Эл усилитель руля

Что лучше - гидроусилитель или электроусилитель руля? Плюсы и минусы ГУР и ЭУР

Вчитываясь в список опций каждой из комплектаций автомобиля, нередко можно встретить такой механизм, как усилитель рулевого управления. Однако на одних автомобилях он значится как ГУР, а на других – как ЭУР. «Калина» также оснащается подобным усилителем. Как он работает и что собой представляют оба типа механизмов? Все плюсы и минусы гидроусилителя и электроусилителя руля, принцип работы – далее в нашей статье.

Характеристика ГУРа

Этот тип усилителя появился намного раньше электрического. ГУР являет собой элемент рулевого управления автомобиля, который работает при помощи жидкостного привода. Несмотря на растущую популярность ЭУР (ВАЗ им тоже оснащается), ГУР является наиболее распространенным усилителем. Конструктивно данный узел содержит в себе гидронасос. Он приводится в действие от коленчатого вала посредством ременной передачи. Как она выглядит, читатель может увидеть на фото ниже.

Ниже мы рассмотрим алгоритм действия данной системы.

Как работает ГУР?

Как мы отметили ранее, работает данный узел на основе гидравлической жидкости. Так, во время прямолинейного движения циркуляция жидкости производится по кругу. То есть она проходит по каналам от насоса в бачок. Однако как только траектория движения меняется (водитель поворачивает руль), жидкость поступает в одну из полостей распределительной гильзы. В зависимости от поворота руля она поступает в левую либо в правую ее часть. Из другой полости жидкость сливается в бачок. Так, поршень обеспечивает перемещение механизма рулевой рейки. Усилие от поворота передается на тяги.

Так происходит изменение направления движения автомобиля. Наибольшая производительность насоса наблюдается при повороте рулевого колеса на месте (то бишь при парковке на ограниченном участке). Однако в движение система приводится благодаря ременной передаче от коленвала. А ведь его обороты во время парковки минимальны и близки к холостым. Соответственно, усилие, что вырабатывается насосом, недостаточное для поворота руля. Что же делать? Не подгазовывать же до отсечки? Производитель учел этот момент. Поэтому в таких ситуациях электронный блок управления подает сигнал на дополнительное открытие клапанов. Так, в силовой цилиндр рулевой рейки поступает большее количество жидкости. Поэтому «на месте» вращать руль будет очень легко. Но не стоит увлекаться – помните, что в этот момент насос работает на полную. Частые выкручивания руля «до упора» на парковке снижают его ресурс.

ЭУР: характеристика

Появился данный тип усилителей гораздо позже. Однако в последнее время начинает обретать высокую популярность. Главное отличие ЭУРа – отсутствие ременной передачи и гидравлического привода. Все действия осуществляются при помощи электрического двигателя.

Особенности конструкции, принцип работы

На сегодня различают два типа компоновки данного узла. В первом случае усилие электрического двигателя передается на рейку. Во втором – на вал рулевого колеса. Наиболее популярен первый тип электроусилителей. Его также называют электромеханическим. В конструкции используются две шестерни с параллельным приводом.

ЭУР объединён в одном блоке с рулевым механизмом. Тип электрического двигателя – асинхронный. Как работает данный механизм? Передача крутящего момента производится напрямую к рейке от электродвигателя. Также на реечном механизме предусмотрены два участка зубьев.

Система ЭУР состоит из множества датчиков. К ним относят элемент угла поворота руля, датчик крутящего момента, частоты вращения коленвала и скорости самого транспортного средства. Механизм тесно взаимодействует с блоком управления АБС и ЭБУ автомобиля.

После обработки информации с вышеперечисленных датчиков заложенная программа вырабатывает соответствующий сигнал на исполнительное устройство. Им является асинхронный электродвигатель.

Режимы работы электроусилителя

Работа рулевого управления может осуществляться в нескольких режимах:

Активный возврат руля в среднее положение.
Поворот автомобиля на большой и малой скорости.
Поддержка среднего положения руля.
Поворот автомобиля в обычных условиях.

Как и в случае с ГУРом, управление колесами осуществляется рулем. Однако здесь усилие передается через торсион. Закрутка последнего измеряется соответствующими датчиками (угла поворота, крутящего момента и т. д.). Так, усилие от двигателя передается на рейку. Затем через рулевые тяги происходит поворот ведущих колес в нужном направлении. Работа узла не зависит от положения и частоты оборотов коленчатого вала.

Плюсы ГУРа

Итак, что лучше - гидроусилитель или электроусилитель руля? Оба таких узла имеют свои плюсы и минусы. Но для начала рассмотрим систему с гидроприводом. ГУР – более дешевый в производстве механизм. Соответственно, стоимость автомобиля на порядок ниже.

Плюс ко всему – дешевый ремонт гидроусилителя (если дело не касается рейки). На разборке насос гидроусилителя для девятого "Лансера" стоит 2-3 тысячи рублей. Причем продается он уже в сборе, со шкивом (но без ремня).

Минусы гидравлического усилителя

Рассматривая вопрос: что лучше - гидроусилитель или электроусилитель руля, стоит упомянуть и о недостатках. Их на порядок больше. Первый минус – это размеры конструкции. ГУР – достаточно громоздкая штука. Насос, шкивы, бачок и ремень занимают много свободного пространства. Плюс ко всему затрудненный ремонт ГРМ. Чтобы заменить ремень на нем, нужно снять шкив сначала с ГУРа. Благо, насос гидроусилителя остается на месте.

Если выбирать между тем, что лучше - ГУР или ЭУР для вашего автомобиля, стоит рассмотреть вопрос обслуживания данного узла. И здесь есть свои нюансы. Система ГУР требует периодического обслуживания. Если вовремя не менять жидкость или ремень, потребуется ремонт гидроусилителя.

Также недопустимо долго использовать механизм в режиме повышенных нагрузок. Из-за этого быстро кипит жидкость. До упора руль следует выкручивать не более чем на пять секунд.

Следующий недостаток – зависимость системы от производительности двигателя. Узел скрадывает мощность мотора, поскольку отбирает часть усилия от коленчатого вала посредством ременной передачи. То же самое можно сказать и про кондиционер, который тоже работает от данного шкива. Поэтому ввиду громоздкости конструкции и прочих недостатков ГУР сейчас можно встретить только на внедорожниках и на коммерческом транспорте. Но почему нельзя поставить ЭУР в грузовики? Это вы узнаете немного позже.

Плюсы и минусы ЭУР

Спеша ответить на вышесказанный вопрос, отметим сразу недостатки ЭУР. «Калина» оснащается таким механизмом ввиду маленьких колес. К чему это все? Дело в том, что электрический усилитель не способен выработать нужный крутящий момент для поворота больших колес (тем более под нагрузкой свыше). Ввиду этого узел не используется на грузовиках и транспорте массой более двух тонн.

Это и есть основной недостаток ЭУР. Что лучше - гидроусилитель или электроусилитель руля? Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим преимущества последнего. Их на порядок больше, чем недостатков. Так, механизм не отбирает мощность у двигателя. На высоких скоростях руль достаточно информативен с ним. Система не требует периодического обслуживания, ведь никакой жидкости и насосов здесь нет. Единственное, что со временем выходит из строя, это подшипники качения в электродвигателе. Но чтобы вывести их из рабочего состояния, требуется долго и усердно эксплуатировать ЭУР. ВАЗ, оснащенный таким усилителем, гораздо быстрее откликается на руль. Ведь сигнал от датчиков передается молниеносно. А насосу нужно время, дабы выработать необходимое давление и перелить жидкость с одного контура в другой.

Также, отвечая на вопрос: "Что лучше - гидроусилитель или электроусилитель руля?", стоит отметить компактность последнего. ЭУР не занимает много места в подкапотном пространстве (поскольку в большей мере спрятан в салоне). Соответственно, добраться до какого-нибудь узла будет намного легче. А через ЭБУ можно настроить режим работы усилителя. Также система не кипит, если удерживать долго руль в крайнем положении.

Подводим итоги

Итак, что лучше - гидроусилитель или электроусилитель руля? Выяснив все преимущества и недостатки обеих систем, мы пришли к следующему выводу. Если это легковой автомобиль или кроссовер, однозначно следует выбирать электрический усилитель. Ну а на более тяжелой технике по-прежнему актуален гидравлический элемент. Хотя прогресс не стоит на месте, и, возможно, в будущем ЭУР будет использоваться и на джипах, а также на грузовой технике.

fb.ru

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.

autochainik.ru

Что лучше ГУР или ЭУР? Разбираемся какой усилитель руля лучше!

Современный автомобиль сложно представить без усилителя руля, о котором, кстати, многие автомобилисты даже и не догадываются. Аббревиатура ГУР или ЭУР многим "наездникам" ни о чем не говорит, поэтому вопрос: какая разница между ГУР и ЭУР, задавать бессмысленно.

Сегодня на ВопросАвто мы поговорим об усилителе руля, о том каким он бывает, а также постараемся разобраться в вопросе, что лучше ГУР или ЭУР. Поехали...

Усилитель руля придумал хлипкий слабенький водитель большого грузового авто, у которого просто не было сил поворачивать тяжелый руль и огромные колеса... 🙂 Шучу конечно! 🙂 Хотя доля правды в этой шутке все-таки есть. Правда в том, что усилитель и вправду был позаимствован у грузовиков, именно их изначально стали оборудовать ГУРами (ГидроУсилитель Руля). Большие грузовые машины имеют большие колеса, которые повернуть не так уж просто, а если машина еще и стоит на месте, то и вовсе невозможно. Поэтому было изобретено устройство, которое вместо водителя выполняло силовую задачу во время вращения водителем рулевого колеса.

Чуть позже гидроусилитель перекочевал на легковые авто, владельцы которых также жаждали комфорта и легкости управления. Но до этого наши отцы, деды и прадеды управляли своими "ГАЗами", "Волгами", "Жигулями" и "Москвичами" без каких-либо усилителей руля, возможно из-за этого и были такими сильными и смелыми. 🙂 (Юмор!)

Что такое гидроусилитель рулевого колеса (ГУР)?

Гидроусилитель появился первым и существенно упростил управление автомобилем, при этом его главная задача была не только снять силовую нагрузку с рук водителя, одной из задач, которые поставили перед собой конструкторы была — безопасность. После повреждения переднего колеса на скорости при наличии ГУРа водитель не терял управления над автомобилем, к тому же меньше ощущал вибрации, которые поступали от колес во время езды по неровностям.

Как работает ГУР?

Гидроусилитель руля представляет собой набор узлов, среди которых: система масляных магистралей высокого и низкого давления, масляный насос при помощи которого происходит циркуляция жидкости гидроусилителя в бачок, в котором находится жидкость ГУР, а также рулевая рейка и наконечники. Во время поворота руля в системе гидроусилителя происходит ряд событий, о которых вы даже не догадываетесь. Вы, водитель, поворачивая руль, задаете направление, после чего специальная жидкость (синтетическое или полусинтетическое масло почти такое как в АКПП) под высоким давлением нагнетается насосом через распределитель. Тем самым образуя силу, которая воздействуя на гидроцилиндр и поршень, смещает механизмы рулевой рейки в ту сторону, которую вам необходимо. После этого жидкость ГУР по системе обратной подачи снова возвращается в бачок ГУР.

Что такое электроусилитель рулевого колеса (ЭУР) и как он устроен?

Спустя многие годы после появления и успешного использования ГУРа появился ЭУР — ЭлектроУсилитель Руля. Задача ЭУР такая же как и у ГУРа — облегчать управление и поворот руля. В отличие от гидроусилителя, ЭУР не использует в своей конструкции жидкость, вместо этого используется электромотор, который и создает необходимое усилие. Кроме прочих отличий, ЭУР отличается большим количеством электроники, различных датчиков, а также целого электронного блока управления (ЭБУ). Принцип установки ЭУР также отличается от гидравлического аналога. Электрический аналог располагается непосредственно на самой рулевой рейке или рулевой колонке, а поворот и передача крутящего момента происходит при помощи торсионного вала, который вмонтирован в систему рулевого управления. Гидроусилитель создает усилие при помощи насоса и жидкости, которая образует давление, под которым происходит смещение рулевых механизмов и непосредственно поворот колес, электроусилитель выполняет то же самое действие только использует для этого электромотор и ток. Когда руль с ЭУР поворачивается, датчик крутящего момента ЭУР это обнаруживает и сообщает об этом в ЭБУ. Затем электронный блок анализирует данные и руководствуясь определенными алгоритмами определяет количество тока необходимое для электромотора, чтобы осуществить поворот руля. Характерным отличием для ЭУР является способность увеличивать/уменьшать усилие в зависимости от скорости движения автомобиля. Как вы знаете, на скорости поворот руля происходит гораздо легче и в усилителе практически нет необходимости, так вот гидроусилитель в отличии от электроусилителя не способен учитывать скорость движения и угол поворота, за счет чего на скорости руль авто с ГУР становится "ватным" и неинформативным. ЭУР учитывает скорость движения авто и снижает усиление, в результате рулевое управление становится более острым, и водитель лучше контролирует свой автомобиль во время маневров.

Уфф... Вроде разобрались, теперь давайте перейдем непосредственно к сравнению "плюсов" и "минусов" каждого из этих устройств.

"Плюсы" гидроусилителя

ГУР относительно не дорогая система, устанавливается преимущественно на большие авто или бюджетные легковушки. Производство системы гидроусилителя менее затратное, за счет чего производитель удешевляет себестоимость своих авто.

Запас мощности. Гидроусилитель более мощный, поэтому ими оборудуются внедорожники и микроавтобусы, на которых использование ЭУР невозможно.

"Минусы" гидроусилителя

Необходимо постоянно следить за состоянием и уровнем жидкости в ГУРе. Кроме того, ее необходимо менять в соответствии с требованиями автопроизводителя.
Необходимо соблюдать определенные правила эксплуатации. К примеру, крайне нерекомендовано долго удерживать руль в крайнем положении, поскольку это может привести к перегреву жидкости ГУР или вывести систему гидроусилителя из строя.
Гидроусилитель требует постоянного контроля со стороны владельца. Регулярно следует проверять состояние приводных ремней, шлангов, а также насоса ГУРа на предмет трещин, подтеканий и т. д.
Работа гидроусилителя напрямую зависит от работы мотора. Привод масляного насоса ГУРа связан с мотором, ремнем или цепью, поэтому если не работает мотор, колеса повернуть будет сложно. Кроме того, когда вы движетесь по прямой трассе на большой скорости, и в ГУРе нет никакой необходимости, мощность двигателя расходуется впустую, поскольку насос все равно работает и создает определенную нагрузку на мотор.
ГУР не позволит регулировать усилие в зависимости от скорости, положения руля или режима езды ("SPORT", "NORMAL" и т. д.).
"Ватность" и неинформативность рулевого на большой скорости. Как я уже говорил, на скорости гидроусилитель "убивает" чувствительность и водителю тяжело выполнять маневр.

"Плюсы" электроусилителя

Довольно простая и негромоздкая конструкция. Это позволяет сэкономить место под капотом.
Отсутствует насос и какие-либо шланги. Это упрощает и удешевляет эксплуатацию. Нет необходимости следить за уровнем или состоянием жидкости в бачке или контролировать состояние ремней и шлангов.
Компактные размеры. Компактность позволяет располагать ЭУР в салоне авто, что существенно сказывается на продолжительности "жизни" этого устройства.
Электроусилитель экономит топливо. За счет того, что ЭУР контролирует блок управления, во время движения ЭБУ практически не использует электроусилитель, тем самым снижая нагрузку на двигатель, как результат — экономия топлива.
Возможность настройки усилителя "под себя". ЭУР можно очень тонко настроить, как само усиление, так и усиление на определенных скоростях и режимах работы.
Руль с ЭУР всегда остается "острым". Это качество очень важно для гонщиков, которые ценят информативность рулевого колеса и управляемость автомобиля превыше всего.

"Минусы" электроусилителя

Несмотря на кажущуюся безупречность, ЭУР имеет недостатки.

Цена. Пожалуй, самый главный и большой недостаток электроусилителя — это его стоимость.
Дорогой ремонт. Электроусилители считаются довольно выносливыми устройствами, однако тоже подвержены поломкам, и уж если ломаются, починить их сложно и недешево. В некоторых случаях приходится менять весь механизм в сборе.
Небольшой запас мощности. Этот недостаток — причина, по которой электроусилителем не комплектуются внедорожники, автобусы, пикапы и грузовики.

Именно эти, на первый взгляд, незначительные недостатки, играют в пользу ГУР и позволяют ему успешно сосуществовать с более выгодным и совершенным с любой стороны ЭУРом. Хотя, кто знает!? Прогресс не стоит на месте и возможно уже сегодня кто-то придумывает или конструирует самый новый и совершенный электроусилитель, который навсегда вытеснит из автомобильной промышленности старый добрый ГУР...

У меня все. Теперь вы знаете, что такое ГУР и чем он отличается от ЭУР, а также какие отличия есть между гидро- и электроусилителем. Спасибо за внимание и за то, что дочитали да конца. Всем Мира и до новых встреч на vopros-avto.ru.

vopros-avto.ru

Электрический усилитель руля (ЭУР) в автомобиле

Электрический усилитель руля (Eelectric Power Steering - EPS) в последнее время, во многих легковых автомобилях, находит все большую популярность, нежели гидроусилитель руля. И объяснение тому простое, преимуществами электроусилителя руля перед гидроусилителем является то, что здесь нет гидравлического насоса который постоянно работает, независимо от того, стоит автомобиль или едет. При этом при движении, гидроусилитель потребляет еще большую мощность, в отличии от электроусилителя, который в некоторых случая отключается совсем. Все это сказывается, во-первых, на потере мощности двигателя порядка 8-10 л.с., а также на экономичности автомобиля. Есть и еще один плюс, минимальное наличие механических узлов (гидравлические шланги, насос, золотники и т.д.), которые, как правило, менее надежны, чем электрика и электроника. Электрический усилитель руля также работает тише, чем элементы гидравлические системы, отсутствует шум от насоса и от жидкости, протекающей через шланги и клапаны. Но самое заметное отличие все же заключается в особенностях управления.

Электрический усилитель руля может быть очень точно настроен на срабатывание при повороте руля. Такую точность очень трудно обеспечить для гидравлической системы, так как клапана имеют определенный проход. От начала их открытия, до полного открытия, руль должен быть довернут на определенный угол. Электроусилитель руля не столь инерционен как гидравлика, что позволяет ему более быстро реагировать на изменение положения руля, а также скорость автомобиля. И в конце концов, электроусилитель может работать даже тогда, когда у вас заглох двигатель. Основным минусом электроусилителя руля является повышенное энергопотребление, ток питания доходит до 50 А. Очень часто в связи с этим основной неисправностью электроусилителя является обгорание контактов на монтажной плате, в реле, выгорание предохранителей.

Из истории электроусилителя руля и просто интересные факты

Первыми серийными машинами с электрическим усилителем руля были Acura NSX, Honda S2000, Toyota Prius и Toyota RAV4, а также множество моделей компании GM, такие как: Chevrolet Malibu, Chevrolet Cobalt, Chevrolet HHR, Pontiac G6 (кроме кабриолета, GT моделей), Pontiac Torrent, Pontiac G5, Saturn VUE и Saturn ION. Стоит сказать, что имелась и переходная система «смешанного» вспомогательного управления водителю. Некоторые машины имели электро-гидравлический усилитель руля. Электродвигатель использовался для привода обычного гидравлического насоса, а далее все как в классической схеме с гидроусилителем руля. Более подробно о гидроусилителе руля в статье "Гидроусилитель руля автомобиля". Последние поколения электроусилителей (EPS) собраны совместно с рулевой колонкой, хотя ранее электродвигатели ставились на рейку. Электроусилители руля на некоторых автомобилях могут настраиваться. Фактически вы выбираете вспомогательное усилие, при каком угле поворота, какое усилие будет помогать вам, докручивать колеса. Как правило, о возможности такой настройки надо спрашивать у дилера, к тому же настройка требует сканеров и ПО для изменения характеристик.

Как работает электроусилитель руля

Хотя читатель примерно уже представил себе, как и при каких условиях срабатывает электроусилитель, тем не менее, мы хотели бы донести до него особенности работы электроусилителя руля. В тот момент, когда водитель начинает поворачивать руль, датчик положения и датчик скорости вращения рулевого колеса передают сигналы в модуль управления. Также существует и датчик определения крутящего момента на рулевом колесе. Вся эта информация подается на блок управления электроусилителя рулевого управления. Кроме того, при управлении электродвигателем, также принимаются во внимание скорость транспортного средства и данные о усилии на рулевой тяге колеса. После получения всех этих данных, модуль управления подает питание на двигатель. Двигатель вращается, при этом помогает перемещать руль в одном из направлений. При управлении, постоянно отслеживается положение руля, при этом вспомогательное усилие меняется.

Ремонт и эксплуатация электроусилителя руля

На многих автомобилях GM, электродвигатель усилителя установлен на рулевой колонке. Двигатель и модуль управления являются одной сборкой в рулевой колонке, и в случае поломки меняется двигатель совместно с модулем управления. В большинстве современных автомобилей Toyota, электродвигатель может быть заменен отдельно. Электродвигатели установленные в рулевой рейки, как правило для автомобилей GM и Honda, меняется совместно с рейкой. Стоит заметить, что электрический усилитель руля довольно дорогой узел на иномарках, его стоимость может составлять от $ 600 и больше в зависимости от автомобиля. Таким образом, необходимо сказать о том, что точная диагностика электроусилителя руля необходима, она позволит избежать замены дорогостоящих, но исправных узлов. После ремонта электроусилителя, необходимо использовать диагностический прибор, для того, чтобы откалибровать центральное положение датчика положения рулевого колеса. В противном случае, вы будете иметь обратную связь от электродвигателя при прямолинейном движении. Как правило при поломке или срабатывании системы защиты рулевого управления на комбинации приборов загорается сигнальная лампа. Лампа может сигнализировать о неисправности или о отключении электроусилителя в следствии срабатывания защиты. Тепловая защита может сработать, когда обмотка электродвигателя перегреется, как правило, при работе в крайних положениях руля. Одной из распространенных поломок является стук в рулевой колонке, при проезде через неровности. Результатом этого может быть обратная связь от электродвигателя, за счет не корректной работы модуля управления. В крайних случаях электроусилитель может даже подруливать автомобилем. Проверка неисправности механической и электрической части проводится просто. Извлеките предохранитель питания электроусилителя из монтажного блока, при этом принудительно отключив его. Совершите пробную поездку, будьте осторожны, так как усилие при управлении будет значительным. Если стуки пропадут, то в этом был виноват модуль управления, если нет, то у вас механические неисправности в рулевой колонке. Стоит еще раз заметить, что при любой электронной неисправности усилителя или его отключении, автомобиль будет управляться, но управляющий момент на рулевом колесе будет намного выше.

www.autosecret.net

Что лучше гидроусилитель или электроусилитель руля?

Автоликбез2 декабря 2016

Сейчас сложно представить автомобиль, у которого баранка крутится с трудом, как это было в прежние времена. Водитель управляет современным авто легким движением рук, поскольку поворачивать колеса помогает специальный усилитель, приводимый в действие гидравликой (ГУР) либо электродвигателем (ЭУР). Потенциальному автолюбителю важно понять, что лучше - электро- или гидроусилитель руля, дабы выбрать подходящий тип привода при покупке машины.

Принцип работы ГУР и ЭУР

Гидравлический усилитель вращения рулевой колонки появился еще в прошлом столетии и поначалу устанавливался на грузовики. В 80-е годы он перекочевал на легковые авто, где верой и правдой служит по сей день. На данный момент гидравликой оснащается примерно 60% новых машин. Электроусилители были внедрены позже и стали массово применяться после 2000 года, постепенно завоевывая автомобильный рынок.

Чтобы увидеть разницу одного усилителя руля от другого, нужно рассмотреть принцип действия обоих механизмов. ГУР - это достаточно сложный узел, состоящий из нескольких отдельных элементов:

насос, связанный ременной передачей с коленчатым валом двигателя;
расширительный бачок для гидравлической жидкости;
поршень, установленный в рулевой рейке;
гидро-распределитель, задающий направление движения поршню.

Перечисленные элементы соединены металлическими трубками с циркулирующей жидкостью. Ее задача – в нужный момент передать создаваемое насосом давление поршню, толкающему вал рейки и таким способом помогающему поворачивать колеса машины. В целом ГУР работает так:

После запуска двигателя насос, вращаемый коленвалом, накачивает давление в системе. Пока вы не трогаете баранку, излишек давления сбрасывается в расширительный бачок.
При попытке повернуть руль распределитель, установленный на его валу, открывает нужную магистраль и направляет жидкость в одну из камер, находящуюся с правой или левой стороны от поршня.
Под давлением поршень перемещается и толкает вал рулевой рейки одновременно с тягой, присоединенной к поворотному кулаку переднего колеса.
Если баранку повернуть в другую сторону, распределитель перекроет первую магистраль и откроет вторую, давление возникнет в другой камере и поршень двинется в обратном направлении.

Чем резче и сильнее вы вращаете рулевое колесо, тем большее давление передается в одну из камер и возрастает усилие, прилагаемое к повороту колес. Система реагирует только на поворот основного вала, а при движении по прямой либо стоянке с запущенным двигателем она продолжает работать, но на рейку не действует.

Отличие электрического усилителя руля от ГУР заключается в перемещении вала рейки электродвигателем, управляемым отдельным электронным блоком (ЭБУ). Алгоритм работы такой:

После запуска двигателя на блок управления подается напряжение, но ЭУР остается в бездействии.
Малейший поворот баранки улавливает специальный датчик, передающий импульс ЭБУ.
По сигналу датчика контроллер дает команду электродвигателю вращать рулевой вал в ту или иную сторону посредством шестеренчатой передачи.

Скорость вращения вала электродвигателя и мощность усиления определяется с помощью второго торсионного датчика, скручивающегося при резком повороте руля.

Плюсы и минусы разных усилителей

Применение гидравлики для облегчения управления автомобилем обусловлено следующими достоинствами ГУРа:

более низкая себестоимость производства, влияющая на конечную цену новой машины;
от гидроусилителя можно получить большую мощность, позволяющую применять его в грузовиках и микроавтобусах любой грузоподъемности;
надежная конструкция, проверенная годами эксплуатации.

Основной недостаток гидравлической системы – необходимость контроля уровня жидкости и периодического обслуживания. Нужно следить, чтобы не протекали сальники поршневого механизма, распределителя и насоса, вовремя менять и подтягивать ремень, смазывать подшипники.

Прочие минусы не столь существенны:

Насос усилителя работает постоянно, пока включен двигатель. Это увеличивает расход топлива.
Чтобы давление масла в магистралях не превысило критическую отметку, нельзя дольше 5 сек удерживать баранку, повернутую до крайнего положения.
На бюджетных моделях машин руль, усиливаемый ГУР, становится «пустым» на высокой скорости.

В противовес гидравлике ЭУР отличается такими преимуществами:

электродвигатель и блок управления с датчиком не нуждается в осмотрах и обслуживании;
габариты узла гораздо меньше, отчего в малолитражках он вмещается за приборной панелью;
система не потребляет электроэнергию без нужды, а значит, не расходует лишнее топливо;
руль можно держать в любом положении сколь угодно долго.

Еще одна особенность электроусилителя руля – возможность изменения настроек работы в зависимости от условий езды и искусственное создание «тяжести» в баранке на большой скорости. Вдобавок ЭУР способен «рулить» машиной самостоятельно при движении по прямой, что реализовано на многих автомобилях премиум-класса.

Слабая сторона электрического усилителя - высокая цена. А чем больше стоимость узла, тем дороже обойдется его ремонт, а зачастую вышедший из строя ЭУР приходится менять целиком.

Второй недостаток – малая мощность привода, поэтому подобные усилители не ставятся на большегрузные авто и микроавтобусы.

Какой усилитель выбрать?

Практика показывает, что оба привода достаточно надежны в эксплуатации, хотя сторонники электрических усилителей утверждают обратное. Даже в бюджетных авто гидравлика служит без проблем 100-150 тыс. км, а в случае какой-нибудь поломки она ремонтируется на любом автосервисе. Неисправности ЭУР чаще приводят к замене механизма, поскольку в большинстве автомобилей узел не подлежит восстановлению.

С другой стороны, электропривод не препятствует езде после выхода из строя, как это делает ГУР, который можно «обезвредить» только отключением насоса.

Поэтому, выбирая гидроусилитель или электроусилитель руля, руководствуйтесь соображениями целесообразности. Например, машину эконом-класса лучше покупать с гидравлическим усилителем, а бизнес- и премиум-класс – с электрическим.

Владельцы отечественных авто отмечают случаи, когда электрический усилитель из-за сбоев электроники пытался «рулить» вместо водителя, хотя подобные моменты крайне редки. Тем не менее, ЭУР постоянно совершенствуется и вытесняет гидравлику с рынка благодаря более удачной и простой конструкции.

autochainik.ru

преимущества и недостатки усилителей рулевого управления

Те, кто постигал азы водительского мастерства за рулем какой-нибудь «копейки» или «Москвича», наверняка до сих пор помнят, как сложно было управляться с рулем этих автомобилей. Но прогресс не стоит на месте, и сегодня редко найдешь модель автомобиля, не оборудованную усилителем рулевого управления, который в значительной степени упрощает руление. Какие виды усилителей бывают, в чем их преимущества и недостатки – об этом пойдет речь в данной статье.

Усилитель усилителю – рознь

Первыми об облегчении управления рулем машины задумались производители грузовиков. Конструкторы разработали специальный гидравлический механизм, который монтировался в систему рулевого управления и упрощал вращение рулевого колеса. Но не только в этом заключалась польза изобретенного агрегата: в ущерб качеству «обратной связи» он помогал поглощать неровности дорожного покрытия (уменьшились вибрации на руле), что, в свою очередь, позволяло продлить срок службы узлов механизма рулевого управления. Кроме того, использование ГУР помогло улучшить безопасность автомобиля при повреждении шин передних колес: гидроусилитель способствует удержанию руля в заданной водителем траектории движения.

Примечательно, что подобный механизм, названный гидравлическими усилителем руля (ГУР), в советском автопроме впервые появился на легковом автомобиле – ГАЗ «Чайка».

ГАЗ 14 Чайка

С тех пор прошел не один десяток лет, прежде чем гидроусилителями стали оснащать серийные модели российского производства. Впрочем, легковые автомобили иностранных брендов оборудуются гидроусилителями руля уже давно. По прошествии времени инженеры удостоверились в том, что конструкция гидравлического привода усилителя руля несовершенна и стали искать пути усовершенствования данного агрегата. Эволюционным шагом в этом направлении стало применение не гидравлики, а электрики — конструкторы изобрели электрический усилитель руля (ЭУР), который сегодня устанавливается на различные модели, бюджетные и дорогие, автомобилей. Каковы же особенности конструкции гидро- и электроусилителя руля?

Гидроусилитель руля

Гидроусилитель руля представляет собой систему из соединительных трубопроводов низкого и высокого давления, в которых циркулирует специальная жидкость, нагнетаемая в систему при помощи насоса. Жидкость ГУР находится в бачке, который соединен с насосом. При повороте руля жидкость под давлением подается в рулевой механизм через распределитель. Жидкость накачивается в гидроцилиндр, где создает давление на поршень, смещает его, тем самым облегчая усилие при повороте рулевого колеса. Когда автомобиль движется по прямой траектории, жидкость из рулевого механизма оттекает в бачок системы ГУР.

Электроусилитель руля представляет собой систему из электродвигателя, электронного блока управления (ЭБУ) и двух датчиков — крутящего момента и угла поворота руля. В отличие от гидроусилителя, ЭУР монтируется непосредственно на рулевой колонке или рулевой рейке, а передача крутящего момента происходит через торсионный вал, который встроен в систему рулевого управления. Если ГУР изменяет усилие на руле при помощи циркулирующей в системе жидкости, то электроусилитель делает это посредством силы тока. Например, при повороте руля усилие передается на рулевой механизм через торсионный вал. Датчик крутящего момента электроусилителя «улавливает» это действие и передает его в блок управления.

Электроусилитель руля

Там информация анализируется и ЭБУ определяет, какую именно силу тока нужно направить в электромотор, чтобы облегчить вращение рулевого колеса. Причем, усилие это рассчитывается в зависимости от скорости движения автомобиля и угла поворота руля: если водитель вращает рулем на месте или при парковке на малой скорости, привод ЭУР работает по максимуму, обеспечивая наиболее легкое вращение рулевого колеса. Если же поворот руля происходит на большой скорости, электроусилитель уменьшает силу крутящего момента, отчего управление становится острее.

Что лучше: ГУР или ЭУР?

Свои преимущества и недостатки есть у каждой из указанных систем.

Гидроусилитель рулевого управления является более громоздкой, но в то же время более дешевой в производстве системой, что в конечном итоге сказывается на стоимости автомобиля, оснащенного ГУР. Сегодня гидроусилителями рулевого управления оснащают в основном автомобили бюджетного класса и мощные внедорожники. Впрочем, в случае с внедорожниками использование ГУР поясняется тем, что такая система имеет большую, нежели у электроусилителя, мощность передачи крутящего момента на рулевой механизм. В этом заключается главное преимущество ГУР. Недостатков у данного механизма больше. Во-первых, в автомобиле с гидроусилителем руля нельзя держать рулевое колесо в крайнем положении более пяти секунд, иначе произойдет перегрев масла в системе, что приводит к поломке ГУР. Во-вторых, гидроусилитель нуждается в периодическом обслуживании (раз в один – два года): необходимо менять жидкость, следить за уровнем масла в системе, проверять состояние приводов, целостность шлангов и насоса усилителя. В-третьих, работа насоса гидроусилителя напрямую связана с двигателем, поэтому насос постоянно отбирает у мотора часть мощности, которая при прямолинейном движении, когда ГУР не задействован, расходуется впустую. В-четвертых, в гидроусилителе нельзя настроить режимы работы механизма в зависимости от условий движения. В-пятых, ГУР обеспечивает хорошую информативность рулевого управления на малых скоростях, но на высоких «обратная связь» в значительной мере ослабевает. Впрочем, этот недостаток конструкторы устраняют за счет применения в механизме рулевого управления дополнительных узлов (рейки с переменным передаточным отношением).

В отличие от гидроусилителя руля, ЭУР является более прогрессивной системой, имеющей, однако, и свои недостатки. Так как их меньше, чем у ГУР, то сперва скажем о них. Во-первых, это более высокая стоимость, а во-вторых – меньшая, как указывалось выше, мощность электромотора, из-за чего данный тип усилителя в основном устанавливается на легковые автомобили. Впрочем, с каждым годом конструкция ЭУР совершенствуется, что позволяет нивелировать упомянутые недостатки.

К преимуществам ЭУР можно отнести, во-первых, простоту его конструкции, и, как следствие, обслуживания. Электроусилитель не имеет жидкостей, шлангов, насоса, которые нуждаются в периодическом осмотре и обслуживании. Единственное, за чем нужно следить – это за состоянием подшипников качения. Во-вторых, ЭУР компактнее, чем гидроусилитель, не занимает много места, а у некоторых моделей автомобиля устанавливается на рулевой вал в салоне, а не под капотом, что обеспечивает долговечность его эксплуатации (нет перепада температур и влажности, которые приходится испытывать узлам ГУР). В-третьих, электроусилитель помогает экономить топлива, так как его мотор, в отличие от насоса гидроусилителя, начинает работать только при повороте руля, к тому же он не отбирает мощность у двигателя. В-четвертых, через ЭБУ можно настроить режимы работы электроусилителя в зависимости от условий, в которых эксплуатируется машины. В-пятых, рулевое колесо с электроусилителем можно сколько угодно держать в крайнем положении. И, наконец, управление автомобилем с ЭУР более острое при езде на больших скоростях, чем у ГУР, и более легко при езде на малых скоростях.

avtoexperts.ru

Принцип работы электроусилителя руля и его конструкция.

Машины с электроусилителем руля давно перестали быть чем то необычным. Даже самые консервативные автолюбители умерили свой скептицизм и признали удобство этого узла. Действительно управлять автомобилем оснащенным электроусилителем, гораздо комфортнее. К этому быстро привыкаешь и совсем не задумываешься над тем, как этот комфорт достигается. И уж совсем не многие знают принцип работы электроусилителя руля и его конструкцию. Между тем знать, как работает ЭУР, нужно не только для повышения образованности, как говорил один из героев советского мультфильма, но и для того, чтобы избавить от предвзятого отношения к нему, которое, к сожалению, до сих пор существует.

Конструкция

Вообще большинство небылиц об электроусилителе руля, основаны на искаженном представлении принципа его работы. Действительно, среднестатистическому автолюбителю сложно понять, каким образом электричество помогает крутить руль. Некоторым даже, кажется, что вращает он не руль, а некое подобие джойстика, а колеса поворачивает электроника.

Между тем конструкция ЭУР довольно проста для понимания. Подчеркнем, именно для понимания, потому что технически все реализовано совсем непросто. Поэтому попытаемся максимально доступно рассмотреть устройство ЭУР.

Итак, конструкция электроусилителя руля, в достаточно наглядном для понимания виде, представлена на рисунке. Очевидно, что основными элементами ЭУР являются

Датчик угла поворота рулевого колеса;
Датчик момента на рулевом колесе;
Электродвигатель;
Блок управления ЭУР.

Сразу нужно отметить, что приведенный чертеж, конечно, не претендует на точное сходство с реальным ЭУР и служит для лучшего понимания принципа его работы.

Главным элементом электроусилителя можно считать электродвигатель. Именно он помогает, фигурально выражаясь конечно, поворачивать колеса. Совместно с датчиками, электродвигатель составляет так называемый сервопривод. Что это такое? Вообще определений этого устройства много и все они достаточно сложные. Но, что называется, в первом приближении и применительно к электроусилителю это означает, что электродвигатель управляется с помощью рулевого колеса. Более подробно об этом дальше, а пока снова обратимся к рисунку. Из него видно, что шестерни рулевого вала и вала двигателя работают на одну рулевую рейку. Конечно, это показано схематично. На реальном электроусилители, шестерни расположены совсем не в одной плоскости. Чаще всего в реальной конструкции электродвигатель расположен на рулевом валу. Но суть его конструкции от этого не меняется, в любом случае при повороте руля, пропорционально поворачивается вал сервопривода. Как результат — для поворота колес водителю приходится прилагать меньшее усилие. Это все, что касается конструкции. Естественно очень коротко и очень приблизительно. Но для понимания общих основ пока достаточно. Теперь более подробно о том, как работает электроусилитель руля.

Принцип работы электроусилителя руля

Очень часто одним из недостатков ЭУР называют низкую информативность руля. Что это значит? Здесь имеется в виду, что руль очень легко крутиться и как результат водитель, что называется, не чувствует дороги. Такие утверждения не соответствуют истине, иначе, зачем электроусилитель буквально напичкан электроникой. Действительно, сервопривод работает не с постоянным усилием. Алгоритм его работы зависит от конкретных условий.

При парковке автомобиля важна его высокая маневренность, а совсем не информативность руля. В этом случае электромотор работает с максимальным усилием, обеспечивая водителю так называемый «легкий руль» от крайне левого, до крайне правого положения.

Чем выше скорость, тем меньше нужна маневренность. Более того, резкие повороты становятся просто опасными. Поэтому электроника снижает эффективность работы сервопривода и он, таким образом, практически не влияет на управление автомобилем. В результате водитель поворачивает руль с заметным усилием, вот вам и необходимая информативность. Таким образом, принцип работы электроусилителя руля предполагает не постоянную помощь водителю, а оптимальную, на данный момент, на основе анализа многих параметров.

Говоря о низкой информативности ЭУР, иногда упоминают как недостаток, необходимость принудительного возврата колес в среднее положение. Утверждающие это, либо никогда не водили автомобиль с ЭУР, либо пользуются устаревшими данными. Все современные электроусилители обладают активным возвратом руля в исходное состояние. Осуществляется это так же с помощью сервопривода. Поэтому есть смысл рассмотреть его работу более подробно.

Сервопривод ЭУР: принцип работы

На рисунке показан электропривод ЭУР в разрезе. Очевидно, что основными его частями являются:

Синхронный 3-х фазный электродвигатель;
Червячный вал;
Шестерня рулевого вала;
Соединительная муфта;
Датчик положения ротора.

Сначала о том, почему электродвигатель ЭУР синхронный, а не коллекторный. Казалось бы, в автомобиле логичней и дешевле использовать именно второй тип. Изначально так и было. Но принцип работы ЭУР предполагает постоянное включение и выключение электродвигателя, что существенно сказывается на продолжительности службы щеточно-коллекторного узла. Ведь именно в момент пуска двигателя потребляется максимальный ток, что сопровождается образованием мощной искры. Как результат — постоянное техническое обслуживание или замена щеток. Поэтому конструкторам пришлось выбирать между асинхронным и синхронным двигателем. Остановились на последнем, как более простом. Но перейдем непосредственно к конструкции электропривода.

Вал синхронного двигателя через муфту соединен с червячным валом. Последний, совместно с шестерней, представляет собой червячный редуктор. Таким образом, крутящий момент передается с электродвигателя ЭУР непосредственно на рулевой вал, дополняя усилие, приложенное к рулевому колесу.

Датчик положения ротора необходим для нормальной работы синхронного двигателя. Дело в том, что двигатель начинает вращаться, если напряжение приложен только к двум из трех его обмоток. К каким именно, управляющему устройству и удается установить с помощью ДПР. Но основным элементом сервопривода без всякой натяжки можно назвать датчик усилия.

Работа датчика усилия

Принцип действия датчика усилия основан на особенности конструкции рулевого вала. Она заключается в том, что рулевой вал разделён на две части. Чаще всего их называют входной вал и выходной. Валы соединены между собой с помощью торсиона, как это показано на рисунке.

Что такое торсион. Грубо говоря, это металлический стержень из пружинистой стали. Он допускает небольшое скручивание относительно вертикальной оси. Причем после этого возвращается в исходное положение.

Так вот, входной и выходной валы электроусилителя соединены между собой торсионом. Любая попытка поворота приводит к смещению валов относительно друг друга. Максимальный угол смещения составляет несколько градусов в обе стороны. Если этот предел будет превышен, произойдет жесткое сцепление между собой двух частей вала, по сути, превращающее их в один. Кстати говоря, именно благодаря торсиону, который при поворотах оказывается немного скрученным, на руле всегда присутствует определенное усилие, помогающее водителю лучше чувствовать дорогу.

Именно угол смещения между входным и выходным валом и измеряет датчик усилия. Большой угол свидетельствует о сильном закручивании торсиона, то есть о значительном усилии, прилагаемом к рулевому колесу. Эта информация передается на блок управления электроусилителем, который выдает напряжение соответствующей величины и полярности, на обмотки электродвигателя.

Кроме того, на блок управления электроусилителем поступают данные с датчика скорости. Благодаря этому происходит корректировка работы в соответствии со скоростью автомобиля. Чем быстрее движется машина, тем меньше крутящий момент на валу электродвигателя. А при скорости движения более 75 км/ч, ЭУР отключается совсем, никак не влияя на управление авто.

Еще одним датчиком, влияющим на работу ЭУР, является датчик положения коленвала. Благодаря ему электроусилитель руля работает только при заведенном двигателе, а не просто после включения зажигания. Это немаловажно, учитывая, что ток потребления ЭУР не многим меньше 50-ти Ампер.

Поделиться ссылкой:

Похожее

avtoplaz.ru