Принцип работы электроусилитель руля


Электроусилитель руля: принцип работы - Легкое дело

Устройство и принцип работы электроусилителя руля

Приветствую вас друзья на сайте ремонт авто своими руками. Со дня появления первого авто было разработано несколько систем рулевого управления.

Основной задачей разработчиков всегда было создание надежной системы, способной упростить вращение рулевого колеса, что бы поездки были максимально комфортными. Одним из таких узлов стал электроусилитель руля.

Назначение, преимущества и недостатки электроусилителя

ЭУР появился недавно, намного позже хорошо известного и проверенного временем гидроусилителя рулевого колеса. Его задача аналогична – облегчить вращение руля, но принцип действия уже другой.

Если в первом случае основную функцию несла специальная жидкость ГУР, то в здесь роль «помощника» берет на себя электрический привод.

С момента появления система все время совершенствовалась. При этом год за годом электроусилитель берет «бразды правления» в свои руки и постепенно вытесняет ГУР.

В чем же преимущества электроусилителя руля? Их несколько:

  • Выставлять параметры рулевого управления намного проще;
  • руль стал лучше реагировать на движения водителя;
  • повысился уровень надежности. Это связано с тем, что работоспособность системы уже не зависит от объема и качества специальной жидкости;
  • снизился расход топлива.

Казалось бы, какая может быть закономерность. Все просто. С появлением электрического привода энергии стало расходоваться меньше, соответственно «прожорливость» авто снизилась в среднем на 0,5 литра (из расчета на «сотню»).

Но, несмотря на свои качества, ЭУР имеет и ряд минусов:

  • электрогенератор имеет ограниченную мощность, что отражается на работе всей системы. Как следствие, установка электопривода возможна только на легковых авто. Для грузовых машин или внедорожников такой тип усилителя не подойдет – он будет малоэффективен;
  • низкая информативность рулевого колеса (объяснить это можно недостаточным обратным усилием). Справедливости ради, аналогичный недостаток имеет и «старший брат» — гидроусилитель руля.

С появлением электроусилителя у разработчиков появилась масса возможностей при разработке более современных систем, к примеру, автоматической парковки, системы курсовой устойчивости и так далее.

Электроусилитель руля-принцип работы и устройство

Сегодня есть два варианта работы электроусилителя:

  1. в первом случае электромотор воздействует на вал системы рулевого управления;
  2. во втором случае электромотор передает усилие на рулевую рейку.

Благодаря своей эффективности, вариант с передачей усилия на рулевую рейку обрел большую популярность и применяется чаще всего.

Так же в обиходе можно встретить другое название такой системы – электромеханический усилитель. Конструктивно он представляет собой усилитель руля, привод и две шестеренки.

Устройство электроусилителя руля, собирается из нескольких основных узлов в них входят – системы управления, передачи механического типа и электромотора.

Вся система находится в одном кожухе, что упрощает эксплуатацию и ремонт если вдруг возникнут какие либо нарушения в системе. В качестве основного механизма применяется электродвигатель асинхронного типа.

Задача механической передачи – передать крутящий момент от асинхронного мотора к рулевой рейке. При этом особенность электроусилителя, который имеет пару шестерен в том, что одна шестеренка передает вращение на рулевую рейку от руля, а вторая – от электрического привода.

Благодаря этому, поворот колес возможен, как от рулевого колеса, так и от приводного механизма. Друг другу они совершенно не мешают.

Конструктивно это возможно, благодаря наличию двух участков зубцов, один из которых играет роль приводного устройства.

Принцип работы электроусилителя руля, имеющего параллельный привод, немного отличается.

Здесь основную задачу берет на себя электромотор, который посредством ременной передачи и специального механизма на основе шариковой системы передает усилие на рулевую рейку.

Так же в эту систему входит несколько основных узлов – ЭБУ, датчики и исполнительный узел.

Управляющую роль берет на себя два устройства: первый датчик контролирует крутящий момент, а второй – угол поворота руля.

Одновременно с этим ЭУР обрабатывает информацию от системы ABS (точнее, от ее датчика) и устройства, фиксирующего число вращений коленвала.

Задача «мозга» автомобиля (ЭБУ) – собрать всю текущую информацию, обработать ее и дать соответствующую команду на управляющий орган системы (электродвигатель).

Основные режимы электроусилителя руля

Не секрет, что в процессе движения авто может быть несколько режимов. Каждый из них учитывается системой, и производится точная подстройка для более надежного и четкого управления. Выделим основные этапы:

1) Допустим руль поворачивается в самой обычной ситуации. Происходит следующее. Момент вращения передается от рулевого колеса машины к торсиону, расположенному на рулевой системе.

Все основные параметры измеряются своими датчиками. К примеру, поворот руля контролирует датчик угла поворота, закрутку торсиона – датчик момента вращения коленвала.

Полученные данные собираются и вместе с информацией по оборотам коленвала и скорости движения поступают к электронному блоку управления транспортного средства.

Задача «мозгового центра» — просчитать необходимый угол поворота, который должен совершить элеткродвигатель. Как только работа выполнена, посредством изменения силы тока подается команда и на сам мотор.

После чего вращающий момент предается на рулевую рейку, тяг и и колеса авто. Получается, что для поворота машины объединяется два основных усилия – электрическое и механическое.

2) Поворот колес при минимальной скорости движения производится, как правило, во время парковки. Особенность таких действий – широкий диапазон поворота руля.

В этом случае электроника гарантирует максимальный момент вращения электродвигателя, что обеспечивает ощущение еще большей легкости. Благодаря этому вращение руля даже при движении накатом становится максимально простым.

3) Поворот авто при движении на больших скоростях требует большей жесткости руля. В противном случае эффективность управления может снизиться.

Это обеспечивается за счет минимального вращающего момента, то есть электропривод лишь слегка помогает, а основное усилие прикладывает уже водитель. Такое состояние часто носит название «тяжелого руля».

4) Возврат в среднее положение. Вполне логично, что после поворота система должна помочь вернуть колеса в прежнее положение.

Это достигается, благодаря особому реактивному усилию. При этом руль как бы сам собой возвращается в исходное положение.

Большой плюс системы – удерживание колес в среднем положении, что очень актуально в случае проезда серьезных препятствий или разной накачки шин. Задача системы заключается в следующем – скорректировать среднее положение и удерживать его в течение какого-то времени.

Программно в ЭУР забита компенсация «увода» в сторону авто с передним приводом при разной длине валов.

Особого внимания заслуживают современные системы, построенные на базе электроусилителя.

К примеру, система курсовой устойчивости способна сама рулить, без участия водителя, а парковочный автопилот делает всю работу по парковке машины (снова-таки, водитель за рулем может отдыхать). Но это уже другая история.

Описанные выше преимущества ЭУР перед ГУР и особенности работы системы, делают ее более перспективной. Возможно, уже через 10-20 лет легковых машин с гидроусилителем уже и не останется.

Что касается электроусилителя для тяжелых авто, то здесь разработчикам еще есть, над чем поработать. Удачной дороги и конечно же без поломок.

http://remontavtovaz.ru

legkoe-delo.ru

Электрогидроусилитель руля: схема и принцип работы

2039 Просмотров

В современных автомобилях есть такое устройство, как электрогидроусилитель руля. Как понятно из названия, он нужен, чтобы облегчить усилия, прилагаемые к рулю во время движения. Говоря простым языком, он нужен для того, чтобы рулевое колесо легче крутилось. Все водители, которые учились водить на машинах, сделанных в СССР знают о том, как трудно на этих машинах крутился руль. Поэтому это приспособление очень повышает комфорт во время движения.

Устройство

Электрогидравлический тип усилителя рулевого управления состоит из нескольких компонентов. Все эти устройства выполняют свою задачу. Накачивающий агрегат, он состоит из двух частей.

  1. Первая часть системы рулевого усилителя – это насос гидравлический рулевого управления, он подкачивает жидкость в нужный момент. Второе устройство – это электрический мотор, он заставляет качать насос. Третий элемент системы усилителя руля – это трубопровод, по которому течет жидкость. В некоторых системах рулевого усилителя устанавливается специальный блок электронного управления.
  2. Вторым компонентом системы является узел гидравлического управления системой. Считается исполнительным органом системы, который напрямую прикреплен к рулевому механизму.
  3. Третьим агрегатом считается система электронного управления. Эта система распознает скорость машины и прилагает нужные усилия к рулевому колесу.
  4. Четвертым агрегатом считается электронный блок управления рулевого усилителя. Он распознает все сигналы датчиков и отправляет нужные команды системе электронного управления.

Следует отметить, что к исполнительным органам рулевого механизма относится не только узел гидравлического управления, сюда еще входят другие компоненты, такие как: специальный клапан, который открывается и закрывается по сигналам приборов, и электродвигатель насоса, который управляет скоростью вращения рулевого вала.

Принцип действия

Электрогидравлический тип усилителя рулевого управления устроен так, что во время движения он работает в различных режимах. В то время, когда машина движется прямо, гидравлическая система обеспечивает циркуляцию жидкости в трубопроводе. Это нужно для, чтобы жидкость была нужной температуры и нужного химического состава.

В тот момент, когда водитель начинает поворачивать, в этой системе происходит следующее.

  • Во-первых, закручивается торсион, который открывает каналы для поступления жидкости в них.
  • Во-вторых, жидкость перетекает в открывшуюся часть, а из закрывшейся части перетекает обратно в распределительный бачок.
  • В-третьих, во время поступления жидкости поршень перемещает рулевую рейку.
  • В-четвертых, за счет вышеперечисленных действий в системе появляется дополнительное усилие, которое способствует повороту колес.

Главная особенность этого типа усилителя заключается в том, что он работает даже тогда, когда машина стоит на месте или с выключенным зажиганием. Дело в том, что усилие создается специальным насосом. Отличие работы системы во время движения и когда автомобиль стоит на месте заключается лишь в том, что насосу приходится прилагать большие усилия, чтобы облегчить усилия, которые приложит водитель, чтобы провернуть руль.

Ремонт

Несмотря на всю простоту схемы и конструкции, здесь часто в негодность приходит насос. Поэтому многие пытаются произвести ремонт своими силами, найдя схемы в Интернете. На самом деле в устройстве насоса все сложнее, чем кажется на первый взгляд после просмотра схемы.

  1. Во-первых, для того чтобы ремонтировать насос, нужно сначала произвести диагностику и точно определить, что сломан именно он.
  2. После этого следует снять старый и купить новый насос.
  3. Чтобы снять старый насос, потребуется подробно изучить эту схему. На схеме подробно сказано о том, как и где откручиваются все болты, которые крепят насос. По этой же схеме можно поставить новый насос. Грамотно заменить насос с первого раза возможно только после изучения схемы.

Ремонтировать старый насос следует только в том случае, когда есть запасной, ведь неопытные мастера часто только пытаются сделать это устройство, но редко у кого получается это.

Вся беда самостоятельного ремонта заключается в том, что человек, который пытается сделать этот насос, покупает новую часть механизма, которая нередко стоит примерно большую часть от нового насоса, а после ее установки механизм может не работать. Дело в том, что производитель новой части редко думает о том, точно ли она подойдет в то устройство, из-за чего и происходит окончательная поломка.

Резюме

Каждый водитель, который хотя бы раз ездил на машине с усилителем руля, уже не захочет садиться в машину без него. Как говорится, к хорошему быстро привыкаешь, и поэтому сегодня невозможно представить себе автомобиль без усилителя руля. Сегодня существует несколько разновидностей усилителей руля, которые имеют свои достоинства и недостатки. Все они отличаются только принципом привода усилителя. Схемы у них похожи и принцип работы тоже.

portalmashin.ru

Электроусилитель руля: устройство,описание,назначение,принцип действия,режим работы.

Усилители рулевого управления, в случае с легковыми автомобилями, повышают комфортабельность вождения, на грузовиках же без них и вовсе не обойтись, поскольку управлять авто без такого оборудования очень затруднительно. Изначально на машинах использовался усилитель гидравлического типа (ГУР), в котором основную работу выполняла жидкость, находящаяся под давлением.

ГУР получил достаточно широкое распространение и до сих пор используется как на легковушках, так и на специализированной технике. Но у этого типа усилителя рулевого управления появился конкурент, причем достаточно серьезный — электрический усилитель (аббр. ЭУР, ЭУРУ).

Этот тип уже завоевал достаточно широкую популярность и его устанавливают на свои модели многие автопроизводители. Есть тенденция, что на определенных классах автомобилей ЭУР полностью вытесняет ГУР. Поэтому следует подробно рассмотреть устройство электроусилителя руля, конструктивные особенности, виды, положительные и отрицательные стороны.

Основная задача ЭУР та же, что и у гидроусилителя – создание дополнительного усилия на рулевом механизме для облегчения управления авто. Причем работа усилителя не должна влиять на «обратную связь», чтобы водитель постоянно «чувствовал» дорогу.

УСТРОЙСТВО МЕХАНИЗМА

ЭУР может иметь устройство с разными вариантами компоновки:

  1. В механизме присутствует рулевая рейка, которая воспринимает усилие.
  2. Электродвигатель передает усилие на вал руля.

Наиболее часто в автомобилях применяется ЭУР с наличием рейки. Встречается конструкция механизма с параллельным приводом, в котором есть две шестерни. Классическая конструкция рейки включает в себя электрический двигатель, механическую передачу и бортовой компьютер, который управляет всем этим. Устройство технически объединяет механическую часть с электрической в едином блоке. Принцип работы электроусилителя руля основывается на работе асинхронного электрического двигателя.

Назначение, преимущества и недостатки электроусилителя

ЭУР появился недавно, намного позже хорошо известного и проверенного временем гидроусилителя рулевого колеса. Его задача аналогична – облегчить вращение руля, но принцип действия уже другой.

Если в первом случае основную функцию несла специальная жидкость ГУР, то в здесь роль «помощника» берет на себя электрический привод.

С момента появления система все время совершенствовалась. При этом год за годом электроусилитель берет «бразды правления» в свои руки и постепенно вытесняет ГУР.

В чем же преимущества электроусилителя руля? Их несколько:

  • Выставлять параметры рулевого управления намного проще;
  • руль стал лучше реагировать на движения водителя;
  • повысился уровень надежности. Это связано с тем, что работоспособность системы уже не зависит от объема и качества специальной жидкости;
  • снизился расход топлива.

Казалось бы, какая может быть закономерность. Все просто. С появлением электрического привода энергии стало расходоваться меньше, соответственно «прожорливость» авто снизилась в среднем на 0,5 литра (из расчета на «сотню»).

Но, несмотря на свои качества, ЭУР имеет и ряд минусов:

  • электрогенератор имеет ограниченную мощность, что отражается на работе всей системы. Как следствие, установка электопривода возможна только на легковых авто. Для грузовых машин или внедорожников такой тип усилителя не подойдет – он будет малоэффективен;
  • низкая информативность рулевого колеса (объяснить это можно недостаточным обратным усилием). Справедливости ради, аналогичный недостаток имеет и «старший брат» — гидроусилитель руля.

С появлением электроусилителя у разработчиков появилась масса возможностей при разработке более современных систем, к примеру, автоматической парковки, системы курсовой устойчивости и так далее.

Принцип действия электро усилителя рулевого управления

Как уже было сказано, электрический усилитель работает не всегда, он вступает в работу только при повороте руля водителем. Двигатель усилителя руля выдает крутящий момент который зависит от крутящего момента на рулевом механизме. Этот момент измеряется датчиком крутящего момента, который передает данные в блок управления усилителем.

Так же блок управления рассчитывает необходимую мощность включения двигателя усилителя в зависимости от угла поворота рулевого колеса. Угол поворота измеряется датчиком, который встроен в подрулевой переключатель. На роторе самого двигателя тоже установлен датчик, измеряющий его частоту вращения для получения обратной связи в блок управления. То есть чтобы блок «видел» с нужной ли скоростью крутится мотор электроусилителя, нет ли ошибочно медленного или слишком быстрого вращения.

[box type=»download»] В отличие от гидроусилителя, который дает примерно одинаковое усилие во всем диапазоне вращения руля, блок управления электрическим усилителем принимает во внимание множество параметров, по которым рассчитывает нужное усилие на электромоторе. Это усилие зависит от величины момента на руле, от скорости автомобиля, от оборотов двигателя, от угла и скорости поворота рулевого колеса.[/box]

Усилие от двигателя усилителя передается на рейку через приводную шестерню и червячную передачу. Рейка перемещается при помощи двух усилий: непосредственно от руля, приводимого в движение водителем и от двигателя усилителя, управляемого блоком управления.

Режимы работы

Теперь по поводу режимов работы. Дело в том, что при разных условиях движения необходимо создание конкретного усилия. Также некоторые из режимов направлены на повышение комфортабельности.

Основными из режимов работы ЭУР можно отметить:

  • Парковка;
  • Движение на высокой скорости;
  • Подруливание;
  • Возврат колес в среднее положение.

Парковка автомобиля отличается надобностью поворота колес на большие углы, при этом с минимальной скоростью движения, а то и вовсе стоя на месте. Поэтому усилие на руле при парковке – значительное. Чтобы компенсировать ЭУР начинает работать в условиях создания максимального усилия.

А вот при движении на высокой скорости для обеспечения хорошей информативности, чтобы водитель не потерял чувства дороги, при маневрах ЭУР практически не задействуется или же создает малые усилия.

Интересным является режим подруливания. Условия движения авто могут быть самыми разными – дорога со скосом в одну сторону, воздействие сторонних факторов (боковой ветер, разное давление в колесах). Все они приводят к тому, что авто «уводит» в какую-либо из сторон. Режим же подруливания обеспечивает прямолинейное движение авто, причем делает ЭУР это без какого-либо участия со стороны водителя.

Существует и режим возврата колес в среднее положение, когда снижается усилие на рулевом колесе. Это происходит при завершении поворота, когда водитель «отпускает руль», блок управления по средствам датчиков рассчитывает необходимый момент и возвращает колеса в среднее положение за счет электроусилителя.

Описанные режимы работы в ЭУР включаются автоматически (благодаря информации от дополнительных датчиков). Но этот усилитель также позволяет водителю устанавливать свои определенные режимы – «Спорт», «Норма», «Комфорт».

Разница между режимами сводится к изменению реакции ЭУР на условия движения. К примеру, в режиме «Спорт» обеспечивается большая информативность (руль более «тяжелый»), а при «Комфорте» создает больше усилия, обеспечивая удобство управления авто. «Норма» же является средним положением, при котором, на малых скоростях ЭУР работает по максимуму, а на высоких – создает минимальное усилие.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ В ГОРОДСКОМ РЕЖИМЕ

Когда водитель большую часть времени ездит в городе, будет удобнее, если после поворота руль самостоятельно будет возвращаться в прямое положение. Так называемый активный возврат колес значительно упрощает вождение при интенсивном маневрировании. Если же предстоит длительное движение по прямой, то здесь поможет функция стабилизации. Она может автоматически поддерживать колеса в прямом положении – это актуально при неправильном развале-схождении колес или боковом ветре.

Нередко в электрических усилителях, специально созданных для переднеприводных автомобилей, предусмотрена программа, которая компенсирует увод машины, если были установлены приводные валы разной длины. В современных машинах электрика вовсе работает независимо от водителя – сама подруливает и возвращает колеса, помогает правильно парковаться.

seite1.ru

Электроусилитель (ЭУР) - устройство, принцип работы, преимущества и минусы

Времена, когда автомобили не получали никаких устройств, облегчающих процесс вращения руля, остались в далеком прошлом. С появлением гидравлических усилителей жизнь водителей значительно упростилась, а электронные помощники помогли не только упростить общую схему рулевого механизма, но и позволили регулировать подаваемое усилие в зависимости от конкретных условий поездки. Сегодня мы поговорим об устройстве, принципах работы автомобильных электроусилителей (ЭУР), а также отметим положительные и отрицательные стороны их применения.

Основные компоненты электронных усилителей руля.

Любая система электронного рулевого усиления состоит из нескольких смежных частей. Перечислим главные из них.

  • Электромотор. Данное устройство является основным исполняющим средством, включающимся по команде электронного управляющего блока.
  • Сервопривод. Назначение механической передачи состоит в приложении дополнительных вращательных усилий мотора непосредственно к рулевой рейке.
  • Датчики. В электронном усилителе руля задействуются несколько датчиков, отслеживающих параметры движения автомобиля — датчик скорости, крутящего момента, величины поворота руля, и т.п. На основании снимаемых с них показаний, система выбирает правильный функциональный алгоритм.
  • Управляющий блок. Это устройство, в которое поступают все сведения с датчиков. Обработав их, блок управления приводит в действие исполнительные механизмы, дополнительно регулируя их работу.

Принцип работы электронного усилителя руля.

Функционирование любого ЭУР изначально опирается на сигналы, поступающие с датчика, измеряющего крутящий момент. Он встраивается вразрез рулевого вала посредством специального торсиона, концы которого являются контактными элементами. Этот датчик может иметь оптический или магнитный принцип действия. Чем большее усилие прилагает водитель при вращении руля, тем сильнее закручивается рулевой торсион. Оценка этой величины происходит на основании расположения противоположных частей датчика. Полученные измерения поступают в главный управляющий блок. Туда же «стекается» информация о скорости движения автомашины в данный момент, оборотах силового агрегата и величине поворота рулевого колеса. Обработав полученные сведения, электронный блок высчитывает то силовое усилие, которое требуется дополнительно приложить к рулю. Когда эта величина установлена, на встроенный электромотор подается ток необходимой полярности и мощности. Мотор вступает в работу, посредством сервопривода передавая на рулевую рейку дополнительные крутящие усилия.

Мощность работы электроусилителя варьируется в строгом соответствии со скоростью движения транспортного средства. При езде на малых скоростях, например, во время выполнения маневрирования на парковке или во дворе, ЭУР работает в режиме полной мощности, обеспечивая максимально «легкий» руль. Если автомобиль совершает поездку по загородной трассе, а скорость его движения высокая, то вспомогательное крутящее усилие, исходящее от электроусилителя, находится на минимальном уровне, делая рулевое колесо более «тяжелым». Помимо этого, электронный рулевой усилитель осуществляет помощь по возврату руля в среднее положение, а также выполняет некоторое количество корректирующих усилий, необходимых для поддержания прямолинейной траектории авто в случае сильного бокового ветра либо различного уровня давления в передних колесах.

Преимущества и недостатки использования электроусилителя руля.

Главным преимуществом использования ЭУР является возможность варьирования вспомогательной силы. На высоких скоростях это позволяет сделать управление автомобилем более четким и отзывчивым, а на низких – более легким.

Второй «плюс» электронных усилителей — их универсализм. Конструкции всех электроусилителей практически идентичны, а значит, они могут применяться на автомобилях любой марки без каких-либо существенных технических изменений. Все, что потребуется сделать, осуществить изменение настроек управляющего блока.

Следующим преимуществом назовем простоту устройства. Благодаря ограниченному количеству элементов, ЭУР является гораздо более надежным, нежели классические гидравлические усилители.

И, наконец, заключительным позитивным моментов использования электроусилителей, является значительная экономия топлива, осуществляющая во время поездок. В отличие от ГУР, электронный усилитель никаким образом не связан с маховиком двигателя, а следовательно не вызывает дополнительной нагрузки на силовой агрегат. В условиях постоянного движения это позволяет сэкономить до полулитра топлива с каждой преодоленной сотни километров.

К недостаткам мы бы отнесли блоковую компоновку системы ЭУР. Любая отдельная часть электронного рулевого усилителя неремонтопригодная. Если происходит какая-то поломка, то внутренний элемент электроусилителя заменяется целиком, что влечет серьезное удорожание ремонта.

Итоги.

В конце статьи скажем, что ЭУР имеет множество преимуществ, не характерных для гидравлических усилителей. Это позволило электронным усилителем руля стать лидером по количественному распространению. Производители постепенно отказываются от ГУР, отдавая предпочтение более качественной и экономичной работе электроусилителей.

www.avtodiagnostika.info


Смотрите также