Принцип работы электроусилителя руля на гранте

Обновлено: 04.02.2025

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.

Колонка с EPS - самая дешевая вариация, устанавливается на бюджетных легковых автомобилях. Основные недостатки связаны с конструкцией узла: вращающийся ротор определенной массы невозможно остановить мгновенно - появляется паразитный момент инерции. Плюс, червячная передача повышает потери на трение. В результате руль становится неинформативным, а сопротивление возрастает, и убрать эти недостатки невозможно. Поэтому водители, пересевшие с автомобилей с ГУР на авто с ЭУР в рулевой колонке, не в восторге от электроусилителя. Механическая рейка - одновременно преимущество и недостаток: с одной стороны, конструкция сухой рейки максимально простая. С другой, сухая рейка может корродировать до предела, не подавая признаков неисправностей. Ремонт рейки с ЭУР включает диагностику, устранение неисправностей в механической и/или электронной части. В некоторых случаях рационально купить рулевую рейку с EPS.

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.

Рассмотрим принцип работы электроусилителя рулевого управления, устройство, схему, плюсы и минусы, а так же основные неисправности. В конце статьи смотрите видео – принцип работы электроусилителя. Рассмотрим принцип работы электроусилителя рулевого управления, устройство, схему, плюсы и минусы, а так же основные неисправности. В конце статьи смотрите видео – принцип работы электроусилителя.

Электроусилитель рулевого управления автомобиля (электроусилитель руля) — предназначен для минимизации усилий водителя во время поворота руля. Тем самым увеличивая комфорт и безопасность. Основной плюс это полное отсутствие гидравлических элементов и механизмов в системе, что так же повышает безопасность автомобиля. Благодаря электронике, за счет которой работает усилитель, инженеры смогли реализовать множество дополнительных функций, которые нельзя установить на гидравлический усилитель.

Что такое электроусилитель руля

Электроусилитель — это высокотехнологичный узел, который исключает гидравлику и работает полностью на основе электроники. Если сравнивать гидравлику и электронику, то последний стремительно набирает популярности, как среди водителей, так и производителей. Основной плюс это стоимость производства, которая на порядок меньше, чем гидравлический, к тому же практически не требует внимания.

Большая часть управления приходится на датчики и электронику, которые следят за действиями водителя, анализируют полученные данные и передают сигналы на исполнительные механизмы для поворота колес. Среди частых поломок, скорей носят характер дефекта, изъяны в управлении, изнашиваемость деталей и прочее. Между тем, производитель учитывает всевозможные недочеты и по мере возможности, устраняет их. Если говорить в общем, о качестве и комфорте, то основой плюс – отсутствие передачи вибрации и ударов на руль.

Как устроен электроусилитель руля автомобиля

Если с основным назначением электроусилителя руля понятно, то вот принцип строения вовсе отличается от классического гидроусилителя. На сегодня устройство ЭУР (электроусилитель) во многом зависит от производителя автомобиля, но специалисты выделяют классический вариант, устройство которого не меняется. В стандартный набор входит электродвигатель на рулевой колонке, передача механическая (шестеренчатая), а так же система управления на базе электронного блока. Каждая из перечисленных деталей выполняет свою важную роль.

Например, электродвигатель (электромотор), как правило, это асинхронный двигатель, приводит в действие усилитель руля. Хотя и здесь выделяют несколько схем и принципов установки такого электродвигателя. Первый вариант, когда электродвигатель передает усилие непосредственно на вал руля. Механизм устанавливается на рулевую колонку, посредством механической передачи (шестеренок или червячной передачи), усилие передается от двигателя к рулевому колесу. Как показывает практика, такой вариант устройства электроусилителя отживает свое и менее востребован.

Второй вариант установки, когда электромотор передает усилие на саму рулевую рейку. Можно сказать это более практичный вариант устройства электроусилителя и более востребованный (распространенный) среди современных автомобилей. Существует два основных подвида, когда передача усилия ведется через две шестерни или за счет параллельного привода. С параллельным приводом усилие электродвигателя передается непосредственно на рулевую рейку всего механизма, за счет ремня или винт-шариковой передачи. Если же ЭУР на основе двух шестеренок, то передача усилия идет на рулевую рейку от руля за счет одно шестерни. Что касается второй шестерни, то на нее усилие передается с помощью электродвигателя.

Не менее важным элементом электроусилителя считается редуктор. По виду это механическая передача, состоящая с шестеренки и червячного элемента. В зависимости от устройства электроусилителя и самой модели автомобиля, данное соединение может менять форму, а так же само устройство. Основой задачей считают преобразования усилия поворота руля на рулевую рейку или же от руля на электродвигатель. Соединены детали между собой, как правило, под углом в 90 градусов.

Последняя и самая незаменимая деталь электроусилителя руля – электронный блок управления. Можно сказать, что это сердце всего механизма, так как именно он получает сигналы, обрабатывает их и решается дальнейшие действия других механизмов системы. По структуре строения – набор микросхем, логический блок, предохранители и прочие элементы, отвечающие за работу электронной платы.

Помимо перечисленных основных механизмов, так же выделяют датчики поворота руля (влево и вправо), датчики крутящего момента (реактивного усилия). Выделяют еще и защитные механизмы, отвечающие за контроль и минимизацию определенных величин. Например, угол поворота руля – распознавание стиля езды, спортивный или плавный городской. Скорость поворота колес — в зависимости от пожеланий водителя или выбранного режима подвески. Такие элементы отвечают не только за электроусилитель руля, но и управление других деталей автомобиля (подвески, двигателя и трансмиссии). Благодаря использованию электроники в усилителе руля, инженерам удалось соединить ранее отдельные механизмы в одно целое, а посредством электронных блоков управлений – научить их взаимодействовать друг с другом.

Схема электроусилителя руля автомобиля

На фото представлена схема электроусилителя рулевого управления автомобиля

В зависимости от производителя и модели автомобиля, смеха устройства электроусилителя рулевого управления может отличаться. Как дополнение, могут быть установлены дополнительные датчики, а так же связь с другими системами безопасности и комфорта.

Как работает электроусилитель рулевого управления авто

Принцип работы электроусилителя руля автомобиля чем-то напоминает классический вариант гидроусилителя, но с доработкой в сторону электроники. Все начало стартует с момента поворота рулевого колеса влево или вправо. В этот момент происходит скручивание торсиона (торсионного вала) и с обратной его стороны происходит движение.В свою очередь, датчики угла поворота руля и датчик крутящего момента считывают информацию и передают её на электронный блок управления. ЭБУ рассчитывает полученную информацию, сравнивает данные с другими датчиками и системами и как результат – рассчитывает усилие для электродвигателя, которое необходимо приложить для облегчения водителю повернуть рулевое колесо.

Электродвигатель усилителя не остается в стороне. Получив команду от блока управления, он начинает воздействовать на рулевой вал или рулевую рейку (зависит от типа электроусилителя). Скорость отработки электромотора усилителя прямо пропорционально зависит от силы тока. Чем больше ток подается на электромотор, тем он быстрей вращает механизм, соответственно, чем меньше ток, тем медленней будет вращаться двигатель. Помимо основного принцип работы механизмов электроусилителя руля, так же выделяют ситуации, в которых механизм будет отрабатывать разные режимы (те или иные детали меняют настройки). Выделяют 5 основных ситуаций:

Именно по этим режимам можно делать выводы о качестве работы электроусилителя, а так же его возможностях, комфорте и безопасности. Отработав всю цепочку, напоследок усилие поворота руля передается на рулевую рейку, рулевые тяги и на ведущие колеса для смены траектории автомобиля.

Положительные и отрицательные моменты электроусилителя руля

Как и любой механизм электроусилитель управления имеет положительные и отрицательные моменты, как по комфорту, так и строению механизма. Для начала рассмотрим минусы механизма:

С положительных моментов электроусилителя можно отметить:

Это минимальный список того, что может быть положительного и негативного в электроусилителе рулевого колеса. Основной и самый огромный плюс отличия от гидравлики – возможность реализации дополнительных систем безопасности, например, автопилот, система автоматической парковки, механизм подруливания и удержания автомобиля на полосе, а так же десятки других возможностей.

Частые неисправности электроусилителя

Как показывается практика и статистика, с технических частей чаще всего выходят датчики, в особенности датчик поворота угла руля и датчик крутящего момента. Так же выйти из строя может электродвигатель, ведь основное управление и постоянное движение осуществляется за его счет. В завершение к неисправностям так же относят электронный диск в современных автомобилях, за счет которого происходит считывание угла поворота руля, а так же резкость и усилие.

Менее всего выходит из строя электронный блок управления, так как в нем устроено параллельное управление. Другими словами в большинстве ЭБУ устроен еще один резервный блок, на случай отказа в работе первого. К тому же такое устройство позволяет равномерно распределить нагрузку в обработке полученной информации. Можно сказать, что чаще всего выходят из строя подвижные механизмы, хотя все эти недочеты производители учитывают и дорабатывают, чтоб улучшить безопасность и комфорт. Современные автомобили в свой набор включают не только классический набор электроусилителя, но и паразитирует на других системах безопасности, используя их датчики и обработанную информацию блоков управления.

Стоимость деталей и ремонт электроусилителя

Как уже говорили, электроусилитель не прихотливый, но все же чего стоит ожидать, когда выходит та или иная деталь механизма, во сколько обойдется такой ремонт и сколько приблизительно детали вытянут из кармана. Для начала рассмотрим стоимость деталей электроусилителя, так как в большей части ремонт можно провести самостоятельно.

Стоимость деталей для электроусилителя руля автомобиля
Наименование	Марка, модель авто	Цена от, руб.	Цена от, грн.
Рулевая рейка	Lexus CT200H, GS300	24100	9512
Электродвигатель	ВАЗ Калина	7500	3000
Блок управления	Nissan X-Trail T31	3450	1359
Рулевая рейка	Toyota RAV-4 2006-2012	16950	6761
Блок управления	Chevrolet Captiva C140	1350	541
Жгут проводки	ВАЗ 1118	1875	750

Казалось бы, что дороже всего должен стоить блок управления, но как показывает практика, только 1% из 100% поломок приходится на ЭБУ, остальные же проблемы случаются с рулевой рейкой, электромотором или другими мелочами. Учитывая состояние дороги и непредсказуемые ситуации, основные удары и вибрация приходится на электродвигатель, да и сама конструкция данного элемента не проста.

Соответственно отсюда и столь высокая стоимость, чем дороже и выше по классу автомобиль, тем дороже стоят детали электроусилителя. Если все же по каким-то причинам нет возможности самостоятельно отремонтировать в домашних условиях, рассмотрим, сколько обойдется подобный ремонт на СТО.

Стоимость ремонта и обслуживания ЭРУ
Наименование	Цена от, руб.	Цена от, грн.
Снятие и установка рулевой рейки	1250-3750	500-1500
Ремонт рулевой рейки	3750-7500	1500-3000
Регулировка рейки (без опускания подрамника)	250-500	100-200
Регулировка рейки (с опусканием подрамника)	500-1250	200-500
Диагностика элементов ЭРУ (двигатель, датчики, шестерни) на стенде	500	200

Стоимость ремонта не самая дешевая, но и не столь большая, как для гидроусилителя. Сложней всего будет с электромотором, так как устройство точное и требует практики для ремонта подобных элементов. Что касается электроусилителя в целом, то система не только улучшила комфорт для водителя и безопасность автомобиля в целом, но так же позволила устанавливать множество дополнительных вспомогательных систем. К тому же есть неограниченный полет фантазий, для реализации новых систем, которые в дальнейшем могут вполне заменить водителя или существенно облегчить управление.

Видео-обзор принцип работы электроусилителя руля:

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

Принцип работы электроусилителя руля Устройство ЭУРПоломки электроусилителя и их симптомыВидео: Неисправности электроусилителя руляТехническое обслуживаниеСъём и установка Ремонт механизмаВидео: Как вы убиваете рулевую рейку с ЭУРКалибровкаЗамена маслаЗамена рулевой рейки с ЭУРvar index=document.getElementsByClassName('index-post');if (index.length>0)0)>>

Принцип работы электроусилителя руля

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

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

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

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

Важно! Отрицательный момент ЭУР — это его плохая защищённость от влаги.

EPS осуществляет работу в таких режимах:

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

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

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

с двумя шестернями; с параллельным приводом.

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

Устройство электроусилителя таково:

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

Знаете ли вы? Первые ВАЗ, на которых был установлен электроусилитель управления, поворачивали в неправильном направлении — такие ошибки выдавал ЭУР на отечественном авто.

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

Поломки электроусилителя и их симптомы

Основными неисправностями являются:

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

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

Рекомендуем для прочтения:

Что лучше: электроусилитель руля или гидроусилитель?

Прокачка гидроусилителя руля автомобиля

Устройство усилителей рулевого управления

Лада Приора: основные проблемы электроусилителя руля и их устранение

Заметить поломки можно при таких симптомах:

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

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

Также проводятся такие мероприятия:

скидывается минусовая клемма аккумулятора; последний подлежит зарядке.

Видео: Неисправности электроусилителя руля

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

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

Важно! Экономия при ЭУР налицо: ведь система работает только в процессе поворота.

Съём и установка

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

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

Также выполнить самостоятельно все действия невозможно, поэтому потребуется напарник.

Чтобы снять усилитель, следуйте пошаговой инструкции:

Установка электроусилителя проводится в обратном порядке перечисленных действий.

Ремонт электроусилителя включает:

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

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

Видео: Как вы убиваете рулевую рейку с ЭУР

Такую процедуру проводят по нескольким причинам:

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

Знаете ли вы? На машинах премиум-класса электроусилитель может управлять движением самостоятельно, если авто едет по прямой линии.

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

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

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

Замена рулевой рейки с ЭУР

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

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

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

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

Одна из проблем, стоявших перед конструкторами с начала эпохи автомобилестроения – облегчить рулевое управление. Долгое время способ решения был один: увеличить диаметр руля и повысить передаточное отношение привода. Такой метод позволял относительно легко управляться даже с многотонными грузовиками. Требования к комфорту и эргономике почти не предъявлялись, поэтому то, что для маневрирования водителю приходилось делать 5-6 оборотов огромным рулем от края до края, во внимание не принималось. В наши дни инженеры нашли более изящный выход — электроусилитель руля.

Этот механизм при помощи электромотора создает вспомогательное усилие на рулевом валу при его повороте. Появился он относительно недавно и постепенно начинает вытеснять своих предшественников – гидро- и электро-гидроусилитель.

Устройство и принцип действия электроусилителя руля

Основными элементами системы являются бесщеточный электромотор, механическая передача (сервопривод), датчики угла поворота руля и крутящего момента и управляющий блок. Дополнительно механизм может оснащаться датчиком скорости вращения руля. Устройство сервопривода на разных типах автомобилей различается (подробнее об этом ниже).

Главный датчик в электроусилителе руля – датчик крутящего момента. Выполнен он следующим образом: в разрез рулевого вала встроен торсион, на концы которого устанавливаются элементы датчика, принцип действия которого может быть оптическим или магнитным.

Принцип работы электроусилителя руля следующий. С поворотом руля торсион на валу закручивается тем сильнее, чем больше прилагаемое усилие. Величина приложенного усилия оценивается по взаимному расположению частей датчика. Измеренное значение передается в блок управления. Второй датчик измеряет угол поворота руля и также передает измерения в управляющий блок, куда дополнительно поступают данные о скорости движения машины (от ABS системы) и оборотах двигателя (от контроллера). А на основании всей полученной информации, электронный блок управления рассчитывает величину вспомогательного усилия, и подает на электромотор напряжение нужной величины и полярности. Через сервопривод электродвигатель перемещает рулевую рейку или вращает рулевой вал.

Нередко возникает необходимость в поддержании среднего положения колес, например, при сильных порывах бокового ветра или неодинаковом давлении в шинах, в подобных ситуациях блок управления обеспечивает постоянное корректирующее усилие. В программном обеспечении системы заложена и компенсация увода переднеприводной машины в сторону из-за разной длины валов привода колес.

Конструкция электроусилителя руля

Несмотря на общее устройство, конструктивно электроусилитель руля может быть выполнен различными способами в зависимости от того, на каком типе автомобилей он устанавливается.

На автомобилях малого класса ЭУР устанавливается на рулевую колонку. Они не нуждаются в большом усилии на руле, поэтому электромотор и механическая передача получаются компактными и помещаются в салоне авто под рулевым колесом. Там же размещаются и датчики. В результате устройство надежно защищено от пыли, грязи и высокой температуры, царящих в подкапотном пространстве, что наилучшим образом сказывается на сроке службы.

У машин среднего класса электроусилитель руля размещается на рулевой рейке, вспомогательное усилие на которую передается через шестерню.

Преимущества ЭУР перед ГУР и ЭГУР

Водители автомобилей, на которых установлен гидро- и электро-гидроусилитель, вынуждены мириться с их многочисленными недостатками, а именно:

держать колеса в крайнем положении можно не более пяти секунд, иначе происходит перегрев масла в системе и выход ГУР из строя;.
необходимость в периодическом обслуживании (нужно контролировать уровень масла, менять его, следить за состоянием приводов, шлангов и насоса);.
на работу ГУР расходуется часть мощности двигателя автомобиля;.
устройство работает в одном режиме, независимо от условий движения;.
снижение информативности руля на высоких скоростях (частично этот недостаток устранен за счет применения рулевой рейки с переменным передаточным отношением).

Достоинствами электроусилителя руля являются надежность, экономичность и компактность. Его принцип действия основан на работе электромотора, поэтому и устройство намного проще. Электроусилитель руля приводится в действие не от силового агрегата автомобиля, к тому же работает только при работе рулем, благодаря этому экономится от 0,4 до 0,8 литра горючего в зависимости от стиля езды и дорожных условий. Электроусилитель руля не требует обслуживания, однако, в случае поломки неисправные узлы меняются целиком, поэтому стоимость ремонта значительно возрастает.

Пожалуй, самым главным преимуществом электроусилителя руля, можно считать возможность изменять вспомогательное усилие в зависимости от условий передвижения автомобиля, благодаря чему, достигается более острое управление на высоких скоростях, и более легкое на малых. Кроме того, одна и та же модель может применяться на различных машинах, а все, что потребуется – изменить настройки электронного блока управления.

Повальное внедрение электроники во все системы и узлы автомобиля не обошло и рулевое управление. Так появился электроусилитель руля (ЭУР), который существенно превосходит гидроусилитель по удобству и точности управления, безопасности и экономичности.

Блок-схема работы ЭУР Состав системы ЭУР Устройство датчика крутящего момента ЭУР Блок управления ЭУР
В состав системы входит электродвигатель, сервопривод, датчики крутящего момента и угла поворота руля, блок управления. Опционно может устанавливатья датчик скорости вращения руля. Электродвигатель — современный, бесщеточный. Конструкция сервопривода может быть различной, в зависимости от типа автомобиля (об этом ниже). Датчик крутящего момента — основной датчик системы. В разрез рулевого вала встраивается торсион. Элементы датчика устанавливаются на разных его концах. Принцип его работы может быть различным (например, магнитный или оптический).

При повороте рулевого колеса происходит закручивание торсиона. Чем больше усилие — тем больше закручивается торсион. По величине изменения взаимного положения частей датчика оценивается величина приложенного усилия. Угол поворота руля также измеряется соответствующим датчиком. Кроме этого, блок управления получает данные о скорости автомобиля от системы ABS и об оборотах двигателя от контроллера. На основании этих параметров ЭБУ рассчитывает значение необходимого вспомогательного усилия на руле и подает на электродвигатель питание нужной величины и полярности. Электродвигатель через сервопривод либо вращает рулевой вал, либо перемещает рейку.

Вариантов конструктивного исполнения узлов ЭУР существует множество. Для примера рассмотрим электроусилители, производимые одним из лидеров рынка компанией ZF под маркой Servolectric. В зависимости от типа автомобиля различаются и применяемые ЭУР. На субкомпактных и компактных легковых автомобилях усилители устанавливаются на рулевую колонку, на автомобилях среднего класса вспомогательное усилие передается на рейку с помощью дополнительной шестерни, а на внедорожниках и легких коммерческих машинах применяется так называемая "параллельноосевая" (paraxial) конструкция.

На легких автомобилях большое усилие от ЭУР не требуется, поэтому и электродвигатель, и сервопривод получаются настолько компактными, что легко умещаются под рулем в салоне автомобиля. Заодно там же размещаются и датчики. Таким образом, вся конструкция надежно защищена от пыли, грязи и высоких температур подкапотного пространства, что благоприятно сказывается на надежности.

На среднеразмерных автомобилях устанавливается ЭУР с двумя шестернями. Через одну шестерню на рейку передается усилие от руля, а через другую — вспомогательное усилие от электромотора.
ЭУР для внедорожников и вэнов Устройство параллельноосевого привода

Чтобы создать большое дополнительное усилие применяется ЭУР параллельноосевой конструкции. Для преобразования вращательного движения электродвигателя в линейное перемещение рулевой рейки используется зубчатоременной привод и механизм "винт — гайка на циркулирующих шариках". Гайка, вращаемая зубчатым ремнем, через шарики перемещает ось рейки. Шарики циркулируют по резьбе, возвращаясь через специальный канал в гайке.

При любом конструктивном исполнении в случае поломки водитель может продолжать безопасно управлять транспортным средством благодаря наличию механической связи между рулем и управляемыми колесами.

▪Возможности и премущества

Главными преимуществами электроусилителя по сравнению с гидроусилителем являются экономичность и надежность. ЭУР не отбирает мощность у двигателя, что позволяет экономить от 0,4 л до 0,8 л на 100 км в зависимости от режима движения. Это, в свою очередь, снижает выбросы углекислого газа от 10 до 20г/км. ЭУР вступает в работу только при вращении руля, при движении по прямой он не потребляет энергии. Конструктивно электроусилитель компактнее и легче гидроусилителя и не требует обслуживания. Работа электроусилителя отличается более низким уровнем шума. Стоимость ЭУРа ниже, однако его ремонт обойдется гораздо дороже, потому что при поломке вышедшие из строя узлы меняются целиком.

Электронная "сущность" ЭУР наделяет его широкими возможностями по настройке значения вспомогательного усилия в зависимости от условий движения и типа транспортного средства. Чем выше скорость — тем меньше усилие и "тяжелее" руль. При желании водитель может отключить ЭУР от датчика скорости кнопкой на панели приборов. В этом случае руль постоянно "легкий", что облегчает вождение в городских условиях. Одна и та же модель электроусилителя может быть легко программно перенастроена для разных моделей автомобилей. ЭУР обладает функциями автовозврата руля в "ноль" и автоматического удержания колес в среднем положении (например, при разном давлении в шинах).

Интеграция с другими электронными системами автомобиля позволяет использовать ЭУР для:

• Стабилизации автомобиля, например, при резком объезде неожиданно возникшего препятствия;
• Удержания автомобиля на полосе движения;
• Помощи при парковке.

Читайте также: