Электроусилитель руля принцип работы: Электроусилитель рулевого управления (EPS): устройство и принцип работы

Принцип работы электроусилителя руля

Автоликбез7 сентября 2016

Борьба за повышение комфорта при управлении автомобиля ведется с момента его изобретения. Сначала поворот руля облегчался путем увеличения размеров самой баранки и за счет внедрения шестерёнчатой передачи. Затем появились гидравлические усилители (ГУР), а в последнее время приводы – помощники стали электрическими (ЭУР). Чтобы понять разницу между ними, стоит изучить принцип работы электроусилителя руля.

Принцип действия ЭУР

Электрический узел, чья задача – облегчить вращение рулевого колеса, состоит из следующих элементов:

• электродвигатель асинхронного типа;
• механический привод, соединяющий его с рулевым механизмом авто;
• собственный блок управления с датчиками.

В малолитражках, где требуется небольшое усилие для поворота колес, блок ЭУР небольших размеров устанавливается под приборной панелью.

В автомобилях среднего класса электроусилитель руля под торпедо уже не поместится, а потому выносится в подкапотное пространство. В обоих случаях привод электродвигателя связан с валом рулевой колонки.

При управлении легковыми автомобилями больших размеров и тяжелыми внедорожниками нужно развивать большее усилие, чтобы поворачивать колеса. Поэтому в них задействован привод ЭУР, работающий напрямую с рулевой рейкой. Независимо от места расположения электродвигателя и его подключения к механизму, принцип работы электроусилителя руля остается неизменным. Он заключается в автоматическом включении электропривода и передаче дополнительного усилия на механизм при повороте водителем рулевого колеса. Величина крутящего момента, создаваемого усилителем, зависит от трех параметров:

• Угла поворота. Он измеряется датчиком, встроенным в рулевую колонку.
• Усилия на руле. Определяется специальным датчиком в виде скручивающегося торсиона, имеющего механическую связь с валом. Чем сильнее скручивается торсион, тем большее усилие развивает двигатель.
• Скорости движения. Эта информация поступает от контроллера, а он ее берет от датчика скорости.

Основываясь на этих показаниях, электронный блок управляет электроприводом в соответствии с ситуацией. При малой скорости движения, сильном скручивании торсиона и большом угле поворота (режим парковки или разворота) агрегат усилителя выдает максимальную мощность. Во время движения по прямой особой помощи водителю не требуется, потому ЭУР подключается минимально.

О дополнительных функциях электроусилителей

Устройство электроусилителя руля задумано таким образом, чтобы при необходимости электродвигатель мог поворачивать колеса автомобиля как одновременно с водителем, так и самостоятельно. Это дает простор для реализации дополнительных функций:

• автоматическое «подруливание» с целью удержания машины на прямой траектории;
• возврат колес в прямое положение после совершения маневра, ЭУР может это делать, когда водитель отпускает баранку после выполнения поворота;
• создание «тяжести» на рулевом колесе при разных режимах движения, чтобы сделать руль информативнее;
• выполнять автоматическую парковку без участия водителя.

В то же время ЭУР не препятствует прямому управлению колесами при заглушенном двигателе или поломке, механическая связь между ними и баранкой сохраняется.

Плюсы и минусы системы ЭУР

Электроусилители при работе развивают слабый крутящий момент по сравнению с тем, как работает усилитель гидравлический. Из-за этого их применяют только на легковых авто, грузовые по-прежнему оснащаются гидравликой. Это единственный существенный недостаток систем ЭУР среди множества достоинств:

• Благодаря электроприводу такие усилители довольно надежны и практически не нуждаются в обслуживании.
• Простота. Нет никаких ремней, насосов и гидравлических жидкостей.
• Снижение расхода бензина до 200 грамм на 100 км по сравнению с усилением от ГУР, поскольку ЭУР не отнимает энергию силового агрегата через ременную передачу.
• Возможность менять настройки и величину усиления в разных режимах езды.

К плюсам электроусилителей можно прибавить и компактность, потому что все элементы размещены в одном блоке. Но и в случае поломки менять придется весь блок, что обойдется недешево.

Принцип работы электроусилителя руля — Другие статьи — Статьи

Главной задачей электроусилителя руля (ЭУР) является облегчить работу водительских рук на затяжных поворотах и при выполнении сложных маневров на парковке, а также дать возможность водителю легче и меньше вращать баранку. К тому же это устройство сводит до минимума удары, которые передаются на руль во время наезда на ямы и прочие неровности на дороге.

Сначала усилитель баранки был гидравлическим (ГУР). Придумал его американец Фиттс еще в ХІХ веке. Саму технологию запатентовали в штате Пенсильвания в 1900 году. Первый ГУР был установлен на грузовик весом в 5 тонн. Во время Второй Мировой войны армия Америки и Британии активно пользовались рулевым усилителем. В Европе такое устройство появилось на автомобиле Citroen DS19.

Систему электроусиления начали применять совсем недавно. Первый серийный автомобиль с электроусилителем руля в 1988 году стал Suzuki Cervo. Сегодня почти все компании выпускают автомобили с электрическим усилением рулевого колеса. Принцип работы электроусилителя руля такой. Он крепиться к рулевому валу и соединяется с устройством, регистрирующее крутящий момент (а точнее его величину).

Во время вращения руля вал скручивается и начинает работать подобно торсиону. Специальный датчик производит фиксацию этой деформации. Электронный блок управления, суммируя данные датчика, число оборотов коленвала и показателя скорости, определяет нужное усиление и подает электродвигателю усилителя соответствующий сигнал.

ЭУР имеет ряд преимуществ перед ГУР. Во-первых, такая система проще в обслуживании и не нуждается в постоянном контроле над уровнем жидкости.

Он намного легче и более компактный. Его проще настроить. Электроусилитель почти не влияет на расход бензина, поскольку включается лишь при вращении баранки, а гидравлический насос работает постоянно.

Единственный недостаток ЭУРа – это его маломощность, которая ограничивается мощностью генератора. Потому электроусиление ставиться только не легковые автомобили, а на грузовые машины ставят ГУР.

Электроусилитель руля: принцип работы

Приветствую вас друзья на сайте ремонт авто своими руками. Со дня появления первого авто было разработано несколько систем рулевого управления.

Электроусилитель руля

Основной задачей разработчиков всегда было создание надежной системы, способной упростить вращение рулевого колеса, что бы поездки были максимально комфортными. Одним из таких узлов стал электроусилитель руля.

Назначение, преимущества и недостатки электроусилителя

ЭУР появился недавно, намного позже хорошо известного и проверенного временем гидроусилителя рулевого колеса. Его задача аналогична – облегчить вращение руля, но принцип действия уже другой.

Если в первом случае основную функцию несла специальная жидкость ГУР, то в здесь роль «помощника» берет на себя электрический привод.

С момента появления система все время совершенствовалась. При этом год за годом электроусилитель берет «бразды правления» в свои руки и постепенно вытесняет ГУР.

В чем же преимущества электроусилителя руля? Их несколько:

• Выставлять параметры рулевого управления намного проще;
• руль стал лучше реагировать на движения водителя;
• повысился уровень надежности. Это связано с тем, что работоспособность системы уже не зависит от объема и качества специальной жидкости;
• снизился расход топлива.

Казалось бы, какая может быть закономерность. Все просто. С появлением электрического привода энергии стало расходоваться меньше, соответственно «прожорливость» авто снизилась в среднем на 0,5 литра (из расчета на «сотню»).

Но, несмотря на свои качества, ЭУР имеет и ряд минусов:

• электрогенератор имеет ограниченную мощность, что отражается на работе всей системы. Как следствие, установка электопривода возможна только на легковых авто. Для грузовых машин или внедорожников такой тип усилителя не подойдет – он будет малоэффективен;
• низкая информативность рулевого колеса (объяснить это можно недостаточным обратным усилием). Справедливости ради, аналогичный недостаток имеет и «старший брат» — гидроусилитель руля.

С появлением электроусилителя у разработчиков появилась масса возможностей при разработке более современных систем, к примеру, автоматической парковки, системы курсовой устойчивости и так далее.

Электроусилитель руля-принцип работы и устройство

Сегодня есть два варианта работы электроусилителя:

1. в первом случае электромотор воздействует на вал системы рулевого управления;
2. во втором случае электромотор передает усилие на рулевую рейку.

Благодаря своей эффективности, вариант с передачей усилия на рулевую рейку обрел большую популярность и применяется чаще всего.

Так же в обиходе можно встретить другое название такой системы – электромеханический усилитель.

Конструктивно он представляет собой усилитель руля, привод и две шестеренки.

Устройство электроусилителя руля, собирается из нескольких основных узлов в них входят – системы управления, передачи механического типа и электромотора.

Вся система находится в одном кожухе, что упрощает эксплуатацию и ремонт если вдруг возникнут какие либо нарушения в системе. В качестве основного механизма применяется электродвигатель асинхронного типа.

Задача механической передачи – передать крутящий момент от асинхронного мотора к рулевой рейке. При этом особенность электроусилителя, который имеет пару шестерен в том, что одна шестеренка передает вращение на рулевую рейку от руля, а вторая – от электрического привода.

Благодаря этому, поворот колес возможен, как от рулевого колеса, так и от приводного механизма. Друг другу они совершенно не мешают.

Конструктивно это возможно, благодаря наличию двух участков зубцов, один из которых играет роль приводного устройства.

Принцип работы электроусилителя руля, имеющего параллельный привод, немного отличается.

Здесь основную задачу берет на себя электромотор, который посредством ременной передачи и специального механизма на основе шариковой системы передает усилие на рулевую рейку.

Так же в эту систему входит несколько основных узлов – ЭБУ, датчики и исполнительный узел.

Управляющую роль берет на себя два устройства: первый датчик контролирует крутящий момент, а второй – угол поворота руля.

Одновременно с этим ЭУР обрабатывает информацию от системы ABS (точнее, от ее датчика) и устройства, фиксирующего число вращений коленвала.

Задача «мозга» автомобиля (ЭБУ) – собрать всю текущую информацию, обработать ее и дать соответствующую команду на управляющий орган системы (электродвигатель).

Основные режимы электроусилителя руля

Не секрет, что в процессе движения авто может быть несколько режимов. Каждый из них учитывается системой, и производится точная подстройка для более надежного и четкого управления. Выделим основные этапы:

1) Допустим руль поворачивается в самой обычной ситуации. Происходит следующее. Момент вращения передается от рулевого колеса машины к торсиону, расположенному на рулевой системе.

Все основные параметры измеряются своими датчиками. К примеру, поворот руля контролирует датчик угла поворота, закрутку торсиона – датчик момента вращения коленвала.

Полученные данные собираются и вместе с информацией по оборотам коленвала и скорости движения поступают к электронному блоку управления транспортного средства.

Задача «мозгового центра» — просчитать необходимый угол поворота, который должен совершить элеткродвигатель. Как только работа выполнена, посредством изменения силы тока подается команда и на сам мотор.

После чего вращающий момент предается на рулевую рейку, тяги и колеса авто. Получается, что для поворота машины объединяется два основных усилия – электрическое и механическое.

2) Поворот колес при минимальной скорости движения производится, как правило, во время парковки. Особенность таких действий – широкий диапазон поворота руля.

В этом случае электроника гарантирует максимальный момент вращения электродвигателя, что обеспечивает ощущение еще большей легкости. Благодаря этому вращение руля даже при движении накатом становится максимально простым.

3) Поворот авто при движении на больших скоростях требует большей жесткости руля. В противном случае эффективность управления может снизиться.

Это обеспечивается за счет минимального вращающего момента, то есть электропривод лишь слегка помогает, а основное усилие прикладывает уже водитель. Такое состояние часто носит название «тяжелого руля».

4) Возврат в среднее положение. Вполне логично, что после поворота система должна помочь вернуть колеса в прежнее положение.

Это достигается, благодаря особому реактивному усилию. При этом руль как бы сам собой возвращается в исходное положение.

Большой плюс системы – удерживание колес в среднем положении, что очень актуально в случае проезда серьезных препятствий или разной накачки шин. Задача системы заключается в следующем – скорректировать среднее положение и удерживать его в течение какого-то времени.

Программно в ЭУР забита компенсация «увода» в сторону авто с передним приводом при разной длине валов.

Особого внимания заслуживают современные системы, построенные на базе электроусилителя.

К примеру, система курсовой устойчивости способна сама рулить, без участия водителя, а парковочный автопилот делает всю работу по парковке машины (снова-таки, водитель за рулем может отдыхать). Но это уже другая история.

Описанные выше преимущества ЭУР перед ГУР и особенности работы системы, делают ее более перспективной. Возможно, уже через 10-20 лет легковых машин с гидроусилителем уже и не останется.

Что касается электроусилителя для тяжелых авто, то здесь разработчикам еще есть, над чем поработать. Удачной дороги и конечно же без поломок.

Как устроен и как работает электроусилитель руля

Лёгкость управления автомобилем является очень важным фактором в обеспечении безопасности движения. На протяжении всей истории автомобилестроения инженеры работали над этой непростой задачей. И если принцип работы остался неизменным и представляет собой передачу вращательного усилия рулевого колеса на передние колёса автомашины с помощью реечного рулевого механизма, то техника реализации этого принципа существенно изменилась. Последним достижением в этой области является электроусилитель руля.

Содержание статьи

Устройство и принцип действия

Если гидроусилитель руля является уже хорошо знакомым устройством и используется производителями автомобилей уже не один десяток лет, то ЭУР относительно молод. Рассмотрим принцип работы электроусилителя руля.

Начнём с устройства ЭУР. Он состоит из электродвигателя, механической шестерёнчатой передачи, датчика поворота руля, датчика крутящего момента руля и блока управления. Также в блок управления поступают данные о скорости движения машины (из системы ABS) и о частоте вращения коленвала (оборотах двигателя). 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.

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.

Достоинства ЭУР

С экономической точки зрения основным достоинством ЭУР является то, что применение электродвигателя исключает необходимость отбора части мощности от двигателя автомобиля.

Это позволяет экономить не менее пол литра топлива на сто километров пробега, в отличие от авто с гидроусилителем руля. Важным достоинством является и надёжность этой системы. Отпадает необходимость в постоянной проверке ремня и уровня жидкости гидроусилителя руля.Электроусилитель руля более информативен и обеспечивает лучшую связь водителя с дорогой. Наличие дополнительных режимов делает вождение более комфортным. В отличие от авто с гидроусилителем руля, колеса можно держать в крайних положениях неограниченное время.

И, конечно, компактность устройства также является одним из преимуществ ЭУР перед другими системами.

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.

Видео “Что такое ЭУР”

Посмотрев ролик, вы узнаете, что из себя представляет ЭУР и какие у него плюсы и минусы.

принцип работы и схема узла

Детально разберем устройство электроусилителя руля (ЭУР), как наиболее продвинутого представителя рулевой системы автомобиля. Выясним чем отличается гидроусилитель от электроусилителя и раскроем перспективу развития этих рулевых помощников водителя.

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».

«Неужели они такие классные?» — спросите вы. Давайте разберёмся что к чему.

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.

ГУР и ЭУР: кто же лучше?

Время вернуться к основному вопросу, озвученному в начале статьи: гидро- или электроусилитель руля, что лучше? Одним из главных преимуществ ЭУРа является его экономичность: в отличие от ГУР ему ненужно отбирать мощность от двигателя автомобиля (напомним, насос гидроусилителя связан приводом с коленвалом).

В дополнение к этому электроусилитель включается только тогда, когда мы поворачиваем руль, что тоже неплохо для энергосистемы машины.

Также немаловажен малый вес и компактность этих устройств. Ну и, конечно же, интеллектуальный потенциал ЭУР, о котором мы уже вспоминали – на его базе легко создаются автоматические системы управления, ассистирующие устройства, а также другие технологии активной безопасности и перспективные беспилотные решения.

Но так ли плох гидроусилитель? Конечно же, нет. Во-первых, для тяжёлой и грузовой техники создать ЭУР достаточной мощности сложно, поэтому «гидрачи» в этом случае незаменимы. Во-вторых, его ремонт обойдётся дешевле, чем ремонт электроусилителя.

В целом же, как мы видим, электроусилители превосходят по ряду ключевых параметров своих собратьев с гидросистемой, из-за чего тотальный переход легковушек с одно вида усилителей на другой – всего лишь дело времени.

На этом, дорогие наши читатели и подписчики, мы завершаем сегодняшний рассказ.

Изучайте автомобили вместе с нами! До новых встреч!

гидроусилитель или электроусилитель руля? Ответ

Усилитель руля — это устройство, благодаря которому «баранка» автомобиля поворачивается легко. Водителю нет необходимости прилагать большие усилия к рулевому колесу при поворотах. Когда-то на всех автомобилях использовался исключительно гидравлический усилитель руля (ГУР), но примерно в 90-е годы был разработан электрический вариант. Сейчас электроусилитель руля (ЭУР) набирает большую популярность, и многие автомобили выпускаются именно с ним. Каждая разновидность устройства обладает своими особенностями, плюсами и минусами. Некоторые автовладельцы задумываются, что лучше: гидроусилитель или электроусилитель руля. Однозначного ответа нет, все зависит от особенностей эксплуатации авто и потребностей водителя.

Устройство и принцип работы гидроусилителя руля

Гидроусилитель руля работает на основе циркуляции жидкости (масла). В момент запуска двигателя запускается и насос. Благодаря ременной передачи на насос передается крутящий момент, и он начинает качать масло. Жидкость перемещается в замкнутой системе, создавая в ней давление. В момент поворота руля распределитель направляет масло в нужную камеру гидроцилиндра, что приводит к толчку рулевых тяг. Благодаря этому усилие на руль снижается.

Можно выделить несколько плюсов ГУР:

• повышенная мощность, делающая его идеальным вариантом для грузовиков и внедорожников;
• дешевое обслуживание;
• низкие затраты на производство, снижающие и стоимость авто.

Есть и минусы:

• риск отказа при долгом положении руля в крайнем положении;
• плохая работа на высоких скоростях;
• перебои в функционировании из-за перепада температуры;
• необходимость периодической замены гидравлической жидкости;
• постоянная работа насоса, который со временем изнашивается и требует ремонта.

Среди наиболее часто встречающихся поломок ГУР можно выделить:

• проблемы с редуктором;
• износ насоса;
• износ золотника в распределителе;
• проблемы с клапаном;
• износ подшипников;
• снижение уровня жидкости;
• нарушение герметичности системы из-за износа сальников или повреждений шлангов.

Таким образом, гидроусилитель руля подходит для автолюбителей, которые стремятся экономить и не собираются переплачивать за обслуживание автомобиля. ГУР не требует высоких затрат, но проблема заключается в том, что его составные части периодически выходят из строя. Особенно это касается суровых условий эксплуатации. Рассматривая, чем отличается гидроусилитель руля от электроусилителя руля, можно понять, что первый работает постоянно, а второй — только по мере необходимости.

Устройство и принцип работы электроусилителя руля

Электроусилитель руля функционирует от электрического мотора. Особенностью ЭУР является то, что он не работает постоянно, как ГУР, а активируется только в момент поворота рулевого колеса. Существует две разновидности ЭУР. В первом случае он крепится к рулевой рейке, во второй — к рулевому валу. Первый вариант является более распространенным. ЭУР дополняется блоком управления, при помощи которого можно установить индивидуальные настройки. Это позволит обеспечить более плавный ход автомобиля.

Электроусилитель руля обладает следующими достоинствами:

• компактные размеры;
• отсутствие жидкости в системе, что исключает проблемы из-за создаваемого давления;
• хорошая работа на любых скоростях, в том числе и на высоких;
• простота установки;
• возможность выставления индивидуальных настроек.

Но есть и несколько минусов:

• риск перегрева электромотора;
• высокая стоимость;
• частое отсутствие возможностей для обслуживания и ремонта, из-за чего приходится менять ЭУР полностью.

Наиболее частыми поломками ЭУР являются:

• перегрев электродвигателя;
• проблемы с блоком управления;
• неполадки датчиков.

Как видно из вышесказанного, электроусилитель руля является достаточно надежным устройством. Его обычно выбирают автолюбители, которые готовы переплатить, но получить высокое качество. За счет того, что ЭУР работает не постоянно, как ГУР, а активируется только в момент вращения руля, изнашивается он гораздо медленнее. Но важно понимать, что при возникновении поломок, вероятно, придется менять сразу весь усилитель. А это точно обойдется дороже, чем ремонт ГУР.

Сравнение ГУР и ЭУР

Пытаясь разобраться, электроусилитель или гидроусилитель стоит использовать, необходимо сравнить их, чтобы понять, в чем их кардинальные отличия. Так, ГУР представляет собой очень громоздкое и массивное устройство. Что касается ЭУР, то он имеет компактные размеры и легко устанавливается. Из-за сложного устройства ГУР с его ремонтом часто возникают сложности. К примеру, чтобы заменить ремень, для начала необходимо до него добраться. А для этого нужно снять шкив ГУР.

ГУР отличается тем, что работает в постоянном режиме. Из-за этого он достаточно быстро изнашивается. С ЭУР такой проблемы нет. Он включается только в нужный момент.

Еще одно отличие гидроусилителя от электроусилителя руля заключается в том, что ГУР требует регулярного обслуживания. В нем необходимо периодически менять жидкость. Также следует менять износившиеся сальники на новые, чтобы восстановить герметичность системы. В ЭУР расходников нет, поэтому и их замена не требуется. Это исключает проблемы с обслуживанием усилителя.

Также важно помнить, что если на автомобиле установлен гидроусилитель руля, то рулевое колесо нельзя слишком долго задерживать в крайнем положении. Продолжительность такого состояния не должна быть больше пяти секунд. В противном случае есть риск возникновения проблем. С ЭУР они исключены.

Выводы

Нельзя однозначно сказать, какой из типов усилителя руля лучше, ведь каждый из них обладает своими достоинствами и недостатками. Практика показывает, что ЭУР лучше использовать на легковых автомобилях, которые обычно эксплуатируются в городских условиях. ГУР же оптимально подходит для более массивной техники и для внедорожников. Вообще, сейчас все больше автомобилей оснащаются именно электроусилителем руля, и есть предположение, что ГУР скоро совсем устареет. Но с его использованием продолжают работать старые машины. При регулярном обслуживании и замене расходников серьезных проблем и поломок можно легко избежать.

Электроусилитель руля автомобиля.

Электроусилитель руля (ЭУР) всё чаще начинают устанавливать на современные автомобили, и он позволяет существенно уменьшить прилагаемое усилие к рулю, и справляется с этой задачей не хуже гидроусилителя. А плюсов у него гораздо больше, чем у гидравлического усилителя. В этой статье мы рассмотрим чем отличается электрический усилитель рулевого управления от гидравлического, чем он лучше и почему постепенно вытесняет гидравлику. А так же рассмотрим устройство и принцип работы ЭУРа.

С каждым днём электричество заменяет всё больше механических деталей автомобиля, в том числе и гидравлику. И сейчас уже почти каждый второй новый автомобиль имеет электрический усилитель рулевого управления. Оно и понятно, ведь на прокручивание шкива гидравлического насоса, затрачивается энергия двигателя автомобиля и расход топлива увеличивается. А ЭУР позволяет сократить расход топлива любой машины примерно на пол литра (зависит от объёма двигателя).

К тому же электрический усилитель, в отличие от гидравлики, лучше подходит для различных регулировок рулевого управления, (и его наворотов), которое к тому же имеет лучшую чувствительность, чем с гидравлическим усилителем руля. Ну и ещё несколько плюсов ЭУРа — это более высокая надёжность, меньший износ деталей системы, и меньшее количество этих деталей (а как известно, чем меньше деталей, тем надёжней), при этом техническое обслуживание системы значительно упрощается.

Кроме того, электрический усилитель потребляет энергию только когда руль поворачивается, в отличии от гидравлического усилителя, в котором масло постоянно гоняется насосом по системе, и насос работает постоянно забирая небольшую, но всё же мощность двигателя. И от этого расход топлива увеличивается.

Ещё один плюс ЭУРа в отличии от ГУРа, это независимость усилия от оборотов двигателя машины. Ведь когда детали гидравлики изнашиваются, гидроусилитель лучше работает только при повышенных оборотах коленвала и соответственно гидравлического насоса.

К тому же гидроусилитель при сильном морозе плохо работает, пока не прогреется масло и детали, и в момент прогрева резко крутить руль не рекомендуется. В электрическом усилителе температурных проблем не бывает. Да и обслуживания он не требует (не нужно проверять уровень масла, доливать его, бороться с утечками).

Ну и многие детали, способные изнашиваться и требовать замены (такие как приводной ремень шкива насоса, шланги, прокладки, сальники) становятся не нужны. И водители современных автомобилей, имеющих в них ЭУР, попросту забывают о нём, так как обслуживания он не требует.

Электрический привод в усилителе рулевого управления, позволяет внедрить в систему полезные функции, например такие как самостоятельная парковка автомобиля или выезд из неё (как на видеоролике под статьёй), система курсовой устойчивости машины, возврат управляемых колёс в прямолинейное положение и поддержание колёс в прямолинейном положении, возможность включения аварийного рулевого управления, установка заданного движения по определённой полосе дороги и др.

И эти полезные функции с каждым днём добавляются, так как электроника стремительно развивается, а подключить электронный мозг с множеством полезных функций, к электроприводу руля, вполне реальная задача.

Какие бывают электроусилители руля и принцип работы.

ЭУР приводится в движение электромотором (как правило используется асинхронный мотор) , ну и различаются они в зависимости от привода этого мотора. То есть они бывают двух основных видов: с приводом электромотора на рулевой вал (через червячной передачу, как на фото слева) и с приводом на рулевую рейку, как на фото ниже.

 

 

 

А так как большинство импортных современных автомобилей имеют реечную систему, то реечный привод наиболее распространён.

 

 

 

 

Хотя реечные электрические усилители руля тоже бывают разные. Например на некоторых привод от двигателя может быть через ремень (см. фото слева). А на некоторых привод от электродвигателя осуществляется напрямую (как на фото выше), через шестерню на валу мотора. Такая система предпочтительнее, так как отпадает необходимость замены изношенного ремня.

Если быть более точным, то электрический усилитель руля можно назвать электромеханическим, так как помимо электродвигателя, в системе имеется ряд дополнительных деталей, главными из которых являются две шестерни, которые механически (зубьями) связаны с зубьями рулевой рейки. И при вращении шестерен в ту или иную сторону, вращательное движение этих шестерен преобразуется в поступательное движение (вправо-влево) рулевой рейки.

Одна из шестерен, связанных зубьями с рулевой рейкой, сидит на валу рулевого колеса (см фото выше), а вторая шестерня сидит на валу электромотора и двигая рейку, помогает (усиливает) водителю крутить «баранку». На рулевой рейке, в районе шестерни вала электромотора, зубья и их количество могут отличаться от зубьев на рулевой рейке, в районе шестерни рулевого колеса.

Причём благодаря нужному количеству (соотношению) зубьев на шестерне вала электромотора, крутящий момент от электродвигателя существенно увеличивается (как в любом редукторе), да ещё и преобразуется в возвратно поступательное движение рулевой рейки, таким образом поворачивая колёса автомобиля.

Но чтобы поворачивать колёса машины только в нужный момент (например только когда водитель начинает крутить баранку) для этого служит система управления. Она состоит из электронного блока управления, исполнительного механизма и датчиков, посылающих информацию на блок, а тот в свою очередь даёт команду исполнительным механизмам.

В современных автомобилях электронный блок управления ЭУРа, связан с блоком управления двигателем, получая от него информацию об оборотах коленвала. Так же блок связан и с системой АБС, чтобы получать информацию о скорости вращения передних колёс автомобиля. Ну и для чёткой работы электроусилителя, в его системе управления находятся датчик усилия вращения рулевого вала (соответственно и рулевого колеса) и датчик угла поворота передних колёс машины.

С датчиков, блок управления постоянно считывает информацию, и при помощи специальной программы обрабатывает эту информацию и соответственно ей, контролируется крутящий момент на валу электродвигателя, который двигает рулевую рейку (вернее помогает двигать рейку) в зависимости от разных условий.

Ведь усилие сцепления колёс с дорогой может быть разным. Например на сухом асфальте провернуть рулевое колесо труднее, чем на льду. И если бы руль, благодаря рулевому усилителю, двигался бы с одинаковым усилием на разном дорожном покрытии, то у водителя потерялось бы чувство контроля дороги.

Поэтому на сухом асфальте, датчик усилия рулевого колеса мгновенно определяет, что руль крутится тяжелее (определяет по закручиванию торсиона), и крутящий момент на электродвигателе немного уменьшается (от того, что сила тока на двигателе уменьшается, благодаря блоку управления).

На скользком покрытии наоборот, (опять же благодаря датчику усилия поворота руля) блок управления, получив информацию с датчика усилия, тут же увеличивает крутящий момент на электродвигателе, и тот сильнее воздействует на рулевую рейку, интенсивнее помогая поворачивать колёса.

Водитель при этом чувствует, что руль на скользком покрытии поворачивается легче, чем на сухом асфальте. Благодаря этому водитель не теряет чувство дороги. В гидроусилителе всё происходит примерно так же (ссылка в начале текста), только без электронных датчиков, блока управления и электромотора (там другая система).

Если же электронный блок (благодаря информации с датчиков) определит, что рулевое колесо поворачивается с большей скоростью и на большой угол поворота, но при маленькой скорости движения автомобиля (что часто бывает при парковке машины) то сила тока на двигатель и крутящий момент на нём тут же увеличится, и водителю крутить руль станет ощутимо легче, чем в обычном режиме.

Ну а если на большой скорости движения машины, начать поворачивать руль (например при затяжном повороте), то система управления тут же определит (благодаря считыванию с датчика АБС о скорости вращения колёс) что крутящий момент на электромоторе нужно уменьшить, и руль становится поворачивать труднее. Это делает движение машины устойчивым и безопасным, и резко вильнуть рулём на большой скорости будет сложнее, чем на машине без электроусилителя.

То, что описано выше, только малая часть возможностей работы ЭУРа. Современные машины, напичканные электроникой, способны по команде водителя (от брелка) самостоятельно заезжать и выезжать из подземной стоянки. И при этом электрический двигатель выполняет роль водителя, воздействуя на рулевую рейку и поворачивая колёса, чтобы объехать препятствия.

Все препятствия считываются и объезжаются машиной благодаря видеодатчикам (на подобии датчиков парковки). Пример такой системы можно посмотреть на видеоролике под статьёй.

Вот вроде бы и всё про электроусилитель руля, если что то вспомню, так обязательно допишу, удачи всем.

Электронный усилитель рулевого управления | Детали KnowYou

Преимущество электронного усилителя рулевого управления (EPS) перед гидравлической системой состоит в том, что если двигатель глохнет, у вас по-прежнему будет усилитель рулевого управления. Это преимущество также может быть недостатком, если система должна отключиться при работающем двигателе, и вы потеряете усилитель рулевого управления.

Рис. 1

Водитель, не знающий об этом состоянии, будет обеспокоен, если электрический или электронный сбой произойдет при работающем двигателе, поскольку потери ассистента не ожидается.

Электронные системы рулевого управления с усилителем исключают необходимость в насосе, шлангах и приводном ремне, подключенных к двигателю с использованием переменной мощности. Конфигурация системы EPS позволяет разместить всю систему усилителя мощности на реечном рулевом механизме или в рулевой колонке.

Система не затягивает двигатель ни от насоса рулевого управления с гидроусилителем, ни от генератора, потому что она не будет оказывать помощь до тех пор, пока водитель не потребует помощи. Также нет гидравлической жидкости.

Рис.2

Безщеточное нанесение

Типичное приложение рулевого управления EPS использует двунаправленный бесщеточный двигатель, датчики и электронный контроллер для обеспечения поддержки рулевого управления. Двигатель будет приводить в движение шестерню, которую можно подсоединить к валу рулевой колонки или рулевой рейке. Датчики, расположенные в рулевой колонке, измеряют два основных сигнала водителя — крутящий момент (усилие на рулевом колесе), а также скорость и положение рулевого колеса.

Рулевое колесо в служебной информации называется маховиком.Входные данные крутящего момента, скорости и положения, сигнал скорости автомобиля и другие входные данные интерпретируются в электронном модуле управления.

Контроллер обрабатывает усилие на рулевом колесе и положение маховика с помощью серии алгоритмов для помощи и возврата, чтобы обеспечить правильную полярность и ток двигателя.

Другие входные данные, которые будут влиять на помощь и возврат, — это скорость автомобиля, частота вращения двигателя и системы управления шасси, такие как ABS и электронный контроль устойчивости (ESC).

В бесщеточном двигателе используется ротор с постоянными магнитами и три электромагнитные катушки для приведения в движение ротора. В большинстве приложений используется червячная передача двигателя для привода шестерни на рулевом валу или рейке ( Рис. 1 ).

Бесщеточный двунаправленный двигатель с постоянными магнитами и редуктор выполняют те же функции, что и силовой цилиндр в гидравлической системе.

Пары из шести переключающих транзисторов смещены вперед и перемещают ротор по часовой стрелке или против часовой стрелки.Пары — A + и C-; B + и A-; C + и B- ( Рис. 2 ). Направление ротора определяется последовательностью, в которой напряжение прикладывается к катушке A, B или C и возвращается на землю через присоединенную пару. Последовательность для часовой стрелки — ABC, а для против часовой стрелки — CBA ( Рис. 3 ).

Рис. 3

Основное назначение контроллера EPS — обеспечить управление двигателем. Процессор — это сердце контроллера ввода и вывода. Выход процессора управляет тремя парами транзисторов, которые управляют вращением двигателя.Первичный ввод в процессор поступает от датчика крутящего момента и датчика скорости и положения маховика.

Процессор также является неотъемлемой частью управляемой сети (CAN) и шины данных автомобиля для связи шасси и трансмиссии. Эта шина данных предоставляет информацию о скорости автомобиля, частоте вращения двигателя, ABS и ESC ( Рис. 3 ). Контроллер имеет адаптивную память и диагностику.

Бортовая диагностика (OBD II) выявила общие коды неисправностей.Отказ датчика крутящего момента, скорее всего, приведет к появлению диагностических кодов неисправности (DTC) U0130 — Потеря связи с модулем управления усилием рулевого управления — и U0131 — Потеря связи с модулем управления усилителем рулевого управления.

Датчик крутящего момента выполняет ту же функцию, что и торсион и золотниковый клапан в гидравлической системе. В электронном датчике используется торсион, как в золотниковом клапане.

Существует три различных типа электронных датчиков крутящего момента, которые подразделяются на контактные и бесконтактные.Бесконтактный датчик использует магнитный ротор с чередующимися полюсными наконечниками и прикреплен к торсиону.

Рис. 4 Датчики

Холла контролируют скручивание торсиона, измеряя изменение магнитного потока, создаваемого его положением на лопатки, расположенные на кольцах статора датчика.

Когда ротор движется, изменение магнитного потока создает сигнал для аналоговой чувствительной интегральной схемы (ASIC), которая обрабатывает сигнал и отправляет информацию вспомогательному алгоритму контроллера.ASIC — это описание того, что в общем называется «микросхемой» (, рис. 4, ).

Рис. 5

В контактных датчиках крутящего момента используется грязесъемник, прикрепленный к торсиону, и делитель напряжения, прикрепленный к вращающемуся мосту, прикрепленному к валу двигателя, для измерения скручивания торсиона. Вращающийся мост использует контактные щетки, которые подключаются к корпусу датчика и разъему для получения питания, заземления и передачи сигнала напряжения на контроллер ( Рис. 5, ).

Электрическая система рулевого управления будет удерживать датчик скорости маховика (HWSS) как для скорости, так и для положения.Он сохранит четыре цепи делителя напряжения и стеклоочиститель.

Делители напряжения изготовлены из резистивного материала на пленке, питаемой от 5-вольтового опорного напряжения, чтобы образовать четыре 90-градусных чувствительных элемента. Стеклоочиститель имеет контакт, который скользит по резистивной пленке и подает выходной сигнал на контроллер.

Диапазон сигнала от 0,5 до 4,5 вольт с плюсом или минусом 0,3 вольт. Например: датчик выдает от 0,2 до 4,8 вольт, когда рулевое колесо повернуто на 90 градусов.Затем датчик выдает 4,8–0,2 В на следующие 90 градусов поворота рулевого колеса в том же направлении.

Когда рулевое колесо повернуто на 360 градусов, напряжение изменится на 0,2–4,8, 4,8–0,2 и 0,2–4,8, 4,8–0,2 В при постоянном повышении и понижении напряжения.

Новые технологии будут по-прежнему внедряться в существующие системы. Дроссельная заслонка по проводам теперь стала обычным явлением как для отечественных, так и для импортных автомобилей.

Как это работает: Электроусилитель руля (EPS)

Электроусилитель руля (EPS) — еще один из тех новомодных гаджетов, которые привлекли плохую прессу.Но есть причина, по которой мировые производители автомобилей принимают его на вооружение — и все это связано с экономией топлива и сохранением истощающихся мировых запасов нефти.

EPS использует электродвигатель для помощи водителю транспортного средства, в отличие от традиционных систем, которые действуют на гидравлическое давление, создаваемое насосом, приводимым в действие двигателем транспортного средства. Этот насос работает постоянно, независимо от того, поворачивается ли руль или нет. Это постоянно увеличивает нагрузку на двигатель, отрицательно влияя на расход топлива автомобиля.

При переходе на электродвигатель нагрузка на двигатель снижается только до тех случаев, когда рулевое колесо поворачивается в ту или иную сторону, что обеспечивает лучшую экономию топлива. Нагрузка по-прежнему действует на двигатель, когда рулевое управление поворачивается за счет сопротивления, которое генератор переменного тока автомобиля накладывает на двигатель, когда требуется дополнительная электрическая нагрузка. Однако в совокупности это намного меньше сопротивления, чем у старого гидравлического насоса.

Так как это работает?
Электродвигатель, который установлен либо на рулевой колонке, либо на рулевом механизме (в наши дни обычно это реечная установка), передает крутящий момент на рулевую колонку, помогая водителю повернуть рулевое колесо.Датчики обнаруживают положение рулевого колеса и любые действия водителя — тянущие за руль для изменения направления автомобиля. Модуль управления передает вспомогательный крутящий момент через электродвигатель. Если водитель просто устойчиво держит колесо в положении для движения по прямой, система не оказывает никакой помощи.

EPS не только дает преимущество в виде экономии топлива, но также имеет несколько других хитростей. Система EPS, управляемая электроникой и компьютером, может быть запрограммирована на множество различных атрибутов.

Инженеры теперь могут программировать переменную помощь в различных режимах. Например, на скорости парковки максимальная помощь облегчает маневрирование на парковке и выезде из нее, но на скоростях по шоссе помощь рулевого управления уменьшается для повышения устойчивости автомобиля. Благодаря небольшому сопротивлению, встроенному в рулевое управление на скоростях на открытой дороге, автомобиль с меньшей вероятностью будет метаться из-за чрезмерной коррекции водителем.

Этот тип системы теперь можно запрограммировать для поддержки активных систем безопасности транспортного средства, таких как Lane Keep Assist (разные производители имеют разные соглашения об именах), где камера или лазер распознают дорожную разметку, так что, когда транспортное средство смещается с места полоса движения активируется рулевое управление, чтобы вернуть автомобиль в полосу движения.

Теперь с EPS доступны и другие более тонкие функции. К ним относится контроль развала, чтобы удерживать автомобиль против развала без ведома водителя, поскольку рулевое колесо требует меньше усилий для удержания (против развала дороги). Также возможно гасить колебания, которые движутся вверх по рулевой колонке (вызванные неровностями и выбоинами), с незначительными изменениями усилия рулевого управления, необходимого для удержания рулевого колеса в прямом положении.

Некоторые водители утверждают, что электронный усилитель руля менее чувствителен, чем старые гидравлические системы.Это зависит от нескольких факторов. Основным из них является базовая настройка геометрии рулевого управления автомобиля (установка углов установки колес). Если базовые настройки неудовлетворительны, то программирование усилителя мощности для устранения этих недостатков будет затруднено, и в результате может получиться менее идеальное ощущение рулевого управления (то же самое можно сказать и о рулевом управлении с гидравлическим усилителем).

Если базовая геометрия рулевого управления правильная, то величина усиления рулевого управления может быть бесступенчатой ​​и зависеть от скорости, с транспортными средствами, которые могут парковаться самостоятельно.

Где это закончится? Беспилотный автомобиль!

Ну, это совпадение; Системы, внедряемые в современные автомобили, которые в конечном итоге приведут к появлению беспилотных автомобилей, — это средства автомобильных компаний для медленной подготовки водителей к автоматизированным транспортным средствам будущего.

Как работает рулевое управление с электроусилителем (EPAS)?

Рабочий электроусилитель руля

EPAS означает рулевое управление с электроусилителем. Электроусилитель руля (EPS) — это еще одно название EPAS.Практически во всех современных автомобилях используется электроусилитель рулевого управления. Основная цель любого типа системы рулевого управления с усилителем — уменьшить усилие водителя, необходимое для управления транспортным средством, то есть крутящий момент, прилагаемый к рулевому колесу, и для этой же цели используется электродвигатель.

Строительство и работа:

Схема рулевого управления с электроусилителем (EPAS)

Кроме того, датчик угла поворота рулевого колеса и датчик крутящего момента измеряют положение рулевого колеса и крутящий момент, прилагаемый водителем к рулевому колесу соответственно.Позже эти данные передаются в электронный блок управления (ЭБУ). Кроме того, ЭБУ также контролирует общую скорость автомобиля. На основе этой информации ЭБУ вычисляет вспомогательный крутящий момент, необходимый для приложения, и, соответственно, сигнализирует вспомогательному блоку, то есть двигателю, для приложения желаемого крутящего момента к рулевому управлению.

Части EPAS (любезно предоставлено Auto Service Professional)

В зависимости от скорости автомобиля рулевое управление с электроусилителем предлагает переменный усилитель рулевого механизма. На низких скоростях система работает с максимальной эффективностью по сравнению с высокими скоростями.

Типичный EPAS (любезно предоставлено Babcox Media Inc.)

Преимущества EPAS:

1. Это высокоточная система, обеспечивающая лучший контроль над транспортным средством.
2. Помогает повысить экономию топлива автомобиля, поскольку для работы насоса рулевого управления не требуется топливо.
3. Это более легкая система.
4. Более эффективен, чем гидравлическая система рулевого управления.

Классификация EPAS:

В зависимости от расположения вспомогательного двигателя EPAS подразделяется на четыре различных типа:

Ассистент колонки, тип : В этой системе вспомогательный блок подключается к рулевой колонке.

Тип вспомогательного механизма ведущей шестерни: В этой системе вспомогательный блок соединяется с валом ведущей шестерни системы рулевого управления. Особенно эту конструкцию используют малолитражки.

Тип прямого привода: Эта система представляет собой комбинированный блок рулевого механизма и вспомогательного блока.

Тип ассистента стойки: В этой категории вспомогательный блок подключается к рулевой рейке. Обычно встречается на автомобилях среднего и большого размера.

Для получения дополнительной информации щелкните здесь.

Посмотрите, как работает рулевое управление с электроусилителем, здесь:

Читайте дальше: Что такое складная рулевая колонка? >>

О CarBike Tech

CarBikeTech — технический блог в автомобильной сфере. Он регулярно публикует специальные технические статьи по автомобильным технологиям.

Посмотреть все сообщения CarBike Tech

Принципы работы систем EPS

До повсеместного использования гидроусилителя рулевого управления в автотранспортных средствах вождение требовало значительно больших физических усилий со стороны водителя.Это было связано с полностью механической системой рулевого управления, которая состояла из рулевого колеса, колонки, соединенной с промежуточным рулевым валом, и рулевой рейки, которая поворачивала колеса. Поворот автомобиля был полностью основан на человеческих усилиях. Ситуация изменилась в 1950-х годах, когда компания Chrysler представила автомобильному миру концепцию гидроусилителя рулевого управления под торговой маркой «hydraguide». Хотя до революционных датчиков рулевого управления и электроусилителя руля (EPS) еще остались десятилетия.

Недостатки гидроусилителя руля

Гидравлика легла в основу первых принципов рулевого управления с гидроусилителем, установив гидроцилиндр между колонкой и рулевой рейкой.Этот плунжер сдвигается влево или вправо в зависимости от положения регулирующего клапана, соединенного с рулевым валом. Давление создавалось насосом, приводимым в действие дополнительным ремнем двигателя. Несмотря на то, что гидроэнергетические системы являются неотъемлемой частью автомобильного сектора, они не являются самым экономичным методом увеличения усилия человека, выполняемого рулевым управлением.

Как работают системы EPS?

Системы

EPS обладают рядом преимуществ по сравнению как с чисто гидравлическими, так и с гибридными системами рулевого управления без вспомогательного усилителя.Вместо двигателя с приводом от двигателя в системах EPS используется электродвигатель с рядом датчиков рулевого управления для динамического рулевого управления без паразитной потери характеристик двигателя. Датчики рулевого управления в системе EPS определяют как положение, так и уровни крутящего момента, прикладываемого к колонке, когда водитель поворачивает колесо, и программное обеспечение преобразует эти сигналы в соответствующий выходной сигнал через двигатель. Это более динамичный и энергоэффективный метод вспомогательного рулевого управления.

Датчики рулевого управления, используемые в системах EPS

Три основных типа датчиков рулевого управления обеспечивают этот выдающийся уровень производительности: датчики положения рулевого управления, датчики крутящего момента рулевого управления и датчики рулевого управления, которые предлагают комбинацию обоих.

Двумя ключевыми входными данными водителя, которые отслеживают эти датчики рулевого управления, являются угол поворота рулевого колеса и величина усилия, прилагаемого к повороту. После оценки этих входных сигналов электроника двигателя алгоритмически генерирует ответный выходной сигнал, обеспечивая интуитивно отзывчивое вспомогательное рулевое управление. Широкий спектр этих интегрированных датчиков рулевого управления доступен для все более разнообразной глобальной автомобильной промышленности.

Датчики рулевого управления от TT Electronics

TT Electronics — мировой лидер в производстве и поставке датчиков рулевого управления для меняющегося рынка.Мы постоянно совершенствуем давно зарекомендовавшие себя системы, помогая инженерам разрабатывать более динамичные и эффективные автомобили, чем когда-либо прежде. Наш широкий ассортимент датчиков рулевого управления охватывает как магнитные, так и контактные технологии с углами поворота от 360 до 900 °. Каждый из них компактен, с ограниченным количеством проводов для поддержания малого форм-фактора, который оказался неотъемлемой частью успеха современных систем EPS.

Синфазные дроссели от TT Electronics идеально подходят для шумоподавления в автомобилях EPS

Если вы хотите узнать больше о нашем ассортименте датчиков рулевого управления или у вас есть вопросы об использовании наших продуктов в автомобилях, таких как электрические и гибридные электромобили (EV / HEV), дизельные и бензиновые автомобили, тяжелая промышленность и военные автомобили, просто свяжитесь с член команды сегодня.

Электроусилитель рулевого управления — Lixin Automotive Электрика и электроника

Электроусилитель рулевого управления — это система рулевого управления, обеспечивающая дополнительное усилие рулевого управления с помощью электродвигателя, прикрепленного к рулевому механизму. Это новейшая система рулевого управления без обычных деталей с гидроусилителем. EPS может оказать помощь в любое время, даже без запуска двигателя, когда аккумуляторная батарея более 10В.

Преимуществами EPS являются низкое энергопотребление двигателя, поскольку двигатель работает только тогда, когда активировано реальное рулевое управление; может быть легко интегрирован в другую систему контроля безопасности, такую ​​как контроль устойчивости, контроль тяги.EPS подходит для гибридных и электромобилей.

На рынке представлено 4 различных типа EPS:

1. Колонный, мотор прикреплен к рулевой колонке прямо под рулевым колесом
2. Pinon типа, мотор расположен под универсальным шарниром и над рулевым колесом коробка, непосредственно управляющая валом рулевой шестерни;
3. Двойная шестерня, электродвигатель, установленный на рулевой рейке, и двигатель приводит в действие другую шестерню;
4. Параксиальный тип.Электродвигатель является частью рулевой рейки или отдельным двигателем, прикрепленным к рейке с помощью рециркулирующей шариковой передачи или зубчатого ремня для привода рейки. Система отличается высокой эффективностью и низким коэффициентом трения.

Тип колонны	Тип шестерни
Двойная шестерня	Параксиальный тип

1, Мотор и управление 200 9021 EPS Двигатель 902 обычный щеточный двигатель постоянного тока.Принцип действия двигателя постоянного тока такой же, как и у автомобильного стартера, однако внутренняя структура будет отличаться. У них есть щетки, коммутатор, ротор, катушки и магнитное поле. Мотор

EPS должен вращаться в двух направлениях, так как нам нужно поворачивать автомобили влево и вправо. Это легко сделать, поскольку мы просто меняем полярность источника питания.

Цепь управления показана на левой принципиальной схеме. Четыре полевых МОП-транзистора управляют вращением двигателя. Входами ЭБУ являются датчик крутящего момента рулевого управления, датчик угла поворота рулевого колеса, датчик скорости автомобиля, а также напряжение аккумуляторной батареи и скорость рулевого управления.

Очень часто мы используем бесщеточные двигатели из EPS. Разница в схеме подключения — 3 провода для бесщеточного двигателя и 2 провода для щеточного двигателя. Нам нужно как минимум 6 полевых МОП-транзисторов для включения трех катушек в правильной последовательности. Принцип работы бесщеточного двигателя можно увидеть в следующей анимации:

2, Датчик крутящего момента в EPS

В автомобилях мы используем торсион, установленный в середине рулевого управления. колонка для обнаружения крутящего момента крутящего момента, который водитель прикладывает к системе рулевого управления.Датчик крутящего момента прикреплен к рулевой колонке рядом с торсионом для преобразования крутящего момента в электрический сигнал. ЭБУ EPS использует сигнал для расчета мощности, необходимой двигателю.

Существуют разные методы определения крутящего момента, однако датчики на эффекте Холла и магниторезистивные датчики являются двумя распространенными типами. Узел датчика состоит из многополюсного магнитного кольца, закрепленного в середине торсиона; статор, изготовленный из мягкого ферромагнитного материала, состоит из двух частей, одна из которых установлена ​​со стороны входа, а другая — со стороны выходного вала; Внешняя часть — это концентратор потока и датчик холла.Во время работы поворот входного и выходного валов рулевого управления обеспечивает изменение магнитного поля, которое прямо пропорционально угловому перемещению, и может быть преобразовано линейным датчиком эффекта Холла. Сигнал отправляется в ЭБУ для дальнейшей обработки для управления микросхемой трехфразового драйвера.

VW использует датчик магнитного резистора для определения крутящего момента на рулевой колонке. Рулевая колонка и рулевой механизм соединены между собой торсионным стержнем, который является обычным в конструкции рулевого управления автомобилей.Магнитный ротор прикреплен к рулевой колонке у основания, а датчик магнитного сопротивления прикреплен к стороне рулевого механизма. Магнитный ротор и датчик находятся в одной плоскости. Если водитель поворачивает рулевую колонку, рулевая колонка и рулевой механизм перемещаются друг относительно друга и выдают электрический сигнал. Выходное напряжение датчика следует синусоидальной и косинусоидальной кривой при вращении магнита. Выходной электрический сигнал обрабатывается ЭБУ с помощью функции обратной тангенсации.
Toyota использует другой подход для измерения крутящего момента рулевой колонки, который представляет собой датчик крутящего момента индукционного типа от гибридного автомобиля Prius модели 2004 года. Он отличается от первого поколения, в котором используются две сенсорные площадки, расположенные слева и справа от выходного вала, прикрепленного к торсиону, и они находятся прямо на верхней части двигателя EPS. На каждой подушечке есть два пальца. При повороте рулевой колонки пальцы подушки сжимаются, и выходное напряжение датчика изменяется соответствующим образом.ЭБУ получает напряжение для управления двигателем. Датчик крутящего момента второго поколения в Toyota Prius состоит из трех колец обнаружения и двух катушек. Кольцо обнаружения 1 и 2 соединяется с входным валом, а кольцо 3 соединяется с выходным валом. Катушка на входной стороне — это катушка коррекции и катушка обнаружения на выходном валу. Индукция катушки обнаружения изменяется из-за движения входного и выходного валов (зубцов), потому что между ними находится торсион. Индуктивность пропорциональна вращательному движению, следовательно, определяется крутящий момент, приложенный к рулевому валу.
3, Датчик угла поворота рулевого колеса

VW использует фотоэлектрический датчик луча для определения угла поворота. Датчик угла поворота рулевого колеса расположен под рулевым колесом за спиральной пружиной подушки безопасности. Датчик состоит из двух колец: абсолютного и инкрементного. Все они разделены на пять сегментов, каждый по 72 градуса. Одна пара электрофотографических лучей используется для считывания показаний кольца инкремента, а шесть пар фотоэлектрических датчиков используются для считывания абсолютного кольца. Они могут определять угол поворота до 1044 градусов.

4, EPS Рулевой механизм

Существует два основных типа механизма зацепления рулевого управления: первый — шестерня для двигателя, установленная на рулевой колонке, вал-шестерня или как вторая шестерня, другой тип — это рециркуляционная шариковая передача для зубчатого ремня и параллаксиального двигателя. Шаровая передача с рециркуляцией — это система, в которой цепь с шариками возвращается через канал, встроенный в гайку рециркуляции шара.

5, пример EPS

6, видео на YouTube для EPS, который приводится в действие двигателем на шестерне

YouTube Video