Что такое электроусилитель руля в автомобиле?

Электроусилитель руля (ЭУР)

Повальное внедрение электроники во все системы и узлы автомобиля не обошло и рулевое управление. Так появился электроусилитель руля (ЭУР), который существенно превосходит гидроусилитель по удобству и точности управления, безопасности и экономичности.

Блок-схема работы ЭУР Состав системы ЭУР Устройство датчика крутящего момента ЭУР Блок управления ЭУР
В состав системы входит электродвигатель, сервопривод, датчики крутящего момента и угла поворота руля, блок управления. Опционно может устанавливатья датчик скорости вращения руля. Электродвигатель — современный, бесщеточный. Конструкция сервопривода может быть различной, в зависимости от типа автомобиля (об этом ниже). Датчик крутящего момента — основной датчик системы. В разрез рулевого вала встраивается торсион. Элементы датчика устанавливаются на разных его концах. Принцип его работы может быть различным (например, магнитный или оптический).

При повороте рулевого колеса происходит закручивание торсиона. Чем больше усилие — тем больше закручивается торсион. По величине изменения взаимного положения частей датчика оценивается величина приложенного усилия. Угол поворота руля также измеряется соответствующим датчиком. Кроме этого, блок управления получает данные о скорости автомобиля от системы ABS и об оборотах двигателя от контроллера. На основании этих параметров ЭБУ рассчитывает значение необходимого вспомогательного усилия на руле и подает на электродвигатель питание нужной величины и полярности. Электродвигатель через сервопривод либо вращает рулевой вал, либо перемещает рейку.

Вариантов конструктивного исполнения узлов ЭУР существует множество. Для примера рассмотрим электроусилители, производимые одним из лидеров рынка компанией ZF под маркой Servolectric. В зависимости от типа автомобиля различаются и применяемые ЭУР. На субкомпактных и компактных легковых автомобилях усилители устанавливаются на рулевую колонку, на автомобилях среднего класса вспомогательное усилие передается на рейку с помощью дополнительной шестерни, а на внедорожниках и легких коммерческих машинах применяется так называемая «параллельноосевая» (paraxial) конструкция.

На легких автомобилях большое усилие от ЭУР не требуется, поэтому и электродвигатель, и сервопривод получаются настолько компактными, что легко умещаются под рулем в салоне автомобиля. Заодно там же размещаются и датчики. Таким образом, вся конструкция надежно защищена от пыли, грязи и высоких температур подкапотного пространства, что благоприятно сказывается на надежности.

На среднеразмерных автомобилях устанавливается ЭУР с двумя шестернями. Через одну шестерню на рейку передается усилие от руля, а через другую — вспомогательное усилие от электромотора.
ЭУР для внедорожников и вэнов Устройство параллельноосевого привода

Чтобы создать большое дополнительное усилие применяется ЭУР параллельноосевой конструкции. Для преобразования вращательного движения электродвигателя в линейное перемещение рулевой рейки используется зубчатоременной привод и механизм «винт — гайка на циркулирующих шариках». Гайка, вращаемая зубчатым ремнем, через шарики перемещает ось рейки. Шарики циркулируют по резьбе, возвращаясь через специальный канал в гайке.

При любом конструктивном исполнении в случае поломки водитель может продолжать безопасно управлять транспортным средством благодаря наличию механической связи между рулем и управляемыми колесами.

▪Возможности и премущества

Главными преимуществами электроусилителя по сравнению с гидроусилителем являются экономичность и надежность. ЭУР не отбирает мощность у двигателя, что позволяет экономить от 0,4 л до 0,8 л на 100 км в зависимости от режима движения. Это, в свою очередь, снижает выбросы углекислого газа от 10 до 20г/км. ЭУР вступает в работу только при вращении руля, при движении по прямой он не потребляет энергии. Конструктивно электроусилитель компактнее и легче гидроусилителя и не требует обслуживания. Работа электроусилителя отличается более низким уровнем шума. Стоимость ЭУРа ниже, однако его ремонт обойдется гораздо дороже, потому что при поломке вышедшие из строя узлы меняются целиком.

Электронная «сущность» ЭУР наделяет его широкими возможностями по настройке значения вспомогательного усилия в зависимости от условий движения и типа транспортного средства. Чем выше скорость — тем меньше усилие и «тяжелее» руль. При желании водитель может отключить ЭУР от датчика скорости кнопкой на панели приборов. В этом случае руль постоянно «легкий», что облегчает вождение в городских условиях. Одна и та же модель электроусилителя может быть легко программно перенастроена для разных моделей автомобилей. ЭУР обладает функциями автовозврата руля в «ноль» и автоматического удержания колес в среднем положении (например, при разном давлении в шинах).

Интеграция с другими электронными системами автомобиля позволяет использовать ЭУР для:

• Стабилизации автомобиля, например, при резком объезде неожиданно возникшего препятствия;
• Удержания автомобиля на полосе движения;
• Помощи при парковке.

Что такое электроусилитель руля

• Функции и назначение
• Устройство
• Электродвигатель
• Система управления
• Как работает электроусилитель рулевого управления?
• Электрогидравлический усилитель
• Достоинства и недостатки ЭУР
• Частые неисправности электроусилителя
• Подводим итоги

С 2000-х годов автопроизводители активно применяют электрический усилитель руля. Он стал неплохой альтернативой ГУРу. Электроусилитель руля начали ставить на многие бюджетные модели, в которых до этого времени усилитель не предлагался даже за доплату. Но почему половина машин до сих пор идет с ГУРом? Все не так однозначно, и увы, ЭУР не лишен недостатков. Но обо всем по порядку.

Функции и назначение

Что такое ЭУР? Это механизм рулевого управления, призванный снизить усилия, прилагаемые водителем для поворота руля. Главным элементом в системе является электродвигатель – именно он создает дополнительное усиление.

Электрический усилитель рулевого управления может иметь ряд дополнительных функций:

• менять степень усиления руля в зависимости от скорости;
• исправлять неверные действия водителя (на случай, если он заснул за рулем);
• самостоятельно парковать автомобиль (эта функция появилась только недавно и используется на дорогих авто).

Устройство

Электроусилитель включает 3 основных элемента:

• электрический двигатель;
• редуктор;
• систему управления.

Рассмотрим устройство электроусилителя руля подробнее.

Электродвигатель

В зависимости от конструкции ЭУР, он служит для передачи усилий на:

1. Рулевой вал. Электродвигатель встроен в рулевую колонку и передает усилия на вал через редуктор.
2. Рейку. Это электромеханический усилитель – наиболее распространенный тип на бюджетных автомобилях. Система может быть реализована с параллельным приводом, либо с двумя шестернями. В первом случае электродвигатель отдает крутящий момент на рейку через ременную или винтовую передачу. Во втором момент поступает через шестерню.

Система управления

Работа электроусилителя рулевого управления невозможна без датчиков и блоков управления. Вне зависимости от конструкции, в ЭУР задействуется датчик угла поворота руля и датчик крутящего момента на руле.

Также в работе учувствует блок АБС, который дает информацию от датчиков скорости колес и ЭБУ ДВС, предоставляющий данные о частоте вращения коленвала.

Как работает электроусилитель рулевого управления?

Когда мы вращаем руль, одновременно двигается его вал. Это замечает датчик, который посылает соответствующий сигнал на блок управления ЭУР. Последний, обработав также информацию от других датчиков (АБС и ДПКВ), определяет нужное усилие для поворота колес, генерируемое электромотором. Каждый раз это усилие меняется, в зависимости от дорожных условий и скорости движения. Таким образом, принцип работы электроусилителя основан на считывании информации с разных датчиков и обработке их сигнала ЭБУ.

Есть несколько режимов работы электроусилителя рулевого управления:

• поворот колес в обычном режиме;
• управление на высокой или низкой скорости;
• вращение руля на месте;
• возврат колес в изначальное положение;
• поддерживание руля в «нулевом» положении.

Поэтому мы замечаем большую разницу в поведении руля – при парковке он вращается одним пальцем, когда как на скорости для его вращения нужно приложить усилия. Так организован принцип работы каждого электроусилителя рулевого управления.

Электрогидравлический усилитель

Пару слов про ЭГУР. Такой тип усилителей не менее распространен на авто. Это гибридная система, состоящая из:

• электронного блока;
• электродвигателя;
• шестеренчатого насоса.

Отличие ЭГУР от гидроусилителя заключается в электродвигателе. За счет него работает шестеренчатый насос, создавая давление жидкости. В этой системе также нет приводного ремня – все контролируется электроникой. Те же датчики, тот же блок управления. Принцип работы ЭГУР идентичен ЭУР – дополнительным звеном здесь выступает только насос и бачок. Ввиду большей стоимости, такая система применяется не на всех авто – больше это касается машин класса С и выше.

Достоинства и недостатки ЭУР

Среди преимуществ электроусилителя руля можно отметить следующее:

1. Машина с ЭУР расходует меньше топлива, чем аналогичная с ГУРом. Принцип работы электроусилителя руля организован так, что система выключается в «нулевом» положении. К тому же, электроусилитель не связан ремнем со шкивом коленвала. Разница в расходе примерно литр на 100 километров (в городской черте).
2. Возможность установки дополнительных функций (та же автоматическая парковка).
3. Простая конструкция и компактность. Здесь нет ремня, насоса, жидкости, которую нужно гонять по трубкам под давлением. Отсюда выходит второй плюс – электроусилитель рулевого управления не нуждается в обслуживании.

На этом все плюсы заканчиваются. Недостатков здесь, увы, больше:

1. Ограниченное применение. Электромотор не располагает большой мощностью, поэтому его можно встретить только на легковых автомобилях. Чтобы электроусилитель нормально работал на джипах и авто побольше, нужен очень большой, дорогой и мощный генератор.
2. Плохая обратная связь. Многие водители, пересаживаясь с гидроусилителя, замечают разницу в поведении авто. Часто теряется связь с колесами. Управлять таким автомобилем не так комфортно, как с гидроусилителем.
3. Риск перегрева. Это возможно при движении на грунтовой дороге или в колее, когда постоянно нужно подруливать. Благо, инженеры предусмотрели это, и в случае перегрева ЭУР просто отключится. Но если датчики сработали не вовремя, что часто бывает на старых автомобилях – электромотор на помойку.
4. Ненадежность и не ремонтопригодность. Казалось бы, система проста, как 5 копеек. Но слабым ее местом как раз является электромотор. Его легко убить, а ремонту он практически не подлежит. То же самое касается системы управления. Любой датчик или тот же блок управления в большинстве случаев не удается отремонтировать.
5. Сложная диагностика. Проверить работу ЭУР самому нельзя – нужна только профессиональная диагностика. К тому же, проблема может проявляться только периодически – например, на влажную погоду или на большой скорости. Понять суть такого поведения электроусилителя может только опытный мастер.

Частые неисправности электроусилителя

О неисправности можно узнать по поведению машины. Будет слышен стук при вращении руля, иногда руль может закусывать или периодически пропадать усиление. Бывают и коварные симптомы – внезапно машина просто уходит с дороги. Пропадает напряжение бортовой сети, увеличиваются обороты двигателя. И конечно же, при любой проблеме с ЭУР будет гореть желтая лампа (нет, не «Check Engine» – иконка руля, как на фото ниже).

Что может выходить из строя в ЭУР:

1. Электромотор. Ломается, даже если не было перегрева и больших нагрузок – просто от времени. С пробегом, изнашиваются опорные втулки, изнашиваются графитовые щетки. В худших случаях диагностируют межвитковое замыкание якоря.
2. Червячный привод. Слабое место – червячная шестерня, в которой стираются зубья.
3. Поворотные датчики и шлейфы. Если начались проблемы в электронике, это будет сразу заметно по поведению авто. Электронный блок получает не всю информацию от датчиков, либо вовсе ложные значения, из-за чего неправильно управляет моторчиком.
4. Внутренние втулки. Последние выходят из строя частично, отчего слышен гул при вращении руля (прям как у неисправного насоса гидроусилителя). Можно заметить вибрацию при повороте. Иногда руль закусывает, что очень опасно на дороге. Заметив такую неисправность, не нужно медлить с ремонтом.
5. Подшипники выходят из строя из-за попадания влаги внутрь. Руль тоже начинает подвывать и вибрировать.
6. Блок управления. Часто сгорает какая-либо дорожка на старых автомобилях. Нет связи с датчиком – нет нормальной работы. Бывает, что внутрь блока попадает вода по разным причинам и плата окисляется. Решить проблему можно – заменить блок или отремонтировать старый, смотря как сильно он поврежден.

Подводим итоги

ЭУР – высокотехнологичное устройство, призванное облегчить жизнь водителю. ЭУР не требует замены ремня, масел и других манипуляций. До определенного времени. Внезапно электроусилитель дает о себе знать. Хорошо, если просто пропало усиление, а не закусил руль или машина сама ушла в сторону. Неисправность имеет разный характер, и чтобы разобраться, нужна тщательная диагностика.

Но как мы отметили ранее, производить манипуляции с оживлением ЭУР самому крайне сложно. Недостаточно иметь дорогое оборудование – чтобы грамотно отремонтировать электроусилитель, нужно иметь и инструменты, и знания, и опыт. От нас, водителей, требуется лишь одно – вовремя заметить неисправность. Часто бывает, что при своевременном обращении в сервис удается дешево устранить поломку, на раннем этапе. Прислушивайтесь к своему автомобилю и выбирайте проверенных мастеров!

Принцип работы электроусилителя руля – самое простое объяснение

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

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

Где находиться

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

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

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

Как работает и способы его подключения к рулевому управлению

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

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

Червяк-шестерня

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

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

Шестерня-рейка

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

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

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

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

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

Винт-шариковая гайка

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

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

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

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

Преимущества

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

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

Добавить комментарий Отменить ответ

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

Устройство и принцип работы электроусилителя руля

Одна из проблем, стоявших перед конструкторами с начала эпохи автомобилестроения – облегчить рулевое управление. Долгое время способ решения был один: увеличить диаметр руля и повысить передаточное отношение привода. Такой метод позволял относительно легко управляться даже с многотонными грузовиками. Требования к комфорту и эргономике почти не предъявлялись, поэтому то, что для маневрирования водителю приходилось делать 5-6 оборотов огромным рулем от края до края, во внимание не принималось. В наши дни инженеры нашли более изящный выход — электроусилитель руля.

Этот механизм при помощи электромотора создает вспомогательное усилие на рулевом валу при его повороте. Появился он относительно недавно и постепенно начинает вытеснять своих предшественников – гидро- и электро-гидроусилитель.

1. Устройство и принцип действия электроусилителя руля
2. Конструкция электроусилителя руля
3. Преимущества ЭУР перед ГУР и ЭГУР

Устройство и принцип действия электроусилителя руля

Основными элементами системы являются бесщеточный электромотор, механическая передача (сервопривод), датчики угла поворота руля и крутящего момента и управляющий блок. Дополнительно механизм может оснащаться датчиком скорости вращения руля. Устройство сервопривода на разных типах автомобилей различается (подробнее об этом ниже).

Главный датчик в электроусилителе руля – датчик крутящего момента. Выполнен он следующим образом: в разрез рулевого вала встроен торсион, на концы которого устанавливаются элементы датчика, принцип действия которого может быть оптическим или магнитным.

Принцип работы электроусилителя руля следующий. С поворотом руля торсион на валу закручивается тем сильнее, чем больше прилагаемое усилие. Величина приложенного усилия оценивается по взаимному расположению частей датчика. Измеренное значение передается в блок управления. Второй датчик измеряет угол поворота руля и также передает измерения в управляющий блок, куда дополнительно поступают данные о скорости движения машины (от ABS системы) и оборотах двигателя (от контроллера). А на основании всей полученной информации, электронный блок управления рассчитывает величину вспомогательного усилия, и подает на электромотор напряжение нужной величины и полярности. Через сервопривод электродвигатель перемещает рулевую рейку или вращает рулевой вал.

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

Нередко возникает необходимость в поддержании среднего положения колес, например, при сильных порывах бокового ветра или неодинаковом давлении в шинах, в подобных ситуациях блок управления обеспечивает постоянное корректирующее усилие. В программном обеспечении системы заложена и компенсация увода переднеприводной машины в сторону из-за разной длины валов привода колес.

Конструкция электроусилителя руля

Несмотря на общее устройство, конструктивно электроусилитель руля может быть выполнен различными способами в зависимости от того, на каком типе автомобилей он устанавливается.

На автомобилях малого класса ЭУР устанавливается на рулевую колонку. Они не нуждаются в большом усилии на руле, поэтому электромотор и механическая передача получаются компактными и помещаются в салоне авто под рулевым колесом. Там же размещаются и датчики. В результате устройство надежно защищено от пыли, грязи и высокой температуры, царящих в подкапотном пространстве, что наилучшим образом сказывается на сроке службы.

У машин среднего класса электроусилитель руля размещается на рулевой рейке, вспомогательное усилие на которую передается через шестерню.

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

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

Преимущества ЭУР перед ГУР и ЭГУР

Водители автомобилей, на которых установлен гидро- и электро-гидроусилитель, вынуждены мириться с их многочисленными недостатками, а именно:

• держать колеса в крайнем положении можно не более пяти секунд, иначе происходит перегрев масла в системе и выход ГУР из строя;.
• необходимость в периодическом обслуживании (нужно контролировать уровень масла, менять его, следить за состоянием приводов, шлангов и насоса);.
• на работу ГУР расходуется часть мощности двигателя автомобиля;.
• устройство работает в одном режиме, независимо от условий движения;.
• снижение информативности руля на высоких скоростях (частично этот недостаток устранен за счет применения рулевой рейки с переменным передаточным отношением).

Достоинствами электроусилителя руля являются надежность, экономичность и компактность. Его принцип действия основан на работе электромотора, поэтому и устройство намного проще. Электроусилитель руля приводится в действие не от силового агрегата автомобиля, к тому же работает только при работе рулем, благодаря этому экономится от 0,4 до 0,8 литра горючего в зависимости от стиля езды и дорожных условий. Электроусилитель руля не требует обслуживания, однако, в случае поломки неисправные узлы меняются целиком, поэтому стоимость ремонта значительно возрастает.
» alt=»»>
Пожалуй, самым главным преимуществом электроусилителя руля, можно считать возможность изменять вспомогательное усилие в зависимости от условий передвижения автомобиля, благодаря чему, достигается более острое управление на высоких скоростях, и более легкое на малых. Кроме того, одна и та же модель может применяться на различных машинах, а все, что потребуется – изменить настройки электронного блока управления.

Что такое ЭУР: как устроен и работает рулевой усилитель

Электроусилитель рулевого управления (ЭУР) — устройство для уменьшения усилия, которое водитель должен прилагать на рулевое колесо для изменения положения управляемых колес. Данная система называется EPS (от англ. Electric Power Steering, электрический усилитель руля).

Наличие усилителя (гидроусилителя ГУР или электроусилителя ЭУР) позволяет:

• повысить комфорт;
• облегчить процесс управления автомобилем;
• улучшить общую безопасность при езде.

При этом гидроусилитель руля долгое время являлся единственным вариантом, тогда как усилитель руля электро (ЭУР) появился на автомобилях сравнительно недавно. Хотя данное решение является более современным аналогом, у ЭУРа имеются как плюсы, так и минусы. Подробнее читайте в нашей статье.

Электроусилитель руля: преимущества

Данный тип усилителя основан на том, что усилие создает электрический привод. При этом следует отметить полное отсутствие гидравлики, что повышает общую надежность и срок службы системы. Благодаря ЭУРу можно реализовать функции автопилота, автоматической парковки и т.д.

В целом, установка электроусилителя руля позволяет получить более высокую точность и остроту рулевого управления.

Также современные типы ЭУР позволяют реализовать функции адаптивного электроусилителя руля. Такой усилитель тесно взаимодействует с другими системами (например, система курсовой устойчивости).

• значительно повысить безопасность;
• выполнять коррекцию угла поворота колес;
• улучшить общую устойчивость авто.

Электроусилитель не нуждается в дополнительном обслуживании, работает практически бесшумно. В случае поломки усилителя в полной мере сохраняется возможность управлять автомобилем. Также усилие на руле опционально может быть изменено в соответствии со скоростью движения и дорожными условиями. В результате улучшается обратная связь.

Устройство ЭУР и типы электроусилителей

Основным элементом в конструкции рулевого управления данного типа является электромотор. Сам усилитель фактически состоит из двух основных элементов:

• электродвигатель;
• система управления электроусилителя.

В зависимости от типа, электрические усилители принято делить на ЭУР и ЭМУР. В случае с ЭУР, двигатель может стоять в рулевой колонке, тогда как ЭМУР предполагает интеграцию в рулевую рейку (рулевая рейка с электроусилителем).

Второй вариант является электромеханическим усилителем рулевого управления. Этот усилитель может отличаться по конструкции:

1. с двумя шестернями;
2. с параллельным приводом.

Конструкция с шестернями предполагает, что передача крутящего момента от рулевого колеса на рейку рулевого механизма осуществляется одной шестерней, тогда как на вторую шестерню момент передается от электрического мотора.

Если же ЭУР с параллельным приводом, тогда электродвигатель передает усилие на рейку рулевого механизма посредством ременной передачи или передачи через винт и шариковую гайку.

Система управления электроусилителя

Система управления ЭУР включает в себя следующие составные элементы:

• электронный блок управления;
• датчики электроусилителя;
• исполнительное устройство.

Датчики определяют угол поворота руля, а также усилие (крутящий момент) на руле. Дополнительно система ЭУР получает информацию от блока ABS, системы курсовой устойчивости, ЭБУ двигателя. В результате электроусилитель также получает сигналы от датчика скорости, от датчика коленчатого вала и т.д.

Как работает элеткроусилитель рулевого управления

Чтобы понять, как работает электроусилитель руля, необходимо отдельно изучить принцип его работы. Во время поворота рулевого колеса осуществляется скручивание торсионного вала. Датчик крутящего момента посылает на блок управления сигнал, после чего ЭБУ обрабатывает информацию.

Затем блок управления анализирует от ряда других датчиков, поле чего блок определяет необходимое усилие для поворота колес с учетом различных условий движения.

Можно выделить следующие основные режимы:

• колеса поворачиваются в стандартном режиме;
• водитель поворачивает руль на высокой скорости;
• поворот колес осуществляется на низкой скорости;
• колеса поворачиваются на машине, которая стоит;
• колеса возвращаются в «нулевое» положение;
• руль поддерживается в «нулевом» положении.

При этом в каждом случае усилие, которое сформирует усилитель, будет разным. Например, если автомобиль стоит на месте, для легкого поворота колес необходимо приложить большое усилие.

Однако если во время езды с высокой скоростью приложить аналогичное усилие, руль окажется слишком «легким» и машина может попросту вылететь с дороги. Чтобы этого не произошло, ЭБУ усилителя откорректирует усилие электромотора и сделает руль более «тяжелым», что необходимо для комфортного и уверенного управления на высоких скоростях.

Недостатки ЭУР

Система электроусилителя наряду с преимуществами также имеет несколько существенных недостатков:

• ЭУР не используют на грузовых автомобилях (недостаточно мощности электромотора);
• взаимодействие с большим количеством датчиков понижает надежность, возникают сложности с диагностикой и ремонтом;
• себестоимость адаптивных электроусилителей намного дороже традиционного ГУР;
• даже с учетом возможности гибкой настройки водители отмечают плохую обратную связь, усилие на руле не естественное, теряется связь с дорогой;

С учетом таких минусов на более дорогих современных авто достаточно часто вместо традиционного ГУР или ЭУР устанавливают электрогидроусилитель руля ЭГУР. Данное решение сочетает в себе основные преимущества гидравлики и электроники, позволяя значительно улучшить качество рулевого управления.

Что такое электро ГУР

Электрогидроусилитель руля — система, которая сочетает в себе некоторые преимущества гидроусилителя и элеткроусилителя, при этом лишена отдельных недостатков ГУР и ЭУР.

Фактически, электрогидроусилитель представляет собой ГУР, однако насос гидроусилителя в данном случае электрический. Это значит, что мощность двигателя не отнимается.

Из недостатков можно выделить традиционные минусы гидравлики (течи, необходимость замены масла ГУР, перегревы масла гидроусилителя), а также возможные проблемы с управляющей электроникой (сбои в работе электронасоса, проблемы с датчиками и т.д.). Также серьезным недостатком ЭГУР является стоимость такой системы и дополнительные сложности ее ремонта.

Электроусилитель руля: преимущества и недостатки

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

Электроусилитель руля: что это такое

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

Среди основных составляющих элементов устройства можно выделить:

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

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

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

Преимущества и недостатки ЭУР

Среди основных достоинств такого устройства можно выделить:

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

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

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

ГУР против ЭУР

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

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

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

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

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

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

Комфорт в управлении

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

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

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

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

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

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

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

Динамика и надежность

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

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

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

При этом она сравнительно небольшая, ведь электроусилитель включается лишь при повороте колеса. Таким образом, динамика машины не страдает. Перегрев может случиться лишь в том случае, если очень резко крутить руль вправо-влево (такое можно сделать лишь специально).

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

Функциональность

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

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

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

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

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

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

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

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

Область применения

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

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

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

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

Экономичность

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

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

Что же выбрать

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

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

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

Машины от именитых торговых марок в любом случае будут демонстрировать более высокие эксплуатационные характеристики, чем в случае дешевых китайских аналогов.

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

Далее видео про работу электроусилителя руля: