Электроусилитель руля (ЭУР): устройство, принцип работы и неисправности

Эффективность и надёжность

Использование гидроусилителя руля вынуждает автомобиль терять часть мощности – она идёт на привод насоса, который может иметь достаточно большие потребности. Поэтому применение ГУР неизбежно приводит к ухудшению динамических параметров и к существенному повышению расхода топлива при прочих сопоставимых параметрах. При этом даже при постоянном движении по прямой ситуация нисколько не улучшается – насос работает постоянно, перемещая масло по трубкам высокого и низкого давления.

Каждому автомобилисту стоит знать о том, что гидроусилитель не может длительное время выдерживать работу в предельных режимах – при удерживании руля в крайнем положении в течение 10–15 секунд насос перегреется, в результате чего узел полностью отключится. Чтобы повторно запустить его, нужно заглушить автомобиль, подождать несколько минут и вновь завести, аккуратно переводя руль из крайнего положения в нулевую точку.

Электроусилители считаются более экономичными – они не отбирают мощность мотора напрямую, а лишь создают дополнительную нагрузку на генератор. Кроме того, электроусилитель работает только при повороте колёс, а при движении по прямолинейной траектории мотор остаётся полностью отключённым – он не ухудшает динамические характеристики машины и не создаёт дополнительных . Также при повороте руля в крайнее положение нагрев возникнет исключительно при очень быстром последовательном вращении руля в разные стороны, что можно сделать только специально.

Однако отключение электроусилителей нельзя назвать редкостью -в основном это происходит при движении по бездорожью или по дорогам, засыпанным вязким рыхлым снегом. Через некоторое время узел подаст сигнал тревоги, после чего его производительность будет ограничена и водитель увидит предупреждение, а если движение будет происходить в подобных условиях и дальше, усилитель отключится до полного остывания мотора.

Ремонт и установка

Как мы и обещали, в этой статье мы узнаем, как проводить ремонт электроусилителя руля, если вдруг тот выйдет из строя. Часто симптомом выхода из строя ЭУР становится характерное потрескивание.

На видео — установка электроусилителя руля:

Другой, не менее распространённый симптом — это загорание жёлтого цвета ошибки, представляющее собой картинку восклицательного знака на панели приборов.

Причинами неисправности руля могут выступать следующие параметры:

выходит из строя датчик скорости;
неисправность, которая скрывается в самом ЭУР (тем самым при включении зажигания никакого самоконтроля не происходит и устройство автоматически отключается, чтобы не мешать водителю управлять транспортным средством).

Чтобы снять ЭУР с автомобиля, надо будет вооружиться головками на 13 и 21, а также ключом на 8. Снимать этот механизм довольно просто. Для начала нужно демонтировать руль, используя специальный ключ-шестигранник. Им демонтируем кнопку сигнала, который на некоторых автомобилях бывает прикручен.

В рулевом колесе некоторых автомобилей, в частности старых моделей, по бокам имеются специальные отверстия. Кроме того, нужно будет разобраться с подушками безопасности. Разбираем рулевой механизм головкой на 13 и ключом на 27.

Если речь идёт преимущественно о советских моделях авто, на которых часто проводится установка электроусилителя руля, то разбирать механизм нужно следующим образом:

отворачиваются четыре болта М4;
выворачивается один саморез;
снимается кожух руля;
далее, нужно будет отсоединить три разъёма подрулевого переключателя;
находим соединение проводов и протягиваем его вниз;
снимаем подрулевой переключатель;
теперь нужно будет отсоединить провода, идущие на замок зажигания. Примечание. Рекомендуется, прежде чем отсоединять провода, записать или зарисовать их расположение, а можно и сфотографировать;
теперь находим два болта, фиксирующие замок зажигания, и отворачиваем их;
ключ вставляем в замок зажигания и переводим положение на нейтральное;
вытаскиваем замок, поднажав тоненьким металлическим стержнем на стопор;
внизу находим болт, фиксирующий рулевой вал;
отворачиваем его;
снимаем рулевую колонку, опуская её вниз с вала;
теперь нужно будет отвернуть две гайки, фиксирующие блок предохранителей;
снимаем их;
теперь нужно перейти на сторону моторного отсека и снять резиновую заглушку (вот она — на фото внизу);
Резиновая заглушка
теперь нужно протянуть жгут проводов от ЭУР, если речь идёт об установке;
провода подсоединяем к ЭУР (внизу на фото видим разъёмы, куда и нужно соединить провода);
Разъёмы для присоединения проводов
восьмиклеммную колодку нужно будет подсоединить к двум серым проводам;
что касается белой колодки, то отсюда снимаем красный провод и вместо него подсоединяем оранжевый провод электроусилителя;
затем нужно подсоединить провод массы;
пластину крепления электроусилителя устанавливаем таким образом, чтобы удалось продеть в отверстие жгут проводов;
пластину нужно будет крепко затянуть в шести точках;
теперь нужно надеть на шлицы электроусилителя вал с карданчиками, а затем подсоединить провод массы. Примечание. Нужно помнить, что у вилок карданчиков имеются разные по шагу шлицы и именно поэтому вал невозможно бывает устанавливать в разных положениях;
состыковываем второй конец вала вместе с электроусилителем — с валом рулевого редуктора;
устанавливаем вал (делаем это так, как будет удобно в конкретном случае);
затягиваем болты и крепления ЭУР;
теперь нужно будет подсоединить клеммные колодки;
устанавливаем переключатель, желательно трёхрычажный;
собираем рулевое колесо и настраиваем переключатель;
снимаем руль;
устанавливаем замок зажигания;
собираем всё в обратной последовательности.

Работа в экстремальных условиях

Если за рубежом экстремальные условия – это нечто из
ряда фантастики, то у нас это повседневная эксплуатация. На наших дорогах
возможно все: грязь, реагенты, разъедающие даже металл, колдобины, резкие
перепады температур.

Зимняя эксплуатация усилителя руля
Зимняя эксплуатация усилителей руля

Как проявляет себя ГУР зимой? Представим ситуацию: мы
припарковали машину, за ночь выпал снег, и в придачу «сосед» закрыл выезд.
Места для маневра остались немного, и мы машинально выкручиваем колеса до упора,
стараясь не повредить себя и другие машины. Однако здесь нас ожидает «сюрприз».
«Ахиллесова пята» гидроусилителя – это работа насоса в крайних положениях руля.
В этот момент выдавливает сальники и прокладки, пробивает шланги. Завершив
маневр, можно просто остаться без усилителя. Выход один – научиться делать
маневр, не выворачивая руль до упора.

Жидкость в ГУРе
должна соответствовать допускам. Сколько было ситуаций, когда лопались шланги и
выходил из строя насос банально из-за густого масла.

Что же, может лучше ЭУР? Здесь вроде нет шлангов, да и
жидкости в принципе. Но к сожалению, ЭУР не более надежен зимой. Большой
недостаток – при минус 15 и ниже дубеют провода и трескаются при изгибе. Оставшиеся
«волоски» добивает влага, что свободно попадает сквозь пробитую изоляцию. Иногда
«глючит» блок управления. По разным причинам туда попадает влага, окисляется
плата, сгорают дорожки. Причем проблема может проявляться только при
определенных условиях (скорость, температура, другие факторы). И если с ГУРом
видно, откуда исходит проблема (по следам утекшего масла), то электронику
придется перебирать долго.

Электрогидроусилитель руля рабочие параметры насоса:

Допустимый зазор между составляющими частями — 0,005-0,001 мм. Отклонение от допустимого значения влечет за собой падение давления жидкости на холостом ходу и как следствие ощущение тугого руля и визг на поворотах. В зависимости от автомобиля рабочее давление — 150 Бар При эксплуатации ЭГУ руля возможны неисправности, при которых его эксплуатация невозможна. При включении зажигания блок управления производит тестирование электрической части. Если при этом обнаруживается неисправность, то происходит отключение ЭУР. При неисправности же насоса отключение не происходит, а ЭУР может работать частично, так как давление будет недостаточным.

Надежность

Слабое место в
гидроусилителе – это насос. С ним может произойти все, что угодно –
изнашивается редукционный клапан, подшипник, лопатки ротора, люфтит вал и даже
лопается корпус. Благо, случается это не сразу, и вовремя заметив гудящий
насос, можно обойтись мелким ремонтом. Что касается пробега, гидроусилитель
зачастую «делает мозги» после 200 тысяч километров. «Золотое правило» опытных
водителей – при неисправности проверять работу всех элементов и менять
подозрительные сразу. Тщательно перебрав насос один раз, больше не будет
проблем при его эксплуатации даже через 150 тысяч километров.

Насос ГУРа
Насос ГУРа в разобранном виде

Электроусилитель не
имеет сложной агрегатной части, но тоже порой дает сбои. В основном это
электроника. Вот лишь малая часть проблем, с которыми владельцы сталкиваются на
промежутке в 100-200 тысяч километров:

неисправность
сигнальных датчиков;
ошибки в
программном обеспечении;
нарушение
калибровки датчика положения руля;
нарушение питания
электроусилителя;
износ и люфт
привода рейки, а также редуктора.

От электроусилителя
идет куча датчиков, проводов, из-за которых ЭУР глючит на ровном месте, даже от
влажной погоды. Кстати, не исключено, что проблема будет в окислившемся блоке
управления. Найти, какой контакт замкнул и где, может только специалист – иначе
придется буквально переезжать в гараж. Еще одна проблема – это электрический мотор,
который боится перегрева. Если выезжать на грунтовую дорогу, можно незаметно
перегреть мотор ЭУРа. Да, защита предусмотрена, но не всегда она срабатывает.
Механические поломки в ЭУР тоже случаются, но редко и на большом пробеге. Это
износ подшипников, втулок и червячной шестерни.

Средний ресурс ЭУР – 150 тысяч километров.
Дальше владельцу придется готовиться к непредвиденным поломкам.

Схемы рулевого управления

Существует 3 схемы установки электроусилителя. В независимости от схемы общая конструкция электромеханического усилителя состоит из электродвигателя, механической передачи, двух датчиков и двух шестерней или параллельного привода.

ЭУР устанавливается на рулевую колонку. Это самый компактный вариант, при котором для поворота руля не требуется больших усилий. Сам электромотор и механическая передача помещаются под рулевым колесом. Огромным плюсом является нахождение в салоне, а не под капотом, тут устройство защищено от пыли и грязи, а это в свою очередь продлевает срок службы. Так же в случае выхода из строя устройства, Вам будет легко разобраться в принципе установки и поменять его своими руками, что сэкономит деньги. Данный вид крепления усилителя используют преимущественно на малом классе авто.
Установка на рулевую рейку. Так устанавливают усилитель преимущественно на микроавтобусы и внедорожники. Здесь требуется уже больше усилия, которое передается через шестерню. Ведь чем больше автомобиль, тем больше он весит и тем большее усилие нужно для поворота.
Устанавка на шариковинтовой механизм, где через ременную передачу усилие от электродвигателя передается на рейку. Данный способ обеспечивает наибольшее усилие электродвигателя при повороте. Так устанавливают электроусилитель руля на тягачи и автобусы.

Какой бы не был механизм установки электроусилителя руля, бывают сбои в блоке управление, при выходе из строя, он не блокирует поворот руля. И автомобиль можно спокойно отогнать в сервис, где его поменяют или отрегулируют.

Блок управления на основе всех этих данных рассчитывает необходимую величину и полярность подаваемого на электродвигатель напряжения. Электродвигатель в свою очередь посредством механической шестерёнчатой передачи (сервомеханизма) создает дополнительное усилие, облегчающее управление передними колесами. Это усилие может прикладываться как к рулевому валу, так и непосредственно к рулевой рейке. Конкретное устройство ЭУР также во многом зависит от класса машины.

В автомобилях малого класса, где не требуется прикладывать большие усилия к рулевому колесу, оно имеет небольшие размеры и устанавливается непосредственно на рулевую колонку. При этом, находясь практически в салоне авто, оно защищено от пыли, грязи и влаги, что положительно сказывается на сроке службы этого устройства.

В авто среднего класса используется другое размещение – непосредственно на рулевой рейке, на которую воздействует шестерёнка, создавая дополнительное вспомогательное усилие.

Автомобили класса микроавтобусов и внедорожников из-за своего большого веса нуждаются в значительном дополнительном усилии. Поэтому их устройство несколько иное. В основном этом параллельноосевая конструкция, использующая зубчато-ременную передачу и механизм «винт-гайка на циркулирующих шариках». И, конечно, в случае поломки ЭУР управляемость автомобилем сохранится. Только делать это будет значительно тяжелее.

Режимы работы

Теперь по поводу режимов работы. Дело в том, что при разных условиях движения необходимо создание конкретного усилия. Также некоторые из режимов направлены на повышение комфортабельности.

Основными из режимов работы ЭУР можно отметить:

Парковка;
Движение на высокой скорости;
Подруливание;
Возврат колес в среднее положение.

Парковка автомобиля отличается надобностью поворота колес на большие углы, при этом с минимальной скоростью движения, а то и вовсе стоя на месте. Поэтому усилие на руле при парковке – значительное. Чтобы компенсировать ЭУР начинает работать в условиях создания максимального усилия.

А вот при движении на высокой скорости для обеспечения хорошей информативности, чтобы водитель не потерял чувства дороги, при маневрах ЭУР практически не задействуется или же создает малые усилия.

Интересным является режим подруливания. Условия движения авто могут быть самыми разными – дорога со скосом в одну сторону, воздействие сторонних факторов (боковой ветер, разное давление в колесах). Все они приводят к тому, что авто «уводит» в какую-либо из сторон. Режим же подруливания обеспечивает прямолинейное движение авто, причем делает ЭУР это без какого-либо участия со стороны водителя.

Существует и режим возврата колес в среднее положение, когда снижается усилие на рулевом колесе. Это происходит при завершении поворота, когда водитель «отпускает руль», блок управления по средствам датчиков рассчитывает необходимый момент и возвращает колеса в среднее положение за счет электроусилителя.

Описанные режимы работы в ЭУР включаются автоматически (благодаря информации от дополнительных датчиков). Но этот усилитель также позволяет водителю устанавливать свои определенные режимы – «Спорт», «Норма», «Комфорт».

Разница между режимами сводится к изменению реакции ЭУР на условия движения. К примеру, в режиме «Спорт» обеспечивается большая информативность (руль более «тяжелый»), а при «Комфорте» создает больше усилия, обеспечивая удобство управления авто. «Норма» же является средним положением, при котором, на малых скоростях ЭУР работает по максимуму, а на высоких – создает минимальное усилие.

ЭКСПЛУАТАЦИЯ В ГОРОДСКОМ РЕЖИМЕ

Когда водитель большую часть времени ездит в городе, будет удобнее, если после поворота руль самостоятельно будет возвращаться в прямое положение. Так называемый активный возврат колес значительно упрощает вождение при интенсивном маневрировании. Если же предстоит длительное движение по прямой, то здесь поможет функция стабилизации. Она может автоматически поддерживать колеса в прямом положении – это актуально при неправильном развале-схождении колес или боковом ветре.

Нередко в электрических усилителях, специально созданных для переднеприводных автомобилей, предусмотрена программа, которая компенсирует увод машины, если были установлены приводные валы разной длины. В современных машинах электрика вовсе работает независимо от водителя – сама подруливает и возвращает колеса, помогает правильно парковаться.

Электроусилитель рулевого управления (ЭУР), как и любой другой усилитель, призван уменьшить усилие, прилагаемое водителем при воздействии на рулевое колесо, тем самым повышая уровень комфорта и легкость управления автомобилем. Дополнительное усилие создается за счет электрического привода. Отсутствие гидравлических элементов в системе повышает ее надежность и создает дополнительные возможности для реализации таких функций, как автоматическая парковка. В настоящей статье разберем, какие еще особенности есть у ЭУР, узнаем его устройство и принцип работы.

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.

Что такое ЭУР и для чего он нужен?

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

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

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

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

Как это работает?

Гидроусилитель руля (ГУР)

Что такое гидроусилитель руля? Это — система, состоящая из трубопроводов высокого и низкого давления, в которых благодаря насосу циркулирует специальная жидкость. Для жидкости ГУР предусмотрен бачок, соединенный с насосом. Когда вы поворачиваете руль в системе гидроусилителя происходит целый ряд реакций. Жидкость подается в рулевой механизм через распределитель под высоким давлением. Нагнетаясь в гидроцилиндр, она создает давление на поршень, под воздействием которого тот смещается, снижая степень усилия прилагаемого водителем при повороте рулевого колеса. Во время движения по прямой траектории жидкость ГУР стекает из рулевого механизма в бачок системы.

Электроусилитель — это набор механизмов, среди которых главная роль отведена электромотору, кроме того в состав ЭУР входит электронный блок управления (ЭБУ), а также два датчика (датчик угла поворота и датчик крутящего момента). По сравнению с гидроусилителем, ЭУР устанавливается непосредственно на саму рулевую рейку или колонку, при этом передача крутящего момента осуществляется посредством торсионного вала, встроенного в систему рулевого управления. В то время как ГУР меняет усилие прилагаемое к рулю при помощи давления и жидкости, которая циркулирует в системе, электроусилитель осуществляет все при помощи тока. При повороте руля крутящее усилие передается рулевому механизму по торсионному валу. Датчик крутящего момента ЭУР «понимает» это действие и сообщает о нем в ЭБУ. Электронный блок анализирует полученные данные и определяет, сколько именно тока необходимо «дать» электромотору, чтобы вращение руля было легким и приятным. Следует отметить, что расчет усилия происходит в зависимости от скорости, с которой движется автомобиль, а также угла поворота руля. Когда водитель крутит рулем на месте во время парковки или других маневрах, привод электроусилителя нагружен максимально, поскольку необходимо обеспечить легкое вращение рулевого колеса в сложных условиях. Когда авто движется на высоких скоростях управление рулем становится более острым, так как электроусилитель значительно уменьшает силу крутящего момента, то есть меньше помогает водителю.

Теперь когда мы разобрались в принципах работы предлагаю выяснить, что лучше: ГУР или ЭУР, учитывая плюсы и минусы каждой из систем.

Преимущества ГУР

Гидроусилитель рулевого управления имеет более громоздкие габариты, однако плюс в его относительно невысокой стоимости и менее затратном производстве. Это в свою очередь так или иначе сказывается на стоимости транспортного средства.
Потенциал мощности. ГУРы сегодня устанавливают преимущественно на автомобили бюджетного класса, а также грузовые микроавтобусы и большие внедорожники. В случае с внедорожниками и микроавтобусами применение гидроуслителя руля можно объяснить тем, что эта система более мощная и способна выдержать большие нагрузки. Это, по сути, главное преимущество ГУР.
Вышеупомянутая невысокая стоимость.

Недостатки ГУР

Что до недостатков, то их у гидроусилителя намного больше по сравнению с ЭУР:

В автомобиле с ГУР не рекомендуется держать руль в крайнем положении дольше пяти секунд, так как это может привести к перегреву масла в системе и выхода гидроусилителя руля из строя.
ГУР требует регулярного обслуживания, не реже чем раз в два года. Владелец автомобиля с такой системой постоянно обязан производить замену жидкости в системе, контролировать ее уровень, проверять привод, шланги и насос на предмет подтеканий и трещин.
Третий недостаток — прямая зависимость от работы двигателя. Когда насос включается в работу, он так или иначе отбирает часть мощности у двигателя, а во время движения на высокой скорости по трассе это можно считать пустой тратой мощности, так как в данном случае ГУР практически не нужен.
В гидроусилителе нельзя настроить режимы работы в зависимости от скорости движения и условий.
Гидроусилитель хорошо выполняет свою работу на малых и средних скоростях, однако на высоких скоростях управление теряет «остроту» и водителю сложно выполнить резкий короткий маневр. Проще говоря, ГУР дольше реагирует из-за применения в нем дополнительных узлов, увеличивающих время отклика.

Состав электроусилителя и работа его отдельных элементов

Укрупнённо ЭУР можно представить в виде совокупности следующих узлов:

датчиков поворота руля;
исполнительного электродвигателя;
понижающего редуктора;
электронного блока управления.

Основой усилителя стал электромотор, как и все подобные устройства преобразующий энергию электрического тока в механическое перемещение ротора.

Электродвигатель ЭУР

Электромотор может быть установлен на вал рулевой колонки или непосредственно на рулевую рейку. Асинхронные электродвигатели имеют большую скорость вращение, поэтому их использование требует понижающего редуктора

Снижение скорости вращения при сохранении мощности влечёт увеличение крутящего момента, что в подобных устройствах более важно, чем скорость перемещения рейки. Но и скорость иногда требуется достаточно высокая, что обеспечивается выбором мощности мотора и выходного тока силового драйвера на выходе блока управления

Наилучшим способом будет передача силы именно на рейку, что обеспечивает более высокую точность и эффективное парирование обратных ударов. Исключается промежуточный редуктор в зацеплении ведущей шестерни с зубьями рейки. Шестерня вала разгружается от полного усилия, вводится дополнительное приводное зубчатое колесо на выходном валу редуктора.

Система управления

Управляющий модуль принимает сигналы от датчиков поворота руля и крутящего момента на валу рулевой колонки. После обработки в соответствии с используемым алгоритмом формируется выходной силовой сигнал, прикладываемый к электродвигателю. В процессе расчёта используются также данные от внешних устройств, таких как система стабилизации, датчики скорости и ABS, прочие сенсоры, состав и количество которых определяется сложностью и возможностями компьютеров автомобиля.

Блок представляет собой мощный и быстродействующий компьютер со своей программной памятью, процессором и интерфейсами связи с датчиками, внешними процессорами и драйверами исполнительных устройств, в данном случае – электродвигателем усилителя.

Принцип работы

Внутри блока механическая передача необходима для передачи того усилия, который создает ЭУР к рейке рулевого механизма. Внутри же электрического составляющего одна шестерня передает усилие от механизма к колесу, а другая от электромотора усилителя. Устройство здесь таково, что рейка имеет специальные выступы и зубья, которые потом приводят в движение колеса машины. Если же в вашей машине используется ЭУР с параллельным приводом, что также бывает нередко, то здесь вращательный момент передается с помощью ремня и винтового механизма. Здесь все немного сложнее с технической точки зрения, но не менее надежно.

Помимо всего этого, важно отметить, что здесь присутствуют еще и электронные датчики. Устройство электроники основано на работе двух датчиков: угла поворота руля и датчике крутящего момента на валу рулевого колеса. Электроусилитель руля, помимо этого, так же использует информацию от системы АБС и от бортового компьютера

Обработав полученную информацию, система анализирует происходящее и определяет, каким способом воздействовать на руль

Электроусилитель руля, помимо этого, так же использует информацию от системы АБС и от бортового компьютера. Обработав полученную информацию, система анализирует происходящее и определяет, каким способом воздействовать на руль.

Режимы работы усилителя

ЭУР может осуществлять свою работу в таких режимах:

Вращение рулевого колеса в обычных условиях.
Движение на малой скорости.
Подруливание на больших скоростях.
Поддержание руля в ровном положении.

Основываясь на данных, полученных от датчиков и вспомогательных систем, усилитель решает, насколько увеличивать крутящий момент на валу рулевой рейки. Крутящий момент передается через специальный торсион к механизму. Количество этого момента меряется, основываясь на показания датчиков, о которых мы говорили выше.

Бортовой компьютер подает к рулю определенное количество крутящего момент, так как в разной ситуации его требуется разное количество. В зависимости от необходимости, электродвигатель увеличивает или уменьшает силу тока, что отражается на усилии, прилагаемом к рулю. Из этого следует, что поворот колес осуществляется за счет суммарного усилия электродвигателя и мышечной силы человека.

Когда водитель паркуется и ему нужно повернуть колеса на месте, то электродвигатель увеличивает силу тока, увеличивая крутящий момент. Максимальный крутящий момент соответствует легкости вращения рулевого колеса. Такой режим называется обычным. Если же машина едет очень быстро и водителю необходимо лишь перестраиваться из полосы в полосу, подруливать по ходу движения, то здесь устройство не увеличивает крутящий момент, и водитель практически вручную вращает руль. Минимальное усилие электромотора на большой скорости крайне необходимо для обеспечения безопасности движения. Слишком чувствительный руль может привести к вылету в кювет.

Эксплуатация в городском режиме

Основные составные части. Принцип работы ЭУР

Сначала рассмотрим принцип работы электроусилителя, поскольку у всех существующих видов он идентичен. Также в конструкции используются одни и те же составные части, но компоновка их может быть разной.

Итак, состоит электроусилитель из:

Исполнительного механизма;
Блока управления;
Следящих датчиков.

Эти составные части присутствуют в любых типах ЭУР. Также некоторые виды дополнительно могут использовать информацию и из других датчиков – скорости движения и оборотов коленчатого вала.

Исполнительный механизм

Исполнительный механизм создает усилие, тем самым обеспечивая облегчение управления авто. Состоит он из электродвигателя и силовой передачи. Что касается мотора, то в конструкции ЭУР применяется асинхронный либо синхронный эл. двигатель бесконтактного типа, что обеспечивает высокую надежность узлу.

В ЭУР используется несколько типов силовых передач (в зависимости от типа) – червячные, шестеренчатые или же шарико-винтовые. Нередко силовые передачи исполнительного механизма называют сервоприводом.

Блок управления

Блок управления «заведует» работой исполнительного механизма. Именно он подает электрический ток (строго определенных параметров) на электродвигатель, обеспечивая включение его в работу. Подавая импульсы на исполнительный механизм, блок управления ориентируется на показания датчиков, используемых в конструкции ЭУР.

Датчики

Этих датчиков – несколько, каждый собирает определенную информацию и передает ее на блок управления. Основным среди них является датчик крутящего момента (его ещё называют датчик усилия), определяющего, какое усилие на руль приложил водитель. Также в конструкции используется датчик угла поворота руля. Опционально ЭУР также может использовать информацию о скорости движения авто и оборотах силовой установки.

Датчик крутящего момента на рулевом колесе

Измерение усилия на руле осуществляется благодаря торсиону, устанавливаемому в вал рулевой колонки. Вал в свою очередь состоит из двух: входного и выходного, соединёнными между собой торсионом. При прикладывании усилия он скручивается (чем больше сил приложить, тем сильнее угол скручивания) и валы смещаются относительно друг друга.

Этот угол и «улавливает» датчик, после чего передает полученную информацию на блок управления. На основе этих данных блок вычисляет какой импульс необходимо подать на исполнительный механизм. От этого датчика напрямую зависит, какое усилие будет компенсировать усилитель.

Стоит отметить, что сам торсион жестко связан с валами рулевой колонки и скручиваться он может только на определенный угол, поэтому даже при отказе ЭУР управление авто сохраняется.

Датчик угла поворота определяет в какую сторону водитель начал вращать руль, и благодаря информации от него блок управления устанавливает полярность тока, подаваемого на электродвигатель. Нередко датчики угла поворота и крутящего момента объединены в одну конструкцию. Располагаются они оба на рулевой колонке.

Пример устройства ЭУР с датчиком крутящего момента

Стоит отметить, что также есть и датчик обратной связи, установленный на электродвигателе, благодаря которому блок управления контролирует работу исполнительного механизма.

Задействование для работы ЭУР других датчиков – скорости движения и параметров работы мотора, дает возможность подстроить усилитель под конкретные условия движения.

Зная конструкцию, можно понять принцип работы электроусилителя руля. Имеющиеся в конструкции датчики постоянно следят за положением рулевой колонки. В случае поворота они регистрируют изменения и передают информацию на блок управления. Тот в свою очередь высчитывает параметры электрического тока и подает их на электродвигатель. При включении в работу посредством сервопривода эл. мотор создает усилие на рулевом механизме. В общем, все достаточно просто. Но здесь стоит упомянуть, что под разные условия существуют свои режимы работы ЭУР, но о них ниже.