Как работает электроусилитель руля на тойоте

Обновлено: 08.01.2025

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

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

Из истории электроусилителя руля и просто интересные факты

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

Как работает электроусилитель руля

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

Ремонт и эксплуатация электроусилителя руля

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

Электроусилитель руля на Тойота Королла уменьшает силу, которую надо приложить, чтобы повернуть руль. Он очень удобен для четкого управления автомобилем, надежно работает, обеспечивает стабильную реакцию на поворот руля, обеспечивает комфортное вождение и легкое управление. Он превосходит ГУР по многим параметрам: обладает долгим сроком службы, потреблять в разы меньше энергии, обеспечивает безопасное вождение. Тойота Королла 120 известна проблемами с электроусилителем руля. На Королле 150 производитель усовершенствовал конструкцию, сделал ее надежной, доступной, убрал все недочеты, бывшие у Е12.

Особенности работы

ЭУР на Тойота Королла включается после запуска двигателя. Определить работает он или нет можно по характерному жужжанию электродвигателя. Схема работы электроусилителя проще, чем действует гидроусилитель руля. Он передает рулю вспомогательное усилие, облегчающее его вращение в зависимости от скорости движения автомобиля.

В состав системы входят блок управления, сервопривод, датчики, измеряющие степень поворота руля и крутящий момент, электромотор, который находится под торпедой на рулевой колонке. Блок управления располагается под панелью приборов на переднем щите. Он подает нужный сигнал изменения момента кручения в зависимости от скорости движения.

Иногда, после длительной активной работы рулем или долгой фиксации его в крайнем положении, уменьшается легкость его кручения. Так система не допускает перегрева, защищает рулевую рейку от износа. Обычно все восстанавливается, если престать крутить руль и вернуть его в исходное положение. На восстановление затрачивается 10-15 секунд.

ЭУР Тойота Королла 120 не выдерживал больших нагрузок. Часто перегревался. Нельзя было предугадать, на каком по счету запуске может загореться ошибка работы усилителя. Рулевой усилитель с 2013 года пережил обновления. Реле стоит более мощное, электрика выдерживает длительные активные повороты руля. Лампочка ошибки работы рулевого усилителя стала загораться значительно реже, в основном при окончании срока службы электродвигателя.

Блок управления Тойоты Королла может отключиться из-за плохого контакта соединений. Возможно образование ржавчины, окисление металлических клемм при повышенной влажности, сильный механический удар машины со стороны блока. Руль мгновенно становиться тяжелым. Для его поворота надо приложить хорошую силу. На приборной доске загорелась лампа проверки гидроусилителя руля и слышится звуковой сигнал. Это неисправность в системе ЭУР.

Можно попробовать выключить двигатель, затем завести или снять клеммы с аккумулятора, сначала минусовую, потом плюсовую. Ошибка может пропасть, руль заработает. Если этот эксперимент не удался, тогда необходимо снимать блок управления, пропаять контакты или поставить новый. Блок управления на Тойота Королла бывает для левого и для правого руля.

Если блок управления не работает, тогда остается ручное. Рулить тяжело, но есть возможность доехать до сервиса.

Почему не работает ЭУР

Самой частой причиной отказа электрического рулевого усилителя является естественный износ соединений и клемм. Любой механизм рассчитан на определенный срок эксплуатации, после окончания которого, водитель должен внимательно относиться к работе систем и агрегатов автомобиля.

Усилитель может выйти из строя вследствие тяжелых дорожных условий. При этом возникает стук в рулевой колонке. Надо проверить его предохранитель питания в монтажном блоке.

Скачки напряжения в электроцепи, проблемы с аккумулятором, отсутствие массы также влияют на работу усилителя руля.

Сильная влажность, конденсат в блоке управления, минусовые температуры оказывают отрицательное действие. Возможны временные перебои в работе системы.

Электроусилитель руля может перестать работать из-за проблем с датчиком скорости, так как он напрямую связан со спидометром. При низкой скорости усилие, прилагаемое для поворота руля, возрастает, при высокой – падает. Увеличение числа оборотов двигателя несет сбой в работу усилителя.

Ремонт

На Тойота Королла при ремонте не обязательно менять весь механизм. Возможна замена только электродвигателя, блока управления или его составных частей. Диагностика причин отказа поможет точно определить место выхода из строя системы, что упростит ремонт и поможет сэкономить ваш бюджет.

После проведения ремонтных работ надо проверить центровку колес, иначе датчик электроусилителя будет выдавать разные усилия при повороте направо и налево.

Часто ремонт заканчивается сменой перегоревших предохранителей блока управления усилителем. Новые предохранители должны быть 40А.

Обрыв цепи, вышедшее из строя реле, плохие контакты определяются с помощью приборов, измеряющих сопротивление электроцепи.

Чтобы добраться до самого блока управления ЭУР, надо сначала снять панель приборов, затем торпеду. На верхнем щите располагается блок усилителя. Он прикреплен к щитку двумя болтами. Подушку безопасности лучше отключить, чтобы не задеть, когда будете вытаскивать блок. Они находятся рядом. Детальный алгоритм действий по снятию блока управления представлен на многих видео в интернете. Блок на Короле не любит не оригинальных запчастей. Поставив реле от других марок автомобилей, рискуете снова столкнуться с проблемой отказа электроусилителя руля.

Вывод

ЭУР автомобиля играет одну из ключевых ролей в управлении автомобилем. Сталкивались ли вы с проблемой ремонта ЭУР? Расскажите об этом в комментариях.

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.

Что такое электроусилитель руля

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.

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

Каким бы не был идеальным механизм электроусилителя, рано или поздно он будет нуждаться в ремонте или замене отдельных деталей. Чтоб понять, чем может огорчить водителя такой механизм, рассмотрим самые основные и частые неисправности механизма. Первым и основным признаком неисправности электроусилителя – появления соответствующего индикатора, в виде руля с восклицательным знаком на панели приборов. Не исключен вариант, когда вместо изображения руля, производитель использует сокращенную надпись «EPS». Это по сути одно и то же, только разница в стандартизации и периоде производства автомобиля.

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:

Продолжаем знакомиться с помощниками водителя. Логическим продолжением гидравлического усилителя руля является его электрический собрат. Это очередной усилитель рулевого управления в автомобиле, более совершенный, по мнению многих автовладельцев, и надежный, как считают автомеханики. Давайте разбираться, почему так.

Сегодня поговорим о конструкции и принципе работы электроусилителя. О его и преимуществах перед гидравлическим усилителем руля, подробно обговорим в следующей статье.

Где находиться

Местонахождение электроусилителя руля зависит от типа его подключения к рулевому управлению. Существует несколько способов:

На рулевом валу при помощи червячной передачи;
На рейке. Передача осуществляется через шестерню;
Параллельно рейке. Через ременную передачу усилие от электрического двигателя передается на винт-шариковую гайку, которая вращает винт рейки в нужном направлении.

В первом случае, в зависимости от компоновки узлов автомобиля, электроусилитель руля может находиться непосредственно на рулевой колонке или в моторном отсеке, ближе к рулевой рейке. Рассмотрим подробно все способы подключения электрического усилителя.

Как работает и способы его подключения к рулевому управлению

В момент поворота руля водителем, включается электродвигатель усилителя. Он помогает докручивать колеса в необходимую сторону, снимая реактивное действие с рулевого колеса. За счет этого проще вращать колеса автомобиля, человеку не нужно прилагать большого усилия, чтобы маневрировать на малых скоростях машины, например на парковке.

Чтобы дать сигнал на включение двигателя электроусилителя, в рулевом управлении используется торсионный вал. Как в случае с гидроусилителем, он используется для того, чтобы исполнительный механизм усилителя понимал, в какую сторону повернут руль, вращается он или стоит на месте. Только в случае с гидравлическим «помощником», на торсионе установлены датчики, которые считывают угол поворота рулевого колеса, формируя импульсы для электродвигателя.

Червяк-шестерня

Если усилитель установлен на валу, то передача момента электроусилителя передается через червячную передачу. Электрический двигатель вращает червяк, он вращает шестерню на валу, момент передается на рулевую рейку.

В таком типе подключения есть большой минус. В случае выхода из строя электродвигателя, водитель не сможет вращать руль и поворачивать колеса. Потому что, червячная передача работает только в одну сторону, червяк может крутить шестерню, а не на оборот. Для это используется редуктор с планетарной передачей. Он позволяет суммировать крутящий момент от двух источников. Первый источник – водитель, второй – электродвигатель. Если один из источников вышел из строя, то механизм будет вращаться. Момент будет в два раза меньше, число оборотов в два раза больше. То есть, больше нужно крутить руль для поворота колес на определенный угол.

Шестерня-рейка

В этом случае электроусилитель находится на рулевой рейке, перпендикулярно ей. Это частный случай такого расположения. В большинстве автомобилях ЭУР устанавливается параллельно – это экономит место под капотом.

Передача крутящего момента передается через шестерню на зубья рейки. В данной конструкции используется две шестеренки – одна передает усилие от рулевого вала на рейку, вторая от электродвигателя. Когда электроусилитель устанавливается параллельно, в конструкцию добавляется червяк и редуктор. Вращение от электрического двигателя через них передается на шестерню и рейку.

Здесь так же используется торсионный вал, способный скручиваться. На нем размещены датчики угла поворота. Они формируют команды для электрического двигателя усилителя на включение, отключение и вращения в определенную сторону.

В случае поломки, водитель сможет без проблем поворачивать руль. Шестерня электродвигателя никак не помешает ему это сделать. Помощи от электромотора не будет, ему придется вспомнить Жигули и с какой силой нужно потратить для поворота колес.

С точки зрения безопасности и простоты, данная конструкция выигрывает червячную передачу. В ней нет дополнительного редуктора. Это удешевляет ремонт и эксплуатацию электроусилителя.

Винт-шариковая гайка

В этом случае электромотор усилителя установлен параллельно рулевой рейке. Она имеет форму не доски с зубьями, а трубы с резьбой. На ней накручена гайка, соединенная ремнем со шкивом электрического двигателя. Электродвигатель вращает гайку, которая закручивает или выкручивает рейку, поворачивая колеса в нужную сторону.

Между резьбой гайки и винта, в нашем случае рейки, находятся шарики. При вращении они перемещаются по спиралевидной траектории, по резьбе. Попадая в возвратные каналы, они двигаются по кругу. Происходит круговое движение шариковых элементов по резьбе гайка-винт.

Эта конструкция имеет ряд преимуществ перед винтовой парой гайка-винт:

Увеличивается КПД механизма до 80%;
Электродвигатель затрачивает меньше энергии;
Уменьшается износ трущихся деталей;
Увеличивается срок эксплуатации;
Меньший нагрев пар трения способствует непрерывной работе.

Преимущества

Компактный. Нет дополнительных агрегатов и механизмов;
Экономичный. Электродвигатель включается только при вращении руля, он постоянно не работает;
Он дешевле в производстве;
Больше функциональных возможностей;
Проще обслуживать.

Электроусилитель – это новый этап развития в автомобилестроении. Он не только помогает водителю вращать колеса, но участвует в обеспечении безопасного управления автомобилем. На нем «завязаны» многие современные системы безопасности – ESP, удержание в полосе. Помогает парковаться – ассистент автоматической парковки. В следующей статье я сравню гидроусилитель и электрический усилитель руля. Разберемся в их преимуществах и недостатках, какой из них лучший.

Добавить комментарий Отменить ответ

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.

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.

При движении с небольшой скоростью, например, на парковке, когда приходится быстро поворачивать колеса из одного крайнего положения в другое, электромотор работает с максимальной мощностью, и обеспечивается так называемый «легкий руль». И наоборот, когда машина едет по трассе с высокой скоростью, руль поворачивается на небольшие углы, поэтому вспомогательное усилие минимально, руль получается более «тяжелым». Вдобавок, электроусилитель руля способен увеличивать реактивное усилие, которое возникает при повороте колес, помогая им вернуться в среднее положение.

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.

Внедорожники и микроавтобусы, из-за большой массы, нуждаются в большом вспомогательном усилии, поэтому на них устанавливается электроусилитель руля параллельноосевой конструкции. Электродвигатель передает усилие при помощи зубчатоременной передачи и механизма «винт-гайка на циркулирующих шариках». Зубчатый ремень вращает гайку, а та, в свою очередь, через шарики перемещает рулевую рейку. Шарики циркулируют по резьбе и возвращаются по специальному каналу в гайке.

Независимо от варианта исполнения, электроусилитель руля устроен таким образом, что даже в случае его выхода из строя автомобиль останется управляемым, поскольку сохранится прямая связь рулевого вала с рейкой.

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.

Читайте также: