Электрогидравлический усилитель руля: Электрогидравлический усилитель руля Servotronic: устройство и принцип работы

Содержание

Электрогидравлический усилитель руля Servotronic: устройство и принцип работы

Главным преимуществом электрического привода рулевого управления относительно гидроусилителя является отсутствие гидравлики, а значит насоса гидроцилиндра, шлангов. Это позволяет уменьшить массу усилителя рулевого управления и объем занимаемый управлением в подкапотном пространстве.

Известно, что ряд факторов приводит к уводу автомобиля от прямолинейного движения, например разное давление воздуха в шинах, разная степень износа протектора, боковой ветер, поперечный уклон дороги. Применение электромеханического усилителя позволяет активно поддерживать возврат управляемых колес в среднее положение. Эта функция называется «активной самоустановкой» колес. Благодаря ее действию водитель лучше чувствует среднее положение рулевого управления, она облегчает также вождение автомобиля по прямой при воздействии на него различных внешних сил.

Если при движении по прямой на автомобиль действует боковой ветер или поперечное усилие, вызываемое уклоном дорожного полотна, усилитель создает постоянный поддерживающий момент, который освобождает водителя от необходимости создавать реактивные усилия на рулевом колесе.

Общее расположение агрегатов рулевого управления с электроусилителем на примере автомобиля Opel Corsa показано на рисунке:

Рис. Общее расположение агрегатов рулевого управления с электроусилителем: 1 – электроусилитель; 2 – карданный вал рулевого управления; 3 – рейка привода рулевого управления

Электроусилитель может приводить вал рулевого управления на рулевой колонке, шестерню привода рейки или непосредственно саму рейку.

Рис. Электроусилитель рулевого управления на примере автомобиля Opel Corsa: 1 – электродвигатель; 2 – червяк; 3 – червячное колесо; 4 – скользящая муфта; 5 – потенциометр; 6 – кожух; 7 – рулевой вал; 8 – разъем датчика момента на рулевом валу ; 9 — разъем питания электродвигателя

Разрез электроусилителя рулевого управления с приводом рулевого управления на рулевой колонке показан на рисунке:

Рис. Разрез электроусилителя рулевого управления: 1 – трехфазный синхронный электродвигатель; 2 – якорь; 3 – обмотка статора; 4 – датчик положения якоря; 5 – червячное колесо; 6 – рулевой вал; 7 – червяк

Электроусилитель через червячную передачу связан с валом рулевого управления. В зависимости от полярности напряжения питания электродвигатель вращается в ту или иную сторону, помогая водителю поворачивать колеса. Крутящий момент величиной силы тока, определяемой блоком управления действующим согласно заложенной в него программе и сигналам, поступающим от соответствующих датчиков.

Вал электродвигателя, при подаче на двигатель напряжения помогает поворачивать вал привода рулевого колеса через червяк и червячное колесо. Для поддержания постоянной обратной связи с дорогой входной и выходной валы электроусилителя соединены друг с другом через торсион. Приложение усилия к рулевому управлению как со стороны водителя, так и со стороны дороги приводит к закручиванию торсиона до 3-х градусов и изменению взаимной ориентации входного и выходного валов. Это служит сигналом для включения в работу электроусилителя. В зависимости от угла поворота рулевого колеса и скорости автомобиля электродвигатель подкручивает выходной вал, снижая усилие. Работает электродвигатель и при обратном ходе, он помогает возвращать колеса автомобиля и рулевое колесо в первоначальное положение.

Торсион при поворотах всегда остается немного скрученным, гарантируя тем самым на руле то усилие, которое необходимо водителю, чтобы чувствовать дорогу.

Один из датчиков находится на торсионе, соединяющем половинки разрезанного рулевого вала, и следит за его закручиванием. С ростом усилия на руле сильнее закручивается торсион – больший ток идет на электромотор усилителя, что соответственно увеличивает помощь водителю.

Второй датчик следит за скоростью автомобиля. Чем она меньше, тем эффективнее помощь в повороте рулевого управления и наоборот, а после 75 км/ч усилитель вообще выключается чтобы не создавать дополнительного сопротивления, редуктор и электромотор разъединяются.

Третий датчик контролирует частоту вращения коленчатого вала двигателя и следит, чтобы усилитель работал только одновременно с ним. Это делается в целях экономии электроэнергии, потому что электроусилитель может потреблять до 105 А.

Производитель автомобилей Ауди предлагают систему реечного электроусилителя с двумя шестернями.

Рис. Схема реечного электроусилителя с двумя шестернями: 1 – датчик момента на рулевом колесе; 2 – электронный блок управления; 3 – электродвигатель усилителя; 4 – шестерня усилителя; 5 – рейка; 6 – датчик угла поворота рулевого колеса; 7 – торсион вала рулевого управления; 8 – шестерня рулевого механизма

Усилитель действует на рейку рулевого механизма через шестерню 3, которая установлена параллельно с основной шестерней рулевого механизма 2. Шестерня усилителя 3 приводится от электродвигателя 4. Передаваемый на шестерню 2 рулевого механизма крутящий момент измеряется датчиком момента 1. Величина развиваемого усилителем крутящего момента устанавливается электронным блоком управления 5 в зависимости от момента на рулевом колесе, скорости автомобиля, угла поворота колес, скорости поворота рулевого вала и других вводимых в него данных.

Электродвигатель и редуктор размещены в общем алюминиевом корпусе 2. На конце вала двигателя нарезан червяк 3.

Рис. Червячная передача привода шестерни усилителя: 1 – электродвигатель; 2 – корпус; 3 – червяк; 4 – вал привода; 5 – демпфер

Червячная передача служит для привода шестерни усилителя. Между червячным колесом и шестерней установлен демпфер 5, который исключает резкое нарастание усилия на рейке при включении усилителя. Положение (угол поворота) ротора электродвигателя определяется с помощью датчика поворота 6. Этот датчик расположен под возвратным и скользящим кольцами подушки безопасности. Он установлен на рулевой колонке между подрулевыми переключателями и рулевым колесом. Датчик генерирует сигнал, соответствующий углу поворота рулевого колеса.

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 1 с шестью фотоэлектрическими парами, которое служит для определения абсолютных значений угла поворота рулевого колеса, и внутреннее кольцо 2 – 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.

Рис. Схема датчика угла поворота рулевого колеса: 1 – внешнее кольцо абсолютных значений; 2 – внутреннее кольцо приращений; 3 – фотоэлектрическая пара.

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.

На рулевом колесе установлен датчик момента 3.

Рис. Датчик момента на рулевом колесе: 1 – рулевой вал; 2 – магнитное кольцо; 3 – чувствительный элемент датчика; 4 – вал шестерня; 5 – витой кабель; 6 – торсион

Действие этого датчика основано на магниторезистивном эффекте. На рулевом вале 1 установлено магнитное кольцо 2, которое жестко связано с верхней частью торсиона 6. Чувствительный элемент 3 датчика соединен с валом шестерни рулевого механизма 4 и связан таким образом с нижней частью торсиона. Сигнал снимается с датчика через витой кабель 5. Торсион закручивается точно в соответствии с усилиями, прилагаемыми к рулевому валу. При этом магнитное кольцо 2 перемещается относительно чувствительного элемента 3 датчика. В результате действия магниторезистивного эффекта изменяется сопротивление чувствительного элемента, величина которого определяется блоком управления.

Если системой управления обнаружен дефект датчика, она производит «мягкое» отключение усилителя. При этом усилитель не отключается полностью, а переводится на режим управления по резервному сигналу, который образуется в блоке управления из сигналов угла поворота рулевого вала и частоты вращения ротора двигателя усилителя.

Содержание

1 Электрогидроусилитель руля: принцип работы
2 ГУРы и ЭУРы: враги или коллеги
3 Принцип действия ЭУР
4 Отличия от других видов усилителей
5 Устройство и принцип работы ЭУР
6 Недостатки ЭУР
7 Преимущества устройства
8 Электрогидроусилитель руля рабочие параметры насоса:
9 Устройство электроусилителя руля: где искать и как работает
10 О дополнительных функциях электроусилителей
11 Устройство и основные компоненты
12 Схемы рулевого управления
13 Основные режимы

14 Неисправность EPS

Электрогидроусилитель руля: принцип работы

Рабочая жидкость наполняет резервуар, после переходит в насос ГУР по соединительному шлангу. При повороте руля блок управления подаёт питание на электродвигатель, который включается и начинает вращать вал насоса ГУРа с частотой, зависящей от скорости автомобиля и усилия приложенного к рулю. Так же питание подаётся на соответствующий электроклапан, в зависимости от направления поворота. Насос создаёт давление жидкости и передает ее через соответствующий клапан в гидроцилиндр. Гидроцилиндр энергией рабочей жидкости образует силу, пропорциональную давлению жидкости, которая движет поршнем и штоком, далее они повернут нужным образом колеса системой рычагов.

ГУРы и ЭУРы: враги или коллеги

Как и «гидрач» (ГУР), ЭУР (электроусилитель) создан для того, чтобы создавать дополнительное усилие на рулевой механизм, тем самым облегчая для водителя процесс управления автомобилем.

О первом типе усилителей уже есть публикация в нашем блоге, напомним лишь, что его главным элементом является гидроцилиндр, на который действует специальная рабочая жидкость, накачиваемая насосом.

Гидроусилители имеют уже достаточно долгую историю, чего не скажешь об электроусилителях, которые появились на арене автопрома сравнительно недавно. Несмотря на это, по мнению экспертов, ЭУРы через пару лет полностью вытеснят из недр легковых машин «гидрачи».

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.

Отличия от других видов усилителей

Как отмечалось ранее, в отличие от обычного гидроусилителя руля, ЭГУР Servotronic имеет в составе электромотор, приводящий в движение насос (либо другое исполнительное устройство – электромагнитный клапан), а также электронную систему управления. Данные конструктивные отличия позволяют электрогидравлическому усилителю регулировать усилие в зависимости от скорости машины. Этим обеспечивается комфортное и безопасное управление автомобилем на любой скорости.

Отдельно отметим легкость маневрирования на малых скоростях, что недоступно обычному ГУР. На больших скоростях уровень усиления уменьшается, что позволяет водителю управлять автомобилем более точно.

Устройство и принцип работы ЭУР

Как же работает электроусилитель руля с точки зрения безопасности? Устроен электроусилитель рулевого управления гораздо проще, нежели ГУР. У него нет никаких расходных материалов в виде жидкостей. Отсутствуют множество подвижных соединений и уплотнений (критические места для поломки). Именно поэтому сейчас идет массовый отказ от стареньких гидроусилителей. Даже отечественные производители ВАЗ перешли на эту технологию.

Технические характеристики электроусилителя:

напряжения питания (номинальное) – 12 В;
максимальный компенсирующий момент – 35 Нм;
максимальный ток потребления – 50 А;
ток потребления (усилие на рулевом колесе приложено, выходной вал усилителя заблокирован) – не более 15 А.

Его появление помогло автопроизводителям реализовать ряд новых функций, таких как:

повышение курсовой устойчивости;
автоматическая парковка;
соблюдение рядности движения.

Недостатки ЭУР

На данный момент пока еще невозможно использовать ЭУР на тяжелых грузовиках, требующих большого усилия при вращении рулевого колеса. Для них гидроусилители руля остаются единственным и надёжным вариантом.

Еще следует отметить боязнь влаги. Вода и конденсат могут вывести из строя предохранители и электродвигатель. К недостаткам можно отнести все ещё высокую стоимость этой системы. В то же время она становится всё более популярной и распространенной.

Преимущества устройства

Надежность.
Возможность реализации автоматического управления автомобилем.
Простота обслуживания и бесшумная работа.
Экологическая и технологичность безопасность.
Возможность управления транспортным средством в случае выхода системы из строя.
Обеспечение легкости и плавности рулевого управления.
Обеспечение соответствия между углами поворота управляемых колес и руля.
Обеспечение пропорциональности между силами сопротивления повороту колес и усилием на рулевом колесе.

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.

Устройство электроусилителя руля: где искать и как работает

Устройство электроусилителя руля довольно простое, его центровым элементом выступает электродвигатель, как правило, асинхронного типа. В зависимости от того, где установлен моторчик, различают такие схемы этого узла:

с расположением на валу рулевого колеса;
с расположением на рейке рулевого механизма.

Первый вариант характерен для небольших автомобилей, например для малолитражек и прочих компактных легковушек. Им и так не нужно большое усилие на руле, поэтому усилитель имеет компактные размеры и может находиться прямо под баранкой в салоне.

С более массивными авто такой фокус не пройдёт, и у них ЭУР приводит в движение рулевую рейку при помощи дополнительной шестерни или шарико-винтового механизма.

Принцип работы электроусилителя основывается на слаженном взаимодействии трёх компонентов:

входных датчиков;
электронного блока управления;
исполнительного устройства.

Для того чтобы ЭУР работал правильно ему нужно знать как и куда поворачивается руль, какая скорость у машины и в каком режиме функционирует двигатель.

Этой информацией блок управления снабжают соответствующие датчики. В зависимости от полученных данных, он выдаёт команду исполнительному устройству коим и является электромотор ЭУР.

Кстати, с появлением электроусилителей у инженеров просто таки открылось второе дыхание. Так, к примеру, эти устройства позволили внедрить системы автоматической парковки, расширить функционал систем курсовой устойчивости, аварийного управления, удержания полосы движения авто и прочие новомодные интеллектуальные технологии.

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.

Устройство и основные компоненты

Основные компоненты ЭГУР

ЭГУР Servotronic имеет в своем составе три основных компонента: электронную систему управления, насосный узел и гидравлический узел управления.

Насосный узел электрогидравлического усилителя состоит из бачка для рабочей жидкости, гидравлического насоса и электромотора для него. На этот компонент ставят электронный блок управления (ЭБУ). Отметим, что электрический насос бывает двух типов: шестеренчатый и лопастной. Простотой и надежностью отличается первый тип насоса.

Гидравлический узел управления включает в свой состав силовой цилиндр с поршнем и торсион (стержень, работающий на скручивание) с распределительной гильзой и золотником. Этот компонент интегрирован с рулевым механизмом. Гидравлический узел – это исполнительный механизм усилителя.

Читайте также: Устройство и принцип работы рулевой рейки

Электронная система управления Servotronic:

Входные датчики – датчик скорости, датчик крутящего момента на рулевом колесе. Если автомобиль оборудован ESP, то используется датчик угла поворота руля. Система также анализирует данные о частоте вращения коленвала двигателя.
Электронный блок управления. ЭБУ обрабатывает сигналы от сенсоров, а после их анализа посылает команду исполнительному устройству.
Исполнительное устройство. В зависимости от вида электрогидравлического усилителя исполнительным устройством может быть электромотор насоса либо электромагнитный клапан в гидравлической системе. Если установлен электродвигатель, то производительность усилителя зависит от мощности мотора. Если же установлен электромагнитный клапан, то производительность системы зависит от размера проходного сечения.

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.

Основные режимы

Электроусилитель руля имеет два основных режима. Они характеризуются скоростью движения автомобиля. В первом режиме при движении на малой скорости, например, во время парковки, когда необходима большая маневренность и руль приходится выворачивать до крайних положений то влево, то вправо, ЭУР прикладывает максимальное усилие к рулевому механизму, обеспечивая «легких руль». В этом режиме вращать рулевое колесо можно одним пальцем.

Напротив, при движении на больших скоростях руль становится «жестким», создавая эффект возврата колес в среднее положение. Это сделано в целях повышения безопасности движения.

Также есть режимы удержания автомобиля на дороге при сильном боковом ветре, при движении на колесах, имеющую разную степень накачки. Эти режимы достигаются благодаря специальным настройкам блока управления. На автомобилях бизнес и премиум класса наличие ЭУР позволяет реализовать опцию автоматической парковки.

Неисправность EPS

Пиктограмма неисправности EPS

Если на панели приборов загорелась контрольная лампа (значок, на котором находится руль с восклицательным знаком), то это говорит о неисправности EPS. Появление ошибки говорит о том, что электроусилитель не проходит самодиагностику при включении зажигания. Причиной неисправности могут быть множество факторов, например выход из строя какого-нибудь из датчиков, входящих в систему управления EPS. Хотя управлять автомобилем можно и без электроусилителя, но делать этого не стоит. Лучше обратится к специалистам.

Рулевое управление с электрогидравлическим усилителем предназначено для большегрузных транспортных средств

Экономия энергии является одной из наиболее важных проблем при разработке новых транспортных средств, особенно систем рулевого управления с усилителем, поскольку более 70% топлива потребляется традиционным рулевым управлением с гидравлическим усилителем (HPS). систем не требуется, и их можно избежать. Следовательно, применение более совершенных систем рулевого управления с усилителем, таких как электроусилитель руля (EPS) и EHPS, может сэкономить много энергии. Новые типы систем рулевого управления с усилителем особенно необходимы для коммерческого транспорта, поскольку по-прежнему преимущественно используются традиционные системы HPS.

Системы EHPS широко используются в легковых автомобилях с 1980-х годов, и их энергосберегающие возможности признаны во всем мире. Поэтому многие компании пытались разработать аналогичную систему EHPS для грузовых автомобилей большой грузоподъемности.

Компания TRW Automotive приложила значительные усилия для улучшения максимальной мощности существующей системы EHPS, чтобы ее можно было использовать на автомобилях с более тяжелыми нагрузками на рулевое управление. Демонстрационный автомобиль с полной массой 3,5 тонны (3,2 т) и нагрузкой на стойку 15,3 кН (3440 фунтов силы), оснащенный продуктом EHPS от TRW, добился экономии топлива 0,2 л/100 км по сравнению с обычная система HPS. Кроме того, несколько лет назад был запущен полностью разработанный коммерческий продукт TRW для транспортных средств, максимальная нагрузка на раму которых не превышала 18 кН (4050 фунтов силы). Кроме того, компания протестировала систему на 10,6-тонном (90,6 т) среднетоннажный грузовик, но подача масла значительно снижалась при давлении выше 8 МПа (1160 фунтов на кв. дюйм), поскольку выходная мощность электродвигателя была ограничена, а максимальный ток превышал 130 А.

Многие были предложены или исследуются другие стратегии улучшения топливной экономичности систем рулевого управления с усилителем. Например, система рулевого управления с гидравлическим усилителем, предложенная Tata Motors, добавила магнитную муфту между двигателем и насосом рулевого управления, чтобы насос рулевого управления мог работать по требованию, что снижает потребление энергии. Эта простая стратегия может также подойти для большегрузных транспортных средств.

Системы EHPS обладают такими преимуществами, как возможность программирования характеристик давление-расход, экономия энергии и отличное ощущение рулевого управления; тем не менее, системы EHPS для большегрузных транспортных средств по-прежнему сталкиваются со значительными проблемами, особенно с ограничениями электрической мощности 24-вольтовых электрических систем. В качестве решения этой проблемы исследователи из Университета Цинхуа предлагают новый тип системы EHPS с целью снижения энергопотребления электродвигателя при обеспечении достаточной мощности. Двигатель активируется только по требованию, что также способствует экономии топлива.

Основные части и принципы системы

Наиболее заметными особенностями новой системы являются пропорциональный электромагнитный клапан и аккумулятор. Они отличаются от традиционной системы EHPS с клапаном рулевого управления с закрытым центром, в который также обычно включается небольшой аккумулятор для компенсации нехватки масла, вызванной бездействием двигателя до обнаружения сигнала рулевого управления.

Аккумулятор газового баллона в предлагаемой системе является основным ресурсом гидравлического потока. Его номинальный объем составляет около 4 л, а давление масла контролируется электронным блоком управления (ЭБУ). Бесщеточный двигатель постоянного тока мощностью 500 Вт с постоянными магнитами приводит в действие шестеренчатый насос для зарядки аккумулятора до тех пор, пока давление масла не достигнет порога остановки двигателя; тогда двигатель может перейти в спящее состояние. Обратный клапан используется для предотвращения обратного потока. Выход аккумулятора соединен с пропорциональным электромагнитным клапаном, оснащенным компенсатором давления, поддерживающим стабильный расход при изменении перепада давления между выходом и входом.

Между рулевым колесом и рулевым механизмом с гидроусилителем установлен датчик угла поворота и крутящего момента. ЭБУ регулирует открытие электромагнитного клапана в соответствии с крутящим моментом рулевого управления, углом поворота рулевого колеса и скоростью автомобиля. Таким образом, усилитель мощности чувствителен к скорости и легко регулируется. Когда масло вытекает из аккумулятора во время рулевого управления, давление масла падает, и двигатель срабатывает, как только давление падает ниже порога включения двигателя.

В этом исследовании использовалась модель автомобиля с 8 степенями свободы (DOF), включая продольное движение, поперечное движение, рыскание, качение четырех колес и управление передними колесами. Основанная на большегрузном грузовике J6 от FAW Jiefang Automotive, модель с 8 степенями свободы была построена в Matlab от MathWorks, а соответствующая шина 9.00R20, был построен на основе данных испытаний с использованием волшебной формулы компании.

Результаты моделирования, прототип и испытание на статическое управление

Для изучения производительности новой системы было проведено 5-минутное моделирование. От 0 до 200 секунд автомобиль двигался с относительно низкой скоростью, 18 км/ч (11 миль/ч). Затем он был разогнан примерно до 76 км / ч (47 миль в час), что является относительно высокой скоростью.

При моделировании среднее энергопотребление составляло около 350 Вт для большегрузного автомобиля с колесной формулой 4×2 и передней нагрузкой около 2,7 тонны (2,5 т), который находился в движении в течение 5 минут, при этом время простоя составляло около 70 % общее время. Потребляемая мощность на высокой скорости намного меньше 350 Вт. В этом сценарии система может нормально работать; поэтому ясно, что предлагаемая система EHPS эффективно работает в конкретных ситуациях.

Однако в этом моделировании рабочая нагрузка системы рулевого управления с усилителем была относительно небольшой. В некоторых критических ситуациях, например, при парковке и вождении по извилистым дорогам, время работы рулевого управления увеличивается, а угол поворота рулевого колеса увеличивается. Следовательно, номинальный объем гидроаккумулятора все же необходимо подобрать, а стратегию разрядки/зарядки гидроаккумулятора следует разработать более комплексно, чтобы не допустить нехватки масла в гидроаккумуляторе. В противном случае при израсходовании масла в аккумуляторе может возникнуть недостаток усилителя мощности, что приведет к серьезному отказу и создаст риск несчастного случая.

Создан прототип новой системы EHPS, а также построен испытательный стенд статического управления для проверки осуществимости. Несколько ключевых параметров системы EHPS и испытательного стенда показаны в таблице выше (нажмите стрелку рядом с изображением, чтобы просмотреть). Передняя ось грузовика была установлена на стальной панели, а задний конец шарнирно закреплен на неподвижной опоре, а гидроцилиндр был оборудован для создания вертикальной передней нагрузки на ось.

Для проверки работоспособности предложенной системы EHPS на испытательном стенде были проведены статические испытания на управляемость при вертикальной фронтальной нагрузке 2,7 тонны. Параметры испытаний включали угол поворота рулевого колеса, крутящий момент на рулевом колесе, давление в аккумуляторе и давление на выходе электромагнитного клапана.

В ходе статического испытания на рулевое управление давление масла P _accu медленно падало до тех пор, пока аккумулятор не стал почти пустым. Давление на выходе электромагнитного клапана, P _dfsv, увеличивалось с течением времени в соответствии с крутящим моментом, приложенным к рулевому колесу, T _sw. Крутящий момент на рулевом колесе во время рулевого управления поддерживался на уровне около 5 Н·м, а угол поворота рулевого колеса, θ _sw , плавно изменялся из стороны в сторону со 2-й по 14-ю секунды испытания. Предварительно была проверена работоспособность системы EHPS.

Через 14 секунд масло в аккумуляторе полностью вытекло, поэтому крутящий момент на рулевом колесе увеличился, а скорость вращения рулевого колеса уменьшилась, потому что мощность двигателя и шестеренчатого насоса была недостаточной, чтобы обеспечить достаточную силу помощника непосредственно в статике условия рулевого управления. Также было обнаружено, что использование аккумулятора для хранения гидравлической энергии для увеличения переходной мощности является ключевой особенностью предлагаемой системы EHPS.

В будущем вся система EHPS должна быть интегрирована в настоящий грузовой автомобиль большой грузоподъемности, а также должны быть проведены дополнительные дорожные испытания при различных скоростях транспортного средства и вертикальных нагрузках.

Эта статья основана на техническом документе SAE International от 2015-01-1502, написанном Лянъяо Ю, Вэньвэй Сюань, Лянсю Ма, Цзянь Сун, Сяньминь Чжу и Шуай Ченг из Университета Цинхуа.

Продолжить чтение »

Электрогидравлический насос гидроусилителя руля | Evamo

Функция

Гарантирует полную мощность рулевого управления при сниженном энергопотреблении

EHPS имеет резервный привод, который состоит из двигателя со встроенной силовой электроникой, лопастного насоса и специального монтажного кронштейна (опция). Встроенная силовая электроника регулирует скорость двигателя с высокой энергоэффективностью в соответствии с требованиями системы рулевого управления (интеллектуальная регулировка скорости) или внешней уставкой.

Двигатель с постоянной синхронизацией (PSM) с резервными, специально разделенными пакетами обмоток. Скорость двигателя и лопастного насоса одинаковы.

Пластинчатый насос, выполненный в виде двухконтурного насоса, состоит из корпуса, крышки, передней плиты, вала и комплекта роторов. Роторная группа состоит из ротора, десяти лопаток с радиальным направлением и кулачкового кольца. Создаваемый объемный расход масла пропорционален скорости.

Как мощность/скорость двигателя, так и поведение трансмиссии насоса оптимизированы по шуму друг к другу для использования в электромобилях (EV).

Технические данные

Подробности о

Насос гидроусилителя руля EHPS*

[1] —

Pressure port
[2] —

Rotor with vanes
[3] —

Driveshaft
[4] —

Housing
[5] –

Кулачковое кольцо
[6] –

Всасывающий патрубок

Объем подачи (л/мин)	24
Максимум. Разное Навигация по записям Previous post: Почему кипит аккумулятор: Кипит аккумулятор на машине: причины, последствия, что делать Next post: Для чего служит лямбда зонд в машине: Лямбда Зонд Хонда — зачем он нужен и что это такое Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт Поиск Найти: Рубрики АБС Авто мастер Двигатель ДВС КПП Кузов Кузов авто Передач Передача Привод Разное Советы Схем Схемы 2019 © ИП Гатауллин Айрат Наилевич Карта сайта