Что такое электроусилитель?

Принцип работы электроусилителя руля (ЭУР)

Комфортное управление автомобилем (особенно, грузовым) сложно представить без электроусилителя руля – элемента, создающего дополнительное усилие при изменении положения рулевого колеса.

ЭУР или EPS постепенно заменяет в транспортных средствах гидроусилитель, в котором использовалась жидкость под давлением.

Довольно длительное время у гидроусилителя рулевого колеса не было конкурентов, но всё изменилось в 1988, когда на Suzuki Cervo был установлен электроусилитель (впрочем, стоит заметить, что первые подобные устройства появились ещё в 1903 году, однако из-за отставания в техническом плане электрики в начале XX века от гидравлики технология была не востребована).

Как работает электроусилитель руля

Чтобы разобраться в особенностях и принципе работы, нужно разобраться, как устроен электроусилитель руля. В его составе присутствуют:

1. электрический мотор;
2. система управления, включающая входные датчики, исполнительное устройство и ЭБУ (аббревиатура расшифровывается как электронный блок управления);
3. редуктор.

Основной задачей электрического двигателя, являющегося в большинстве случаев асинхронным, является приведение в движение ЭУРа. Применяются разные схемы установки электромотора: он может передает усилие на рулевую рейку или на рулевой вал (в последнем случае он встраивается непосредственно в рулевую колонку).

Первый способ применяется чаще, но тут тоже присутствуют разные варианты конструкции: усилитель руля возможен с параллельным приводом, когда усилие от электромотора передаётся шарико-винтовым механизмом, или с шестернями в количестве двух штук (крутящий момент на рейку передается первой из них от руля, второй – от электромотора).

Исправное функционирование электрического усилителя рулевого управления невозможно организовать без датчиков, фиксирующих крутящий момент, скорость и другие показатели.

Более подробный принцип функционирования электроусилителя руля такой: при повороте руля торсионный вал скручивается, датчик крутящего момента передает данную информацию в электронный блок управления, обрабатывающего полученные сведения и соотносящего их с показаниями от других датчиков. В результате этого действия определяется усилие, которое следует приложить для облегчения человеку, управляющему автомобилем, задачи. Электромотор, получив сигнал, воздействует на рулевую рейку либо её вал.

Работа электроусилителя руля в разных режимах

Работает ЭУР при повороте автомобиля на любой скорости, при возврате колёс в центральное положение и поддержании их в этой позиции, во время подруливания и парковки.

Во время движения на большой скорости ЭУР задействуется редко, поскольку надо обеспечить условия, при которых водитель будет ощущать связь с дорогой.

Совсем иной принцип действия наблюдается при парковке, проводимой на небольшой скорости и характеризующейся поворотом колёс на значительные углы: ЭУР в подобном режиме работает с самым большим усилием.

Возвращение колёс в нужное положение осуществляется при уменьшении усилия на руле: это случается на завершающей стадии поворота, когда водитель отпускает руль, а блок управления при этом рассчитывает требуемый момент и при помощи электромотора возвращает колеса в центральное положение.

Во время движения из-за особенностей дороги авто может быть смещаться в сторону: подруливание ЭУРа позволяет без задействования в этом процессе водителя обеспечивать постоянное прямолинейное движение машины.

Все эти режимы за счёт приходящих данных от датчиков включаются и выключаются автоматически.

Поломка Electric Power Steering (EPS)

ЭУР может выйти из строя, узнать о чём можно по загоранию соответствующей лампочки на приборной панели.

Ошибка появляется в случае, когда устройство не в состоянии пройти самостоятельную диагностику при включении зажигания: в большинстве случае ломаются датчики.

Особенности конструкции электроусилителя руля позволяют продолжать управление автомобилем, однако лучшим вариантом будет обратиться в сервисный центр как можно быстрее.

Преимущества и недостатки устройства

Electric Power Steering (электроусилитель руля) имеет большое количество плюсов, в числе которых:

• повышенная надёжность;
• уменьшение расхода топлива (в отличие от ГУРа, механизм не отбирает часть мощности у двигателя);
• простота эксплуатации;
• минимальное количество шума во время работы;
• гарантия плавности и лёгкости управления;
• возможность дальнейшего управления машиной при выходе оборудования из строя.

Но не лишен ЭУР и минусов, к которым относятся:

• невозможность установки на грузовики большой грузоподъёмности;
• более высокая стоимость по сравнению с ГУРом;
• вероятность возникновения сбоев в электронике, что приводит к нарушениям в работе;
• малая ремонтопригодность составных частей механизма;
• возможность отключения при перегреве мотора.

Источник: https://moj-vnedorozhnik.ru/v-pomoshch-voditelyu/princip-raboty-elektrousilitelya-rulya-eur

Электроусилитель руля (ЭУР). Как работает – устроен. Основные виды

Электроусилитель руля или попросту ЭУР приходит на смену своему распространенному оппоненту, а именно гидроусилителю (ГУР). Этому способствует развитие техники, развитие электроники, а также установке усовершенствованных систем помощи водителю (например — автоматическая парковка).

Также электрический собрат позволяет немного экономить топливо. Сейчас существует как минимум 4 основных конструкции такого типа. НО! Многие производителя не спешат переходить с «гидро» на «электро». Но почему? Так ли идеален, как работает – устроен ЭУР, как его нужно эксплуатировать, чтобы не угробить.

Про это сегодня и поговорим с вами, как обычно будет и видео версия. Так что читаем смотрим …

Для начала небольшое определение.

ЭУР (электроусилитель руля) – электромеханическая система, которая позволяет снизить управляющее усилие, которое прикладывается к рулевому колесу.

В самом начале мне хочется сказать, что эта статья не будет про сравнение ГУР и ЭУР такая статья у меня уже есть (хотя некоторые моменты все же будут проскакивать).

Про ЭГУР

Еще одна полезная информация и опять же в начале статьи, многие путают электрический усилитель с так называемым ЭГУР — электрическим гидроусилителем руля. Но это крайне не правильно.

ЭГУР – это просто усовершенствованный гидравлический усилитель единственное отличие в том что – обычный ГУР использует ременную передачу от коленчатого вала двигателя, которая раскручивает насос для накачки давления в системе, то есть механическая передача.

По сути ремень и механический насос, заменили проводами и электрическим насосом, отсюда и приставка «Э» — электрический.

Как работает электроусилитель руля

Здесь нет ни масла, ни какой либо другой жидкости, по сути это обычная рулевая рейка (без усилителя вообще) к которой устанавливают на тот или иной вал электрический двигатель, который выполняет роль усилителя. Различают конструкции:

• Когда устанавливается на рулевой вал, то есть ставится в салоне автомобиля и усиливает водительский вал, прямо от руля
• Когда двигатель устанавливается на вал рейки и усиливает именно ее

Основные части (саму рейку и рулевой вал я брать не буду, про них итак все понятно)

• Электродвигатель. Современный бесщеточный
• Сервопривод. Также различается по видам, про это чуть ниже
• Датчик крутящего момента. Основной датчик системы, обычно устанавливается на торсион, который помещается в разрез рулевого вала. На концах торсиона располагается две различных части датчика. Он может быть как оптический, так и магнитный.
• Датчик поворота руля
• Блок управления
• ОПЦИОНАЛЬНО – может устанавливаться датчик скорости вращения руля

Когда поворачивается рулевое колесо, начинает закручиваться торсион, чем больше крутим руль, тем больше он закручивается. По величине изменения частей положения датчика оценивается проложенное усилие.

Еще одно измерение происходит датчиком поворота руля, он «видит» насколько отклонился руль. Оба эти показания отправляются в блок управления ЭУРА, а он уже взаимодействует с блоком ЭБУ автомобиля. Также ЭБУ получает такие важные параметры:

• Скорость автомобиля, от датчиков ABS
• Обороты двигателя от датчика двигателя

После этого, на основании всех данных ЭБУ рассчитывает необходимое усилие (помощь) на руле, и подает на электродвигатель питание нужной полярности и величины. Собственно электрический двигатель начинает вращать либо вал руля, либо перемещать вал самой рейки.

Основные типы конструкции ЭУРА

Решил перенести устройство немного ниже, потому как здесь действительно есть что рассказать. Стоит отметить, что электрический двигатель на валу зачастую имеет паразитный момент инерции.

Ротор электрического двигателя не может остановиться – мгновенно, потому как имеет свою массу, ему нужно адаптироваться, чтобы пойти в другую сторону, вот вам и инерция. В движении это проявляется дополнительным усилием, когда водитель решает резко сменить направление вращения руля.

Поэтому конструкций ЭУРА сейчас достаточно много, около 4 типов, инженеры стремятся уйти от этих паразитных инерций:

• Встроенный в рулевой вал (колонку). Если рассматривать саму рейку, то это обычная рулевая рейка, без каких-либо изменений. Сам двигатель находится в салоне и располагается на валу встроенным в рулевую колонку, это самая дешевая конструкция из всех электрических типов. Поэтому он так массово устанавливается на бюджетные модели автомобилей, в том числе на многие ВАЗ. Из положительных моментов не только цена, и простая конструкция рейки, но еще и то, что электрическая часть находится в салоне, а значит она менее подвержена температурным перепадам и влаги (снегу) из под колес, то есть живучесть увеличена. Минусами можно назвать то, что система снабжается червячным соединением, из-за этого возрастают потери на трение, информативность руля падает. ТО есть инерция + трение, настроить датчики невозможно! Это «бросается в глаза», особенно тех водителей, которые пересели с ГУРА.

• Червячное соединение, встроенное в саму рулевую рейку. Это второй тип по простоте и цене конструкции. Как становится понятно, здесь используется червячное соединение (а это значит опять паразитные потери на трение) и электродвигатель который установлен в корпус самой рейки, то есть находится в подкапотном пространстве. Отличить можно по расширенному корпусу. Отрицательными моментами можно назвать еще то что все части находятся во внешней среде и по сути подвержены коррозии, радом влага, пыль, грязь снег и прочее. Также такая компоновка увеличивает цену ремонта и уменьшает удобство по эксплуатации. То есть вот так вот просто не подлезешь и не снимешь, нужно снимать всю рейку целиком. По управляемости она похожа на первый тип, то есть сравнить с ГУРОМ опять же сложно.

• ЭУР с червячным приводом встроенный в рейку, но двухвальный. В свое время был очень популярен на ТОЙОТАХ, ЛЕКСУСАХ и некоторых немцах, например на ПАССАТЕ B Это технически сложная рейка, которая стоит очень не мало, также ее ремонт остаточно сложный и дорогой. Электромотор находится на противоположном конце от рулевого входного вала. Самая лейка имеет два отлива под опорные сухари. Что мы имеем – две зубчатые пары по краям рейки, одна идет от водительского вала (банально передает момент водитель, когда крутит руль), вторая идет от электрического двигателя, которую он толкает по средствам червячного механизма. ОЧЕНЬ СПОРНАЯ КОНСТРУКЦИЯ, потому как две «червяных пары», которые еще сильнее получают паразитные потери на трение, что пагубно влияет на информативность руля. Плюсами можно назвать только то что стуки у такой рейки могут очень долго не проявляться, потому как здесь есть две полноценных опоры с сухарями.

• Электрический усилитель с винт-шариковой гайкой (соединением). Как отмечают эксперты, это самый правильный вид ЭУРА, по информативности и настройкам он приближен к ГУРУ (а иногда даже превосходит его). Электромотор встроен непосредственно в саму рейку, о чем свидетельствует цилиндрический корпус, не похожий на электрических собратьев. Принцип действия здесь немного другой – здесь нет привычного червячного соединения, электродвигатель «крутит» шариковую гайку, которая проходит через сам вал, соответственно перемещая его в ту или иную сторону. ЗДЕСЬ ПРАКТИЧЕСКИ НЕТ паразитных потерь на трение, а также инерции, благодаря иной конструкции ротора. Сейчас это самый востребованный вид ЭУРА, его устанавливают на ЛЕКСУСЫ, ТОЙОТЫ после 2005 годов выпуска, также на новые модели ФОРД и МАЗДА. Большим минусом такой конструкции является его ЦЕНА, она намного больше своих собратьев. Ремонт стоит больших денег из-за расходных материалов, а также из-за сложности конструкции.

Положительные моменты и возможности использования

Плюсов электрического усилителя руля достаточно много, как мне кажется, скоро почти все производители перейдут на такой тип, отказавшись полностью от гидравлики. А теперь по пунктам:

• Экономичность. Электрический усилитель позволяет экономить от 0,5 до 0,8 литра на 100 км пути. Он не связан с двигателем жестким ремнем, а поэтому не отбирает от него мощность, а потребляет только тогда когда нужно. Например, на холостых оборотах он вообще не работает, тогда как ГУР постоянно связан в коленвалом.
• Надежность. Здесь она выше, особенно если электродвигатель располагается в салоне автомобиля. Нет ни шлангов, ни жидкостей, ни прочих частей.
• Обслуживание. Оно здесь практически не нужно! Не нужно менять через определенный пробег ATF жидкость в бачке, чтобы восстановить работоспособность.
• Тишина работы. Если ГУР нахватавшись воздуха, может гудеть или шуметь, то с ЭУРОМ такое навряд ли случится. ДА и исправный узел работает намного тише.
• Стоимость узла. Если брать в целом, особенно первый тип, то она ниже, чем у гидравлического собрата, однако ремонт зачастую намного выше, потому как меняются датчики или элементы целиком.
• Программируемая работа. Если ГУР вы не сможете просто отключить, то вот с ЭУРОМ такое может запросто произойти, причем это можно запрограммировать. Например, при низких скоростях нам нужно большое усилие на руле, но при наборе скорости нам не нужно много усилий, по сути руль итак хорошо контролируется. Вот здесь программно может отключаться и электрически усилитель, опять же экономя топливо. ДА и во многих автомобилях есть копка принудительного отключения, это опять же плюс.

Если взять возможности, которые он дает, то они практически безграничны. Уже сейчас работают такие системы как стабилизация автомобиля при резком объезде препятствий, удержание в полосе, помощь при парковке. Нужно отметить, что ЭУР это шаг к автоматически пилотируемым машинам.

Негативные моменты

Они также есть и в принципе я их перечислил в этой статье, но сейчас немного повторюсь:

• Уступающая информативность руля (гидравлика, пока точнее)
• Электрические сбои в настройках. Может поехать датчик (руля или вала) и например, на стоянке выкручивать колеса в бок, тогда как должен держать прямо. Причем выровнять колеса достаточно сложно.
• Сбои в движении. НА ранних версиях были аварии из-за блокировок или глюков ЭУРА
• Электрическая составляющая. Как правило — не ремонтируется, а зачастую меняется, ПОТОМУ КАК, ОТ ЭТОГО ЗАВИСИТ ВАША БЕЗОПАСНОСТЬ. То есть не стоит «перепаивать» датчик положения руля или вала, ведь вы можете задать неверные параметры в схему. Лучше его поменять. Также меняется и полностью двигатель при выходе из строя, что недешево.
• Не всегда нужен ремонт. Зачастую от большого пробега или от засорения, нужна просто калибровка датчиков, сами вы это не сделаете опять же нужно ехать на СТО. А если оно не чисто на руку, с вас могут взять как за ремонт.

Рулевая рейка с электроусилителем руля – НЕСОМНЕННО БУДУЩЕЕ, однако сейчас еще много сырых типов, которых гидроусилитель руля превосходит по многим параметрам.

Смотрим познавательное видео.

НА этом заканчиваю, думаю мой материал был вам полезен. Искренне ваш АВТОБЛОГГЕР.

(5 , 3,40 из 5)

Источник: http://avto-blogger.ru/podav/elektrousilitel-rulya.html

Электроусилитель руля: преимущества и недостатки

В последнее время производителя транспортных средств все больше нацелены на то, чтобы сделать управление транспортным средством максимально удобным для водителя. Для этого придумывается множество дополнительных систем и специального оборудования. Одним из таких приспособлений выступает электроусилитель руля (сокращенно ЭУР).

Электроусилитель руля: что это такое

Электроусилитель представляет собой специальное оборудование, которое обеспечивает дополнительное усилие при повороте руля, основанное на работе электрического двигателя (питается от штатного генератора авто).

Среди основных составляющих элементов устройства можно выделить:

• электромотор;
• датчик крутящего момента;
• рулевой и торсионный валы;
• электронный блок управления;
• датчик положения ротора.

Как правило, устройство устанавливают прямо на рулевой колонке или рулевом механизме. Реже его можно увидеть на валу рулевого механизма. Согласно проведенным исследованиям, наибольшую эффективность модель демонстрирует при монтаже на рулевом механизме. В этом случае обратная связь будет максимально эффективной.

Усилие от электропривода меняется в силу роста скорости движения транспортного средства, также оно зависит от угла поворота рулевого колеса.Показатель будет минимальным в случае прямолинейной езды по трассе на большой скорости. Наибольшее увеличение усилия происходит при парковке машины.

Преимущества и недостатки ЭУР

Среди основных достоинств такого устройства можно выделить:

• несколько вариантов крепления;
• простоту в обслуживании;
• возможность настроить параметры дополнительного усилия под свой стиль езды;
• экономичность (устройство не работает постоянно, а включается лишь тогда, когда водителю нужна дополнительная помощь).

Правда, есть у таких элементов и некоторые недостатки. Прежде всего, диагностировать поломку в системе достаточно сложно. Элемент нельзя отремонтировать – нужно менять весь узел.

Подобная технология начала внедряться не так давно. Как результат во многих автомобилях (особенно бюджетных) встречаются различные дефекты этого устройства.

Гур против эур

Практически все современные автомобили выпускаются с усилителем руля, ведь с помощью такого элемента управлять транспортном становится намного проще и удобнее. На этот момент наибольшее распространение получил гидроусилитель.

В случае отклонения от прямолинейного движения, такое устройство активирует насос, благодаря которому в рабочую камеру поступает жидкость.

Вращать колеса становится намного проще. Чем больше угол поворота, тем выше производительность ГУР.

Эффективность гидроусилителя владельцы транспортных средств успели оценить уже давно. Сейчас же автолюбителей интересует вопрос о том, сможет ли электронный усилитель руля вытеснить ГУР?

Для этого необходимо провести сравнение по основным критериям, таким как:

• простота управления;
• динамика и надежность;
• функциональность;
• область применений;
• экономичность.

Комфорт в управлении

На данный момент тут несомненным лидером являются системы с ГУР. Обратная связь в них на порядок выше в силу простоты своей конструкции. Опытный водитель хорошо чувствует возможности машины при поворотах.

Также будет интересно:  Молдинги на авто для чего вообще нужны?

Вдобавок, гидроусилители практически нечувствительны к вибрациям и ударам, так что для них нет нужды устанавливать защиту при езде по плохим дорогам.

Как результат, водителю будет удобно принимать решения, даже в случае путешествий по не самому качественному дорожному покрытию.

В случае электроусилителей руля, тут нужно провести тщательную калибровку оборудования. Да, если настройка будет выполнена на высшем уровне, то управление будет еще более комфортным, чем с ГУР.

Но добиться таких параметров могут только производители, которые выпускают премиальные транспортные средства. В более бюджетных авто технология еще немножко хромает.

Далее видео про то, что лучше выбрать – ГУР и ЭУР:

Управление будет несколько нереалистичным, без обратной связи. В результате, нужно будет долго привыкать к авто с подобным усилителем. Кроме того, ЭУР очень чувствителен к качеству дорог. Вибрации и нагрузки сильно уменьшают период его эксплуатации, так что потребуется установка специального демпфера, что будет гасить колебания.

Динамика и надежность

Для функционирования ГУР транспортное средство вынуждено терять часть своей мощности, которая идет на привод насоса. В результате, несколько снижается динамика автомобиля. Гидроусилитель не способен выдерживать длительные нагрузки.

Если установить руль в крайнем положении, через 10-12 секунд система полностью отключится, так что нужно будет глушить мотор, а затем, через пару минут, вновь завести автомобиль.

Для работы ЭУР не требуется отток мощности от силового агрегата, дополнительная нагрузка идет на генератор.

Правда, во время езды по плохому дорожному покрытию или рыхлому снегу, система может отключиться (об этом вы узнаете по сигналу тревоги). Тут придется остановиться до полного остывания двигателя.

Функциональность

Настроить гидроусилитель практически невозможно. Единственное, возможна установка рейки с улучшенным передаточным отношением. В результате, при повороте с небольшим углом, будет чувствоваться небольшая тяжесть, а при необходимости сильно повернуть руль, требуемое усилие снизится.

Таким образом, управлять станет намного легче и комфортнее, особенно в случае парковки и езды по улицам с насыщенным трафиком.

Еще может отличаться производительность от изготовителя к изготовителю. В то же время, такие отклонения весьма несущественны.

Если же говорить об ЭУР, то его производительность менять можно даже во время езды. Такая технология является максимально востребованной в случае спортивных автомобилей.

При необходимости, можно установить специальное программное обеспечение, которое имитирует изменение показателя передаточного числа. В результате, нет нужды монтировать дорогостоящую рейку.

В современных премиум-автомобилях ЭУР предлагает несколько доступных режимов. Среди наиболее распространенных из них стоит выделить:

• комфорт. Реакции несколько замедленные, руль поворачивается очень легко;
• нормальный. Дополнительных усилий для поворота не требуется, реакция максимально точная;
• спортивный. Усилие тут будет повышенным, полностью отсутствуют вибрации и случайные отклонения;
• трековый. Электроусилитель работает на минимуме, автомобиль максимально стабильный. Ощущения во время езды очень естественные.

Если такая опция продумана производителем, изменения можно проводить прямо во время езды, просто нажав на соответствующую кнопку. Это делает электроусилитель намного более удобным и функциональным вариантом.

Область применения

Стоит отметить, что при всех достоинствах ЭУР, у него есть явный минус – небольшой крутящий момент, который может создавать электромотор. В результате, его мощности не хватает для грузовиков, внедорожников, крупногабаритных лимузинов.

Для таких транспортных средств лучше подходят гидроусилители, которые ограничены лишь производительностью насоса.

При этом, вероятнее всего, в скором времени не изобретут компактных электродвигателей с мощным ресурсом.

Некоторые автоконцерны пытались сделать мощный ЭУР, размещенный отдельно от рулевого вала, но подобное решение является крайне дорогостоящим, так что не имеет преимуществ перед ГУР. Как результат, сфера использования электроусилителей руля пока весьма ограничена.

Экономичность

Гидроусилитель руля работает постоянно, независимо от того, едите вы прямо, или поворачиваете. Работа ЭУР осуществляется лишь в том случае, если требуется поворот колес. Таким образом, электронный усилитель более экономичен в плане обслуживания авто.

https://www.youtube.com/watch?v=IY7EtU6DLkY

С другой стороны, ЭУР совершенно не подлежит ремонту, тогда как поломанный ГУР можно восстановить.

Что же выбрать

Если еще несколько лет назад электронные усилители руля устанавливали лишь на малолитражках, то теперь спектр их применения существенно вырос.

Там, где требуется максимальное качество вождения, они демонстрируют максимально высокие показатели в плане управляемости. Кроме того. они более экономичные и надежные, так что, со временем, ЭУР смогут вытеснить ГУР.

В то же время, необходимо понимать, что усилитель усилителю рознь. Тут стоит также учитывать особенности производителя.

Также обязательно стоит провести небольшой тест-драйв перед конечным выбором авто. В результате, вы поймете, какой усилитель больше всего подходит именно вам.

Далее видео про работу электроусилителя руля:

Источник: https://avto-cool.com/avtotovaryi/preimushhestva-i-nedostatki-elektrousilitelya-rulya

Что такое электроусилитель руля (ЭУР) автомобиля?

Гидравлический усилитель в свое время был настоящим прорывом в автомобилестроении, поскольку именно он дал возможность управлять машиной легко и с комфортом.

Долгие годы ГУР был единственным типом усилителя, но сравнительно недавно в новые модели автомобилей начали устанавливать электроусилитель руля, ЭУР.

Благодаря ему удалось наконец-то избавиться от гидравлической системы, которая была слабым местом в рулевом управлении и требовала регулярного обслуживания.

Что такое ЭУР и для чего он нужен?

ЭУР

Несмотря на совершенно другую конструкцию и принцип работы, назначение ЭУР не изменилось — он умножает усилие, прикладываемое водителем к рулю, фактически, перенимая на себя большую часть работы, требуемой для поворота колёс автомобиля. Это, так сказать, основная его функция, которая ничем не отличается от назначения ГУР.

Однако электрическая система дает дополнительные возможности, которыми предыдущее поколение усилителей похвастать не могло. Например, возможность настройки, что дает более точное и четкое управление в любом режиме.

Кроме того, поскольку электроусилитель может напрямую управляться электронным блоком управления (ЭБУ) автомобиля, он прекрасно работает в паре с системой курсовой устойчивости, «подруливая» при некорректно выполненных поворотах и страхуя водителя.

Если на автомобиль установлена система автоматической парковки, в нём будет и ЭУР, который точно и вовремя выполняет все команды ЭБУ. К стати EPS (Electric Power Steering) — это иностранная аббревиатура, которая означает тоже что и ЭУР.

Устройство электроусилителя руля

Схема устройства ЭУР

По сути, ЭУР – это электродвигатель, который включается в нужный момент и создает в механизме рулевого управления дополнительное усилие. Но, как и вся современная техника, устройство ЭУР постепенно «обросло» дополнительными элементами, которые помогают быстрей и точней реагировать на действия водителя.

Сам ЭУР состоит из нескольких компонентов.

1. Основная часть – асинхронный электродвигатель.
2. Блок управления (связан с ЭБУ автомобиля).
3. Датчики положения рулевого колеса (поворота руля) и крутящего момента. Первый ставится на руль и показывает, на какой угол он отклонился. Второй устанавливается на торсион на стыке рулевого вала и рейки. Он показывает усилие, приложенное к рулю. Иногда ставится еще и датчик скорости поворота руля.
4. Передаточный механизм (сервопривод), конструкция которого зависит от того, где именно в системе рулевого управления установлен электроусилитель руля.

Виды ЭУР

Как и всё в конструкции автомобиля, ЭУР эволюционировал, и теперь есть несколько его разновидностей, каждая из которых нашла свое применение в различных типах автомобилей. И если основной его принцип остался неизменным, некоторые детали серьезно влияют на качество и удобство работы. За местом установки различают 3 основных вида.

1. Электроусилитель руля, встроенный в рулевую колонку.
2. Двухвальный ЭУР, встроенный в рулевую рейку.
3. ЭУР с винт-шариковым соединением.

Эти виды отличает схема подключения электромотора и тип привода, и каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Рассмотрим их все.

Электроусилитель, встроенный в рулевую колонку с червячной передачей

Устройство ЭУР встроенного в рулевую колонку с червячной передачей

Самый простой и дешевый тип электроусилителя. Мотор и червячный редуктор крепятся непосредственно на рулевую колонку и управляют ею. При этом остальные элементы рулевого управления (в частности, рейка) не меняются.

Такое исполнение удобно тем, что электромотор располагается в салоне автомобиля, а значит, его легко демонтировать, обслуживать, и при этом он меньше страдает от холода и влаги. К тому же, простая конструкция рулевой рейки упрощает и удешевляет ремонт. Однако такая система не справляется с большими нагрузками, поэтому ставится на автомобили малого класса.

На видео, ниже, наглядно показан принцип работы такого электроусилителя.

Электроусилитель, встроенный в рулевую рейку

ЭУР встроенный в рулевую рейку: 1 – датчик момента на рулевом колесе; 2 – ведущая шестерня 1; 3 – ведущая шестерня 2; 4 – электродвигатель усилителя; 5 – электронный блок усилителя; 6 – датчик угла поворота рулевого колеса; 7 – торсион вала рулевого управления

Более сложная в обслуживании конструкция, которая используется в автомобилях среднего класса. Как понятно из названия, электромотор устанавливается в рулевую рейку на стыке между ней и промежуточным валом. Здесь используется уже шестерня, которая передает усилие на саму рейку.

Основной недостаток этого вида ЭУР в том, что он размещается на рейке, а значит, больше страдает от внешних факторов. И хоть устройство имеет защитный кожух, оно всё равно постепенно портится от влаги и перепадов температуры. А расположение в подкапотном пространстве усложняет демонтаж и ремонт.

Сложная конструкция, в которой электромотор ставится на рейку не со стороны рулевой колонки, а с противоположного конца.

Такая сдвоенная конструкция сильно поднимает стоимость покупки или ремонта рулевой рейки. С другой стороны, за счет своих особенностей надежность этого механизма довольно высокая.

ЭУР с винт-шариковой гайкой

Устройство ЭУР с винт-шариковой гайкой

Это самый новый и самый удачный вариант электроусилителя.

Прежде всего, в нём используется другая конструкция мотора, у которой практически нет инерции при остановке или в начале работы.

И нет червячной передачи, которая отбирала на себя часть усилия электродвигателя. Благодаря этим изменениям точность и информативность руля достигают максимальных показателей.

Работа ЭУР с винт-шариковой гайкой

Для управления используется шариковая гайка, соединенная непосредственно с электромотором. При работе мотор вращает гайку в одну или другую сторону, а она, в свою очередь, перемещает рулевую рейку, как показано на анимации выше.

Принцип работы ЭУР

Теперь, когда основные разновидности ЭУР понятны, можно говорить о том, как работает это устройство. На видео, выше, наглядно показан принцип действия разных видов электроусилителей руля.

Если говорить в общем, принцип работы заключается в том, чтобы включить в нужное время электромотор, «докрутить» руль до нужного угла поворота, а затем вернуть его в среднее положение, когда маневр завершен. Однако такое объяснение не слишком раскрывает общую картину. Что же происходит, когда водитель начинает поворот?

1. Первыми включаются датчики. Основной – это датчик крутящего момента, который встроен в торсионный вал. Чем дальше водитель поворачивает руль, тем на больший угол поворачивается торсион. Плюс к этому есть и датчик угла поворота руля, а также датчик скорости поворота руля. Данные с них уходят в электронный блок управления ЭУР.
2. Информация с блока управления ЭУР уходит в ЭБУ автомобиля. Там она соотносится с данными датчиков АБС (информация о скорости автомобиля) и режимом работы двигателя (эту информацию передает датчик оборотов коленвала).
3. Затем команда от ЭБУ снова поступает на блок управления электроусилителем руля. Мотор включается и поворачивает рулевую колонку или рулевую рейку. А затем он же возвращает колёса в среднее положение.

Режим работы электроусилителя зависит от того, с какой скоростью движется машина (малой, средней или большой), а также от того, требуется ли возврат и поддержание колес в среднем положении. Благодаря электронике он всегда работает в оптимальном режиме.

Заключение

Несмотря на все недостатки, схема ЭУР продолжает совершенствоваться. Последние модели ушли далеко вперед от первых попыток заменить гидравлику электроприводом. А учитывая, что система автопилота, автоматической парковки, удержания в полосе и т.д. требует именно электроусилителя, можно рассчитывать на то, что в ближайшем будущем появятся новые, более надежные и доступные конструкции.

Источник: https://VazNeTaz.ru/eur-elektrousilitel-rulya

Устройство и принцип работы электроусилителя руля

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.

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».

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.

Источник: https://ZnanieAvto.ru/rulim/elektrousilitel-rulya.html