принцип работы и схема узла
Рулевое управление01.12.20160 1 534 2 minutes read
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.
Оглавление
- 1 ГУРы и ЭУРы: враги или коллеги
- 2 Устройство электроусилителя руля: где искать и как работает
- 3 ГУР и ЭУР: кто же лучше?
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!
Статьи по теме
ᐉ Электроусилители рулевого управления
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.
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.
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.
[dwqa-list-questions tag=»elektrousilitel»]Что такое гидроусилитель руля и как он работает?
перейти к содержанию Как работает гидроусилитель руля?- Посмотреть увеличенное изображение
Все мы любим плавную езду.
Первая система рулевого управления с усилителем была представлена в 1900 году Робертом. E Twyford из Питтсбурга, однако, только когда Cadillac выпустил Chrysler Imperial в 1951 году, гидроусилитель руля стал американским стандартом.
Что такое гидроусилитель руля? И как это работает? Давайте углубимся в детали всего, что касается системы гидроусилителя руля.
Что такое усилитель руля Усилитель руля — это механическое устройство, устанавливаемое на транспортном средстве, которое уменьшает усилие, необходимое для поворота рулевого колеса, облегчая поворот или маневрирование автомобиля на низких скоростях. Существует три основных типа систем рулевого управления с гидроусилителем, таких как рулевое управление с гидравлическим усилителем (HPS), рулевое управление с электроусилителем (EPS) и рулевое управление с гидроусилителем (EPHS).
В настоящее время наиболее распространенными системами рулевого управления с усилителем являются HPS и EPS.
Как работает усилитель рулевого управленияТеперь, когда мы рассмотрели различные типы, давайте обсудим, как работают две наиболее распространенные системы.
Гидравлическая система рулевого управления с усилителемИспользуя гидравлическое давление, создаваемое насосом с приводом от двигателя, или насосом рулевого управления с усилителем, это давление способствует повороту рулевого колеса. Насос гидроусилителя руля приводится в действие поликлиновым ремнем или вспомогательным приводом, подавая жидкость для гидроусилителя руля под давлением в шланг гидроусилителя руля и, в конечном итоге, доставляя ее к клапану управления гидроусилителем на рулевом механизме.
Жидкость гидроусилителя рулевого управления хранится в резервуаре для жидкости, который обслуживается шлангом гидроусилителя рулевого управления со стороны низкого давления, возвращающим жидкость под низким давлением.
HPS имеет свои недостатки. Поскольку насос гидроусилителя руля, установленный на большинстве автомобилей, работает постоянно и все время качает жидкость, он тратит впустую мощность. Эта потраченная впустую мощность превращается в потраченное впустую топливо и более высокие выбросы. Системы рулевого управления с гидравлическим усилителем также склонны к утечкам и шумам и обычно приводят к отказу из-за обрыва поликлинового ремня.
Система рулевого управления с электроусилителемВ этой системе электродвигатель заменяет компоненты, из которых состоит HPS. Двигатель, который отделен от двигателя автомобиля, установлен на рулевой рейке или рулевой колонке. Система рулевого управления с электроусилителем часто является предпочтительной системой из-за ее эффективной экономии топлива и более низкого уровня выбросов.
Кроме того, EPS настраивается в зависимости от типа автомобиля, скорости движения и даже предпочтений водителя, а также устраняет опасность для окружающей среды, связанную с утечкой и утилизацией жидкости гидроусилителя руля.
Наконец, если двигатель выходит из строя или глохнет, электропомощь продолжает работать.
Типы жидкостей для гидроусилителя руляВ зависимости от типа системы гидроусилителя руля на вашем автомобиле будет определяться тип жидкости для гидроусилителя руля. Доступны три основных типа жидкостей для гидроусилителя руля:
- Жидкость для автоматических трансмиссий (ATF)
- Гидравлическая жидкость на синтетической основе
- Универсальная жидкость для усилителя рулевого управления
Каждая из этих жидкостей имеет разные стандарты спецификаций и предназначена для работы с определенными системами. Важно понимать, что использование неподходящей жидкости для гидроусилителя руля вашего автомобиля может привести к повреждению системы рулевого управления.
Профессиональное техническое обслуживание гидроусилителя руля Система гидроусилителя руля вашего автомобиля, хотя и необходима для его работы, является деликатной системой, требующей обслуживания профессионалами для правильного обслуживания.
Есть некоторые признаки, на которые следует обратить внимание, если гидроусилитель руля нуждается в обслуживании. К ним относятся:
- Воющие звуки при повороте колеса
- Трудность или сопротивление повороту рулевого колеса
- Утечка красной жидкости под автомобилем
Если вы подозреваете, что что-то не так с вашей системой рулевого управления с усилителем, назначьте встречу с местным представителем Telle Tire, чтобы быстро и безопасно вернуться на дорогу!
2022-11-08T17:24:16+00:00The Telle Difference
Вы бы отбуксировали свою машину за 100 миль, чтобы получить лечение?
17 августа 2016 года Сэнди С. и ее двухлетняя дочь ехали на запад по I-64 из Сент-Луиса в Канзас-Сити. Когда случилось немыслимое, Сэнди не нужно было дважды думать, чтобы понять, что делать дальше.
Отзывы
Четыре поколения спустя мы по-прежнему движемся по вашему пути.
Более 80 лет мы концентрируемся на самом важном. Наши клиенты. Каждый день вы питаете нашу страсть служить. И спустя более 80 лет мы только начинаем. Как семейный бизнес, мы всегда ставим семью на первое место. Держите их в движении с 19 лет42, и готов сделать то же самое для вашего. В Telle колеса никогда не перестанут вращаться, чтобы служить вам лучше. Так что ищите новые услуги, предоставляемые с той же приверженностью. Потому что здесь мы всегда будем в центре внимания.
Узнать больше
Ссылка для загрузки страницы Перейти к началуСистемы проверки рулевого управления с усилителем
Применяйте высокоточный крутящий момент рулевого управления, боковые и вертикальные входные данные для характеристики, тестирования и настройки электрических и гидравлических систем рулевого управления. Доступные в компактных 3- и 5-осевых конфигурациях, эти системы развертываются поставщиками и OEM-производителями по всему миру для оценки долговечности и характеристик рулевого управления легковых автомобилей, внедорожников и легких грузовиков в реальных условиях нагрузки.
Приложения
- Долговечность
- Характеристика
Образцы для испытаний
- Системы рулевого управления с электроусилителем
- Гидравлические системы рулевого управления с усилителем
Посмотреть полную информацию о продукте Запросить цену
Основные характеристики продукта
Точный
Высокочувствительный модуль рулевой колонки с низким крутящим моментом точно воспроизводит входную жесткость и инерцию автомобиля и оснащен шестиосевым позиционером для точного соответствия геометрии автомобиля.
Промышленный стандарт
Элементы управления FlexTest и программное обеспечение RPC обеспечивают очень гибкую среду программирования, предлагая генерацию функций, воспроизведение временной истории и загрузку блочного цикла,
Универсальный
Дополнительные климатические камеры, решения для интеграции автомобильных шин и интерфейс «человек в контуре» могут быть интегрированы для соответствия меняющимся требованиям к испытаниям.
Ускоренное тестирование
Системы рулевого управления MTS можно интегрировать в гибридные модели, чтобы расширить возможности тестовой системы на ранних этапах проектирования автомобиля.
Сравнение моделей
Модель 335
Система базового уровня, предназначенная для выполнения основной части лабораторных испытаний системы рулевого управления
- Базовые испытания на долговечность и производительность
- Входы рулевого управления (угол/крутящий момент)
- Боковые входы (x2)
Модель 337
Усовершенствованная система, разработанная для высокоточного воспроизведения реальных сред обслуживания
- Сложный сравнительный анализ и характеристика долговечности
- Входы рулевого управления (угол/крутящий момент)
- Боковые входы (x2)
- Вертикальные входы (x2)
Технический обзор
- Модуль рулевой колонки с низким крутящим моментом (вход рулевого управления)
- Система привода насоса ГУР
- Регулирование температуры жидкости гидроусилителя руля
- Контроллер FlexTest
- Интерфейс пользователя
- Пластина с Т-образным пазом
- Входы для соединительных тяг (335: боковые; 337: боковые и вертикальные)
- Реактивное крепление рулевой рейки
- Гидравлическое распределение/накопление
- Образец для испытаний системы рулевого управления
ПОЛУЧИТЕ МАКСИМУМ ОТ ВАШИХ ИНВЕСТИЦИЙ
Наши специалисты всегда готовы помочь вам оставаться на плаву.