Одна из проблем, которая стоит перед инженерами в области автомобилестроения – облегчение рулевого управления. Долгое время эта задача решалась одним способом; увеличивался диаметр рулевого колеса и повышалось передаточное отношение привода. Подобный метод позволял с легкостью управлять даже тяжелыми грузовиками. При этом никаких требований к комфорту инженерами не предъявлялось. Поэтому водителю приходилось огромным рулем совершать 5-6 оборотов, что было крайне неудобно. Однако современные специалисты нашли более изящное решение проблемы – электроусилитель рулевого колеса.
Назначение и преимущество
В технических документах электроусилитель рулевого колеса обозначается, как ESP. Перевод данной аббревиатуры с английского обозначает «электрический усилитель руля». Он является альтернативной гидроусилителю. Главное предназначение электрического усилителя – снижение усилия, прилагаемого автомобилистом на руль, в процессе вождения машины.
Сам электроусилитель представляет собой высокотехнологичный узел, который работает на основе электроники. Это значит, что из процесса полностью исключена гидравлика. Данное устройство стремительно набирает популярность у автолюбителей и автопроизводителей. В отличии от гидроусилителя у него более низкая стоимость производства. К тому же такой элемент проще в обслуживании и реже ломается. Управление электрическим усилителем производится с помощью различных датчиков. Они анализируют полученные данные и передают их в виде сигналов на механизмы, которые отвечают за поворот колес. Электроусилители совершенствуются с каждым годом. Производители вносят в них доработки, уменьшая число возможных неисправностей. Основные преимущества электроусилителя перед гидравлическим механизмом:
- надежность;
- экологичность и техническая безопасность;
- возможность управлять транспортным средством в автоматическом режиме;
- бесшумная работа;
- простое обслуживание;
- легкое и плавное управление машиной;
- возможность управления автомобилем, если ЭУР выйдет из строя;
- обеспечение соответствия между углами поворота и пропорциональности между силами сопротивления.
Устройство механизма
По своему принципу строения ЭУР радикально отличается от классического механизма. Устройство электроусилителя напрямую зависит от компании-производителя. Наиболее распространен вариант, состоящий из электродвигателя на рулевой колонке, механической передачи и системы управления на базе электроблока. Каждой детали отведена своя важная роль.
Электрический двигатель
В качестве электромотора, как правило, выступает асинхронный электродвижок. Он то и приводит в движение ЭУР. Существует несколько схем размещения электромотора:
- электродвигатель передает усилие на вал руля;
- электрический агрегат воздействует на рулевую рейку.
В первом случае электрический усилитель встроен напрямую в рулевую колонку. Электромотор осуществляет передачу крутящего момента на вал руля с помощью механической передачи. Однако второй вариант является наиболее популярным и востребованным. Его еще называют ЭМУР или электромеханический усилитель рулевого управления. Конструктивно он может состоять из двух шестерней либо усилителя с параллельным приводом. Первый механизм передает крутящий момент с помощью одной из шестерней. На вторую момент передается посредством электромотора. Усилитель с параллельным приводом передает усилие за счет ременной передачи или винт-шариковой гайки.
Редуктор
Редуктор – это механическая передача, которая состоит из шестеренки и червячного элемента. Форма устройства может меняться в зависимости от конкретной модели автомобиля, а также инженерных возможностей компании-производителя. Редуктор необходим для преобразования усилия поворота рулевого колеса на рулевую рейку либо же от руля на электромотор. Соединение деталей, как правило, происходит под углом в девяносто градусов.
Строение конструкции
Вариантов строения электроусилителя много, поэтому для наглядности рассмотрим продукцию лидера в этом производстве, в лице компании ZF — электроусилитель марки Servolectric. ЭУР подбирается и «ставится» с учетом конкретного типа автомобиля. На миниатюрных легковушках электроусилитель ставится на рулевой вал, среди авто второго класса передача вспомогательного усиления происходит через установленную шестерню, а в случае с легкими коммерческими автомобилями и внедорожниками отмечается использование параллельноосевой конструкции.
Так как легковым автомобилям большое воздействие от ЭУРа не требуется, следящий привод и электродвижок на такие машины устанавливаются настолько миниатюрные, что все оборудование без проблем помещается под рулем в самом салоне авто. Вместе с этим, там же размещаются и все датчики. Такое расположение очень удачно даже потому, что вся конструкция качественно оберегается от воздействия высоких температур и загрязнения.
Среднеразмерные авто оснащаются электроусилителем с парой шестерней. Через одну из них на рейку поступает усиление от руля, а через вторую дополнительное усиление от электрического мотора.
Дабы создать большее усиление, используется параллельноосевая конструкция. Здесь, для придания линейного движения ролевой рейке задействуется зубчатоременчатый привод и специальный механизм.
Вне зависимости от того, какой принцип конструкции использовался, в случае неисправности водитель сможет и дальше безопасно перемещаться на своем автомобиле, благодаря присутствию прямого механического контакта между колесом и рулем.
Система управления
Система управления электронным усилителем включает в себя:
- входные датчики;
- электронный блок управления;
- исполнительное устройство.
Входные датчики, в свою очередь, делятся на:
- датчик крутящего момента на руле;
- датчик угла поворота руля.
Кроме этого, в системе управления усилителем используется информация, которая передается от блока управления ABS (датчики скорости на колесах) и от блока управления силовым агрегатом (датчик частоты вращения коленчатого вала). Устройство обрабатывает полученные данные и дает команды головному механизму.
Принцип работы
По своему принципу работы электронный усилитель чем-то напоминает классический вариант, но с добавлением электроники. В начале процесса водителю необходимо повернуть рулевое колеса влево или вправо. В это время скручивается торсионный вал, а с обратной стороны происходит его движение. Присутствующие в механизме датчики считывают всю информацию и передают ее на ЭБУ. Электронный блок анализирует эти данные и сравнивает с показателями других датчиков. В результате ЭБУ рассчитывает усилие для электромотора, которое необходимо приложить, чтобы руль крутился легче.
Электромотор, в свою очередь, после получения команды от ЭБУ начинает воздействовать на рулевую рейку или вал (в зависимости от типа ESP). Скорость отработки напрямую зависит от силы тока. Чем больше последний, тем сильнее вращается механизм, и наоборот. Кроме стандартной ситуации работы ЭУР могут отрабатываться и другие режимы, а именно:
- авто входит в поворот на большой скорости;
- поворот осуществляется на низких скоростях;
- поддержание колес в основном положение (по центру);
- возврат колес из крайнего положения в среднее;
- иные вариации на средней скорости.
Классический ГУР
Классический ГУР по-прежнему устанавливают на многие машины. Кроме наличия расширительного бачка под капотом его сразу выдает внешний вид рейки с гидравлическими контурами.
Классический ГУР по-прежнему устанавливают на многие машины. Кроме наличия расширительного бачка под капотом его сразу выдает внешний вид рейки с гидравлическими контурами.
Плюсы и минусы
Электронный усилитель, как и любой механизм, не лишен изъянов. Однако плюсов у него значительно больше. В их числе можно выделить:
- топливная экономичность (из-за отсутствия нагрузки на силовой агрегат не тратится дополнительное горючее);
- надежность (нет гидравлики, исключены протечки и вытекание масла);
- простота технического обслуживания;
- компактные габаритные размеры;
- не передается вибрация от покрышек на руль;
- хорошее взаимодействие между водителем и устройством;
- имеется возможность регулировать характеристики самостоятельно;
- реализация других водительских помощников.
Что касается недостатков механизма, то они следующие:
- нет возможности применить ЭУР на грузовых машинах (сейчас компания Вольво активно работает над созданием подобного механизма, но в серию он еще не вышел);
- им комплектуются только дорогостоящие автомобили или флагманские модификации транспортных средств по причине высокой стоимости;
- слабая защита от влаги.
Стоит отметить, что основное отличие ЭУР от классической гидравлики и одновременно его главный плюс – это возможность реализации дополнительных систем безопасности. Например, автомобиль можно дополнительно укомплектовать автопилотом, системами автопарковки и удержания в полосе движения, механизмом подруливания и другими сервисами.
Основные поломки
Электроусилитель рулевого колеса нельзя назвать идеальным механизмом. Рано или поздно он, как и другие устройства, потребует ремонта. Самым верным признаком того, что механизм нуждается во внимании – появление на приборной панели соответствующего значка. На индикаторе изображен руль и восклицательный знак. В некоторых моделях просто загорается надпись ESP, но сути это не меняет. Согласно статистике, первыми нуждаются в замене датчики. Чаще всего выходят из строя датчики поворота рулевого колеса и крутящего момента. Также может сломаться электромотор, через который производится основное управление механизмом. Еще одна возможная неисправность – выход из строя электронного диска. Он, как правило, устанавливается в более современных транспортных средствах. За счет электронного диска происходит считывание угла поворота рулевого колеса, а также резкость и приложенное водителем усилие.
Наиболее надежным элементом является ЭБУ. Дело в том, что в электроблоке установлен еще один резервный блок, который начнет функционировать в случае выхода из строя первого. Можно сделать вывод, что больше всего подвержены поломкам подвижные механизмы. Однако ЭУР постоянно дорабатываются производителями, которые стараются снизить возможность поломок к минимуму. Так, во многих современных машинах электроусилитель может работать на датчиках других систем безопасности и считывать информацию с их блоков управления.
Автор: П. Афанасьев
Ремонт электроусилителя на Приоре , замена ЭУР
Итак, вам нужно заменить электроусилитель на Приора или просто проверить состояние его контактов. В любом случае, ремонт предполагает полное извлечение узла. Приготовьте необходимые инструменты:
- Зубило и молоток.
- Глубокая головка на 8 и 13.
- Удлинитель и трещотка, в качестве альтернативы можно использовать вороток.
Сам усилитель своими руками снять довольно просто, но для того, чтобы добраться до его креплений и блока управления, вам понадобится снять немало деталей приборной панели: руль вместе с подушкой безопасности, кожух и замок зажигания. Когда эти компоненты демонтированы, можно начинать ремонт усилителя.
