1Янв

Устройство электроусилителя руля: Электроусилитель рулевого управления (EPS): устройство и принцип работы

Содержание

Принцип работы электроусилителя руля

Автоликбез7 сентября 2016

Борьба за повышение комфорта при управлении автомобиля ведется с момента его изобретения. Сначала поворот руля облегчался путем увеличения размеров самой баранки и за счет внедрения шестерёнчатой передачи. Затем появились гидравлические усилители (ГУР), а в последнее время приводы – помощники стали электрическими (ЭУР). Чтобы понять разницу между ними, стоит изучить принцип работы электроусилителя руля.

Принцип действия ЭУР

Электрический узел, чья задача – облегчить вращение рулевого колеса, состоит из следующих элементов:

  • электродвигатель асинхронного типа;
  • механический привод, соединяющий его с рулевым механизмом авто;
  • собственный блок управления с датчиками.

В малолитражках, где требуется небольшое усилие для поворота колес, блок ЭУР небольших размеров устанавливается под приборной панелью. В автомобилях среднего класса электроусилитель руля под торпедо уже не поместится, а потому выносится в подкапотное пространство. В обоих случаях привод электродвигателя связан с валом рулевой колонки.

При управлении легковыми автомобилями больших размеров и тяжелыми внедорожниками нужно развивать большее усилие, чтобы поворачивать колеса. Поэтому в них задействован привод ЭУР, работающий напрямую с рулевой рейкой. Независимо от места расположения электродвигателя и его подключения к механизму, принцип работы электроусилителя руля остается неизменным. Он заключается в автоматическом включении электропривода и передаче дополнительного усилия на механизм при повороте водителем рулевого колеса. Величина крутящего момента, создаваемого усилителем, зависит от трех параметров:

  • Угла поворота. Он измеряется датчиком, встроенным в рулевую колонку.
  • Усилия на руле. Определяется специальным датчиком в виде скручивающегося торсиона, имеющего механическую связь с валом. Чем сильнее скручивается торсион, тем большее усилие развивает двигатель.
  • Скорости движения. Эта информация поступает от контроллера, а он ее берет от датчика скорости.

Основываясь на этих показаниях, электронный блок управляет электроприводом в соответствии с ситуацией. При малой скорости движения, сильном скручивании торсиона и большом угле поворота (режим парковки или разворота) агрегат усилителя выдает максимальную мощность. Во время движения по прямой особой помощи водителю не требуется, потому ЭУР подключается минимально.

О дополнительных функциях электроусилителей

Устройство электроусилителя руля задумано таким образом, чтобы при необходимости электродвигатель мог поворачивать колеса автомобиля как одновременно с водителем, так и самостоятельно. Это дает простор для реализации дополнительных функций:

  • автоматическое «подруливание» с целью удержания машины на прямой траектории;
  • возврат колес в прямое положение после совершения маневра, ЭУР может это делать, когда водитель отпускает баранку после выполнения поворота;
  • создание «тяжести» на рулевом колесе при разных режимах движения, чтобы сделать руль информативнее;
  • выполнять автоматическую парковку без участия водителя.

В то же время ЭУР не препятствует прямому управлению колесами при заглушенном двигателе или поломке, механическая связь между ними и баранкой сохраняется.

Плюсы и минусы системы ЭУР

Электроусилители при работе развивают слабый крутящий момент по сравнению с тем, как работает усилитель гидравлический. Из-за этого их применяют только на легковых авто, грузовые по-прежнему оснащаются гидравликой. Это единственный существенный недостаток систем ЭУР среди множества достоинств:

  • Благодаря электроприводу такие усилители довольно надежны и практически не нуждаются в обслуживании.
  • Простота. Нет никаких ремней, насосов и гидравлических жидкостей.
  • Снижение расхода бензина до 200 грамм на 100 км по сравнению с усилением от ГУР, поскольку ЭУР не отнимает энергию силового агрегата через ременную передачу.
  • Возможность менять настройки и величину усиления в разных режимах езды.

К плюсам электроусилителей можно прибавить и компактность, потому что все элементы размещены в одном блоке. Но и в случае поломки менять придется весь блок, что обойдется недешево.

Что лучше, гидроусилитель или электроусилитель руля? — Лайфхак

  • Лайфхак
  • Эксплуатация

Во всех современных машинах стоит либо гидро-, либо электроусилитель рулевого управления. В чем преимущества того или другого, и какое из этих устройств более предпочтительно?

Для начала разберемся с конструктивными различиями между гидроусилителем (ГУР) и электроусилителем (ЭУР) рулевого управления. Гидроусилитель действует благодаря специальному насосу (с приводом от двигателя) поддерживающему в его системе рабочее давление. Как только вы начинаете поворачивать руль в ту или иную сторону, специальной конструкции гидропривод начинает подталкивать рулевой вал в ту же сторону. Крутит в другую — гидравлика давит уже в противоположном направлении.

Когда рулевое колесо «стоит на нуле» — никто никуда не давит. Электроусилитель, по сути, состоит из специального электромотора, установленного на рулевом валу да электроники, управляющей им. В зависимости от сигналов от датчика, следящего за малейшим отклонением баранки от «нулевого» положения, электромотор получает команду проворачивать руль в ту или другую сторону. С точки зрения автопроизводителя, ГУР — более мощное устройство. В отличии от ЭУР, его можно устанавливать на мощные внедорожники и грузовики.

Электроусилитель более компактен, легок и экономичен, нежели ГУР. Зато гидроусилитель руля дешевле в производстве, нежели ЭУР. У электроусилителя по определению нет «гидравлических» заморочек вроде протечек жидкости из негерметичных шлангов и соединений, загрязнения фильтра и прочего. Однако в случае поломки ремонт или замена электроусилителя обойдется дороже.

Для водителя разница между ГУР и ЭУР проявится, в первую очередь, в том, что электрическая система будет чуть более отзывчива на действия водителя. Только с электроусилителем автопроизводитель может организовать для водителя возможность регулировать «отзывчивость руля» по его вкусу. Кроме того, на беспилотных авто используют исключительно ЭУР. Зато ГУР обеспечивает водителю более «натуральную» обратную связь от колес, позволяя чувствовать пределы возможностей машины. Кроме того, ГУР не чувствителен к удары и вибрациям от плохой дороги. ЭУР в жестких условиях эксплуатации может выйти из строя.

57576

57576

5 сентября 2017

450346


Устройство электроусилителя руля — ptbnn.ru

Электроусилители рулевого управления

Главным преимуществом электрического привода рулевого управления относительно гидроусилителя является отсутствие гидравлики, а значит насоса гидроцилиндра, шлангов. Это позволяет уменьшить массу усилителя рулевого управления и объем занимаемый управлением в подкапотном пространстве.

Известно, что ряд факторов приводит к уводу автомобиля от прямолинейного движения, например разное давление воздуха в шинах, разная степень износа протектора, боковой ветер, поперечный уклон дороги. Применение электромеханического усилителя позволяет активно поддерживать возврат управляемых колес в среднее положение. Эта функция называется «активной самоустановкой» колес. Благодаря ее действию водитель лучше чувствует среднее положение рулевого управления, она облегчает также вождение автомобиля по прямой при воздействии на него различных внешних сил.

Если при движении по прямой на автомобиль действует боковой ветер или поперечное усилие, вызываемое уклоном дорожного полотна, усилитель создает постоянный поддерживающий момент, который освобождает водителя от необходимости создавать реактивные усилия на рулевом колесе.

Общее расположение агрегатов рулевого управления с электроусилителем на примере автомобиля Opel Corsa показано на рисунке:

Рис. Общее расположение агрегатов рулевого управления с электроусилителем:
1 – электроусилитель; 2 – карданный вал рулевого управления; 3 – рейка привода рулевого управления

Электроусилитель может приводить вал рулевого управления на рулевой колонке, шестерню привода рейки или непосредственно саму рейку.

Рис. Электроусилитель рулевого управления на примере автомобиля Opel Corsa:
1 – электродвигатель; 2 – червяк; 3 – червячное колесо; 4 – скользящая муфта; 5 – потенциометр; 6 – кожух; 7 – рулевой вал; 8 – разъем датчика момента на рулевом валу ; 9 — разъем питания электродвигателя

Разрез электроусилителя рулевого управления с приводом рулевого управления на рулевой колонке показан на рисунке:

Рис. Разрез электроусилителя рулевого управления:
1 – трехфазный синхронный электродвигатель; 2 – якорь; 3 – обмотка статора; 4 – датчик положения якоря; 5 – червячное колесо; 6 – рулевой вал; 7 – червяк

Электроусилитель через червячную передачу связан с валом рулевого управления. В зависимости от полярности напряжения питания электродвигатель вращается в ту или иную сторону, помогая водителю поворачивать колеса. Крутящий момент величиной силы тока, определяемой блоком управления действующим согласно заложенной в него программе и сигналам, поступающим от соответствующих датчиков.

Вал электродвигателя, при подаче на двигатель напряжения помогает поворачивать вал привода рулевого колеса через червяк и червячное колесо. Для поддержания постоянной обратной связи с дорогой входной и выходной валы электроусилителя соединены друг с другом через торсион. Приложение усилия к рулевому управлению как со стороны водителя, так и со стороны дороги приводит к закручиванию торсиона до 3-х градусов и изменению взаимной ориентации входного и выходного валов. Это служит сигналом для включения в работу электроусилителя. В зависимости от угла поворота рулевого колеса и скорости автомобиля электродвигатель подкручивает выходной вал, снижая усилие. Работает электродвигатель и при обратном ходе, он помогает возвращать колеса автомобиля и рулевое колесо в первоначальное положение. Торсион при поворотах всегда остается немного скрученным, гарантируя тем самым на руле то усилие, которое необходимо водителю, чтобы чувствовать дорогу.

Один из датчиков находится на торсионе, соединяющем половинки разрезанного рулевого вала, и следит за его закручивани­ем. С ростом усилия на руле сильнее за­кручивается торсион – больший ток идет на электромотор усилителя, что соответст­венно увеличивает помощь водителю.

Второй датчик следит за скоростью автомобиля. Чем она меньше, тем эффективнее помощь в повороте рулевого управления и наоборот, а после 75 км/ч усилитель вообще выключается чтобы не создавать дополнительного сопро­тивления, редуктор и электро­мотор разъединяются.

Третий датчик контролирует частоту вращения коленчатого вала двигателя и следит, чтобы усилитель работал только одновременно с ним. Это делается в целях экономии электроэнергии, потому что электроусилитель может потреблять до 105 А.

Производитель автомобилей Ауди предлагают систему реечного электроусилителя с двумя шестернями.

Рис. Схема реечного электроусилителя с двумя шестернями:
1 – датчик момента на рулевом колесе; 2 – электронный блок управления; 3 – электродвигатель усилителя; 4 – шестерня усилителя; 5 ­– рейка; 6 – датчик угла поворота рулевого колеса; 7 – торсион вала рулевого управления; 8 – шестерня рулевого механизма

Усилитель действует на рейку рулевого механизма через шестерню 3, которая установлена параллельно с основной шестерней рулевого механизма 2. Шестерня усилителя 3 приводится от электродвигателя 4. Передаваемый на шестерню 2 рулевого механизма крутящий момент измеряется датчиком момента 1. Величина развиваемого усилителем крутящего момента устанавливается электронным блоком управления 5 в зависимости от момента на рулевом колесе, скорости автомобиля, угла поворота колес, скорости поворота рулевого вала и других вводимых в него данных.

Электродвигатель и редуктор размещены в общем алюминиевом корпусе 2. На конце вала двигателя нарезан червяк 3.

Рис. Червячная передача привода шестерни усилителя:
1 – электродвигатель; 2 – корпус; 3 – червяк; 4 – вал привода; 5 – демпфер

Червячная передача служит для привода шестерни усилителя. Между червячным колесом и шестерней установлен демпфер 5, который исключает резкое нарастание усилия на рейке при включении усилителя. Положение (угол поворота) ротора электродвигателя определяется с помощью датчика поворота 6. Этот датчик расположен под возвратным и скользящим кольцами подушки безопасности. Он установлен на рулевой колонке между подрулевыми переключателями и рулевым колесом. Датчик генерирует сигнал, соответствующий углу поворота рулевого колеса.

Основными деталями датчика угла поворота рулевого колеса являются кодирующий диск с двумя кольцами и фотоэлектрические пары, каждая из которых содержит источник света и фотоэлемент. На кодирующем диске предусмотрены два кольца: внешнее кольцо 1 с шестью фотоэлектрическими парами, которое служит для определения абсолютных значений угла поворота рулевого колеса, и внутреннее кольцо 2 – для определения приращений этого угла. Кольцо приращений разделено на 5 сегментов по 72°. Оно используется в сочетании с одной фотоэлектрической парой. В пределах каждого из сегментов кольцо имеет несколько вырезов. Чередование вырезов в пределах одного сегмента не изменяется, а в отдельных сегментах оно отличается. Благодаря этому осуществляется кодирование сегментов.

Рис. Схема датчика угла поворота рулевого колеса:
1 – внешнее кольцо абсолютных значений; 2 – внутреннее кольцо приращений; 3 – фотоэлектрическая пара.

Датчик угла поворота рулевого колеса позволяет отсчитывать его в пределах до 1044°. Отсчет угла производится путем суммирования числа градусов. При переходе через метку, соответствующую 360°, датчик регистрирует завершение поворота на один полный оборот. Конструкцией рулевого механизма предусмотрена возможность поворота рулевого колеса на 2,76 оборота.

На рулевом колесе установлен датчик момента 3.

Рис. Датчик момента на рулевом колесе:
1 – рулевой вал; 2 – магнитное кольцо; 3 – чувствительный элемент датчика; 4 – вал шестерня; 5 – витой кабель; 6 – торсион

Действие этого датчика основано на магниторезистивном эффекте. На рулевом вале 1 установлено магнитное кольцо 2, которое жестко связано с верхней частью торсиона 6. Чувствительный элемент 3 датчика соединен с валом шестерни рулевого механизма 4 и связан таким образом с нижней частью торсиона. Сигнал снимается с датчика через витой кабель 5. Торсион закручивается точно в соответствии с усилиями, прилагаемыми к рулевому валу. При этом магнитное кольцо 2 перемещается относительно чувствительного элемента 3 датчика. В результате действия магниторезистивного эффекта изменяется сопротивление чувствительного элемента, величина которого определяется блоком управления.

Если системой управления обнаружен дефект датчика, она производит «мягкое» отключение усилителя. При этом усилитель не отключается полностью, а переводится на режим управления по резервному сигналу, который образуется в блоке управления из сигналов угла поворота рулевого вала и частоты вращения ротора двигателя усилителя.

Электроуселитель руля: Для чего нужен ЭУР, и как он работает

Мода на оснащение автомобилей различной электроникой не обошла стороной и рулевое управление. Таким образом появился ЭРУ, который во многом обгоняет гидроусилитель по уровню безопасности, точности в управлении, бюджетности и удобству.

Принцип работы

Вся система включает в себя следящий привод, электродвижок, датчики момента и угла поворота руля, блок управления. В качестве опции может устанавливаться и датчик скорости поворота руля. В зависимости от конкретного типа авто, строение следящего привода может быть разным, но об этом расскажем чуть позже. Электродвигатель устанавливается современный, бесщеточный. Датчик момента являет собой базу всей системы. В рулевой вал монтируется торсион. Компоненты датчика ставятся на концах вала. Принцип его действия также может быть разнообразным.

Во время поворота руля происходит закручивание торсионного вала. И чем больше усиление, тем сильнее затягивается торсион. Вся эта информация передается через датчик крутящего момента в блок управления. Последний считывает и анализирует данные, сравнивает их с данными других датчиков и рассчитывает усилие, которое нужно приложить, дабы помочь водителю развернуть колеса. Электродвигатель получает команду и начинает действовать либо на рулевую рейку, либо на вал рулевой колонки.

Строение конструкции

Вариантов строения электроусилителя много, поэтому для наглядности рассмотрим продукцию лидера в этом производстве, в лице компании ZF — электроусилитель марки Servolectric. ЭУР подбирается и «ставится» с учетом конкретного типа автомобиля. На миниатюрных легковушках электроусилитель ставится на рулевой вал, среди авто второго класса передача вспомогательного усиления происходит через установленную шестерню, а в случае с легкими коммерческими автомобилями и внедорожниками отмечается использование параллельноосевой конструкции.

Так как легковым автомобилям большое воздействие от ЭУРа не требуется, следящий привод и электродвижок на такие машины устанавливаются настолько миниатюрные, что все оборудование без проблем помещается под рулем в самом салоне авто. Вместе с этим, там же размещаются и все датчики. Такое расположение очень удачно даже потому, что вся конструкция качественно оберегается от воздействия высоких температур и загрязнения.

Среднеразмерные авто оснащаются электроусилителем с парой шестерней. Через одну из них на рейку поступает усиление от руля, а через вторую дополнительное усиление от электрического мотора.

Дабы создать большее усиление, используется параллельноосевая конструкция. Здесь, для придания линейного движения ролевой рейке задействуется зубчатоременчатый привод и специальный механизм.

Вне зависимости от того, какой принцип конструкции использовался, в случае неисправности водитель сможет и дальше безопасно перемещаться на своем автомобиле, благодаря присутствию прямого механического контакта между колесом и рулем.

Возможности и сильные стороны

Основная сильная сторона электроусилитея в сравнении с ГУРом заключается в надежности и экономичности первого. Такая конструкция не отнимает энергию у двигателя, и только это позволяет экономить на топливе порядка 0,4-0,8 литров на каждые 100 км (конкретный показатель зависит от режима движения). Как следствие, падает количество вредных выбросов, от 10 до 20 г/км.

Электроусилитель подключается только в моменты поворота руля, во время прямого движения энергии он не потребляет. Конструкция ЭУРа компактнее и занимает гораздо меньше места по сравнению с гидроусилителем, а также он не требует обслуживания.

Работа ЭУР происходит тише и стоимость его намного ниже, но в то же время в случае его поломки ремонтные работы обойдутся дороже. Высокая стоимость обусловлена тем, что в случае неисправности недееспособные узлы нужно менять целиком.

ЭУР можно настраивать в зависимости от вида ТС и конкретных условий движения. Водитель с помощью кнопки на панели имеет возможность отключить устройство от датчика скорости, что обеспечит «легкость» руля и, как следствие, комфортное передвижение в условиях города.

Одну и туже модель ЭУРа можно с помощью программы настроить под разные модели авто. Электроусилитель имеет возможность возвращать руль в «ноль», а также автоматически удерживать колеса в среднем положении (например, в случае разного давления в шинах).

Сообщение ЭУР с другими электронными системами в транспортном средстве позволяет использовать первый:

  • В качестве вспомогательного «инструмента» при парковке.
  • Для удержания транспортного средства на полосе движения.
  • Для стабилизации авто, например, в случаях резкого объезда неожиданно появившегося препятствия.

Если вам понравилось, пожалуйста, поделитесь с друзьями!

Электроусилитель руля, схема и устройство

Электроусилитель руля — основные преимущества

По сравнению с гидро усилителем электрический усилитель не имеет насоса, шлангов и какой либо жидкости, за уровнем которой нужно было бы следить. Такой усилитель издает намного меньше шума и занимает на порядок меньше места в подкапотном пространстве.

При работе электро усилителя затраты энергии немного ниже, потому что он включается в работу только когда в этом есть надобность. А гидрач постоянно прокачивает жидкость. Собственно за счет меньшего жнергопотребления такой привод рулевого управления позволяет уменьшить расход топлива (в среднем на 200 грамм на сто километров).

Состав усилителя с электрическим приводом:

1 — руль, 2 — рулевая колонка, 3 — карданный вал, 4 — электродвигатель, 5 — механизм руля, 6 — блок управления, 7 — датчик крутящего момента

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.

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.

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.

Режим парковки

Парковка это своеобразный режим движения. В этом режиме скорость машины мала, а колеса обычно поворачиваются на сравнительно большие углы.

Датчик крутящего момента передает информацию о наличии большого крутящего момента на руле. Так же в блок поступают данные об угле поворота руля. И если угол поворота и крутящий момент большие, а скорость автомобиля стремится к нулю, то блок управления определяет это как режим парковки и дает команду на максимальное усиление движения руля. При этом обязательно учитывается частота вращения коленвала.

Таким образом при нулевой скорости и активном рулении на рейку действует максимальное усиление от электродвигателя.

Движение в городе

В городском режиме постоянно приходится поворачивать руль, совершая повороты и перестроения.

Но усилие на руле в такие моменты не превышает средних значений. Так же в блок управления поступает информация об угле поворота руля и скорости автомобиля, близкой к 50-ти километрам в час, в результате блок определяет необходимость в умеренном усилии на рулевое управление и выдает сохраненные в памяти характеристики усилителя для скорости 50 км/час. Так что в городском цикле действуют усилия среднего диапазона.

Движение на трассе

В загородном режиме автомобиль движется на высоких скоростях, в рулевое колесо поворачивается обычно на небольшой угол и крутящий момент в рулевом механизме тоже невелик.

Видя что скорость машины около ста километров в час и поворот руля невелик, блок включает программу управления для характеристик при скорости 100 км/час, устанавливая небольшое усилие на рулевой рейке. То есть при движении на трассе действие электроусилителя практически равно нулю или очень мало.

Активный возврат колес в среднее положение

Когда при движении в повороте водитель снижает усилие на руле, торсион раскручивается. Блок управления по показаниям датчиков видит это и рассчитывает скорость возврата колес в среднее положение в зависимости от величины падения крутящего момента на руле, а так же от угла и скорости поворота руля. Это расчетное значение сравнивается с фактическим усилием возврата а результат сравнения служит основанием для определения крутящего момента, нужного для возврата колес в среднее положение.

Обычно при повороте колес в движении возникают реактивные усилия, которые стремятся вернуть колесо в среднее положение. Но из-за сил трения в рулевом механизме и подвеске они не способны самостоятельно вернуть колеса в исходное положение.

Блок управления учитывает все необходимые данные и обеспечивает возврат управляемых колес в среднее положение при помощи двигателя усилителя.

Коррекция среднего положения колес (подруливание)

Это режим движения по прямой. Просто иногда на автомобиль могут действовать сторонние силы, например боковой ветер. Обычно в таком случае водителю приходится самостоятельно удерживать машину на правильном курсе. В случае с электро усилителем этого делать не нужно, блок управления усилителем все сделает сам.

Усилитель работает в режиме длительной коррекции когда нужно постоянно устранять отклонение автомобиля от прямолинейного курса, например, при неравномерно изношенных шинах.

В случае с боковым ветром его порывы непостоянны, поэтому усилитель работает в режиме кратковременного подруливания. Такое подруливание происходит без участия водителя. Таким образом электроусилитель руля повышает комфортность управления автомобилем.

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?

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

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.

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

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

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. Для управления используются две шестерни: одна соединяется с промежуточным валом и вращается непосредственно от усилия, которое прикладывает водитель. Вторая шестерня установлена с другой стороны рейки и управляется электромотором. 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

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.

Преимущества и недостатки ЭУР

Нет ничего идеального, и к ЭУР это тоже относится. Есть у этой системы и плюсы, и минусы, которые нужно учитывать при выборе автомобиля

  1. Основной плюс – простота конструкции и отсутствие сложной гидравлики. Не нужно беспокоиться о тормозном цилиндре, прокладках, замене жидкости. Для обслуживания понадобится разве что смазка механического привода.
  2. Меньше поломок, ведь чем проще система, тем меньше в ней отказов. Особенно хорошо это видно на тех ЭУР, которые размещены на рулевой колонке.
  3. Экономия топлива. Дотошные европейские эксперты посчитали, что если не использовать привод от двигателя автомобиля, это позволит снизить расход топлива. ЭУР включается только когда выполняется поворот.
  4. Возможность настройки, программирования или отключения усилителя. Это позволяет лучше контролировать автомобиль и настроить обратную связь «под себя».
  5. Приятный бонус – бесшумная работа. Если узел исправен, он вообще никак не звучит.
  6. И, как ни странно, цена ЭУР ниже, чем цена ГУР.
  1. Большинство минусов связано с ремонтом ЭУР. И в первую очередь это стоимость такой услуги. Зачастую электродвигатель при неисправности меняют полностью, то же относится и к датчикам. А цена ремонта или замены рулевой рейки с интегрированным ЭУР – вообще печаль-беда.
  2. Высокая информативность доступна только в дорогих современных моделях усилителя.
    Могут выйти из строя или засбоить датчики, после чего электроусилитель перестает адекватно работать.
  3. И, наконец, малопонятная система дает простор для махинаций мастеров на СТО.

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.

Для чего нужен ЭУР, и как он работает

Мода на оснащение автомобилей различной электроникой не обошла стороной и рулевое управление. Таким образом появился ЭРУ, который во многом обгоняет гидроусилитель по уровню безопасности, точности в управлении, бюджетности и удобству.

Принцип работы

Вся система включает в себя следящий привод, электродвижок, датчики момента и угла поворота руля, блок управления. В качестве опции может устанавливаться и датчик скорости поворота руля. В зависимости от конкретного типа авто, строение следящего привода может быть разным, но об этом расскажем чуть позже. Электродвигатель устанавливается современный, бесщеточный. Датчик момента являет собой базу всей системы. В рулевой вал монтируется торсион. Компоненты датчика ставятся на концах вала. Принцип его действия также может быть разнообразным.

Во время поворота руля происходит закручивание торсионного вала. И чем больше усиление, тем сильнее затягивается торсион. Вся эта информация передается через датчик крутящего момента в блок управления. Последний считывает и анализирует данные, сравнивает их с данными других датчиков и рассчитывает усилие, которое нужно приложить, дабы помочь водителю развернуть колеса. Электродвигатель получает команду и начинает действовать либо на рулевую рейку, либо на вал рулевой колонки.

Строение конструкции

Вариантов строения электроусилителя много, поэтому для наглядности рассмотрим продукцию лидера в этом производстве, в лице компании ZF — электроусилитель марки Servolectric. ЭУР подбирается и «ставится» с учетом конкретного типа автомобиля. На миниатюрных легковушках электроусилитель ставится на рулевой вал, среди авто второго класса передача вспомогательного усиления происходит через установленную шестерню, а в случае с легкими коммерческими автомобилями и внедорожниками отмечается использование параллельноосевой конструкции.

Так как легковым автомобилям большое воздействие от ЭУРа не требуется, следящий привод и электродвижок на такие машины устанавливаются настолько миниатюрные, что все оборудование без проблем помещается под рулем в самом салоне авто. Вместе с этим, там же размещаются и все датчики. Такое расположение очень удачно даже потому, что вся конструкция качественно оберегается от воздействия высоких температур и загрязнения.

Среднеразмерные авто оснащаются электроусилителем с парой шестерней. Через одну из них на рейку поступает усиление от руля, а через вторую дополнительное усиление от электрического мотора.

Дабы создать большее усиление, используется параллельноосевая конструкция. Здесь, для придания линейного движения ролевой рейке задействуется зубчатоременчатый привод и специальный механизм.

Вне зависимости от того, какой принцип конструкции использовался, в случае неисправности водитель сможет и дальше безопасно перемещаться на своем автомобиле, благодаря присутствию прямого механического контакта между колесом и рулем.

Возможности и сильные стороны

Основная сильная сторона электроусилитея в сравнении с ГУРом заключается в надежности и экономичности первого. Такая конструкция не отнимает энергию у двигателя, и только это позволяет экономить на топливе порядка 0,4-0,8 литров на каждые 100 км (конкретный показатель зависит от режима движения). Как следствие, падает количество вредных выбросов, от 10 до 20 г/км.

Электроусилитель подключается только в моменты поворота руля, во время прямого движения энергии он не потребляет. Конструкция ЭУРа компактнее и занимает гораздо меньше места по сравнению с гидроусилителем, а также он не требует обслуживания.

Работа ЭУР происходит тише и стоимость его намного ниже, но в то же время в случае его поломки ремонтные работы обойдутся дороже. Высокая стоимость обусловлена тем, что в случае неисправности недееспособные узлы нужно менять целиком.

ЭУР можно настраивать в зависимости от вида ТС и конкретных условий движения. Водитель с помощью кнопки на панели имеет возможность отключить устройство от датчика скорости, что обеспечит «легкость» руля и, как следствие, комфортное передвижение в условиях города.

Одну и туже модель ЭУРа можно с помощью программы настроить под разные модели авто. Электроусилитель имеет возможность возвращать руль в «ноль», а также автоматически удерживать колеса в среднем положении (например, в случае разного давления в шинах).

Сообщение ЭУР с другими электронными системами в транспортном средстве позволяет использовать первый:

  • В качестве вспомогательного «инструмента» при парковке.
  • Для удержания транспортного средства на полосе движения.
  • Для стабилизации авто, например, в случаях резкого объезда неожиданно появившегося препятствия.

Если вам понравилось, пожалуйста, поделитесь с друзьями!

Электроусилитель рулевого управления | Vincast.ru

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.

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.

Наиболее совершенным с точки зрения конструкции является электроусилитель руля с двумя шестернями: одна шестерня передает крутящий момент на рейку рулевого механизма от рулевого колеса, другая – от электро двигателя усилителя. Такая конструкция еще имеет название электромеханический усилитель рулевого управления.

Электроусилитель рулевого управления имеет следующее устройство:

  • электро двигатель усилителя;
  • механическая передача;
  • система управления.


Схема электромеханического усилителя руля

  1. датчик крутящего момента на рулевом колесе
  2. электронный блок управления
  3. электродвигатель
  4. шестерня вала рулевого управления
  5. зубчатая рейка
  6. шестерня усилителя руля
  7. карданный вал рулевого управления
  8. датчик угла поворота рулевого колеса

Электроусилитель руля объединен с рулевым механизмом в одном блоке. В конструкции усилителя устанавливается, как правило, асинхронный электродвигатель. Механическая передача обеспечивает передачу крутящего момента от электродвигателя к рейке рулевого механизма. Для этого на рейке предусмотрены два участка зубьев, один из которых служит приводом усилителя.

Система управления электроусилителем руля включает следующие элементы:

  • входные датчики;
  • электронный блок управления;
  • 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;
  • 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 (т.н. «легкий руль»).

При повороте на высокой скорости, напротив электронная система управления обеспечивает наименьший крутящий момент (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 шина х). В этом случае система управления обеспечивает коррекцию среднего положения управляемых колес.

Источник:

systemsauto.ru

Что лучше гидроусилитель или электроусилитель руля


Современный автомобиль сложно представить без усилителя рулевого управления, облегчающего водителю поворот руля. На данный момент наиболее популярны два типа усилителей: электрический и гидравлический. Первый появился сравнительно недавно, а второй применяется уже с середины двадцатого века. Конструкция и принцип работы каждого из усилителей имеют свои особенности. Рассмотрим подробно каждое из устройств, выделим их преимущества и недостатки, а также сделаем вывод относительно того, что лучше ГУР или ЭУР.

Устройство и принцип работы гидроусилителя руля

Гидроусилитель руля работает на основе циркуляции жидкости (масла). В момент запуска двигателя запускается и насос. Благодаря ременной передачи на насос передается крутящий момент, и он начинает качать масло. Жидкость перемещается в замкнутой системе, создавая в ней давление. В момент поворота руля распределитель направляет масло в нужную камеру гидроцилиндра, что приводит к толчку рулевых тяг. Благодаря этому усилие на руль снижается.
Можно выделить несколько плюсов ГУР:

  • повышенная мощность, делающая его идеальным вариантом для грузовиков и внедорожников;
  • дешевое обслуживание;
  • низкие затраты на производство, снижающие и стоимость авто.

Есть и минусы:

  • риск отказа при долгом положении руля в крайнем положении;
  • плохая работа на высоких скоростях;
  • перебои в функционировании из-за перепада температуры;
  • необходимость периодической замены гидравлической жидкости;
  • постоянная работа насоса, который со временем изнашивается и требует ремонта.

Среди наиболее часто встречающихся поломок ГУР можно выделить:

  • проблемы с редуктором;
  • износ насоса;
  • износ золотника в распределителе;
  • проблемы с клапаном;
  • износ подшипников;
  • снижение уровня жидкости;
  • нарушение герметичности системы из-за износа сальников или повреждений шлангов.

Таким образом, гидроусилитель руля подходит для автолюбителей, которые стремятся экономить и не собираются переплачивать за обслуживание автомобиля. ГУР не требует высоких затрат, но проблема заключается в том, что его составные части периодически выходят из строя. Особенно это касается суровых условий эксплуатации. Рассматривая, чем отличается гидроусилитель руля от электроусилителя руля, можно понять, что первый работает постоянно, а второй — только по мере необходимости.

Гидроусилитель рулевого управления

В гидроусилителе рулевого управления (ГУР) дополнительное усилие при повороте рулевого колеса создается за счет гидравлического привода.

Устройство и принцип работы гидроусилителя руля

Устройство рулевой рейки с гидроусилителем
Конструктивно ГУР состоит из следующих элементов:

  • бачок с рабочей жидкостью;
  • насос;
  • гидроцилиндр;
  • золотниковый распределитель;
  • соединительные шланги.

Насос гидроусилителя приводится в действие ремнем от коленчатого вала двигателя и подает рабочую жидкость под давлением в золотниковый распределитель. При повороте водителем рулевого колеса распределитель направляет поток жидкости от насоса в левую или правую полость гидроцилиндра. Давление жидкости перемещает поршень гидроцилиндра, осуществляя поворот управляемых колес автомобиля посредством рулевого привода.

Преимущества и недостатки ГУР

Как и ЭУР, гидроусилитель рулевого управления имеет как преимущества, так и недостатки. Основными положительными моментами ГУР являются:

  • восприимчивость к большим нагрузкам, дающая возможность устанавливать ГУР на тяжелых внедорожниках и грузовиках;
  • менее затратное производство устройства (в отличие от ЭУР), что влияет на стоимость автомобиля в целом;
  • комфорт управления транспортным средством на разных скоростях.

Плюсы – это, конечно, хорошо. А что же с минусами? Имеются и такие:

  • расход мощности двигателя;
  • мелкие поломки, связанные с утечкой рабочей жидкости;
  • необходимость следить за уровнем рабочей жидкости;
  • периодическая замена жидкости;
  • отсутствие возможности регулировать характеристики и настройки рулевого управления.

Устройство и принцип работы электроусилителя руля

Электроусилитель руля функционирует от электрического мотора. Особенностью ЭУР является то, что он не работает постоянно, как ГУР, а активируется только в момент поворота рулевого колеса. Существует две разновидности ЭУР. В первом случае он крепится к рулевой рейке, во второй — к рулевому валу. Первый вариант является более распространенным. ЭУР дополняется блоком управления, при помощи которого можно установить индивидуальные настройки. Это позволит обеспечить более плавный ход автомобиля.

Электроусилитель руля обладает следующими достоинствами:

  • компактные размеры;
  • отсутствие жидкости в системе, что исключает проблемы из-за создаваемого давления;
  • хорошая работа на любых скоростях, в том числе и на высоких;
  • простота установки;
  • возможность выставления индивидуальных настроек.

Но есть и несколько минусов:

  • риск перегрева электромотора;
  • высокая стоимость;
  • частое отсутствие возможностей для обслуживания и ремонта, из-за чего приходится менять ЭУР полностью.

Наиболее частыми поломками ЭУР являются:

  • перегрев электродвигателя;
  • проблемы с блоком управления;
  • неполадки датчиков.

Как видно из вышесказанного, электроусилитель руля является достаточно надежным устройством. Его обычно выбирают автолюбители, которые готовы переплатить, но получить высокое качество. За счет того, что ЭУР работает не постоянно, как ГУР, а активируется только в момент вращения руля, изнашивается он гораздо медленнее. Но важно понимать, что при возникновении поломок, вероятно, придется менять сразу весь усилитель. А это точно обойдется дороже, чем ремонт ГУР.

Как работает ЭУР

ЭУР

Для работы электроусилителя необходимо слаженное взаимодействие целого ряда механизмов, функционирующих под контролем ЭБУ и двух измерительных преобразователей (датчиков), фиксирующих углы поворотов и величину крутящего момента двигателя. Во время вращения руля информация о величине крутящего усилия фиксируется и обрабатывается датчиком, который посылает ее на электронный блок управления. В свою очередь ЭБУ, исходя из полученных данных, рассчитывает величину тока, которая будет подаваться на электрический мотор для обеспечения легкого и комфортного вращения рулевого колеса.

Сравнение ГУР и ЭУР

Пытаясь разобраться, электроусилитель или гидроусилитель стоит использовать, необходимо сравнить их, чтобы понять, в чем их кардинальные отличия. Так, ГУР представляет собой очень громоздкое и массивное устройство. Что касается ЭУР, то он имеет компактные размеры и легко устанавливается. Из-за сложного устройства ГУР с его ремонтом часто возникают сложности. К примеру, чтобы заменить ремень, для начала необходимо до него добраться. А для этого нужно снять шкив ГУР.

ГУР отличается тем, что работает в постоянном режиме. Из-за этого он достаточно быстро изнашивается. С ЭУР такой проблемы нет. Он включается только в нужный момент.

Еще одно отличие гидроусилителя от электроусилителя руля заключается в том, что ГУР требует регулярного обслуживания. В нем необходимо периодически менять жидкость. Также следует менять износившиеся сальники на новые, чтобы восстановить герметичность системы. В ЭУР расходников нет, поэтому и их замена не требуется. Это исключает проблемы с обслуживанием усилителя.

Также важно помнить, что если на автомобиле установлен гидроусилитель руля, то рулевое колесо нельзя слишком долго задерживать в крайнем положении. Продолжительность такого состояния не должна быть больше пяти секунд. В противном случае есть риск возникновения проблем. С ЭУР они исключены.

Как работает ГУР

ГУР

ГУР – это сложный и хорошо продуманный механизм. Для того чтобы понять принцип его работы, нужно разобраться в следующих вопросах: какие элементы входят в его состав и как они работают.

  • Насос, соединенный с бачком для масла. Его задача заключается в создании и поддержании определенного давления в системе.
  • Регулятор (распределитель) давления, заставляющий масло поступать в тот или иной отдел силового гидроцилиндра.
  • Силовой гидроцилиндр, вращающий шток поршня под действием давления масла.
  • Масляные магистрали, по которым непрерывно циркулирует жидкость.

Все время, пока транспортное средство едет по прямой дороге, жидкость гидроусилителя находится в резервуаре, который соединен с насосом. После того как водитель начинает вращать рулевое колесо, насос перекачивает жидкость в гидроцилиндр, который под действием возрастающего давления перемещает поршень, существенно уменьшая величину усилия, необходимого для поворота руля.

Выводы

Нельзя однозначно сказать, какой из типов усилителя руля лучше, ведь каждый из них обладает своими достоинствами и недостатками. Практика показывает, что ЭУР лучше использовать на легковых автомобилях, которые обычно эксплуатируются в городских условиях. ГУР же оптимально подходит для более массивной техники и для внедорожников. Вообще, сейчас все больше автомобилей оснащаются именно электроусилителем руля, и есть предположение, что ГУР скоро совсем устареет. Но с его использованием продолжают работать старые машины. При регулярном обслуживании и замене расходников серьезных проблем и поломок можно легко избежать.

Чем отличается гидроусилитель руля от электроусилителя

Переходим к сравнительной характеристики ЭУР и ГУР, чтобы в итоге выяснить, что из них лучше.

Для сравнения возьмем следующие параметры: конструкция устройства, удобство управления, надежность и эффективность, сфера применения.

Конструкция устройства

Вариант размещения ЭУР в автомобиле
ГУР – достаточно простой механизм, не зависящий от электронного управления и не подверженный программным сбоям. С другой стороны, система гидроусилителя состоит из множества соединений и уплотнений, подверженных износу при эксплуатации. Вследствие этого узел считается менее надежным и требующим регулярной диагностики.

ЭУР, в отличие от ГУР, как правило, расположен непосредственно на рулевом валу и занимает меньше места в подкапотном пространстве. Конструктивно электроусилитель значительно проще ГУР, да и в применении дополнительных расходных материалов не нуждается.

Что касается сбоев в работе электроники, то случаются они довольно редко, а в случае отказа системы предусмотрен аварийный режим работы, который позволяет сохранить управление автомобилем. В гидроусилителе такой режим также предусмотрен.

Удобство управления

Лучшую обратную связь с дорогой обеспечивает ГУР, также он позволяет водителю чувствовать пределы возможностей автомобиля на крутых поворотах.

Чтобы достичь таких же ощущений, ЭУР необходима тщательная калибровка, которую могут обеспечить только производители премиального сегмента.

Таким образом, гидроусилитель более информативен и дает своим владельцам более естественные ощущения от вождения, но управлять им физически тяжелее.

Надежность и эффективность

Часть мощности двигателя автомобиля при использовании ГУР расходуется на привод насоса, который работает постоянно. Поэтому при прочих равных условиях применение гидроусилителя приводит к повышению расхода топлива и к ухудшению динамических параметров. Помимо этого ГУР не может долгое время работать в предельных режимах. При удерживании рулевого колеса в крайнем положении в течение 10-15 секунд произойдет перегрев насоса, что приведет к повышенному износу элемента.

Электроусилитель в этом плане более экономичен: он не отбирает мощность двигателя напрямую и работает только при повороте колес. Дополнительного расхода топлива нет, равно как и ухудшения динамических характеристик автомобиля. Основной причиной отключения ЭУР можно считать перегрев электродвигателя. При этом узел подаст предупреждение водителю и ограничит производительность. В случае продолжения движения ЭУР отключится до полного остывания.

Электрический усилитель руля — это… Что такое Электрический усилитель руля?

Электрический усилитель руля

Электрический усилитель руля (ЭУР) — электромеханическая система автомобиля, предназначенная для снижения управляющего усилия, прикладываемого к рулевому колесу. Другие названия Электромеханический усилитель руля (ЭМУР), Электрический усилитель рулевого управления (ЭУРУ)

Устройство

ЭУР состоит из следующих основных элементов:

  • Рулевой вал с торсионным валом
  • Электромеханизм
  • Электронный блок управления (ЭБУ)
  • Датчик величины крутящего момента

Принцип действия электроусилителя руля:

Электроусилитель устанавливается на рулевой вал автомобиля, части которого соединены между собой торсионным валом, с установленным датчиком величины крутящего момента. При вращении руля происходит скручиваение торсионного вала, регистрируемое датчиком момента.

На основании полученных с датчика момента данных, а так же данных с датчиков скорости и оборотов коленвала, электронный блок управления вычисляет необходимое компенсационное усилие и подает команду на электродвигатель усилителя.

Отличия от ГУР

Достоинствами ЭУР в сравнении с ГУР являются:

  • Простота конструкции и обслуживания. ГУР в отличие от ЭУР требует постоянного контроля уровня жидкости, обслуживания насоса.
  • Компактность механизма. ЭУР устанавливается на рулевой вал и не требует дополнительного места под капотом автомобиля.
  • Экономичность. Электродвигатель ЭУР включается только при вращении руля, в то время как насос ГУР работает постоянно, создавая дополнительную нагрузку на двигатель тем самым увеличивая расход топлива.
  • Независимость от оборотов двигателя. ЭУР питается от бортовой сети, в которой поддерживается постоянное напряжение, в то время как насос ГУР приводится в действие от двигателя и с увеличением оборотов двигателя, увеличивается давление жидкости в системе ГУР, изменяя тем самым компенсационное усилие на руле.
  • Простота настройки. Только изменяя программу ЭБУ возможно добиться различных режимов работы при различных обстоятельствах, как например, уменьшение компенсационного усилия при увеличении скорости автомобиля. В случае ГУР для этого потребуются серьёзные изменения конструкции.

Недостатки ЭУР в сравнении с ГУР:

  • Малая мощность. ЭУР устанавливается только на лёгкие автомобили, недостаточная мощность не позволит использовать его на тяжелых внедорожниках или грузовиках, не опасаясь за нагрузку на бортовую сеть автомобиля и электродвигатель усилителя.

Недостатки, свойственные как ЭУР, так и ГУР, в сравнении с рулевым управлением без усилителя:

  • Низкая информативность рулевого управления вследствие слабо выраженного обратного усилия на руле.

См. также

Wikimedia Foundation. 2010.

  • Электрический счётчик
  • Электрический транспорт

Полезное


Смотреть что такое «Электрический усилитель руля» в других словарях:

  • Электроусилитель руля — Электрический усилитель руля (ЭУР)  электромеханическая система автомобиля, предназначенная для снижения управляющего усилия, прикладываемого к рулевому колесу. Другие названия Электромеханический усилитель руля (ЭМУР), Электрический… …   Википедия

  • Электрогидроусилитель руля — Системы рулевого управления с электро гидравлическими усилителями. Электро гидравлические системы рулевого управления с усилителем, иногда аббревиируемые как ЭГУР, и также иногда называемые «гибридными» системами, используют такую же… …   Википедия

  • ЭУР — Электрический усилитель руля (ЭУР) электромеханическая система автомобиля, предназначенная для снижения управляющего усилия, прикладываемого к рулевому колесу. Другие названия Электромеханический усилитель руля (ЭМУР), Электрический усилитель… …   Википедия

  • Citroën C3 — [[Файл …   Википедия

  • ЭУР — – электрический усилитель руля. EdwART. Словарь автомобильного жаргона, 2009 …   Автомобильный словарь

  • Hyundai Eon — Hyundai Eon …   Википедия

  • Троллейбус — Троллейбус …   Википедия

  • ГАЗ-21 — ГАЗ 21 …   Википедия

  • Волга 21 — «Волга» ГАЗ 21 «Волга» ГАЗ 21 на викискладе …   Википедия

  • АВТОМОБИЛЬ ЛЕГКОВОЙ — самодвижущееся четырехколесное транспортное средство с двигателем, предназначенное для перевозок небольших групп людей по автодорогам. Легковой автомобиль, обычно вмещающий от одного до шести пассажиров, именно этим, в первую очередь, отличается… …   Энциклопедия Кольера

Электроусилитель рулевого управления увеличивает мощность и экономит топливо

Найдите на свалке Prius систему рулевого управления с электроусилителем за 150 долларов для своего проектного автомобиля

В то время как хот-родеры жалуются на правила экономии топлива, такие как комендантский час в детстве, завоевание эффективности OEM-производителей осталось нам с отличными кубиками LEGO для наших проектов. А именно, обилие систем рулевого управления с электроусилителем, которые за последнее десятилетие нашли свое применение в заводских автомобилях. Хотя Honda / Acura была первой, кто представил технологию с усилителем напряжения в NSX 1991 года, только в середине 2000-х в отрасли наблюдалось широкое распространение рулевого управления с электроусилителем, когда Закон об энергетической независимости и безопасности 2007 года превысил корпоративный средний показатель. Требования к экономии топлива (CAFE) (или средняя экономия топлива легковых автомобилей автопроизводителя) до 35 миль на галлон к 2020 году.Побочный продукт этих изменений, направленных на экономию топлива? То, что делает двигатель более экономичным, часто помогает вырабатывать больше лошадиных сил!

Посмотреть все 38 фото Мы предполагаем, что Prius (Priuii?) Имеет больше применений, чем корм для аквариумов. Prius второго поколения был популярен не только у экологов, но и у таксомоторных компаний — недостатка в них в наших местных дворах нет.

За счет исключения гидравлического насоса и рулевого механизма устраняется значительное — и всегда присутствующее — паразитное сопротивление двигателя.В то время как система рулевого управления с электроусилителем Toyota, в которую мы собираемся погрузиться, рассчитана на потребление тока до 60 ампер, в большинстве случаев она потребляет десятую часть этого тока, когда вы ведете обычное вождение, а аккумулятор может компенсировать для большей части этого тока, потребляемого до того, как он передаст нагрузку генератору переменного тока. Это означает, что вы можете сохранить рулевое управление с усилителем одним пальцем, высвободив при этом немного дополнительной мощности и, возможно, даже небольшой расход топлива. Кроме того, он удаляет из моторного отсека много сантехники, легковоспламеняющихся жидкостей и веса.Электроусилитель руля не обязательно является новинкой для вторичного рынка, но поскольку большинство комплектов для универсальных компонентов начинается примерно от 1000 долларов, эта жемчужина за 150 долларов является идеальным донором.

Как работает электроусилитель руля?

Рулевое управление с электроусилителем — невероятно простая система, в которой используется датчик крутящего момента для измерения действий водителя (положение рулевого управления, крутящий момент и скорость), электронный блок управления (ЭБУ) для интерпретации этих данных и электрический блок управления размером с пивную банку. двигатель на червячном приводе, чтобы напрямую помогать рулевой колонке (хотя в некоторых системах, таких как вышеупомянутый NSX, вместо этого двигатель размещается на рулевой рейке).Хотя это не обязательно для этой конкретной замены, ЭБУ EPS также берет данные из CAN-шины, чтобы интерпретировать информацию о скорости автомобиля и системе стабилизации, чтобы определить, сколько помощи он производит — в основном для обеспечения дополнительного ускорения на низкой скорости, чтобы облегчить маневры на парковке, одновременно уменьшая ускорение на более высоких скоростях, так что рулевое управление становится менее чувствительным и ведет себя более прямолинейно с меньшим усилием.

Посмотреть все 38 фотоДатчик крутящего момента — настоящий волшебник в этой системе. Рулевой вал намагничен несколькими северными и южными полюсами по окружности, которые действуют аналогично зубьям кривошипа Холла или колесного датчика.Они в качестве кодировщика, чтобы сообщить ЭБУ рулевого управления с электроусилителем, под каким углом находится рулевое колесо и как быстро оно поворачивается. См. Все 38 фотографий. Когда вы поворачиваете колесо и вращаете намагниченный вал рулевого управления, внутреннее магнитное поле искажается с входным крутящим моментом (скручивание) , который считывается датчиком магнитного поля и ЭБУ рулевого управления с электроусилителем и вычисляется в виде крутящего момента рулевого управления, чтобы измерить, насколько сильно вы руляете и сколько обратной связи проходит через рулевое устройство. См. все 38 фотографий с этими данными, а также Дополнительный вход VSS, ЭБУ рулевого управления с электроусилителем решает, в каком направлении вращать двигатель и какое усилие.

Популярным донором этого мода являются автомобили на платформе GM Delta: Saturn Ion, Chevy Cobalt и HHR, а также Pontiac G5. Машины были плодовитыми, с 15-летним производством, сегодня множество свалок; но они не такие безмозглые, как электроусилитель руля Toyota, когда их снимают с машины. ЭБУ электроусилителя руля, установленного в автомобилях Delta, по-прежнему требует сигнала датчика скорости автомобиля, который можно смоделировать с помощью дополнительного небольшого модуля, который можно найти в Интернете по цене от 75 до 100 долларов. Для системы Toyota, однако, используется аварийный режим (DTC U0073 и U0121), когда он не видит CAN-шину или датчик скорости автомобиля, настраивая свой ассистент так же, как и на скорости 43 миль в час.Это звучит как уловка, но пионеры этой замены сообщили о тысячах миль использования без проблем. Это делает электроусилитель рулевого управления полностью автономным, что еще больше упрощает замену и снижает затраты за счет устранения необходимости в дополнительных деталях. В зависимости от того, как заряжается ваш местный двор, всю колонку, двигатель и блок управления двигателем можно приобрести за 50–150 долларов.

Мы нашли наши в Prius второго поколения 2004-2009 годов, но их также можно найти в большинстве Corollas 2009+ и Yaris.Мы читали, что Nissan, Hyundai и Kia, возможно, используют аналогичный автономный EPS, но не можем подтвердить это сами.

Как установить электроусилитель рулевого управления в проекте

Мы собираемся быть здесь немного краткими, так как каждая установка уникальна для проекта, в который она входит, но мы подробно расскажем, что такое Toyota электроусилитель руля должен работать.

Посмотреть все 38 фото Для работы электроусилителя рулевого управления Toyota требуется всего три провода. Источник питания 8-го калибра с предохранителем на 60 А подает основной ток вместе с заземлением 8-го калибра (для более длинных проводов аккумуляторных батарей, установленных на багажнике, может потребоваться 6-калибр или больше).Затем контакт 6 разъема P8 подключается к плавленому переключаемому источнику 12 В для запуска системы при включении ключа. См. Все 38 фото.

Прежде всего, заводской предохранитель составляет 60 ампер, поэтому мы рекомендуем Проводка 8-го или большего размера для основных проводов 12 В и заземления, питающих ЭБУ и двигатель. Хотя это потребление тока является одним из самых высоких в большинстве автомобильных систем, электроусилитель руля работает примерно в десять раз меньше, чем при обычной работе. Думайте об этом как о гидравлической системе, она создает максимальное давление и больше всего нагружает систему, когда колесо упирается во что-то, например, на бордюр или сами ограничители поворота, и не может двигаться дальше.Далее, единственное другое необходимое подключение — это переключаемый источник 12 В, который включается при зажигании. После подключения вы услышите, как ЭБУ щелкает своим главным реле питания, и через несколько секунд двигатель оживает. Вы можете заметить, что без подключения к системе рулевого управления двигатель практически ничего не делает. Датчик крутящего момента должен видеть нагрузку на рулевом валу, чтобы начать оказывать помощь, поэтому обязательно заблокируйте узел рулевого механизма / стойки при проверке работы устройства.

Установка рулевой колонки с электроусилителем Toyota зависит от проекта, но она поставляется с двумя очень удобными заводскими креплениями для 12-миллиметрового оборудования.Нижнее крепление является простым, с использованием изолированного из Делрина поперечного болта, который служит также шарниром для наклона; а верхнее крепление включает скользящий фиксатор для наклона.

Посмотреть все 38 фотографий верхнее крепление сохраняется при адаптации вашей колонки, заводское верхнее крепление включает механизм наклона.

Что вам нужно спроектировать, так это адаптацию рулевого вала и колонки к заводским или неоригинальным рулевым колесам для подсоединения рулевой колонки Toyota с электроусилителем к рулевому колесу и рулевым тягам вашей машины.Мы видели несколько решений для этого, но они аналогичны навыкам, необходимым для укорочения и установки любой другой рулевой колонки. Некоторые люди обрабатывают (или тщательно шлифуют) рулевой вал Toyota, чтобы на него можно было установить соединительную муфту, как в универсальных стойках ididit. Другие просверлили вал Toyota, повернув диаметр заводских рулевых валов вниз, чтобы они поместились внутри, затем запрессовали и сварили сборку. Мы позаботились о том, чтобы захватить рулевой вал и его карданный шарнир, чтобы его было легче адаптировать, не прибегая к закупке деталей для Prius, что сэкономило еще несколько долларов, но CJ’s Pony Parts продает соответствующие 11/16-дюймовые 36. -плоская приварная муфта при необходимости.

В одном из будущих рассказов мы сосредоточимся на вариантах установки, а пока мы хотели посадить в ваш мозг зародыш рулевой колонки с электроусилителем, пока вы обдумываете идеи для своего следующего проекта.

3 Преимущества электроусилителя рулевого управления

  • Экономия лошадиных сил! Электроусилитель руля потребляет напряжение только в активном состоянии.
  • Открывает больше места. Сантехника, насосы и другие аксессуары не засорят вещи.
  • Удаляет легковоспламеняющиеся жидкости из моторного отсека.
Показать все 38 фотоПоказать все 38 фото

Как работает электронный усилитель руля?

СОВЕТЫ АВТОНОМУ 18 сен 2018

Вы понимаете, как работает электронный усилитель руля?

В связи с тем, что в начале этого года цены на газ в Торонто достигли рекордно высокого уровня, как никогда важно найти способы повысить топливную экономичность.Одной из систем, созданных для повышения топливной экономичности, является электронный усилитель рулевого управления (EPS). Однако, если вы не механик или автомеханик, вы, скорее всего, не понимаете, как это работает.

Прочтите, чтобы узнать больше о EPS:

Из чего он состоит?

Рулевое управление с электронным усилителем или рулевое управление с электронным усилителем (EPAS) состоит из четырех основных частей; двигатель, редуктор, датчик крутящего момента и модуль, который собирает и отправляет информацию.

Как это работает?

Несмотря на то, что вы, возможно, слышали, в системах EPS по-прежнему используется классическая система реечный и шестеренный, управляемая модулем.Модуль собирает информацию с датчика крутящего момента, чтобы определить, какая помощь требуется водителю. Модуль также может получать другую информацию из других областей, таких как система контроля тяги, чтобы получить более точные показания. Затем модуль отправит эти данные на двигатель, чтобы обеспечить необходимое количество вращения при рулевом управлении.

Что делать, если система выйдет из строя?

Если система EPS выйдет из строя, она станет намного тяжелее, и ею будет труднее управлять. Если вы заметили что-то необычное, важно немедленно остановиться, чтобы избежать серьезного столкновения.

Преимущества

Поскольку для работы насоса рулевого управления не требуется топлива, вашему автомобилю не нужно расходовать столько газа, чтобы добраться из точки А в точку Б, тем самым повышая экономию топлива. Это также более легкая и точная система, что делает ее более эффективной и действенной по сравнению с вашей классической гидравлической системой рулевого управления.

Поскольку системы EPS менее сложны, чем гидравлические системы, их проще изготовить для производителей. Кроме того, поскольку в них не используется топливо, их легче обслуживать автовладельцам.Вам также не нужно беспокоиться о том, что в вашей системе может возникнуть утечка, которая может стать проблемой для многих гидравлических систем.

Используется ли в моем автомобиле EPS?

Скорее всего, если у вас современный автомобиль, он оборудован электронным усилителем рулевого управления. Кроме того, если в вашем автомобиле есть какая-либо технология помощи водителю, такая как система удержания полосы движения (LKA) или электронный контроль устойчивости (ESC), вы можете быть уверены, что у нее есть EPS, поскольку эти системы полагаются на нее. Таким образом, EPS не только поможет сэкономить топливо вашего автомобиля, но и сделает вас более безопасным за рулем.

Если вы ищете старый подержанный автомобиль, вам следует подумать о том, оборудован ли он EPS.

Описание гидравлических и электрических систем рулевого управления

Infiniti был первым, кто представил в Q50 систему управления по проводам, где пользователи могут изменять чувство рулевого управления на лету. Фото Бенджамина Йонга.


Хотя переход с обычного (гидравлического) усилителя руля на электрический — это более тонкое изменение для обычного водителя, чем, скажем, бензиновый двигатель на электромотор, тем не менее, это большой шаг в автомобильной эволюции.Вы найдете эту технологию в современных предложениях от Hyundais до Porsche, а некоторые бренды, такие как Infiniti, пошли еще дальше, представив систему управления по проводам. Вот как это все работает.

Гидравлический усилитель руля

Большинство автомобилей, проданных несколько лет назад, используют этот тип рулевого управления. Гидравлический поршень, соединенный с рулевым механизмом, использует жидкость под давлением для помощи при повороте колеса. Жидкость перемещается с помощью насоса, который приводится в действие двигателем. Проблема в том, что насос всегда потребляет энергию, даже когда рулевое колесо не касается.Объем помощи также может ощущаться по-разному в зависимости от того, насколько быстро движется автомобиль.

Электроусилитель руля

Система рулевого управления с электроусилителем (EPS) полностью исключает поршень и насос и вместо этого использует небольшой независимый двигатель и датчик крутящего момента, установленные непосредственно на рулевой колонке или шестерне. Датчик отслеживает силу, прилагаемую к колесу, и оказывает водителю необходимую помощь. Преимущество заключается в меньшем сопротивлении энергии от двигателя, что приводит к несколько лучшей экономии топлива, а также меньшему количеству движущихся частей и меньшему весу.

Электропроводка

Infiniti была первой компанией, представившей на рынке электромеханическое управление, представив пару лет назад роскошный седан Infiniti Q50. Назвав это Direct Adaptive Steering (DAS), он в значительной степени устраняет любую механическую связь между водителем и колесами. Таким образом, там, где EPS удаляет гидравлику, DAS идет еще дальше и убирает традиционную рулевую тягу (хотя есть механическая резервная система на случай отказа электроники), используя вместо этого приводы, которые непосредственно поворачивают колеса.

Steer-by-wire — это определенно волна будущего, поскольку все больше и больше традиционных функций автомобилей переводятся в цифровую форму. DAS уже демонстрирует, что возможно, с его способностью настраивать чувство рулевого управления в соответствии с предпочтениями пользователя и такими функциями, как Active Lane Control, когда компьютер может автоматически удерживать автомобиль на своей полосе движения, чтобы компенсировать изменения окружающей среды, такие как сильный боковой ветер или неровное дорожное покрытие. .

Вот короткое видео об Active Lane Control в действии:

Что такое рулевая рейка с электроусилителем и как она работает? • D S Auto

Вся автомобильная промышленность движется в сторону электроусилителя рулевой рейки!

Рулевая рейка с электроусилителем — это тип рулевой рейки с усилителем, в которой используется электрический ток и электроника, чтобы нам было легче управлять автомобилем.

Практически все продвигалось в сторону цифровых и электрических машин, так же как и наши автомобили! Это одна из технологий, которая привлекала много внимания в автомобильном мире с начала 2000-х годов.

Не поймите меня неправильно, старая технология — рулевое управление с гидроусилителем до сих пор широко используется на дорогах, и я люблю свое Perodua Myvi первого поколения таким, какой он есть.

А —

Если вы следили за автомобильными новостями в начале 2010-х, вы увидите, что большинство производителей автомобилей уже начали внедрять рулевое управление с электроусилителем из-за многочисленных преимуществ, которые он предлагает по сравнению с рулевым управлением с гидроусилителем.

Вскоре мы увидим все автомобили, оснащенные этой новой модной технологией.

«Будущее уже наступило».

Эта статья познакомит вас с последними новинками в нашей системе рулевого управления. Мы будем смотреть на…

Что такое рулевая рейка с электроусилителем?

Это мой друг, рулевая рейка с электроусилителем. Вы даже можете увидеть прикрепленный к нему электродвигатель.

Электроусилитель рулевой рейки. Давайте разберемся по порядку.

«Рулевая рейка» представляет собой набор реечных шестерен, которые соединяются с обоими передними колесами. Когда мы поворачиваем рулевое колесо, зубчатая рейка и шестерня входят в зацепление таким образом, что колеса автомобиля смещаются влево или вправо, что ведет к управлению автомобилем.

«Power» — это сокращение от «Power Assisted». Это упрощает управление автомобилем, обеспечивая дополнительную поддержку, которая помогает нам поворачивать рулевую рейку.

«Электрический» относится к тому факту, что в рулевой рейке используется электроника для обеспечения дополнительной мощности.

И вот оно. В целом, рулевая рейка с электроусилителем ничем не отличается от любой другой рулевой рейки, за исключением того, что она обеспечивает дополнительную мощность с помощью электрических компонентов.

Если вы не знакомы с принципом работы системы рулевого управления автомобиля, я настоятельно рекомендую эту статью о том, как работает рулевое управление автомобиля. Он описывает систему рулевого управления автомобиля сверху вниз (от того, как вы поворачиваете рулевое колесо до фактического управления автомобилем). Это очень поможет.

Из каких компонентов состоит рулевая рейка с электроусилителем?

Теперь, когда у нас есть фундамент, давайте поговорим об электроусилителе руля.

Вот четыре компонента рулевого управления с электроусилителем, которых нет в штатной рулевой рейке.

Деталь № 1: Блок управления двигателем (ЭБУ)

Это в основном мозг нашего электроусилителя руля. Он собирает информацию от других датчиков, оценивает ситуацию и передает приказы другим компонентам.

Блок управления двигателем (ЭБУ) похож на мозг — он получает и интерпретирует информацию.

Деталь № 2: Датчики

Эти люди — разведчики.Они следят за тем, как мы едем, и сообщают об этом руководителю (ЭБУ), чтобы он мог решить, какие действия предпринять.

  • Датчик крутящего момента — показывает, насколько сильно мы поворачиваем рулевое колесо.
  • Датчик угла поворота рулевого колеса — определяет текущее положение рулевого колеса.
  • Датчик скорости автомобиля — определяет скорость нашего автомобиля (например, одометр).
Датчики — отличные разведчики. Они контролируют и передают информацию в ЭБУ.

Деталь # 3: Двигатель

«HULK SMASH!» (Ну в данном случае получается.)

Этот парень — мускулатура рулевого управления с электроусилителем. Единственное, что он умеет, — это обеспечивать крутящий момент на шестерню.

ЭБУ управляет двигателем.

На основе входных данных от датчиков ЭБУ примет решение и сообщит двигателю, с какой скоростью и когда нужно вращаться.

Когда ЭБУ говорит ему повернуться, он поворачивается.

Электродвигатель — это мышцы. Это помогает нам поворачивать рулевую рейку.

Деталь # 4: Редуктор

Редукторы — это шестерни, которые усиливают крутящий момент.

Другими словами, он забирает крутящий момент от двигателя и делает его еще сильнее.

Мы называем их понижающей передачей, потому что это буквально уменьшенная в размерах передача.

Что происходит, когда вы включаете меньшую шестерню и используете эту меньшую шестерню для управления большей передачей? Большая шестерня движется медленнее, но сильнее. Отсюда дополнительный крутящий момент облегчает нам управление нашей тяжелой машиной.

Пример 101 — У велосипедов тоже есть шестерни!

Если вам посчастливится иметь велосипед с регулируемыми передачами, вы поймете это лучше.

  • Когда вы переключаетесь на более высокую передачу (множитель передачи), крутить педали сложнее, но каждый оборот перемещает ваш велосипед намного сильнее.
  • Когда вы переключаетесь на более низкую передачу (понижающую передачу), крутить педали становится очень легко, но вам нужно крутить педали намного больше оборотов, чтобы заставить его двигаться.

Именно поэтому нам нужно повернуть рулевое колесо на 2 оборота, чтобы колеса машины двигались так мало.

Редуктор — это, по сути, просто большая шестерня, соединенная с меньшей шестерней.

Как работает электроусилитель руля?

Начинается с датчиков. Автомобиль с электроусилителем рулевого управления поставляется с датчиком угла поворота рулевого колеса и датчиком крутящего момента, прикрепленными к рулевой колонке, и датчиком скорости транспортного средства, прикрепленным к картеру трансмиссии.

Во время движения каждый датчик отслеживает определенный параметр. Например,

  • Датчик крутящего момента — отслеживает, насколько сильно мы поворачиваем рулевое колесо.
  • Датчик угла поворота рулевого колеса — отслеживает текущее положение рулевого колеса.
  • Датчик скорости автомобиля — контролирует скорость нашей машины (как одометр).

Затем они постоянно передают эту информацию обратно в мозг нашего автомобиля — в блок управления двигателем (ЭБУ). Когда ЭБУ получает данные, он начинает оценивать, сколько вы поворачиваете и какая мощность вам потребуется — и все это за доли секунды.

Если блок управления двигателем считает, что вы в порядке и не нуждаетесь в усилителе мощности, жизнь продолжается.

Но, если ЭБУ считает, что вам нужен усилитель мощности, он отправит ток на двигатель.

Двигатель представляет собой простой двигатель постоянного тока. Когда он получает ток, он начинает вращаться. Впоследствии это перемещает комплект редуктора, прикрепленный к вашей рулевой колонке, который вращает саму рулевую колонку. Это движение дает вам мощную помощь. Рулевое колесо станет легче, потому что мотор поворачивает рулевое колесо в том направлении, в котором вы хотите ехать.

Так или иначе, рулевая колонка соединена с шестерней нашей рулевой рейки.Когда он вращается, ведущая шестерня поворачивается, а рулевая рейка перемещается влево и вправо, что также перемещает автомобильные шины влево или вправо. И я думаю, вы знаете остальную часть истории — машина поворачивает!

Итак, почему мы переходим на электричество?

Я уверен, что вы уже заметили. Рулевое управление с электроусилителем и рулевое управление с гидроусилителем, они оба делают одно и то же, то есть уменьшают усилия, необходимые для управления нашей машиной.

Итак, почему мы заменяем гидравлическое рулевое управление на электроусилитель? Вот некоторые из преимуществ рулевого управления с электроусилителем.

Плюсы №1: Повышает экономию топлива

В традиционном рулевом управлении с гидроусилителем используется насос рулевого управления, приводимый в движение ремнем двигателя.

В тот момент, когда вы заводите двигатель автомобиля, насос рулевого управления начинает работать независимо от того, поворачиваете ли вы руль или нет.

Это истощает мощность двигателя вашего автомобиля, а значит, вы экономите меньше денег на бензине.

В отличие от рулевого управления с гидроусилителем, рулевое управление с электроусилителем включается только при необходимости.

  • Когда вы поворачиваете, датчики сообщают ЭБУ, что вам нужна помощь при повороте. Затем ЭБУ прикажет двигателю повернуться.
  • Когда вы не поворачиваете, детали рулевого управления с электроусилителем остаются на месте.

Да, теперь вам нужно больше электроэнергии от аккумулятора и автомобильного генератора, чтобы эти компоненты оставались включенными.

Но в совокупности это намного меньше потерь по сравнению со старым гидравлическим способом!

Рулевое управление с электроусилителем повышает экономию топлива до 2% по сравнению с их гидравлическим аналогом.

Это вредно для окружающей среды и нашего кошелька.

Плюсы №2: Больше никаких протечек и доливки жидкости для рулевого управления!

Поскольку для гидроусилителя рулевого управления больше не требуется гидравлическая система, мы можем полностью избавиться от насоса рулевого управления, шлангов и жидкости рулевого управления. Это устраняет одну распространенную проблему рулевой рейки с гидроусилителем — утечку жидкости!

Прошли те времена, когда тоже приходилось доливать жидкость для рулевого управления.

Ах, разве сейчас жизнь не прекрасна?

Замена вытекшей жидкости требует времени, денег и множества ненужных головных болей.

Плюсы # 3: Программируемость — безграничный потенциал

Как устройство с электронным управлением и компьютерным управлением, мы не ограничены характером гидравлических систем.

Теоретически мы можем использовать электронику, чтобы контролировать все и помогать нам принимать обоснованные решения. Если нам что-то не нравится, мы можем настроить их с помощью программирования.

Вот два примера того, чего мы достигли с помощью электрического усилителя рулевого управления: (i) Оптимизация помощи при крутящем моменте и (ii) Система удержания полосы движения.

Optimizing Torque Assist.

Когда наша машина стоит на месте, ей труднее управлять, и мы могли бы использовать дополнительный усилитель крутящего момента. К сожалению для нас, мы не могли добиться этого с помощью гидроусилителя руля.

Гидравлический усилитель рулевого управления приводится в действие насосом рулевого управления, который зависит от частоты вращения двигателя. Когда наша машина стоит на месте, обороты двигателя будут низкими. С учетом сказанного, насос рулевого управления получает меньшую мощность и, в свою очередь, мы получаем меньшую поддержку крутящего момента.

Как видите, существует несоответствие между выходным сигналом усилителя крутящего момента и необходимым нам усилителем крутящего момента.

Но знаете что?

Рулевое управление с электроусилителем может решить эту проблему. Как и компьютер, электроусилитель руля может быть запрограммирован таким образом, чтобы обеспечить максимальную помощь при работе двигателя на холостом ходу.

Это значительно упрощает маневрирование на парковке и выезд из нее!

Он также снижает усилие рулевого управления, когда мы едем быстро, поэтому у автомобиля меньше шансов ускользнуть, чем у его гидравлического аналога.

Система удержания полосы движения.

Камера или лазер распознает и контролирует дорожную разметку, когда мы едем.

Они действуют как наши третьи глаза.

Как только мы съезжаем с полосы движения, система определяет это и поворачивает рулевое колесо, чтобы вернуть машину в нужное русло. Да, это так волшебно. Но, конечно, пить и водить машину — плохая идея.

Как видите, мы ничего не оставляем на волю случая. Мы можем «видеть» все и практически всем управлять с помощью системы рулевого управления с электроусилителем.

Если вы хотите узнать больше об этой конкретной технологии, вот быстрая и простая статья о системе помощи при удержании полосы движения.

Нет никаких сомнений в том, что сейчас мы движемся к цифровой эре.

Электроусилитель руля — все единороги и радуги?

Как бы я ни любил рулевое управление с электроусилителем, у него все же есть присущие ему недостатки. Вот несколько примеров.

Минусы №1: Плохая обратная связь рулевого управления.

Многие, купившие автомобиль с электроусилителем руля, отмечали, что рулевое управление не так хорошо отзывается о дороге, как раньше.

Для некоторых людей автомобиль — это не только поездка из пункта А в пункт Б.Это азарт, веселье. И это включает в себя ощущение отражения дороги на вашем рулевом колесе. Раньше он был сырым, натуральным и аутентичным. Вы можете почувствовать каждый переход между шинами и дорогой.

Теперь он просто кажется … плоским и роботизированным, и это отнимает у него удовольствие и эмоции. Вы чувствуете, как будто рулевое колесо отсоединяется от протекторов передних шин.

С системой рулевого управления с электроусилителем вы не сможете чувствовать дорогу так же хорошо, как раньше.

Минусы №2: Электроника не на 100% безотказна!

Помните, что предупреждал нас Джон Коннор в фильме «Терминатор»?

«Не верь роботам!»

Он почти верно, электроника нас тоже может подвести.

В случае, если двигатель выходит из строя, вместо того, чтобы помогать нам, он может сопротивляться усилию рулевого управления.

Вот это действительно страшная мысль.

Но, к счастью, есть отказоустойчивый механизм, который предотвращает это.

Прежде всего, ECU отключит питание двигателя при обнаружении любой проблемы. Это позволит избежать любой нежелательной «помощи» со стороны двигателя, которая не помогает, а сопротивляется вашему ручному усилию рулевого управления.

Кроме того, рулевое колесо все еще механически связано с рулевой рейкой. Таким образом, даже если электроника не работает, мы все равно можем управлять автомобилем (хотя и сложно).

Без усилителя ОЧЕНЬ управлять автомобилем может быть очень сложно.Это может привести к автомобильной аварии в зависимости от силы и навыков водителя.

Но знаете что…

Некоторый контроль лучше, чем его отсутствие, верно?

Электроника по-прежнему не работает, и, как известно, с ней трудно справиться.

Итог

Это от А до Я, что вам нужно знать об электроусилителе руля.

Так что ты думаешь? У вашего автомобиля есть гидроусилитель или электрический усилитель руля? Какой из них вы предпочитаете?

Дайте нам знать в разделе комментариев ниже.

А пока ездите безопасно и умно!

Рулевое управление

Turn One — стойки

Электроусилитель руля, вопросы и ответы


Мы собрали некоторые из наиболее частых вопросов, которые у клиентов возникают по поводу электроусилителя рулевого управления и нашего блока EPS.

Заменяет ли он мой ручной рулевой механизм? Или ручная зубчатая рейка?
Нет. Блок EPS только добавляет усилитель в рулевую колонку, чтобы уменьшить усилие водителя на рулевое управление.Вам все еще понадобится редуктор вашего автомобиля, чтобы преобразовать вращающую силу от рулевой колонки в линейную силу, которая давит на рулевые тяги и поворачивает колеса.

Что произойдет, если я потеряю заряд аккумулятора?

Блок EPS всегда имеет соединение с физической передачей через рулевую колонку, поэтому в случае потери мощности блока (низкий заряд батареи, разрыв силового кабеля и т. Д.) Ваше рулевое управление вернется в режим ручного управления — но вы всегда будете по-прежнему сможете управлять своей машиной.

Где крепится EPS?
EPS можно установить в любом месте на рулевой колонке вашего автомобиля между рулевым колесом и рулевым механизмом. Место установки будет зависеть от того, какой у вас тип автомобиля, сколько места у вас есть на разных участках рулевой колонки, а также от ваших личных предпочтений. Большинство клиентов установили EPS со стороны кабины брандмауэра внутри / под приборной панелью.

Есть ли особые требования при установке в моторном отсеке?
Да.Во-первых, мы рекомендуем установить электродвигатель под углом 15 градусов вверх в качестве меры предосторожности, чтобы обеспечить надлежащий отвод любой потенциальной влаги из устройства. Устройство также следует держать как можно дальше от источников тепла. У модуля управления есть температурный режим безопасности, который отключит агрегат, если он достигнет определенной температуры, поэтому установка слишком близко к выпускным коллекторам (например) может отрицательно повлиять на нормальную работу EPS.

Какая электрическая система работает от EPS?
Наш блок EPS получает питание непосредственно от 12-вольтовой аккумуляторной батареи вашего автомобиля.Электропроводка в нашем устройстве чрезвычайно проста и состоит из двух выводов аккумулятора и одного провода зажигания, который может быть подключен к зажиганию автомобиля или независимому выключателю питания.

Какую силу тока потребляет установка?
Это будет в значительной степени зависеть от предпочтений водителя в отношении помощи (дополнительная помощь от устройства означает, что для двигателя потребуется больше электроэнергии), а также от транспортного средства, в котором он установлен, и текущих условий вождения. Например, прямая линия, ведущая к розыгрышу, будет близка к нулю.Во время маневра на повороте устройству может потребоваться 15 ампер. Для средней классической конфигурации автомобиля мы оцениваем блок, требующий диапазона от 5 до 15 ампер в нормальных условиях уличного движения.

Могу ли я использовать это вместе с моей системой рулевого управления с гидроусилителем?
Нет, EPS разработан для использования с ручными рулевыми механизмами или ручными рейками и шестернями. Если ваш автомобиль в настоящее время оснащен гидроусилителем рулевого управления, вам сначала необходимо снять гидравлические компоненты, такие как насос гидроусилителя рулевого управления и силовой блок / стойку, и преобразовать их в компоненты ручного рулевого управления.

Сколько места вдоль колонны мне нужно вырезать?
Приложение для каждого автомобиля может отличаться в зависимости от того, какие соединительные адаптеры вы решите использовать для входного и выходного валов EPS, но вам потребуется примерно 9–12 дюймов колонны для добавления EPS.

Что всего входит в комплект EPS от Turn One?
Мы стараемся максимально упростить установку EPS, поэтому мы включаем блок питания со встроенным модулем управления, прямой входной соединитель, выходной U-образный переходник на ваш выбор (доступно 3 варианта), жгут проводов и универсальный монтажный кронштейн.

Как сделать так, чтобы устройство ощущалось как будто в центре?
Наш EPS имеет специальный режим калибровки, позволяющий пользователю устанавливать / сбрасывать центр помощи, а также максимальные точки фиксации. Эта калибровка важна при настройке вашего устройства, но ее также можно легко выполнить после регулировки углов установки колес или других изменений транспортного средства, которые могут повлиять на рулевое управление.

У вас есть еще вопрос о нашем блоке EPS или приложении в вашем автомобиле? Отправьте нам свой вопрос, используя нашу электронную форму обратной связи.

Электроусилитель руля (EPS) | Renesas

В рамках усилий по повышению экологичности своих автомобилей автопроизводители все чаще переходят с гидроусилителя рулевого управления на электроусилитель рулевого управления (EPS) с использованием электродвигателей, чтобы снизить вес и повысить топливную эффективность. В последние годы появилась тенденция к связыванию функций, которые помогают водителю в управлении транспортным средством, с системой EPS, например, путем обеспечения бесступенчатой ​​регулировки передаточного отношения рулевого механизма в соответствии со скоростью движения и углом поворота в дополнение к простому переключению под нагрузкой. функциональность.Это создает спрос на микроконтроллеры (MCU), способные поддерживать сложное управление двигателем с такими функциями, как высокопроизводительный ЦП, большой объем памяти, выделенные блоки таймера, высокоскоростные высокоточные аналого-цифровые преобразователи и интерфейсы для связи с другими элементами управления. единицы. Кроме того, в 2011 году был выпущен стандарт функциональной безопасности ISO 26262 для автомобильной отрасли на фоне растущей озабоченности по поводу безопасности транспортных средств.

Системы, требующие наивысшего уровня безопасности, такие как рулевое управление и тормоза, обычно требуют соответствия ASIL-D, * наивысшему уровню безопасности.Это привело к спросу на микроконтроллеры, которые включают механизмы безопасности, такие как резервные ядра.

Renesas предлагает оптимизированные решения для поддержки системного прогресса, основанные на таких технологиях, как высокопроизводительные двухъядерные процессоры с блокировкой ступеней.

* ASIL: Уровень полноты безопасности автомобилей.
ASIL-D — это наивысший уровень безопасности автомобилей.

Сопутствующие товары

Микроконтроллеры

Рекомендуемый продукт
ПЗУ
(байтов)
RAM
(байты)
Рабочая
Частота
(МГц)
Пакет
(счетчик выводов)
Характеристики
RH850 / P1H-C 4М, 8М LRAM: 2x64K
ГРАММ: 960K
160, 240
2 × DCLS * 1
292, 404 FBGA ICU-M, ECM, ECC, 4xCAN, 4xFlexRay, Ethernet, 2xADC (40 × 12 бит)
RH850 / P1M 512K, 1M, 2M LRAM: 64K, 128K
Trace RAM: 32K
ERAM: 8K, 32K
160
DCLS * 1
100, 144 LFQFP ICU-S, ECM, ECC, 3xCAN, 2xFlexRay, 2xADC (12 × 12 бит)
RH850 / P1M-E 1М, 2М LRAM: 128K
ГРАММ: 64K
Trace RAM: 32K
ERAM: 8K, 32K
160
DCLS * 1
100, 144 LFQFP ICU-S, ECM, ECC, 3xCANFD, 2xFlexRay, 2xADC (12 × 12 бит)
RH850 / P1M-C 2M LRAM: 128 КБ
ГРАММ: 320 КБ
120, 160, 240
DCLS * 1
144 LQFP,
292 FBGA
ICU-M, ECM, ECC, CANx3ch, FlexRayx2ch, Ethernet, 2xADC (24 × 12 бит)
RH850 / P1L-C 512K, 1M LRAM: 64 КБ, 100 КБ
ОЗУ трассировки: 32 КБ
ОЗУ: 8 КБ
120
DCLS * 1
80, 100, 144 LFQFP ICU-S, ECM, ECC, 2xCAN, ADC (20×12-бит)

* 1 DCLS: Шаг с двухъядерным замком

Аналоговые / силовые устройства

Аналоговое / силовое устройство Рекомендуемый
Товар
Характеристики
EPS
MOSFET привод двигателя
для трехфазных бесщеточных двигателей
NP180N04TUK 40В / 1.05мОм, TO-263 7-контактный
NP179N04TUK 40 В / 1,25 МОм, TO-263-7pin
NP109N04PUK 40 В / 1,75 мОм, TO-263
NP110N04PUK 40 В / 1,4 мОм, TO-263
EPS
MOSFET привода двигателя для двигателей с H-образным мостом
NP89N04PUK 40 В / 2,95 мОм, TO-263
NP89N04PDK 40 В / 2,95 мОм, TO-263
NP60N04PDK 40 В / 3.95 мОм, ТО-263
NP90N04VUK 40 В / 2,8 мОм, TO-252
NP60N04NUK 40 В / 4,8 мОм, 8-контактный HSON
Тормозная система
MOSFET для отказоустойчивых переключателей
RJE0603JPE -60 В / 15 мОм, термический полевой транзистор
ИС управления питанием RAA270005KFP Идеальное решение для питания RH850 / P1x (со встроенным регулятором напряжения для ядра MCU).Встроенная диагностика неисправностей и функции мониторинга. Поддержка проворачивания коленчатого вала.
Операционный усилитель READ2351JSP Вход / выход полного диапазона, низкое энергопотребление
ЧТЕНИЕ 2352JSP Вход / выход полного диапазона, высокая скорость нарастания
UPC1251 / UPC451 Низкое энергопотребление
UPC842 / UPC844 Высокая скорость нарастания
Компаратор UPC277 / UPC177 Низкое энергопотребление

Автомобильное рулевое управление с электроусилителем — Смазка червячной передачи Введение

Поскольку производители автомобилей и их поставщики первого уровня работают над повышением эффективности современных транспортных средств, они обычно переходят от старого гидроусилителя рулевого управления к более совершенным системам рулевого управления с электроусилителем.

Рулевое управление с электроусилителем (EPS) или Рулевое управление с электроусилителем (EPAS) использует электродвигатель для помощи водителю при управлении рулем. Датчики определяют положение и крутящий момент рулевой колонки, а компьютер передает вспомогательный крутящий момент через двигатель, который подключается либо к рулевому механизму, либо к рулевой колонке.

Три основных различных типа рулевого управления с электроусилителем:

  • Вспомогательная колонка EPS (изображение вверху)
  • Ассистент шестерни EPS
  • Ассистент стойки EPS

Существуют и другие типы конструкции, такие как прямой привод и шарико-винтовая пара со смещением, но эта статья предназначена только для краткой вводной статьи о смазке червячной передачи EPS.

В большинстве червячных передач с электроусилителем рулевого управления (EPS) наша смазка Rheolube 363F имеет превосходную репутацию у ряда производителей систем рулевого управления первого уровня; за последние 20 лет 363F превратилась в пластичную смазку для этого требовательного применения. Rheolube 363F — это легкая синтетическая углеводородная смазка с усовершенствованным пакетом присадок, который снижает крутящий момент при низких температурах и трение в системе, а также обеспечивает защиту от износа и гашение колебаний.

Лист технических данных (TDS) для Rheolube 363F — щелкните изображение, чтобы открыть TDS в новой вкладке.

Реолюб 363F
  • Рекомендуемый диапазон температур от -50 до 125 ° C
  • Смазка для червячных передач для большинства автомобильных потребителей — широко используемый и наиболее экономичный продукт.
  • Масло на основе полиальфаолефина.
  • Литиевое мыло с загустителем.
  • Обогащенный ПТФЭ.
  • Сильный пакет присадок.
  • Превосходный баланс цены и производительности для приложений большого объема.
  • NLGI сорт 2.

Почему бы не взглянуть на нашу статью Снижение шума в шлицах рулевой колонки.