Усилитель руля: Усилители руля | Усилители рулевого управление: описание и типы

Усилители руля | Усилители рулевого управление: описание и типы

Схема рулевого управления автомобиля Водители со стажем на всю жизнь запомнили специфику управления машиной без усилителя рулевого управления: на стоящем автомобиле колеса провернуть очень сложно, крутить рулем необходимо в движении. К счастью, необходимость в овладении подобными навыками осталась в прошлом, практически все современные машины оснащены усилителями руля.

Преимущества очевидны:

  • легко вращать руль;
  • при маневрировании необходимо меньшее количество поворотов руля;
  • легче удержать машину на нужной траектории при повреждении колеса или иных экстремальных ситуациях;
  • при наезде на препятствие усилитель действует как демпфер, сглаживая удар при передаче на руки водителя.

В автосалонах ГК FAVORIT MOTORS представлены автомобили с разными типами усилителей рулей.

Классификация усилителей рулевого управления

Гидравлический усилитель руля (ГУР)

Схема гидравлического усилителя рулевого управления (ГУР)

Это один из наиболее распространенных типов, применяемый с 50-х годов прошлого века. Состоит из насоса, гидроцилиндра, бачка с запасом гидравлической жидкости (также называют маслом ГУР) и распределителя, соединенных между собой трубками. Насос, соединенный приводом с двигателем, создает необходимое давление в системе. Гидроцилиндр преобразует давление жидкости в перемещение поршня и штока, тем самым облегчает вращение колес.

Гидравлический усилитель нравится опытным водителям по той причине, что обеспечивает информативное и точное управление. При выходе из строя, руль будет сложно вращать, но все же доехать до сервиса можно.

Минусы такой системы:

  • на насос уходит часть энергии двигателя, что приводит к увеличению расхода топлива;
  • есть вероятность протечек системы.

При нарушении герметичности системы жидкость постепенно уходит. Если это вовремя не заметить, то из строя может выйти дорогостоящий узел. Когда вы заметите снижения уровня жидкости в бачке ГУР, необходимо немедленно связаться с технической службой ГК FAVORIT MOTIRS. Квалифицированные мастера в короткие сроки устранят неисправность.

Электрический усилитель руля (ЭУР)

Схема электрического усилителя рулевого управления (ЭУР) Миром правит электричество, и сейчас большое распространение получили электрические усилители руля, состоящие из электродвигателя, механической передачи и системы управления (датчиков). Датчик фиксирует действия водителя и активирует мотор, интегрированный в рейку рулевого колеса. В результате от водителя требуется минимальное усилие.

Такая система компактна, не так уж дорога, требует минимальных настроек. Вероятность выхода из строя, по сравнению с гидравлической, мала. Чаще всего причина неисправности состоит в окислении контактов или неисправности датчика. Бывают случаи, когда причиной дефекта становятся сбои в работе блоков управления или скачки напряжения бортовой сети. В этом случае на панели приборов загорится сигнал неисправности, и нужно оперативно связаться с технической службой ГК FAVORIT MOTORS.

Электрогидравлический усилитель руля (ЭГУР)

Замкнутая система состоит из тех же элементов, что и классический гидравлический усилитель руля: насос, гидроцилиндр, распределитель, бачок с запасом жидкости ГУР. Основное отличие в том, что насос вращает дополнительный электродвигатель, получающий питание от генератора. Такая система работает не постоянно, а только в момент вращения колеса, что снижает расход топлива. Вероятность утечки жидкости ГУР и выхода из строя электрических блоков, разумеется, есть, но и преимущества налицо: энергоэффективность, сочетающаяся с информативностью и точностью управления.

Деление по принципу действия

Усилители могут быть адаптивными (также используется термин активный) и неадаптивными. Первые имеют переменный коэффициент усиления, который зависит от скорости машины: на малом ходу руль крутится легко, при наборе скорости рулевое колесо наливается тяжестью. Это сделано в целях безопасности, поскольку сильный и резкий поворот руля на скорости может привести к аварии. В конструкцию адаптивного усилителя руля входит дополнительный датчик скорости.

Как сберечь и продлить жизнь усилителю руля

Часто водители сами выводят из строя системы. Классический случай: попытка забраться на высокий бордюр с сильно вывернутыми колесами. Создается повышенное давление в гидравлической системе, что приводит к утечке. От повышенной нагрузки может выйти из строя электромотор. Эксперты ГК FAVORIT MOTORS не рекомендуют удерживать руль в крайнем положении более 4 секунд – опять же по причине возникновения избыточного давления.

В морозы перед стартом нужно слегка разогреть жидкость ГУР. Для этого достаточно пары-тройки вращений рулем. И, разумеется, нужно периодически проверять натяжение ремня привода насоса гидроусилителя, контролировать уровень рабочей жидкости в бачке, своевременно производить замену жидкости ГУР вместе с фильтром.

Как видите, большинство рекомендаций относится к гидравлическим или электрогидравлическим системам. Электрические усилители требуют меньшего ухода.


Какой усилитель руля лучше? — Мастерок.жж.рф — LiveJournal

У меня очень мало опыта владения разными машинами, но и то я успел попользоваться автомобилем ВООБЩЕ БЕЗ усилителя руля, пользовался авто с гидроусилителем и сейчас у меня автомобиль с электрическим усилителем руля. Скажу честно (не берем первый вариант) — разницы я не припоминаю.

Однако есть такое мнение, что очень зря автоконцерны лишают водителей «натуральной» связи с дорогой. сегодня все новые поколения машин выходят с электроусилителями.

Говорит ли это о том, что электроусилитель лучше?

Американская мечта

Если коснуться истории, то первыми были изобретены гидроусилители, но устанавливались на машины сначала электроусилители. Но, как вы понимаете, ни первые, ни вторые в начале своей эволюции не получили массового признания в автопромышленности.

Массовость началась в Америке в пятидесятых годах прошлого столетия. В 1951 году появились первые массовые машины с гидроусилителями руля, в 1953 году их было уже больше миллиона, а к 1956 году каждый четвертый новый продаваемый автомобиль в Штатах был оснащен гидроусилителем. В Европе же первые ГУРы на легковушках стали появляться массово только в восьмидесятых.

Применять электроусилители руля снова (спустя 80 лет после первого применения) стали сначала в Японии в конце 80-х, а потом и во всем мире. ГУР постепенно сдает свои позиции. И вот почему.

Во-первых, электроусилителю не требуются никакие жидкости, которые нужно заливать, проверять и подливать. Нет никаких шлангов, которые могут изнашиваться, протираться и подтекать. Да и вообще деталей, которые могут выйти из строя меньше. Конечно, есть вероятность, что ЭУР выйдет из строя и тогда его придется менять в сборе, но, откровенно говоря, вероятность того, что что-то сломается в ГУРе намного выше (деталей-то больше).

ЭУР в отличие от ГУРа не нуждается в обслуживании. Необходимо время от времени проверять только состояние подшипников качения.

ГУР преткновения

В то же время в ГУРе нужно постоянно следить за уровнем жидкости в системе, проверять состояние проводов и целостность шлангов. Также внимания требует насос, который накачивает жидкость в цилиндр при повороте руля. Плюс к этому раз в несколько лет нужно менять саму жидкость (около литра).

Если немного знать физику и то, как устроен гидроусилитель, то становится понятным предупреждение в руководстве по эксплуатации, говорящее, что не следует держать руль в крайнем положении более пяти секунд. Дело в том, что в крайнем положении давление жидкости в системе очень велико и вполне может достигать 150 bar (для сравнения в колесах автомобиля в среднем давление 2−2,5 bar). Понятно, что трубкам и соединениям сложно сдерживать такое давление долго, так что могут появиться протечки и подтекания. Плюс к этому из-за повышенной циркуляции жидкости, ее температура сильно поднимается и может достигать 80 градусов по Цельсию, а это может привести к поломке насоса.

У электроуисилителя нет жидкости и нет соединений, а значит, нет никаких ограничений по тому, как долго можно держать руль в крайнем положении (читай — стоять с вывернутыми до упора колесами).

И еще кое-что. Несмотря на то, что гидроусилители руля работают, и руль с их помощью вращать проще, они не делают его совершенно легким на парковке, когда колеса стоят на месте. А вот ЭУР можно настроить так, что на стоянке руль можно будет вращать в буквальном смысле одним мизинцем.

Звучит так, будто гидроусилители пора отправить на свалку истории. Отчасти это так. Современные ЭУР надежны и поддаются более тонкой настройке, нежели ГУРы, но элеткроусилители пока что не получается устанавливать на тяжелые грузовики ввиду недостаточной мощности. А вот ГУРы прекрасно справляются со своей задачей благодаря тому, что они напрямую связаны с двигателем внутреннего сгорания, что делает их достаточно мощными для использования в тяжелой технике.

Экология и безопасность

Но все приведенные выше аргументы не отвечают в достаточной степени на вопрос о том, почему автопроизводители поголовно отказываются от гидроусилителей в пользу электричества. Веских причин две. Первая — ЭУР экономичнее. Он потребляет энергию только при повороте руля, а если машина движется по прямой или усиление не требуется, он как бы спит. ГУР же потребляет энергию всегда. Просто когда машина поворачивает, он потребляет ее больше, а когда движется по прямой — меньше. В итоге мы имеем дело с лишними тратами топлива и выбросами в атмосферу, которых можно было бы избежать.

Проще говоря, производители стремятся сделать свои машины как можно более экономичными и экологичными в угоду европейским властям. Это в конечно счете заставило перейти на электроусилители даже производителей таких как Porsche и BMW, которые, казалось бы, никогда не откажутся от натуральной связи руля с дорогой посредством гидравлики.

Вторая причина, которая лоббирует использование электроусилителей — технологии и ассистенты вождения. Без электроусилителей были бы невозможны системы автоматической парковки, подруливания при пересечении разметки, не говоря уже про автопилоты и машины без водителей, которые активно разрабатывает уже не только Google, но и Tesla, Audi, Hyundai и почти все остальные автопроизводители.

Судя по всему, все легковые автомобили в ближайшее время будут оборудоваться электроусилителями, и ничего плохого я в этом не вижу. Однако задержится ли электроусилитель надолго?

Есть подозрение, что еще пару десятилетий править балом будет он, так как технология еще не достигла пика своего развития. Но возможно скоро и он канет в лета, а на смену ему придет система сервоприводов рулевого управления, которая не имеет механической связи с рулевым механизмом. Говоря простым языком, машина будет поворачивать по проводам, подобно тому, как поворачивает автомобиль в компьютерной игре, когда вы поворачиваете руль-джойстик на игровой приставке. Усилия на руле при этом будут полностью искусственные.

Примеры подобных машин история уже знает. Первый такой автомобиль сделала компания Ситроен еще в 70-х годах ХХ века, а на втором можно покататься в наше время — это гибридный Infiniti Q50S. Посмотрим, последует ли какое-то продолжение за этим экспериментом, и возьмут ли другие производители пример с Infiniti.

Александр Долгих

А вот как вам такой случай?

И вот мнения:

— ГУР имеет только один недостаток — прямая зависимость от оборотов двигателя. Если не лезть в частности, то можно сказать так — чем больше скорость движения, тем «легче» рулить. Ну и наоборот, соот-но. А это не то, чего бы хотелось на скоростной трассе, да и на парковке тоже. Поэтому на легковых и переходят на ЭУР, который(как минимум — принципиально) можно запрограммировать на любое желаемое соответствие скорости. И поэтому же на грузовых продолжают ставить ГУР и не заморачиваться — там и скорости не те, и надёжность ГУР себя оправдывает.

— «а на смену ему придет система сервоприводов рулевого управления»
это как у Lexus’а, не помню модель, выходит из строя датчик на рейке и руль с рейкой начинают жить своей жизнью. Привет кювет!

— ЭУР для «легких» машин — это шляпа.
Катался на прокатном кантритурере (выкидышь от BMW — cooper). На трассе небольшая колея. При попытке выехать из нее путем небольшого подруливания случилась оказия: ЭУР «проснулся» и «помог». В итоге я через секунду половиной машины на встречке и надежде ее «поймать». Отлавливал это чудо техники еще секунд 5-7. И скорость-то смешная — 80-85км/ч.
Потом начал присматриваться/прислушиваться/притираться к рулю и понял следующее. Когда ЭУР «засыпает» руль «тяжелеет» и при подруливании до 2-3° «спит» на любой скорости (до 120км/ч). Быстрее 120-ти не ездил — ну его на… страшновато…

— это — «цветочки». в некоторых схемных решениях, в том числе и на 2110 возможны такие неполадки, при которых руль начинает метаться из стороны в сторону хаотично и с такой скоростью, что нахрен и пальцы поотбивает, не говоря за траекторию движения. что еще страшнее — такой ЭУР приехал на замену «уставшему» на машине, еще не выезжавшей из салона. в купе с прип№зденной методикой адаптации — этот фокус сильно утвердил — не искать приключений на любых тачках с ЭУР. на гидравлике такие финты не возможны в принципе.

[источники]источники
http://svpressa.ru/auto/article/200805/

Ну и кто пропустил — вчера мы обсуждали Как устроена гоночная коробка передач

Усилитель рулевого управления: история регулятора ваших мышечных усилий


Не зря первой компанией, заинтересовавшейся в устройстве, стал именно Cadillac – ведь шестнадцатицилиндровые монстры не только ездили быстро, они еще и были очень тяжелыми. В 1934 году Дэвис стал работать на General Motors. Однако ввиду большой стоимости тонкой гидравлики и экономического кризиса, вызвавшего падение продаж автомобилей, гидроусилитель не стал частью стандартной комплектации автомобилей GM, а конструктор уже в 1936 ушел в компанию Bendix и там продолжал совершенствовать свою систему.

К 1939 году были разработаны системы гидроусиления дести типов, и две из них проданы корпорации GM для экспериментальной установки на автомобилях Buick. В 1940 году они были вновь востребованы на бронеавтомобилях Chevrolet, и в результате к концу войны более 10 тысяч машин были оснащены ими, а конструкция была действительно отлажена для массового производства.

После войны корпорация Chrysler начала разработку своего собственного усилителя на базе уже просроченного патента Дэвиса. Разработка была показана на модели Crysler Imperial, и получила название Hydraguide в 1951 году. Сразу после этого компания GM заключила сделку с Дэвисом об использовании его разработок на машинах ее марок, и к 1953 году по дорогам уже бегал первый миллион машин с гидроусилителями руля. Пожалуй, это тот случай, когда конкуренция безусловно полезна – к 1956 году каждый четвертый продававшийся в США автомобиль имел гидроусилитель, что неудивительно, учитывая рост массы и мощности.

А вот в Европе дела продвигались не так хорошо. Например, компания Цанрадфабрик, более известная как ZF, выпускала простые рулевые редукторы без гидроусилителей для машин с нагрузкой на ось до 6,5 тонн, а значит, даже водители тяжелых грузовиков тогда обходились без «помощников». Ситуация начала меняться только в середине шестидесятых, когда увеличение требований к труду водителей грузовиков привело к появлению спроса на системы гидроусиления. А вот на легковых машинах водители справлялись в основном своими силами вплоть до восьмидесятых годов, когда рост снаряженной массы машин, их скоростей, требований к безопасности и переход на передний привод, а значит и рост массы, приходящейся на переднюю ось, привели к необходимости внедрения усилителей рулевого управления даже на малолитражках.

Особенности конструкции

Конструкция гидроусилителя, предложенная Дэвисом, оказалась настолько удачной, что, по большому счету, мало изменилась до нашего времени.

Суть идеи Фрэнсиса Дэвиса состояла в том, что поток масла от насоса идет постоянно, а не только тогда, когда требуется создать давление. При повороте руля начинает скручиваться торсионный стержень, связывающий вал рулевой колонки и редуктор рулевого управления. При этом в золотниковом распределительном механизме открываются отверстия, направляющие жидкость от насоса в правый или левый рабочий цилиндр гидроусилителя. Чем больше закручивание торсиона, тем больше отверстий золотника открывается, и тем больше насос помогает вращать руль. Основные усилия в совершенствовании этой простой схемы были направлены на уменьшение потерь в системе привода, составляющих не менее 90 ватт даже на самых современных системах, обеспечение более комфортного регулирования усилия на руле, увеличение степени помощи при маневрировании на малой скорости и «утяжеление» руля на трассе.

Дальнейшие усовершенствования

Уменьшение затрат на привод шло по пути совершенствования гидравлики, насоса и его привода. Типичные затраты на привод – это потери на работу передачи, например, ремня (около 10 ватт), потери в насосе (для самых совершенных систем это 40 ватт в простое) и потери в распределительном механизме (это еще 20 ватт). Более ранние системы потребляли заметно большую мощность – так, отчет об испытаниях большого мотора V8 компании GM говорит о почти 500 ваттах потерь мощности при установке на мотор насоса гидроусилителя. Можете себе представить, каков был размер проблемы при использовании не вполне исправных или менее совершенных компонентов.

Для снижения затрат на привод насоса ГУР, когда усиление не требуется, и, собственно, регулирования степени усиления рулевого привода в первую очередь начали совершенствовать насос. Первые системы насосов переменной производительности пришли из систем гидропривода и оказались излишне сложными для массового применения на легковых машинах, но иногда встречаются на грузовиках. Конструкции могут быть различными – лопастными, радиально- или аксиально-поршневыми, но их все объединяет сложность и редкость, поэтому они не устанавливались на легковые машины ввиду большой массы, размеров и цены. Компактным вариантом такой конструкции является, например, насос ГУР Subaru, где шиберный насос имеет внешнее кольцо, которое может менять свое положение относительно центра ротора.


Усилитель руля по требованию. Часть 2

Продолжаем рассказ об электромеханических системах усилителя руля ZF Servolectric (autoExpert № 11`2013, № 1`2014). В этой статье более подробно коснемся электрической части механизмов, а также рассмотрим взаимозаменяемость трех поколений электроусилителей VW Passat. Об устройстве, особенностях и преимуществах подобных систем на семинаре украинским механикам рассказывал инженер ZF Services Дирк Фукс.

Достоинства электромеханического усилителя руля Servolectric
Система Servolectric обеспечивает комфортность руления, присущую качественным гидравлическим рулевым системам. Кроме того, вождение по наклонным дорожным поверхностям или при сильном боковом ветре осуществляется без необходимости постоянного приложения водителем усилий за счет компенсирующего действия системы.

Встроенный блок управления дает автопроизводителям возможность адаптировать рулевую систему Servolectric ко многим специфическим требованиям. Интеграция с другими электронными системами автомобиля позволяет использовать усилитель для стабилизации автомобиля при резком объезде неожиданно возникшего препятствия, удержания автомобиля на полосе движения, помощи при парковке и т.д. Датчики момента на рулевом колесе, угла и скорости приращения угла поворота руля, вмонтированные в корпус рулевой колонки, могут передавать информацию на блоки управления шасси и даже на спутниковые навигационные системы.

Servolectric обладает функциями автовозврата руля в «ноль» и автоматического удержания колес в среднем положении, например при воздействии бокового ветра или поперечного усилия, вызываемого уклоном дорожного полотна. Блок управления усилителем по величинам момента на рулевом колесе, скорости автомобиля, частоты вращения коленчатого вала, угла и скорости поворота рулевого колеса рассчитывает усилие, необходимое для возврата к прямолинейному движению, и поддерживает его до изменения условий. Поэтому, один раз «подправив» автомобиль, водитель не должен больше «подруливать», чтобы тот продолжал прямолинейное движение.

Немаловажное отличие электро- от гидроусилителя: первый потребляет энергию только при «рулении» автомобилем, в отличие от насоса гидроусилителя, соединенного с работающим двигателем постредством поликлинового ремня и постоянно дающего дополнительную нагрузку на двигатель. Электрическое рулевое управление обеспечивает экономию до 700 грамм топлива на 100 км! Только из-за «включения по потребности».

История вопроса
Изначально перед инженерами VW стояла задача сделать новое поколение модели Пассат (вышедшее на рынок в 2006 году) на новой платформе. Новый автомобиль должен был лишиться дорогой многорычажной подвески, однако её уникальным кинематическим свойствам и управляемости должна была наследовать новая модель! Решить эту задачу на традиционной компоновке МакФерсон в сочетании с гидравлической рулевой системой, как на Пассат B5 без ущерба для комфорта и управляемости оказалось невозможно. Свойства многорычажной подвески с высоко расположенной рулевой рейкой с гидроусилителем смогла компенсировать только новая система рулевого управления, которая «электрически» выполняла сугубо «механические» свойства предшественника. Измененная в добавок геометрия передних колес в сочетании с новыми возможностями, которые несла с собой электрическая рулевая рейка, позволила добиться желаемого результата в новой модели. Простая подвеска на одном поперечном рычаге + электрическая рулевая система = управляемость как в старой модели + экономия топлива + новые возможности (Park Assist, Active Steering и т.д.).

Структурные элементы ЭМУР и принцип их взаимодействия
Структура электромеханического усилителя рулевого управления организована следующим образом. Блок управления усилителем рулевого механизма получает данные с датчика крутящего момента на рулевом колесе, датчика угла поворота руля, датчика частоты вращения коленвала (в дизельных двигателях — через блок управления непосредственным впрыском), а также датчиков вращения колес через блок управления ABS. В свою очередь, блок управления усилителем выдает информацию на блок управления ABS, диагностический интерфейс сопряжения шин данных и блок индикации на приборной панели. И, естественно, управляющие команды — на серводвигатель усилителя.Усилитель начинает действовать при повороте рулевого колеса и вместе со значениями крутящего момента на рулевом колесе считываются показания датчиков угла и скорости поворота руля. Блок управления усилителем рассчитывает необходимый крутящий момент двигателя усилителя с учетом скорости автомобиля и частоты вращения коленчатого вала, при этом учитываются сохраняемые в памяти прибора характеристики. Электродвигатель усилителя через червячную передачу и приводную шестерню действует на рейку рулевого механизма одновременно с шестерней, приводимой от рулевого колеса. Рейка перемещается под действием суммы усилий от двигателя усилителя и рулевого колеса.

! Важно. Сигнал, несущий информацию о скорости автомобиля, поступает с блока управления системой ABS. При отсутствии сигнала скорости запускается резервная программа. Действие усилителя сохраняется при этом в полной мере, но развиваемые им усилия не зависят от скорости автомобиля,
т. е. функция Servotronic отсутствует. Водитель может узнать об отсутствии этого сигнала по желтому свечению контрольной лампы.

Три поколения взаимозаменяемых реек на VW
Концерн ZF разработал электромеханический усилитель руля (ЭМУР) специально для VW Passat. Однако в серию он был запущен на модели Touran. За 11 лет на моделях Touran, Golf, Passat и других родственных автомобилях концерна VW (Audi, Skoda, Seat), выпускалось три различные генерации рулевых реек Servolectric. Начиная с 2009 г. и по сегодняшний день автомобили комплектуются рейкой исключительно III поколения, а предыдущие модификации больше не выпускаются.

Системы Servolectric для всего семейства автомобилей VAG обладают обратной совместимостью, т.е. III поколение может быть установлено взамен снятым с производства. Хотя новые механизмы согласованы с измененными электронными системами, но обладают определенными отличиями от предыдущих серии.

Для того чтобы установить III поколение Servolectric вместо I и II поколения, для начала необходимо определить, какой именно ЭМУР установлен в первичной комплектации автомобиля. Это можно сделать по VIN-номеру кузова или по десятизначному номеру ZF, указанному в табличке на рулевом механизме. Определить соответветствие транспортного средства и номеров изделий можно в online-каталоге WebCat, программах InCat и Tecdoc. Для того чтобы установить III поколение ЭМУР вместо I или II, необходимо установить соответствующий комплект кабелей. Также в последней модификации рулевого механизма не используется четвертая точка крепления, и, возможно, потребуется переоснащение кронштейна навесных агрегатов.

Датчик угла поворота рулевого колеса
Датчик угла поворота рулевого колеса расположен под кольцами подушки безопасности. Он установлен на рулевой колонке между подрулевыми переключателями и рулевым колесом. Сигнал датчика передается через шину CAN в блок управления электронными приборами. Основными деталями датчика угла поворота рулевого колеса являются: кодирующий диск с двумя кольцами и фотоэлектрические пары, каждая из которых содержит источник света и фотоэлемент.

На кодирующем диске предусмотрены два кольца: внешнее кольцо служит для определения абсолютных значений угла поворота рулевого колеса, а внутреннее кольцо — для определения приращений этого угла. Кольцо приращений разделено на 5 сегментов по 72°. Оно используется в сочетании с одной фотоэлектрической парой. В пределах каждого из сегментов кольцо имеет несколько вырезов. Чередование вырезов в пределах одного сегмента не изменяется, а в отдельных сегментах оно отличается. Благодаря этому осуществляется кодирование сегментов.

Внешнее кольцо служит для определения абсолютных значений угла поворота рулевого колеса. Он используется в сочетании с шестью фотоэлектрическими парами. Датчик угла поворота рулевого колеса позволяет отсчитывать его в пределах до 1044°. Отсчет угла производится путем суммирования числа градусов. При переходе через метку, соответствующую 360°, датчик регистрирует завершение поворота на один полный оборот. Конструкцией рулевого механизма предусмотрена возможность поворота рулевого колеса на 2,76 оборота.

Измерение угла производится с помощью оптоэлектронной пары источник-приемник. Рассмотрим для простоты работу кольца для определения изменений угла поворота. С одной стороны кольца с прорезями находится источник света, а с другой стороны — приемник. Сравнивая эти сигналы система может определить, насколько повернуты кольца. При этом исходной точкой для отсчета является показание абсолютной части датчика. Когда свет через прорезь попадает на приемник, на его выходе формируется электрический сигнал. Когда источник света перекрывается, электрический сигнал пропадает. Когда кольцо поворачивается, на выходе фотоприемника формируется последовательность электрических импульсов. То же самое происходит на выходе фотоприемника при повороте кольца для абсолютных измерений. Эти последовательности электрических импульсов обрабатываются в блоке управления рулевого механизма. Сравнивая эти сигналы система может определить, насколько повернуты кольца. При этом исходной точкой для отсчета является показание абсолютной части датчика.

! Рекомендация
При выходе датчика из строя запускается аварийная программа. Отсутствующий сигнал от датчика заменяется постоянной резервной величиной. Усилитель рулевого управления остается в рабочем состоянии, но, ориентируясь только по показаниям датчика момента на рулевом колесе, блок управления ЭМУР уже не может реализовать такие функции: активная обратная реакция, программные установки конечных положений, корректировка прямолинейного движения. О наличии неисправности сигнализирует свечение контрольной лампы электромеханического усилителя рулевого управления.

При замене датчика угла поворота может возникнуть проблема в связи с утратой нулевого положения рейки. Поэтому, прежде чем поменять датчик, необходимо помнить, что в ЭМУР нулевое положение устанавливается при программировании настроек в системе, так как не равно количество оборотов в разную сторону. Поэтому осевое смещение в системе электроусилителя не рекомендуется менять, а при изменении необходимо вернуться к исходным значениям. Так как датчик угла поворота соединен также с блоками управления ESP и ABS, то необходимо сделать установку базовых величин для рейки. Для этого нужно предварительно выровнять руль. После перепрограммирования регулировка развала-схождение не требуется, но необходимо вращением достигнуть крайнего правого положения руля.

Датчик момента усилия на рулевом колесе
Момент усилия, приложенного водителем к рулевому колесу, является основой для расчета поддерживающего усилия со стороны усилителя рулевого управления. Величина момента усилия на рулевом колесе измеряется непосредственно на вале-шестерне рулевой колонки с помощью датчика момента. При этом производится измерение угла поворота входного вала рулевой колонки относительно вала-шестерни, и измеренная величина преобразуется в аналоговый электрический сигнал.

В датчике момента поворота входной вал рулевой колонки и вал-шестерня соединены между собой торсионным стержнем. Датчик крутящего момента расположен там, где вал рулевого управления соединяется с рулевым механизмом посредством торсиона. На конце вала рулевого управления установлен магнитный диск, по окружности которого расположены 24 зоны с чередующейся полярностью. При измерении крутящего момента в каждый данный момент используется только одна пара полюсов. Два статора, каждый с восемью зубцами, соединены с валом-шестерней и вращаются вместе с ним.

В исходном положении зубцы статоров располагаются точно между соответствующими полюсами находящихся по кругу магнитов. Датчики Холла закреплены на корпусе и при вращении рулевого колеса остаются неподвижными. При воздействии на рулевое колесо конец вала рулевого управления поворачивается относительно хвостовика приводной шестерни в соответствии с величиной передаваемого крутящего момента. При этом магнитный диск также поворачивается относительно чувствительного элемента датчика, а соответствующий крутящему моменту сигнал датчика передается в блок управления усилителем.

Датчик является бесконтактным, и его работа основана на магниторезистивном эффекте. Величина и направление магнитного потока между статором 1 и статором 2 находится в прямой зависимости от момента усилия на рулевом колесе и измеряется с помощью двух линейных датчиков Холла (схема с резервной цепью). В зависимости от усилия, приложенного к рулевому колесу, и от соответствующего угла закручивания торсионного стержня сигнал датчика Холла изменяется от нуля до максимального значения.

При неисправности датчика крутящего момента единственно верное решение — замена рулевого механизма в сборе. Неисправность датчика влечет за собой отключение усилителя рулевого механизма, но не мгновенное, а плавное, для чего блок управления вырабатывает резервный сигнал, образуемый из сигналов угла поворота рулевого колеса и угла поворота ротора электродвигателя усилителя. О наличии неисправности сигнализирует свечение красным цветом контрольной лампы электромеханического усилителя рулевого управления.

Электродвигатель усилителя руля
Электродвигатель усилителя рулевого управления установлен в корпусе рулевого механизма, и его вал расположен параллельно рулевой рейке. Поддерживающее усилие для рулевого механизма передается от электродвигателя на зубчатую планку посредством червячной передачи. Максимальный крутящий момент электродвигателя, направленный на поддержку рулевого усилия, составляет 4,5 Нм. Двигатель электромеханического усилителя рулевого управления является 3-х фазным асинхронным электродвигателем.

По сравнению с синхронным двигателем (в котором ротор вращается синхронно с магнитным полем статора), асинхронный обладает рядом преимуществ: он легче, более долговечен, потому что не имеет щеток, а в качестве ротора в нем используется постоянный магнит. Этот электромотор не требует настроек, экономичен и обладает быстрой реакцией отклика. Асинхронный двигатель обладает высоким электрическим КПД, поскольку отсутствует необходимость расходовать энергию на ток возбуждения, как у синхронного двигателя. Благодаря этому снижается потребление электроэнергии по сравнению с другими системами рулевого усилителя.

При выходе из строя электродвигателя усилитель рулевого управления не работает, однако и не заклинивает, поскольку даже при коротком замыкании асинхронный двигатель будет свободно проворачиваться.

Датчик частоты вращения ротора является составной частью электродвигателя усилителя. Доступ к датчику возможен только после разборки электродвигателя. Действие датчика частоты вращения ротора также основано на магниторезистивном принципе. Конструктивно он аналогичен датчику крутящего момента на рулевом колесе. Измерение частоты вращения двигателя усилителя V187 позволяет управлять им с высокой точностью.
При выходе датчика из строя вместо его сигнала используется величина скорости поворота рулевого колеса. При этом действие усилителя ослабляется. Благодаря этому при выходе датчика из строя предотвращается внезапное прекращение поддерживающего усилия. О неисправности датчика водитель может узнать по красному свечению контрольной лампы K161.

Работа электроусилителя при буксировке неисправного автомобиля на СТО
При условии включенного зажигания и скорости выше 7 км/ч усилитель рулевого управления будет работать. Система рулевого управления распознает и соответствующим образом реагирует на слишком низкое напряжение. Если напряжение батареи падает до 9 В, то поддерживающее усилие снижается, и контрольная лампа электромеханического усилителя рулевого управления загорается желтым светом. Если напряжение батареи опускается ниже 9 В, усилитель рулевого управления отключается и контрольная лампа загорается красным светом. При кратковременном падении напряжения ниже 9 В контрольная лампа загорается желтым светом.

Блок управления электроусилителя
Блок управления с помощью винтов и клея закреплен на механизме рулевого привода. Контакты блока управления припаяны к контактам электродвигателя, и это соединение является неразъемным. Корпус рулевого механизма является хорошим теплоотводом для блока управления, поэтому даже при сильном тепловыделении в блоке управления заметного повышения температуры не происходит, и поддержка со стороны усилителя рулевого управления не снижается.

На основе входных сигналов, таких как: сигнал датчика угла поворота рулевого колеса, сигнал датчика числа оборотов двигателя, сигнал датчика момента поворота рулевого колеса и число оборотов электродвигателя, а также сигнал скорости автомобиля — блок управления принимает решение о необходимом уровне поддержки со стороны усилителя рулевого управления. Далее рассчитывается необходимая для привода электродвигателя величина и направление тока в статоре.

Для контроля температуры рулевого механизма в блоке управления имеется датчик температуры. Если температура поднимается выше 100°C, поддержка со стороны усилителя рулевого управления постепенно снижается. Если эффективность поддержки падает ниже 60%, контрольная лампа электромеханического усилителя рулевого управления начинает светиться желтым светом.

Вместо эпилога
Уровень технической подкованности украинского сервиса очень отстает от прогресса в технологиях мирового автомобилестроения. И развитие систем рулевого управления — лишнее тому подтверждение. Усвоив несложную калькуляцию, сервисмены могут уяснить для себя определенную стратегию: обслуживание современных автомобилей и оказание специализированного сервиса может и должно являться ядром бизнеса. Ведь одно обслуживание рулевых систем равносильно многим заменам масла или тормозных колодок. К тому же эти работы специфичны, поэтому клиентура будет увеличиваться, в том числе и благодаря рекомендациям водителей.

Передовые технологии используются на автомобилях, которые потенциально могут приносить хорошие деньги на автосервис. Но для этого недостаточно прочесть несколько журнальных публикаций. Опыт необходимо перенимать у непосредственных разработчиков и носителей, каким в современных рулевых системах является компания ZF Services.

За системами ЭМУР будущее, хотя пока еще в ассортименте ZF существует широкий диапазон решений из набора гидравлических и даже электро-гидравлических вариантов усилителей руля (давление масла для последних обеспечивается масляным насосом с электрическим приводом).

В Европе уже давно помимо специализированных центров по обслуживанию рулевых систем существуют центры по восстановлению этих агрегатов. Такой центр ZF открыл в России. Вопрос заключается в том — достаточно ли сервису оставаться в том состоянии, в котором он находится, или он будет подтягивать свою планку сам, параллельно развивая весь уровень сервиса в стране?

Это своеобразный призыв к представителям сервиса заниматься самообучением и повышать свой уровень. И звучит это совсем не на правах рекламы — на сегодняшний день на территории Украины попросту нет аналогов обучению в данной сфере и нет официальных сервисных центров по ремонту рулевого управления. И в рамках партнерских программ ZF в Украине уже есть целая сеть специализированных центров по установке амортизаторов для легковых и грузовых автомобилей, а также центров по обслуживанию трансмиссий для грузовых автомобилей и спецтехники. Это стало возможно только благодаря энтузиазму и стремлению заинтересованных предпринимателей, их желанию развиваться.

Подготовил Максим Белановский
Источник: журнал autoExpert №4-5`2014. При перепечатке ссылка на источник обязательна.

www.zf.com/ua

гидроусилитель руля — это … Что такое гидроусилитель руля?

  • Усилитель руля — помогает водителям управлять транспортными средствами, увеличивая усилие на рулевом колесе. Это достигается за счет добавления контролируемой энергии к рулевому механизму, поэтому водителю необходимо прилагать лишь скромные усилия независимо от условий. В частности, мощность… Википедия

  • рулевое управление с усилителем — рулевое управление с усилителем также рулевое управление с усилителем n [U] система для ↑ управления автомобилем, которая использует мощность двигателя транспортного средства и поэтому требует меньше усилий со стороны водителя ▪ Большинство новых автомобилей теперь имеют рулевое управление с усилителем… Словарь современного английского языка

  • гидроусилитель руля — ► НЕТ ▪ рулевое управление с помощью мощности двигателя автомобиля… Словарь английских терминов

  • усилитель руля — существительное не исчисляется системой, которая позволяет легко поворачивать автомобиль небольшими движениями РУЛЕВОГО КОЛЕСА… Использование слов и фраз в современном английском языке

  • рулевое управление с усилителем — существительное автомобильное рулевое управление, где инженерная мощность усиливает крутящий момент, приложенный к рулевому колесу • Синхронизация: ↑ рулевое управление с усилителем • Гиперонимы: ↑ система рулевого управления, ↑ рулевой механизм * * * существительное [noncount]: система рулевого управления в автомобили, использующие энергию…… Полезный английский словарь

  • гидроусилитель руля — (PS) Система рулевого управления, использующая гидравлическое давление для увеличения поворотного усилия водителя.Когда водитель поворачивает рулевое колесо, усилие на рулевом колесе уменьшается. Давление используется либо в самой коробке передач, либо в гидравлическом цилиндре, прикрепленном к…… Словарь автомобильных терминов

  • гидроусилитель руля — Авто. автомобильная система рулевого управления, в которой мощность двигателя используется для дополнения усилий водителя при повороте рулевого колеса. [1930 35] * * * система, помогающая рулевому управлению автомобилем с помощью гидравлического устройства (с приводом от…… Universalium

  • гидроусилитель руля — N UNCOUNT В транспортном средстве гидроусилитель руля — это система рулевого управления, которая использует мощность от двигателя, чтобы водителю было легче управлять транспортным средством… Английский словарь

  • гидроусилитель руля — рулевое колесо, которое легко поворачивается с помощью механического приспособления… Современный английский словарь

  • гидроусилитель руля — существительное Дата: 1932 г. автомобильная система рулевого управления с мощностью двигателя, используемая для усиления крутящего момента, прикладываемого водителем к рулевому колесу… New Collegiate Dictionary

  • гидроусилитель руля — гидроусилитель рулевого управления n.aum — автомобильная система рулевого управления, в которой мощность двигателя используется для дополнения усилий водителя при повороте рулевого колеса • Этимология: 1930–35… От формального английского языка к сленгу

  • .

    гидроусилитель руля — это … Что такое гидроусилитель руля?

  • Усилитель руля — помогает водителям управлять транспортными средствами, увеличивая усилие на рулевом колесе. Это достигается за счет добавления контролируемой энергии к рулевому механизму, поэтому водителю необходимо прилагать лишь скромные усилия независимо от условий. В частности, мощность… Википедия

  • рулевое управление с усилителем — рулевое управление с усилителем также рулевое управление с усилителем n [U] система для ↑ управления автомобилем, которая использует мощность двигателя транспортного средства и поэтому требует меньше усилий со стороны водителя ▪ Большинство новых автомобилей теперь имеют рулевое управление с усилителем… Словарь современного английского языка

  • гидроусилитель руля — ► НЕТ ▪ рулевое управление с помощью мощности двигателя автомобиля… Словарь английских терминов

  • усилитель руля — существительное не исчисляется системой, которая позволяет легко поворачивать автомобиль небольшими движениями РУЛЕВОГО КОЛЕСА… Использование слов и фраз в современном английском языке

  • рулевое управление с усилителем — существительное автомобильное рулевое управление, где инженерная мощность усиливает крутящий момент, приложенный к рулевому колесу • Синхронизация: ↑ рулевое управление с усилителем • Гиперонимы: ↑ система рулевого управления, ↑ рулевой механизм * * * существительное [noncount]: система рулевого управления в автомобили, использующие энергию…… Полезный английский словарь

  • гидроусилитель руля — (PS) Система рулевого управления, использующая гидравлическое давление для увеличения поворотного усилия водителя.Когда водитель поворачивает рулевое колесо, усилие на рулевом колесе уменьшается. Давление используется либо в самой коробке передач, либо в гидравлическом цилиндре, прикрепленном к…… Словарь автомобильных терминов

  • гидроусилитель руля — Авто. автомобильная система рулевого управления, в которой мощность двигателя используется для дополнения усилий водителя при повороте рулевого колеса. [1930 35] * * * система, помогающая рулевому управлению автомобилем с помощью гидравлического устройства (с приводом от…… Universalium

  • гидроусилитель руля — N UNCOUNT В транспортном средстве гидроусилитель руля — это система рулевого управления, которая использует мощность от двигателя, чтобы водителю было легче управлять транспортным средством… Английский словарь

  • гидроусилитель руля — рулевое колесо, которое легко поворачивается с помощью механического приспособления… Современный английский словарь

  • гидроусилитель руля — существительное Дата: 1932 г. автомобильная система рулевого управления с мощностью двигателя, используемая для усиления крутящего момента, прикладываемого водителем к рулевому колесу… New Collegiate Dictionary

  • гидроусилитель руля — гидроусилитель рулевого управления n.aum — автомобильная система рулевого управления, в которой мощность двигателя используется для дополнения усилий водителя при повороте рулевого колеса • Этимология: 1930–35… От формального английского языка к сленгу

  • .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *