Электроусилитель рулевого управления, электроусилитель руля – устройство, принцип работы
Электроусилителем рулевого управления (обиходное название – элетроусилитель руля) называется конструктивный элемент рулевого управления автомобиля, в котором дополнительное усилие при повороте рулевого колеса создается с помощью электрического привода. В конструкции современного автомобиля электроусилитель рулевого управления постепенно заменяет гидроусилитель руля. К 2016 году каждый второй легковой автомобиль будет оснащен гидроусилителем руля.
Основными преимуществами электроусилителя руля в сравнении с гидроусилителем рулевого управления являются:
- удобство регулирования характеристик рулевого управления;
- высокая информативность рулевого управления;
- высокая надежность в связи с отсутствием гидравлической системы;
- топливная экономичность, обусловленная экономным расходованием энергии (снижение расхода топлива до 0,5 л.
на 100 км).
Электроусилитель рулевого управления открыл широкие возможности для создания различных систем активной безопасности: курсовой устойчивости, автоматической парковки, аварийного рулевого управления, помощи движению по полосе.
Различают две основных схемы компоновки электроусилителя рулевого управления:
- усилие электродвигателя передается на вал рулевого колеса;
- усилие электродвигателя передается на рейку рулевого механизма.
Наиболее востребован электроусилитель с приводом на рулевую рейку. Другое его название — электромеханический усилитель рулевого управления. Известными конструкциями такого усилителя являются усилитель руля с двумя шестернями и усилитель руля с параллельным приводом.
Электромеханический усилитель рулевого управления состоит из электродвигателя, механической передачи и системы управления.
Электроусилитель руля объединен с рулевым механизмом в одном блоке.
Механическая передача обеспечивает передачу крутящего момента от электродвигателя к рейке рулевого механизма. В электроусилителе с двумя шестернями одна шестерня передает крутящий момент на рейку рулевого механизма от рулевого колеса, другая – от электродвигателя усилителя. Для этого на рейке предусмотрены два участка зубьев, один из которых служит приводом усилителя.
В электроусилителе с параллельным приводом усилие от электродвигателя передается на рейку рулевого механизма с помощью ременной передачи и специального шариковинтового механизма.
Система управления электроусилителем руля включает входные датчики, электронный блок управления и исполнительное устройство.
К входным датчикам относятся датчик угла поворота рулевого колеса и датчик крутящего момента на рулевом колесе. Система управления электроусилителем руля также использует информацию, поступающую от блока управления ABS (датчик скорости автомобиля) и блока управления двигателем (датчик частоты коленчатого вала двигателя).
Электронный блок управления обрабатывает сигналы датчиков. В соответствии с заложенной программой вырабатывается соответствующее управляющее воздействие на исполнительное устройство – электродвигатель усилителя.
Электроусилитель руля обеспечивает работу рулевого управления автомобиля в следующих режимах:
- поворот автомобиля в обычных условиях;
- поворот автомобиля на малой скорости;
- поворот автомобиля на большой скорости;
- активный возврат колес в среднее положение;
- поддержание среднего положения колес.
Поворот автомобиля осуществляется поворотом рулевого колеса. Крутящий момент от рулевого колеса передается через торсион на рулевой механизм. Закрутка торсиона измеряется датчиком крутящего момента, угол поворота рулевого колеса – датчиком угла поворота рулевого колеса. Информация от датчиков, а также информация о скорости автомобиля, частоте вращения коленчатого вала двигателя, передаются в электронный блок управления.
Блок управления рассчитывает необходимую величину крутящего момента электродвигателя усилителя и путем изменения величины силы тока обеспечивает ее на электродвигателе. Крутящий момент от электродвигателя передается на рейку рулевого механизма и далее, через рулевые тяги, на ведущие колеса.
Таким образом, поворот колес автомобиля осуществляется за счет объединения усилий, передаваемых от рулевого колеса и электродвигателя усилителя.
Поворот автомобиля на небольшой скорости обычно производится при парковке. Он характеризуется большими углами поворота рулевого колеса. Электронная система управления обеспечивает в данном случае максимальный крутящий момент электродвигателя, соответствующий значительному усилению рулевого управления (т.н.
При повороте на высокой скорости, напротив электронная система управления обеспечивает наименьший крутящий момент и минимальное усиление рулевого управления (т.н. «тяжелый руль»).
Система управления может увеличивать реактивное усилие, возникающее при повороте колес.
Происходит т.н. активный возврат колес в среднее положение.
При эксплуатации автомобиля нередко возникает потребность в поддержании среднего положения колес (движение при боковом ветре, разном давлении в шинах). В этом случае система управления обеспечивает коррекцию среднего положения управляемых колес.
В программе управления электроусилителя руля предусмотрена компенсация увода переднеприводного автомобиля, вызванного различной длиной приводных валов.
В ряде систем активной безопасности электроусилитель функционирует без участия водителя. В системе курсовой устойчивости он обеспечивает обратное подруливание колес, а в парковочном автопилоте — автоматическую параллельную и перпендикулярную парковку.
Чем отличается гидроусилитель руля от электроусилителя — Лайфхак
- Лайфхак
- Эксплуатация
Фото http://freemancollision.com
Управляемость автомобиля и его ездовые характеристики в значительной степени зависят от рулевой системы и, в частности, от усилителя «баранки», который может отличаться по типу и конструкции.
Что такое ГУР, ЭУР и ЭГУР и как они работают, разобрался портал «АвтоВзгляд».
Иван Флягин
Эталоном в мировом автопроме считается гидроусилитель руля (ГУР), известный еще с середины прошлого века. Речь идет о системе трубопроводов низкого и высокого давления, в которых с помощью поршневого насоса циркулирует специальная жидкость.
Она подается на распределительный механизм, связанный с встроенным в рулевой вал торсионом. Как только мы начинаем крутить руль, масляные каналы в распределителе раскрываются, и жидкость поступает в полость гидроцилиндра, где она приводит в движение шток и поршень. С их помощью и поворачиваются колеса. Таким образом масло постоянно циркулирует в замкнутой герметичной системе по шлангам высокого и низкого давления, передавая энергию на колеса.
Работа электроусилителя руля (ЭУР) обеспечивается за счет электромотора, датчика крутящего момента и блока управления. При повороте «штурвала» датчик фиксирует данные о вращении торсионного вала, блок управления тут же получает информацию о количестве оборотов двигателя и скорости движения автомобиля, и в соответствии с этим в определенном режиме запускает электродвигатель.
В результате, на малых скоростях его мощность максимальна настолько, чтобы облегчить водителю вращение руля, а на высоких, наоборот, минимальна.
В современных автомобилях используется также электрогидравлический усилитель (ЭГУР), который представляет собой классический «гидрач», где вместо механического насоса работает электрический.
У всех типов усилителей руля есть свои преимущества и недостатки, поэтому ответ на вопрос: «Какой из них лучше?» будет неоднозначным. Гидроусилитель отличается дешевизной и простотой конструкции, ремонтопригодностью и, что немаловажно, высокой мощностью. Не случайно его устанавливают на заряженные авто, полноразмерные внедорожники и грузовики.
229827
С другой стороны, ГУР отличается громоздкостью конструкции и всеми капризами, характерными для любой гидравлической системы — износ шлангов, течи, забитые фильтры, чувствительность к перепадам температур. За всем этим надо следить, регулярно диагностировать и проводить профилактику.
Электроусилитель лишен всех этих проблем, у него компактные размеры и меньше вес.
Но в то же время ЭУР обладает недостаточной мощностью, уязвим на плохой дороге, где может перегреться и выйти из строя. Неисправность устройства грозит дорогостоящим ремонтом или его полной заменой.
Что касается комфорта и ощущений при эксплуатации, то, как правило, электроусилитель более чуток и отзывчив. Но в то же время ГУР отличается лучшей информативностью и обратной связью, не реагирует на удары и вибрации на плохом покрытии.
Как правило, отличить с первых мгновений движения, какой в машине установлен усилитель руля по силам, кроме профессионала-автомеханика, только совсем опытному водителю. Большинство автовладельцев вряд ли способны на такое, а, следовательно, актуальность таких тонких материй, как «информативность», «отзывчивость» и «обратная связь» руля для них сводится к нулю. Хотя многие «бывалые водилы» традиционно предпочитают классический гидроусилитель.
- Автомобили
- Прайс-лист
Выбираем подержанную машину по типу кузова
19282
- Автомобили
- Прайс-лист
Выбираем подержанную машину по типу кузова
19282
Подпишитесь на канал «Автовзгляд»:
- Telegram
- Яндекс. Дзен
Дзенпроизводство, автосервис, технология, ремонт, запчасти, комплектующие, купить машину, техническое обслуживание
Как работает рулевое управление с электроусилителем (EPAS) и почему оно лучше, чем гидравлическое
Рулевое управление с электроусилителем постепенно выходит на передний план автомобильной техники, и некоторые из продаваемых автомобилей с лучшими характеристиками (особенно Porsche) переходят на рулевое управление системы в электронный век
Напомнить позже
В более простые времена, до появления какой-либо помощи при вождении, рулевое управление было настолько аналоговым, насколько это возможно, с использованием реечной системы для направления автомобиля в нужном направлении. Затем появилось рулевое управление с гидравлическим усилителем, которое доминировало в автомобильном мире с 19 века.51, когда его впервые представил Chrysler.
В этой форме системы используется гидравлический насос, который приводится в действие от ремня, прикрепленного к двигателю.
Силовой поршень приводится в движение гидравлической жидкостью, которая находится под давлением за счет движения ремня. Затем регулирующий клапан определяет, какое гидравлическое давление необходимо для перемещения колес в любом направлении в зависимости от усилия рулевого управления. Гидравлика увеличивает нагрузку на рулевую рейку, тем самым снижая уровень усилий, необходимых для изменения направления.
Несмотря на то, что гидравлические системы по-прежнему широко используются и почти усовершенствованы, у них есть свои недостатки. Поскольку технически насос приводится в действие двигателем, гидравлическое усиление рассматривается как паразитная потеря. Это означает, что небольшое количество мощности двигателя расходуется на работу насоса, что снижает общую эффективность трансмиссии. В наши дни высокопроизводительные автомобили также должны иметь набор режимов, из которых водитель может выбирать, и большинство из них включают регулировку рулевого управления. Это неудобно для гидравлики, поскольку гидравлическая жидкость, прокачиваемая через систему, будет иметь заданную вязкость (насколько легко жидкость течет), поэтому необходимо использовать какую-то альтернативную форму ограничения.
В последнее десятилетие инженеры решили заменить гидравлику старой школы электродвигателями, что неудивительно, учитывая общий сдвиг. к автомобилям с полностью электрическим приводом. Двигатели обычно размещаются либо в основании рулевой колонки, либо непосредственно на рулевой рейке и стали довольно простым решением для продвижения усилителя руля в 21 век. Электронные датчики фиксируют степень блокировки рулевого управления и добавляют пропорциональное дополнительное усилие к усилию рулевого управления. Электрический заряд используется для вращения двигателя, и за счет передачи энергии создается боковая сила, которая способствует движению вдоль рулевой рейки.
Главный аргумент против электроники — ощущение руля. Поскольку гидравлика тактильна благодаря наличию вязкой жидкости, она любима пуристами из-за количества обратной связи, которая может передаваться через рулевую рейку и обратно на руль.
Однако по мере разработки и усовершенствования систем EPAS (электроусилитель рулевого управления) производителям, таким как Porsche, удалось создать электронные системы, которые почти не уступают по ощущениям гидравлической системе и затем продолжайте превосходить механический метод во многих областях. Он сделал это, изменив направление обратной связи внутри электроники; большинство производителей используют систему, которая вводит усилие рулевого управления, рассчитанное на основе датчика крутящего момента колес, в то время как Porsche использует датчики рыскания, угол поворота рулевого колеса и другие значения из системы контроля устойчивости для увеличения и уменьшения помощи соответственно и с гораздо более частой скоростью.
Другими преимуществами EPAS являются эффективность, удобство и упаковка. Chevrolet продемонстрировал увеличение экономии топлива на 2,5% с момента перехода на электронное рулевое управление из-за отсутствия паразитных отходов двигателя. Парковка с радарным управлением также работает в сочетании с системой EPAS, а с массовым ростом автоматизации электронное рулевое управление определенно никуда не денется.
Порше 9Компания 11 стала пионером в области использования системы EPAS в спортивных автомобилях. Porsche 911 — отличный пример преимуществ упаковки системы EPAS. До перехода на электронику в конструкцию автомобиля нужно было встроить обширный маршрут гидравлических трубопроводов, чтобы они шли от расположенного сзади двигателя к передним колесам.
На автомобилях поколения 991 компания Porsche использовала полную систему EPAS, чтобы двигатели можно было расположить в передней части автомобиля без необходимости использования длинных трубопроводов, что, в свою очередь, способствовало распределению веса 911 — важное соображение для автомобиля с задним расположением двигателя. .
Сейчас становится трудно определить разницу между современной системой EPAS и усовершенствованной системой HPAS, а преимущества электроники намного превосходят преимущества более традиционных гидравлических установок.
Хотя некоторые компании производят гибридные системы, которые включают в себя электродвигатель для питания системы гидроцилиндра, подавляющее большинство производителей в настоящее время склоняются к полностью электрическому рулевому управлению. Не ожидайте возникновения проблем с гидравлическим насосом в счетах за обслуживание в будущем…
Гидравлический Против. Рулевое управление с электроусилителем
Как можно легко маневрировать тысячами фунтов стали, просто поворачивая руль? Спасибо гидроусилителю руля.
Современное рулевое управление с усилителем появилось в 1951 году с выпуском автомобиля Chrysler Imperial, в котором для облегчения управления автомобилем использовалась гидравлическая мощность. Сегодня многие автомобили перешли на электроусилитель руля.
Но в чем разница между электрическим и гидравлическим усилителем руля? Продолжайте читать, чтобы узнать о недостатках и преимуществах рулевого управления с электроусилителем по сравнению с гидравлическим и о том, как выявить потенциальные проблемы с вашей системой.
Что такое гидроусилитель руля?
Проще говоря, гидроусилитель руля снижает усилие, необходимое для поворота рулевого колеса в автомобиле. Без электрического или гидравлического усилителя рулевого управления рулевое колесо было бы тяжелым и его было бы трудно поворачивать. Если у вас когда-либо отключался гидроусилитель руля в автомобиле, вы знаете, что прохождение поворотов, парковка и маневрирование — особенно на низких скоростях — внезапно становятся полноценной тренировкой верхней части тела.
Рулевое управление с гидравлическим и электрическим усилителем
В современных автомобилях используются три типа усилителей руля: электрические, гидравлические и гибридные гидроэлектрические системы. Ниже мы обсудим разницу между электроусилителем руля и гидравлическим усилителем руля.
В системе рулевого управления с полностью электрическим усилителем (EPS) для помощи водителю используется электродвигатель, который размещается либо на рулевой рейке, либо на рулевой колонке.
Датчики, прикрепленные к двигателю, измеряют, какой крутящий момент или вращательное усилие водитель прикладывает к рулевому колесу. Затем датчики используют эту информацию, чтобы решить, какая помощь требуется водителю для поворота передних колес.
Скорость — самый важный фактор, определяющий объем помощи, оказываемой EPS. Вы можете заметить, что рулевое колесо очень легко поворачивается на низких скоростях, например, во время парковки, что упрощает маневрирование. На более высоких скоростях большее сопротивление рулевого колеса обеспечивает большую устойчивость.
Гидравлические системы, однако, используют гидравлическую жидкость, питаемую насосом гидроусилителя рулевого управления, чтобы помочь водителям поворачивать колесо. В то время как EPS питается от бортовой сети автомобиля с напряжением 12 вольт (или выше), насос гидроусилителя руля приводится в действие поликлиновым ремнем или другим приводным ремнем, соединенным с двигателем. Насос гидроусилителя руля использует жидкость гидроусилителя руля для создания гидравлического давления на рулевой механизм или шестерню, которую водитель должен перемещать, чтобы повернуть колеса.
Чтобы узнать больше о системах рулевого управления, ознакомьтесь с этой статьей: Как работает система рулевого управления автомобиля?
Преимущества рулевого управления с гидравлическим усилителем
Рулевое управление с гидравлическим усилителем является доминирующей системой рулевого управления уже более 50 лет. Благодаря этому сроку пребывания он выиграл от десятилетий разработки и тонкой настройки. Сторонники метода гидравлической помощи выделяют одно важное преимущество: способность чувствовать дорогу через руль.
Более четкая обратная связь с дорогой или ощущение руля делает вождение более плавным, поскольку водитель может лучше понять, как ведет себя автомобиль. В некотором смысле дорога общается с водителем через рулевое колесо, что позволяет принимать более интуитивные решения и делает вождение в целом более безопасным. По этой причине многие водители спортивных и гоночных автомобилей высокого класса предпочитают гидроусилитель. Это позволяет им принимать более быстрые и обоснованные решения при движении на высокой скорости.
Недостатки рулевого управления с гидроусилителем
Несмотря на то, что гидроусилитель руля использовался так долго, у него есть несколько недостатков. Во-первых, гидравлическая мощность требует использования гидравлической жидкости, также известной как жидкость для гидроусилителя руля. Хотя некоторые производители автомобилей не требуют, жидкость для гидроусилителя руля можно заменять регулярно — примерно каждые пять лет или 50 000 миль. Более того, если эта жидкость в какой-либо момент вытечет ниже определенного порога, вы можете потерять помощь гидроусилителя руля.
Во-вторых, гидроусилитель «всегда включен», то есть двигатель должен постоянно работать, чтобы гидроусилитель руля работал. Системы, для работы которых требуется механическая энергия двигателя, могут повлиять на эффективность использования топлива и расход бензина.
Наконец, системы рулевого управления с гидравлическим усилителем более сложны и требуют большего количества деталей, чем система рулевого управления с электрическим усилителем.
Таким образом, они могут занимать больше места в моторном отсеке.
Преимущества электроусилителя руля
С начала 2000-х электроусилитель руля стал нормой для большинства автомобилей. В первую очередь это связано с тем, что система EPS, как правило, проще и легче в обслуживании, чем ее гидравлический аналог. Электрическим системам не требуется жидкость гидроусилителя руля для работы, и они потребляют мощность только тогда, когда это необходимо, что делает их более экономичными, чем гидравлические системы.
Более того, EPS обеспечивает современные функции помощи водителю, на которые мы привыкли полагаться, такие как автоматическая парковка и помощь в удержании полосы движения. Это также будет важно, когда мы движемся к будущему самоуправляемых автомобилей.
По сравнению с рулевым управлением с гидравлическим усилителем EPS лучше компенсирует несоосность колес и условия вождения, влияющие на рулевое управление, такие как сильный ветер и неровные поверхности. А поскольку система полностью электронная, проще настроить точность усиления с помощью простых обновлений программного обеспечения.
Недостатки рулевого управления с электроусилителем
Несмотря на то, что системы рулевого управления с электроусилителем теперь входят в стандартную комплектацию, у них все еще есть несколько недостатков. В отличие от традиционных гидравлических систем, в более ранних системах EPS изначально не было ощущения рулевого управления или обратной связи с дорогой, которая помогала водителям информировать водителей о том, как ведет себя их автомобиль. В наши дни производители в значительной степени исправили эту проблему, сделав рулевое управление с электрическим и гидравлическим усилителем почти неотличимым.
Другим недостатком рулевого управления с электроусилителем является то, что его нельзя легко отремонтировать с помощью стандартных деталей и труда, как гидравлическую систему. Для систем EPS может потребоваться специальное оборудование и знания для диагностики и устранения проблем с электричеством, которые могут быть вызваны неисправностью бортового компьютера или различных датчиков.