым пришли рулевые рейки. Но не стоит воспринимать РР как продолжение и развитие червячных устройств. Это совершенно иное направление в разработке рулевого управления.

Впервые РР появились на автомобилях, которые выпускались ещё в 19 веке. Тогда конструкция была максимально примитивной, состоя из шестерни, размещённой на рулевом валу, а также соединённой рейкой.

Но на тот момент рейка не завоевала большой популярности. Машины начали оснащать более сложными механизмами, в числе которых был и некогда самый востребованный червячный вариант. Лишь в конце прошлого века инженеры снова обратили внимание на уже достаточно забытый реечный рулевой механизм, и снова начали использовать его в конструкциях автотранспортных средств. Вторая попытка оказалась невероятно удачной. В результате РР активно используются до сих пор, и их конструкцию продолжают развивать и совершенствовать.

Стараниями инженеров и конструкторов мы получили 4 разновидности рулевых реечных механизмов. А именно:

• механические;
• электрические;
• гидравлические;
• электрогидравлические.

Каждый из вариантов исполнения устройства заслуживает отдельного внимания и более детального рассмотрения.

Механические

Если говорить о схемах рулевых реек, то именно у механических устройств она самая простая. Но при этом механические РР наиболее универсальные, что позволяет устанавливать их на автотранспортные средства с передним и задним типом привода.

Повороты колёс, связанных с системой рулевого управления, осуществляются за счёт прикладываемой водителем физической силы. Одной из особенностей системы механического типа является то, что здесь используется переменное передаточное число. Это означает, что шаг зубцов меняется в направлении от середины к краям.

На практике это выглядит следующим образом. Когда машина движется на высокой скорости, углы поворота становятся минимальными. От этого создаётся эффект тяжёлого рулевого колеса, что обусловлено именно большим передаточным числом. Когда же автотранспортное средство паркуется, то есть скорость минимальная, а руль приходится выворачивать до крайнего положения, передаточное число уменьшается, и от этого руль удаётся с относительной лёгкостью повернуть, не прикладывая большие физические усилия. Эта особенность позволяет компенсировать недостаток в виде отсутствия усилителя.

Схема механической системы рулевой рейки включает в себя несколько основных компонентов. Среди них следует выделить такие:

• картер, изготовленный из алюминия. В нём предусмотрена специальная полость, где располагается гофрированная защита, которая предотвращает механизм от повреждения и преждевременного износа;
• шестерня или зубчатое колесо привода. Она располагается внутри корпуса рулевого механизма, и удерживается там с помощью специального надёжного подшипника. Он всё равно может выходить из строя и требовать замены, но на практике подшипник служит достаточно долго и эффективно;
• пружина. Её задача заключается в том, чтобы плотно прижать рулевую рейку по отношению к шестерне. Это позволяет создавать максимально плотное сцепление зубьев;
• втулка, предусмотренная для шарнира тяги. Она осуществляет свою работу в определённом заданном инженерами интервале, а также обеспечивает нужный ход для механической рулевой рейки автомобиля.

Несмотря на свою простоту и надёжность, механические узлы постепенно уходят в прошлое.

Электрические

Теперь следует рассмотреть, как работают рулевые рейки уже электрического типа. Тут речь идёт про устройство рулевой рейки, оснащённой специальным рулевым электроусилителем или просто ЭУР.

У ЭУРа есть свои особенности конструкции и работы. Основной принцип функционирования устройства заключается в наличии электрического двигателя. Этот электромотор позволяет с максимальной точностью передавать усилие, с которым водитель воздействует на рулевое колесо.

В зависимости от конструктивных особенностей и исполнения устройства, электроусилители устанавливают в автомобилях на рулевой вал, либо же интегрируют в рейку. Есть также возможность встроить электродвигатель в рулевую колонку, но этот вариант считается самым опасным, несмотря на наименьшую стоимость реализации конструкции. Если электромотор разместить внутри рулевой колонки автомобиля, при его поломке машина фактически станет неуправляемой. Последствия подобной неисправности, которая может произойти прямо во время движения авто, представить не сложно. Водитель потеряет управление, не сможет подавать команды передним колёсам. Подобная неисправность встречалась на ЭУР, которые устанавливались на первое поколение автомобиля Lada Priora. Машины первых лет выпуска славились низким уровнем надёжности электроусилителей рулевого управления.

А вот схема интегрирования с рейкой позиционируется как самая безопасная. Её применяют на автотранспортных средствах высокого класса. Во многом это обусловлено стоимостью реализации схемы.

Несмотря на определённые недостатки электроусилителей, которые характерны в большей степени только при одном варианте их размещения, электрические РР обладают широким перечнем преимуществ:

• ЭУР позволил добиться отличных показателей коэффициента полезного действия;
• хотя в конструкции используется электродвигатель, система всё равно получилась более чем простой;
• весь узел не занимает много места, что позволяет говорить о компактности решения и выделять это качество как одно из преимуществ;
• электрические рейки не боятся изменений погодных условий. Потому они одинаково эффективно работает при сильной жаре и при заморозках;
• важной особенностью и преимуществом можно назвать факт отсутствия в узле каких-либо рабочих жидкостей. Это позволяет исключать проведение разных работ по их замене, не нужно контролировать утечки и пр.;
• конструкция не предусматривает использования трубок, прокладок, сальников и прочих элементов, которые можно считать слабым или уязвимым местом системы. Такая особенность выделяет ещё один важный плюс в виде высокого уровня надёжности;
• рулевая рейка электрического типа, оснащённая электромотором в качестве усилителя, расходует минимум энергии. Это обусловлено тем, что электромотор включается в работу лишь тогда, когда водитель поворачивает руль. При передвижении на высокой скорости электродвигатель также отключается;
• некоторые воспринимают ЭУР как что-то дорогое и сложное. Но практика говорит об обратном. Устройство получилось надёжным и доступным по цене. При необходимости, если двигатель всё же выйдет из строя, на покупку нового электромотора тратить большие деньги не придётся. ЭУР относится к относительно недорогим устройствам;
• приятным бонусом ко всем перечисленным ранее преимуществам станет факт быстрого возврата рулевого колеса в его нейтральное положение.

Объективно электрические рулевые рейки обладают солидным перечнем преимуществ. При этом выделить какие-то явные недостатки, если не говорить об электромоторах, интегрированных в рулевую колонку, сложно.

Гидравлические

Эти рулевые рейки считаются главными конкурентами электрических систем. Но если посмотреть, как устроены рулевые рейки гидравлического типа, ничего общего с конкурентами вы не увидите.

Принцип работы гидроусилителя или ГУР основывается именно на использовании гидравлической жидкости. С её помощью передаётся усилие, прикладываемое водителю к рулевому колесу. Это позволяет создать достаточно лёгкое и точное управление транспортным средством.

За счёт использования гидравлической системы, неровности на дорогах и проезды по ямах на так сильно ощущаются и передаются на рулевое колесо. То есть водитель меньше ощущает все прелести отечественных автодорог. Это объясняется особенностью конструкции гидравлической рулевой рейки, где все удары гасятся за счёт работы гидроусилителя.

Но при этом высокое давление гидравлической жидкости, которое возникает непосредственно в момент удара, негативно сказывается на состоянии и работоспособности всего рулевого узла.

Если в случае с ЭУР выделяли внушительный список достоинств системы, то здесь в основном акцентируют внимание на имеющихся недостатках. ГУР действительно имеет ряд минусов, среди которых выделяют наиболее значительные.

• уровень информативности руля весьма низкий, если сравнивать с электрическим аналогом рулевой рейки;
• отсутствует качественная и достаточно хорошая обратная связь у руля;
• работа системы основывается на создании высокого давления, из-за чего страдает надёжность гидроусилителя;
• в конструкции с гидроусилителем применяются различные сальники, трубки и уплотнители. Это слабые места гидравлической системы. Здесь довольно часто возникает протечки, которые приходится устранять. Трубки, сальники и прокладки подлежат замене;
• система работает постоянно. Если привести пример электроусилителя, где электромотор включается исключительно по мере необходимости, в случае с гидроусилителем всё иначе. Насос работает постоянно, то есть непрерывно обеспечивает циркуляцию рабочей жидкости по системе. Это происходит даже в ситуациях, когда двигатель запущен, но машина стоит неподвижно. Такая особенность работы негативно сказывается на состоянии. Система быстрее изнашивается и требует ремонта, либо замены;
• гидравлические типы рулевых реек чаще требуют ремонта, нежели электрические. Плюс автовладельцу приходится заниматься такими мероприятиями как замена гидравлической жидкости. Процедура не самая тяжёлая, но всё же накладывает дополнительные обязанности и хлопоты.

Такой обширный перечень недостатков привёл к тому, что на легковых автомобилях ГУР применяется редко. Зато гидроусилители стали наиболее эффективным решением при создании системы управления на грузовиках и большегрузных машинах. Рулевые рейки гидравлического типа, где применяется гидроусилитель, позволяет передавать более высокое усилие. Электродвигатель в этом компоненте справляется с передачей усилия на грузовых авто значительно хуже.

Электрогидравлические

Ознакомившись с устройством рулевых реек с гидроусилителем, а также изучив слабые стороны ГУР и достоинства ЭУР, никого не удивит появление гибридной системы рулевого управления.

Примерно понимая, как устроена рулевая рейка, эксплуатируемая с гидроусилителем и электроусилителем, можно также понять и суть электрогидравлической системы.

Фактически появление электрогидравлической рейки стало логическим продолжением обычной классической гидравлики. Как и в случае с ГУР, основным рабочим компонентом узла остаётся гидравлическая жидкость, перекачивая насосом. Вопрос лишь в том, как именно приводится в движение этот насос.

В обычных гидроусилителях помпа, перекачивающая гидравлическую рабочую жидкость, функционировала от главного двигателя. В этом проявлялась одна из проблем ГУР, которая привела к появлению сразу нескольких объективных недостатков. Потому инженеры решили устранить этот недочёт, установив отдельный электродвигатель для работы насоса. Теперь ДВС из системы исключили.

Такое нововведение позволяет говорить о новом виде рулевой рейки электрогидравлического типа. Внедрение электрического мотора для работы насоса устранило недостатков в виде низкой информативности и отсутствия обратной связи.

На практике работу электрогидравлической рейки можно описать примерно следующим образом. По мере увеличения скорости движения автотранспорта электромотор создаёт меньшее давление. Это позволяет делать рулевое управление достаточно жёстким при высокой скорости, создавая более безопасные условия движения.

Признаки неисправностей

От исправного состояния системы рулевого управления напрямую зависит безопасность движения автомобилиста на своём транспортном средстве. Потому при первых же признаках неисправностей рулевой рейки следует незамедлительно принимать меры по их устранению.

Первым делом автовладельцы должны понимать, как именно определить неисправности рулевых реек. Сделать это не так сложно, если знать про характерные симптомы и признаки приближающейся поломки установленной на автомобиль рулевой рейки.

Да, точно подтвердить или опровергнуть неисправность рулевой рейки можно путём диагностики и проведения демонтажных работ. Но порой даже косвенных признаков достаточно, чтобы подтвердить диагноз.

Для начала запомните, что рулевая рейка не ломается на ровном месте, если речь не идёт о попадании в яму или ДТП. Существуют определённые признаки, указывающие на износ и приближающуюся серьёзную неисправность. Потому перед тем как проверить рулевую рейку, прислушайтесь к поведению своей машины. Она сама подскажет вам, что возникли какие-то неполадки, которые вскоре могут обернуться дорогостоящими и опасными поломками.

В зависимости от типа рулевой рейки, могут проявляться те или иные признаки. Рассмотрим основные из них:

• если это рулевая рейка гидравлического типа, тогда неисправность можно определить по постоянному падению уровня жидкости в специальном бачке;
• также в случае с ГУР возможно появление следов от гидравлической жидкости, которые накапливаются в пыльниках тяг;
• управление стало заметно более чувствительным. Даже когда вы осуществляете небольшой поворот рулевого колеса, машину практически бросает из стороны в сторону;
• поворот руля не соответствует углу, на который поворачиваются передние колёса автотранспортного средства;
• ещё руль может не возвращаться в своё исходное центральное или нейтральное положение, либо плохо это делать, когда машина завершает манёвр и возвращается к прямолинейному движению;
• когда рулевое колесо находится в центральном положении, усилие может пропадать. Это указывает на неисправность в системе;
• порой автомобилисты сталкиваются с тем, что руль начинает буквально самопроизвольно вращаться. Плохой признак, указывающий на необходимость срочно заняться ремонтом;
• когда руль вращается, усилия отсутствуют вовсе. Это потенциально указывает на выход из строя гидравлики или электромотора;
• при езде в условиях мелких неровностей создаётся сильный стук и передаётся в руль. Но он может уменьшаться, когда рулевое колесо выворачивается в крайние положения;
• руль полностью заклинивает, его не удаётся повернуть ни в одну из сторон;
• управлять машиной становится практически невозможно, поскольку для любого манёвра требуется прикладывать огромное усилие.

Появление хотя бы одного из перечисленных признаков говорит о том, что с рулевым управлением возникли проблемы. Неисправность может сохраняться в виде едва заметных симптомов длительное время, либо же в один момент привести к серьёзной поломке, которая наиболее опасна именно во время движения машины.

Это говорит о том, что даже слабо проявляемые признаки проблем с рулевой рейкой игнорировать ни в коем случае нельзя. В подобных ситуациях следует обратиться в автосервис, либо же заехать в собственный гараж для самостоятельного решения образовавшейся проблемы. Порой выполнить ремонт можно своими руками. Это не так сложно, если следовать инструкциям, соблюдать рекомендации автопроизводителя, а также не забывать о технике безопасности.

Преимущества и недостатки

Если подводить общий итог по всем разновидностям рулевых реек, можно выделить несколько сильных и слабых сторон подобных систем.

К преимуществам можно отнести следующие моменты:

• конструкции всех типов занимают мало места, они компактные и достаточно простые;
• многие неисправности можно решить своими силами, избегая дополнительных трат на услуги автосервисов;
• рулевые рейки с гидроусилителем, электроусилителем и обычного механического типа обладают небольшим весом;
• при грамотной эксплуатации не требуется постоянный уход и частое обслуживание;
• системы обеспечивают точное управление, поскольку колёса прекрасно слушаются руля;
• стоимость всех видов усилителей небольшая, а потому ремонт рулевых реек обходится сравнительно дёшево.

Но параллельно не стоит упускать тот момент, что неровности дороги могут ощутимо передаваться на руль. А это создаёт определённый дискомфорт для водителя. Также автовладельцу всё же приходится заниматься профилактическим обслуживанием, проверяя уровень жидкости, подтягивая соединения, инспектируя состояние трубок, уплотнителей и пр.

Рулевые рейки относятся к категории достаточно надёжных узлов автотранспортного средства. При этом срок службы или эксплуатационный период зависит от целого ряда фактора. А именно:

• условия эксплуатации;
• стиль вождения;
• условия хранения и содержания машины;
• качество сборки;
• используемые детали;
• качество проведённого ремонта;
• наличие коррозии и ржавчины.

Если постоянно держать автомобиль в условиях повышенной влажности и сырости, свою роль сыграет процесс образования коррозии, которая с лёгкостью сможет разрушить рулевую рейку с течением времени. Также на состояние РР негативно влияет частая езда по кочкам, ямам и всевозможным неровностям. Постепенно они снижают ресурс узла, провоцируют усталость металла и в результате рейку приходится менять или частично ремонтировать.

Применительно к легковым автомобилям, именно реечные рулевые механизмы остаются наиболее востребованными и актуальными. Объясняется это простотой конструкции, малой стоимостью механизмов, а также их небольшими размерами. Пока лучшей альтернативы для категории легковых машин не предусмотрено.

Электрическое и гидравлическое рулевое управление: всесторонний сравнительный тест — характеристика

ТРЭВИС РЭТБОУН, РОЙ РИЧИ

Технологии — непостоянный друг, одной рукой подталкивающий нас вперед, а другой взимающий непомерную плату за проезд. Современные двигатели, которые впечатляют нас мощностью и эффективностью, отделяются от механических коробок передач, которые помогают им петь. Крепкие конструкции кузова защищают нас от опасности в случае аварии, но они настолько тяжелы и их трудно увидеть из-за того, что мы более склонны сталкиваться с опасностями, которых легко избежать на действительно мощных автомобилях. Электронные системы стабилизации и тяги прекрасны, за исключением случаев, когда их невозможно отключить.

Рулевое управление с электроусилителем (EPS) — это новейшая технология, которую мы несем. Замена гидравлического усилителя электродвигателем с компьютерным управлением казалась разумной идеей, когда она впервые появилась. Когда-нибудь управление всеми автомобилями будет проводным; сегодняшняя EPS выглядит как шаг в этом направлении. Но за последнее десятилетие вождения автомобилей, оснащенных EPS, мы обнаружили, что им не хватает чувствительности, они плохо настроены, а иногда просто странны по сравнению с гидравлическими вспомогательными установками, которые извлекли выгоду из более чем полувековой разработки.

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

Рулевое управление с гидравлическим усилителем

Внутренняя полость рулевого механизма разделена на две камеры герметичным поршнем, прикрепленным к рейке. Подача гидравлической жидкости под давлением на одну сторону поршня при одновременном возврате жидкости с другой стороны в резервуар обеспечивает помощь при рулевом управлении. 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 рейки

Рулевое управление с электроусилителем

шарико-винтовой механизм через зубчатый резиновый ремень. Винт входит в спиральный вырез на внешней стороне рулевой рейки. Датчик крутящего момента, прикрепленный к валу-шестерне, сигнализирует раздаточному компьютеру о необходимости оказания помощи.

1. Вал шестерни
2. Датчик крутящего момента рулевого момента
3. Корпус с стойкой и пиновой
4. Электродвигатель
5. Шаровой скромный механизм
6. Руководящая стойка
7. Приводной пояс. приводной гидравлический насос увеличивает расход бензина примерно на 1 милю на галлон. Прежде чем гидравлический усилитель руля (HPS) пойдет по пути багги, мы хотели понять различия, поэтому мы придумали этот тест. BMW удобно предлагает оба типа помощи на моделях 5-й серии, оснащенных полным приводом. (HPS выживает здесь, потому что немного более громоздкий блок EPS подходит только для модели с четырьмя цилиндрами.) BMW 528i xDrive за 61 125 долларов США служил нашей лабораторной крысой EPS, в то время как его 535i xDrive (69 долларов США),695) родной брат вступился за HPS. Помимо типа рулевого управления, заметными отличиями являются шесть цилиндров в 535i xDrive по сравнению с четырьмя в 528i xDrive, больший вес на 143 фунта на передней оси более дорогого 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 обеих моделей.

   Мы разделили наш тест на два сегмента: практическая, чисто субъективная оценка вождения, за которой следовали инструментальные полигонные тесты. На первом этапе руководящий комитет из 11 редакторов с многолетним опытом совместной работы проехал на BMW — не зная, какой тип рулевого управления работал — по нашему любимому испытательному кругу на юго-востоке Мичигана: 13,8 миль криков и лощин, резких левых, права с уменьшающимся радиусом; по сути, наша собственная Североамериканская Нордшляйфе. Каждый водитель заполнил по одному бюллетеню из 10 пунктов на машину. Затем два BMW были переданы коллегам из Cayman Dynamics, где инженеры установили набор датчиков и записали для анализа результаты различных тестов реакции на рулевое управление.

   Некоторые из наших результатов были предсказуемы; некоторые нас удивили. Первым открытием стало то, что ни один из автомобилей BMW не отличается превосходной чувствительностью руля и обратной связью. Это наблюдение согласуется с посредственными отзывами, которые мы даем каждой 5-й серии, включая M5, с тех пор как три года назад появилось шестое поколение.

   После многолетних споров об EPS шокирующее открытие состоит в том, что редакция C/D предпочла электрическую систему BMW ее гидравлической помощи. Общее количество голосов в семи из десяти рейтинговых категорий отдавало EPS от двух до восьми баллов в пользу каждой. Гидравлика блистала только в трех категориях обратной связи, где она выиграла сравнение по центру с четырьмя очками и сравнялась с EPS в наших рейтингах производительности в середине маневра и в экстремальных поворотах.

   Нажмите, чтобы загрузить полные данные о производительности и спецификации

   Что такое рулевая рейка с электроусилителем и как она работает? • D S Auto

   Вся автомобильная промышленность движется к электроусилителю рулевой рейки!

   Рулевая рейка с электроусилителем — это разновидность рулевой рейки с усилителем, в которой используется электрический ток и электроника, облегчающие нам управление автомобилем.

   Поскольку практически все становится цифровым и электрическим, то же самое происходит и с нашими автомобилями! Это одна из технологий, которая привлекает большое внимание в автомобильном мире с начала 2000-х годов.

   Не поймите меня неправильно, старая технология — рулевое управление с гидравлическим усилителем все еще широко используется на дорогах, и я люблю свое первое поколение Perodua Myvi таким, какое оно есть.

   Но –

   Если вы следили за автомобильными новостями в начале 2010-х годов, вы увидите, что большинство производителей автомобилей уже начали внедрять электроусилитель руля из-за его многочисленных преимуществ по сравнению с гидравлическим усилителем руля.

   Достаточно скоро мы начнем видеть каждую машину, оснащенную этой причудливой новой технологией.

   «Будущее уже сейчас».

   Эта статья познакомит вас с новейшими гаджетами в системе рулевого управления автомобиля. Мы рассмотрим…

   • Что такое электроусилитель руля?
   • Какие компоненты рулевого управления с электроусилителем?
   • Как это работает?
   • Преимущества электроусилителя руля
   • Недостатки электроусилителя руля

   Что такое электроусилитель руля?

   Это, мой друг, рулевая рейка с электроусилителем. Вы даже можете увидеть прикрепленный к нему электродвигатель.

   Электро-усилитель-рулевая рейка. Давайте разберем это один за другим.

   «Рулевая рейка» представляет собой набор реечных шестерен, который соединяется с обоими передними колесами. Когда мы поворачиваем руль, реечные шестерни включаются таким образом, что колеса автомобиля смещаются влево или вправо, что и ведет автомобиль.

   «Power» — это сокращение от «усилитель». Это облегчает управление нашим автомобилем, обеспечивая дополнительную поддержку, которая помогает нам поворачивать рулевую рейку.

   «Электричество» означает, что рулевая рейка использует электронику для обеспечения дополнительной мощности.

   Вот и все. В целом, рулевая рейка с электроусилителем такая же, как и любая другая рулевая рейка, за исключением того, что она обеспечивает дополнительную мощность за счет электрических компонентов.

   Если вы не знакомы с тем, как работает автомобильное рулевое управление, я настоятельно рекомендую эту статью о том, как работает автомобильное рулевое управление. Он описывает систему управления автомобилем сверху вниз (от того, как вы поворачиваете руль, до фактического управления автомобилем). Это очень поможет.

   Какие компоненты рулевой рейки с электроусилителем?

   Теперь, когда у нас есть фундамент, давайте поговорим об электроусилителе руля.

   Вот четыре компонента электроусилителя руля, которых нет у обычной рулевой рейки.

   Часть № 1: Блок управления двигателем (ECU)

   По сути, это мозг нашего электроусилителя руля. Он собирает информацию от своих собратьев-сенсоров, оценивает ситуацию и отдает приказы другим компонентам.

   Блок управления двигателем (ECU) подобен мозгу — он получает и интерпретирует информацию.

   Часть №2: Сенсоры

   Эти люди — разведчики. Они следят за тем, как мы едем, и сообщают об этом вдохновителю (ЭБУ), чтобы он мог решить, какие действия предпринять.

   • Датчик крутящего момента — сообщает, насколько сильно мы поворачиваем руль.
   • Датчик угла поворота руля – Сообщает текущее положение нашего руля.
   • Датчик скорости автомобиля — сообщает скорость нашего автомобиля (как одометр).

   Сенсоры — отличные разведчики. Они контролируют и передают информацию в ECU.

   Источник

   Изображение Жоао Пауло Шагаса (CC BY 4.0).

   Шкура

   Деталь № 3: Мотор

   «ХАЛК РАЗБИТ!» (Ну в таком случае получается.)

   Этот парень мускулы электроусилителя руля. Единственное, что он умеет делать, это обеспечивать мощность вращения шестерни.

   ЭБУ управляет двигателем.

   На основе входных сигналов от датчиков ЭБУ принимает решение и сообщает двигателю, как быстро и когда поворачивать.

   Когда ЭБУ дает команду повернуть, он поворачивается.

   Электродвигатель мышц. Это помогает нам поворачивает нашу рулевую рейку.

   Источник

   Анимация от Abnormaal (CC BY-SA 3.0).

   Скрыть

   Деталь № 4: Редуктор

   Редуктор — это набор шестерен, которые усиливают крутящий момент.

   Другими словами, он забирает мощность вращения двигателя и делает его еще мощнее.

   Мы называем их редуктором, потому что это буквально шестерня уменьшенного размера.

   Когда вы поворачиваете меньшую шестерню и используете ее для привода большей шестерни, что происходит? Большая шестерня движется медленнее, но сильнее. Оттуда дополнительный крутящий момент облегчает нам управление нашей тяжелой машиной.

   Пример 101. У велосипедов тоже есть шестерни!

   Если вам посчастливилось владеть велосипедом с регулируемой передачей, вы поймете это лучше.

   • Когда вы переключаетесь на более высокую передачу (множитель передач), вам становится труднее крутить педали, но с каждым оборотом велосипед движется намного сильнее.
   • Когда вы переключаетесь на более низкую передачу (понижающая передача), становится очень легко крутить педали, но вам нужно крутить педали намного больше, чтобы заставить его двигаться.

   Именно поэтому нам нужно повернуть руль на 2 оборота, чтобы колеса машины двигались так мало.

   Редуктор — это просто большая шестерня, соединенная с меньшей шестерней.

   Как работает электроусилитель руля?

   Начинается с датчиков. Автомобиль с электроусилителем руля оснащен датчиком угла поворота рулевого колеса и датчиком крутящего момента, прикрепленными к рулевой колонке, а также датчиком скорости автомобиля, прикрепленным к картеру трансмиссии.

   Пока мы едем, каждый датчик контролирует определенный параметр. Например,

   • Датчик крутящего момента — отслеживает, насколько сильно мы поворачиваем руль.
   • Датчик угла поворота руля – Отслеживает текущее положение нашего руля.
   • Датчик скорости автомобиля — контролирует скорость нашего автомобиля (как одометр).

   Затем они постоянно передают эту информацию обратно в мозг нашего автомобиля — блок управления двигателем (ECU). Когда ЭБУ получает данные, он начинает оценивать, как сильно вы поворачиваете и какой усилитель мощности вам потребуется — и все это в течение доли секунды.

   Если ЭБУ считает, что у вас все в порядке и вам не нужен усилитель мощности, жизнь продолжается.

   Но, если ЭБУ решит, что вам нужен усилитель мощности, он подаст ток на двигатель.

   Двигатель представляет собой обычный двигатель постоянного тока. Когда на него подается ток, он начинает вращаться. Впоследствии это перемещает комплект редуктора, прикрепленного к вашей рулевой колонке, который поворачивает саму рулевую колонку. Это движение дает вам силовую помощь. Рулевое колесо станет легче, потому что двигатель поворачивает рулевое колесо в нужном вам направлении.

   Так или иначе, рулевая колонка соединена с шестерней нашей рулевой рейки. При его вращении ведущая шестерня поворачивается, а рулевая рейка перемещается влево и вправо, что также приводит к перемещению колес автомобиля влево или вправо. И я думаю, вы знаете остальную часть истории – машина поворачивает!

   Так почему мы переходим на электричество?

   Уверен, вы уже заметили. Электроусилитель руля и гидравлический усилитель руля делают одно и то же, а именно уменьшают усилия, необходимые для управления автомобилем.

   Итак, почему мы заменяем гидравлическое рулевое управление электроусилителем? Вот некоторые из преимуществ электроусилителя руля.

   Плюсы №1: Экономия топлива

   В традиционном рулевом управлении с гидравлическим усилителем используется насос рулевого управления, который приводится в действие ремнем двигателя.

   В тот момент, когда вы запускаете двигатель автомобиля, насос рулевого управления начинает работать независимо от того, крутите вы руль или нет.

   Это истощает мощность двигателя вашего автомобиля, а значит, вы получаете меньшую отдачу от счетов за бензин.

   В отличие от рулевого управления с гидравлическим усилителем, рулевое управление с электроусилителем активируется только при необходимости.

   • Когда вы поворачиваете, датчики сообщают ЭБУ, что вам нужна помощь в повороте автомобиля. Затем ЭБУ дает команду двигателю повернуться.
   • Когда вы не поворачиваете, детали электроусилителя руля просто остаются на месте.

   Да, теперь вам нужно больше электроэнергии от аккумулятора и автомобильного генератора, чтобы обеспечить питание этих компонентов.

   Но в совокупности это намного меньше потерь по сравнению со старым гидравлическим способом!

   Рулевое управление с электроусилителем снижает расход топлива на 2% по сравнению с его гидравлическим аналогом.

   Это вредно для окружающей среды и нашего кошелька.

   Плюсы № 2: больше никаких утечек и доливки жидкости для рулевого управления!

   Поскольку электроусилитель руля больше не требует гидравлики для обеспечения усиления, мы можем полностью избавиться от насоса рулевого управления, шлангов и жидкости рулевого управления. Это устраняет одну распространенную проблему с рулевой рейкой с усилителем — утечку жидкости!

   Прошли те времена, когда нужно было доливать жидкость для рулевого управления.

   Ах, разве жизнь теперь не прекрасна?

   Замена вытекшей жидкости стоит и времени, и денег, и множества ненужных головных болей.

   Источник

   Изображение Роберта Коуз-Бейкера (CC BY 2.0).

   Hide

   Плюсы №3: Программируемость – безграничный потенциал

   Будучи электронным и управляемым компьютером устройством, мы не ограничены природой гидравлических систем.

   Теоретически мы можем использовать электронику, чтобы следить за всем и принимать взвешенные решения. Если нам что-то не нравится, мы можем настроить их с помощью программирования.

   Вот два примера того, чего мы добились с помощью электроусилителя руля: (i) Оптимизация системы помощи при крутящем моменте и (ii) Система удержания в полосе движения.

   Помощь при оптимизации крутящего момента.

   Когда наш автомобиль стоит, им труднее управлять, и мы могли бы использовать дополнительный усилитель крутящего момента. К сожалению для нас, мы не смогли получить это от гидравлического усилителя руля.

   Гидравлический усилитель рулевого управления приводится в действие насосом рулевого управления, который зависит от частоты вращения двигателя. Когда наша машина стоит, обороты нашего двигателя будут низкими. При этом насос рулевого управления получает меньшую мощность, и, в свою очередь, мы получаем меньший крутящий момент.

   Как видите, существует несоответствие между выходным сигналом усиления крутящего момента и необходимым нам усилием крутящего момента.

   Но знаете что?

   Электроусилитель руля может решить эту проблему. Электроусилитель руля, как и компьютер, можно запрограммировать на оказание максимальной помощи при холостых оборотах двигателя.

   Это значительно упрощает маневрирование на парковке и выезде с нее!

   Он также уменьшает усилие рулевого управления, когда мы едем быстро, так что автомобиль с меньшей вероятностью будет рыскать, чем их гидравлический аналог.

   Система удержания в полосе движения.

   Камера или лазер распознает и контролирует дорожную разметку, когда мы едем.

   Они действуют как наши третьи глаза.

   Как только мы съезжаем с полосы движения, система обнаруживает это и поворачивает руль, чтобы вернуть машину в нужное русло. Да, это так волшебно. Но, конечно, садиться за руль в нетрезвом виде — плохая идея.

   Как видите, мы ничего не оставляем на волю случая. Мы можем «видеть» все, и мы можем контролировать практически все с помощью системы рулевого управления с электроусилителем.

   Если вы хотите узнать больше об этой конкретной технологии, вот короткая и простая статья о системе помощи при удержании в полосе движения.

   Нет сомнений, что сейчас мы движемся к цифровой эре.

   Электроусилитель руля — это все единороги и радуги?

   Как бы я ни любил электроусилитель руля, у него все же есть свои недостатки. Вот несколько примеров.

   Недостатки №1: Плохая обратная связь от рулевого управления.

   Многие, кто купил автомобиль с электроусилителем руля, отмечают, что рулевое управление не дает такой хорошей обратной связи с дорогой, как раньше.

   Для некоторых людей автомобиль — это не просто поездка из точки А в точку Б. Это острые ощущения и удовольствие. И это включает в себя ощущение ощущения дороги, отражающейся на вашем рулевом колесе. Раньше он был сырым, естественным и аутентичным. Вы можете чувствовать каждое включение и выключение между шинами и дорогой.

   Теперь он кажется… плоским и роботизированным, и это лишает веселья и эмоций. Вы чувствуете, как будто рулевое колесо отсоединено от протекторов передних шин.

   С электроусилителем руля вы уже не сможете чувствовать дорогу так же хорошо, как раньше.

   Минус № 2: Электроника не на 100% отказоустойчива!

   Помните, о чем нас предупреждал Джон Коннор в фильме «Терминатор»?

   «Не доверяйте роботам!»

   Он почти верно, электроника тоже может подвести.

   В случае, если двигатель выходит из строя, вместо того, чтобы помогать нам, двигатель может сопротивляться нашему усилию рулевого управления.

   Это действительно страшная мысль.

   Но, к счастью, есть отказоустойчивый механизм, предотвращающий это.

   Прежде всего, ECU отключит питание двигателя при обнаружении любой проблемы. Это позволит избежать любой нежелательной «помощи» со стороны мотора, которая не помогает, а сопротивляется усилию ручного управления.

   Кроме того, наш руль все еще механически связан с рулевой рейкой. Так что, даже если электроника не работает, мы все равно можем контролировать и управлять автомобилем (хотя и сложно).

   Без гидроусилителя управлять автомобилем может быть ОЧЕНЬ очень трудно. Это может привести к автомобильной аварии в зависимости от силы и навыков водителя.

   Но знаете что…

   Некоторый контроль лучше, чем ничего, верно? Электроника

   по-прежнему дает сбои, и с ними, как известно, трудно справиться.

   Источник

   Изображение Binarysequence (CC BY-SA 3.0)

   Скрыть

   Итог

   Это все от А до Я, что вам нужно знать об электроусилителе руля.