Электроусилитель тормозов принцип работы

Содержание

В чем разница между гидравлическим усилителем тормозов и вакуумным усилителем тормозов?

Электроусилитель тормозов принцип работы

Упрощенно говоря, такая вещь, как усилитель тормозов, или, как его называть технически более верно – гидроусилитель тормозного привода, использует гидравлику (гидравлическую жидкость), в то время как вакуумный усилитель тормозов использует вакуум, разряжение, создаваемое обычно вакуумным насосом, для остановки вашего автомобиля.

В вашем автомобиле, какого бы он ни был года выпуска, по умолчанию будет стоять тормозная система – это логично. Она стояла и на самых первых транспортных средствах. Но за 100 с лишним лет в определенные вехи истории развития автостроения этот важнейший элемент безопасности несколько раз подвергался значительным эволюционным изменениям, то есть улучшался.

Однако, несмотря на доработки, основной принцип остается прежним: давление на рычаг так называемой «тормозной педали» от мышц ноги создает давление в тормозной магистрали, благодаря чему колодки прижимаются к тормозным дискам и автомобиль замедляется или останавливается. Но даже в таком знакомом всем элементе есть как минимум один нюанс, который многие путают, а именно разницу в принципе работы между гидравлическим и вакуумным усилителем тормозов.

Так в чем разница между двумя типами усилителей?

По правде говоря, и гидравлический усилитель тормозов, и вакуумный его аналог – это суть одно и то же. Каждый из них использует давление, чтобы помочь водителю в применении гидравлической жидкости в тормозных магистралях и активации тормозной системы по ее прямому назначению без лишних усилий. При этом стоит помнить, что неработающий усилитель тормозного механизма не будет препятствовать нарушению работы тормозной системы и ее эффективности, хотя использовать ее будет не так комфортно и потребуется прикладывать гораздо больше усилий правой ноги.

Тем не менее у людей возникает путаница в тот момент, как только они впервые сталкиваются с двумя этими похожими, но почему-то отличающимися друг от друга системами. Другие автовладельцы, которые с техникой не «на ты», вообще искренне удивляются тому, что систем усилителей существует больше, чем одна.

Чтобы упростить понимание, давайте разберемся, в чем разница в работе вакуумного усилителя тормозов в отличие от его гидравлического аналога. А также дадим подсказки для диагностики потенциальных проблем с каждым из этих типов.

Принцип действия

Вакуумный усилитель тормозов получает свою мощность через вакуумную систему, соединенную с впускным коллектором двигателя или вакуумным насосом.

Этот тип усилителя наиболее распространенный. Вакуум поступает в усилитель, который подает давление в гидравлические тормозные магистрали при нажатии на педаль тормоза. Вакуум, создаваемый двигателем (или насосом), приводит в действие внутреннюю камеру, разделенную резиновой диафрагмой на две части: вакуумную и атмосферную. В первой давление ниже атмосферного, во второй оно равно ему. При активации тормозов атмосферная камера через следящий клапан соединяется либо с вакуумной в расторможенном состоянии, либо с атмосферной.

Диафрагма с одной стороны соединена со штоком для привода поршня главного цилиндра, а с другой стороны через следящий клапан – с толкателем, идущим от тормозной педали.

При нажатии на педаль система инициирует разряжение в вакуумной полости, за счет чего диафрагма перемещается в сторону разряжения, добавляя усилие на тормозную педаль и облегчая торможение в 2, 3, 4 раза.

Три основных причины отказа вакуумного усилителя тормозов:

Нет вакуумного давления от двигателя (не работает вакуумный насос);

Неспособность усилителя создать вакуум внутри (разгерметизация полостей усилителя);

Поломка деталей системы, таких как обратный клапан и вакуумная магистраль.

Признаки поломки вакуумного усилителя

Тормозная педаль становится более тугой. Ее гораздо сложнее продавить, при этом эффективность торможения будет снижаться при той же силе нажатия на педаль. Это самый явный и первый признак, который говорит о возникших проблемах с усилителем;

Также опытные механики сообщают, что при некоторых поломках в системе усилителя во время нажатия на педаль может слышаться шипение, повышаться, но не всегда, расход топлива.

Алгоритм проверки вакуумного усилителя

Самая простая проверка

Двигатель заглушен. Несколько раз нажимаем на педаль тормоза. Выжав ее до упора и не отпуская, заводим автомобиль. Если в усилителе нормально создается вакуум, то педаль после появления разряжения продавится под усилие ноги еще немного больше.

Второй вариант проверки работы усилителя

Заводим автомобиль на 5 минут на холостых оборотах. Глушим. Нажимаем на тормозную педаль раз. Затем еще раз. Если при втором или третьем нажатии ход педали при том же усилии уменьшается, скорее всего, имеет место проблема с усилителем.

Как работает гидравлический усилитель тормозов?

Система гидравлического усилителя работает почти идентично вакуумной системе, но вместо того чтобы полагаться на разряжение, она использует непосредственно давление гидравлики.

Шток силового цилиндра воздействует на поршень главного тормозного цилиндра. При нажатии педали в распределителе перекрывается доступ к расширительному бачку, открываясь в полость силового цилиндра. Усилия на штоке от педали и от давления жидкости на поршень цилиндра суммируются (в гидроусилителе давление жидкости в системе выше за счет гидроаккумулятора) и передаются на поршень главного тормозного цилиндра, увеличивая усилие.

Усилитель тормозов приводится в действие насосом гидроусилителя руля и обычно выходит из строя одновременно с ГУР. Фактически это обычно первый и единственный индикатор отказа гидроусилителя тормозов. Впрочем, данная технология оборудована аварийной системой, способной поддержать комфортную работу тормозов в течение короткого периода времени в случае разрыва шланга гидроусилителя рулевого управления или обрыва ремня гидроусилителя рулевого управления.

Источник: http://www.1gai.ru/baza-znaniy/522735-v-chem-raznica-mezhdu-gidravlicheskim-usilitelem-tormozov-i-vakuumnym-usilitelem-tormozov.html

Что такое электроусилитель руля (ЭУР) автомобиля?

Электроусилитель тормозов принцип работы

Гидравлический усилитель в свое время был настоящим прорывом в автомобилестроении, поскольку именно он дал возможность управлять машиной легко и с комфортом. Долгие годы ГУР был единственным типом усилителя, но сравнительно недавно в новые модели автомобилей начали устанавливать электроусилитель руля, ЭУР. Благодаря ему удалось наконец-то избавиться от гидравлической системы, которая была слабым местом в рулевом управлении и требовала регулярного обслуживания.

Что такое ЭУР и для чего он нужен?

ЭУР

Несмотря на совершенно другую конструкцию и принцип работы, назначение ЭУР не изменилось — он умножает усилие, прикладываемое водителем к рулю, фактически, перенимая на себя большую часть работы, требуемой для поворота колёс автомобиля. Это, так сказать, основная его функция, которая ничем не отличается от назначения ГУР.

Однако электрическая система дает дополнительные возможности, которыми предыдущее поколение усилителей похвастать не могло. Например, возможность настройки, что дает более точное и четкое управление в любом режиме.

Кроме того, поскольку электроусилитель может напрямую управляться электронным блоком управления (ЭБУ) автомобиля, он прекрасно работает в паре с системой курсовой устойчивости, «подруливая» при некорректно выполненных поворотах и страхуя водителя.

Если на автомобиль установлена система автоматической парковки, в нём будет и ЭУР, который точно и вовремя выполняет все команды ЭБУ. К стати EPS (Electric Power Steering) — это иностранная аббревиатура, которая означает тоже что и ЭУР.

Устройство электроусилителя руля

Схема устройства ЭУР

По сути, ЭУР – это электродвигатель, который включается в нужный момент и создает в механизме рулевого управления дополнительное усилие. Но, как и вся современная техника, устройство ЭУР постепенно «обросло» дополнительными элементами, которые помогают быстрей и точней реагировать на действия водителя.

Сам ЭУР состоит из нескольких компонентов.

  1. Основная часть – асинхронный электродвигатель.
  2. Блок управления (связан с ЭБУ автомобиля).
  3. Датчики положения рулевого колеса (поворота руля) и крутящего момента. Первый ставится на руль и показывает, на какой угол он отклонился. Второй устанавливается на торсион на стыке рулевого вала и рейки. Он показывает усилие, приложенное к рулю. Иногда ставится еще и датчик скорости поворота руля.
  4. Передаточный механизм (сервопривод), конструкция которого зависит от того, где именно в системе рулевого управления установлен электроусилитель руля.

Виды ЭУР

Как и всё в конструкции автомобиля, ЭУР эволюционировал, и теперь есть несколько его разновидностей, каждая из которых нашла свое применение в различных типах автомобилей. И если основной его принцип остался неизменным, некоторые детали серьезно влияют на качество и удобство работы. За местом установки различают 3 основных вида.

  1. Электроусилитель руля, встроенный в рулевую колонку.
  2. Двухвальный ЭУР, встроенный в рулевую рейку.
  3. ЭУР с винт-шариковым соединением.
Читайте также  Что подразумевается под тормозным путем?

Эти виды отличает схема подключения электромотора и тип привода, и каждый из них имеет свои преимущества и недостатки. Рассмотрим их все.

Электроусилитель, встроенный в рулевую колонку с червячной передачей

Устройство ЭУР встроенного в рулевую колонку с червячной передачей

Самый простой и дешевый тип электроусилителя. Мотор и червячный редуктор крепятся непосредственно на рулевую колонку и управляют ею. При этом остальные элементы рулевого управления (в частности, рейка) не меняются.

Такое исполнение удобно тем, что электромотор располагается в салоне автомобиля, а значит, его легко демонтировать, обслуживать, и при этом он меньше страдает от холода и влаги. К тому же, простая конструкция рулевой рейки упрощает и удешевляет ремонт. Однако такая система не справляется с большими нагрузками, поэтому ставится на автомобили малого класса.

На видео, ниже, наглядно показан принцип работы такого электроусилителя.

Электроусилитель, встроенный в рулевую рейку

ЭУР встроенный в рулевую рейку: 1 – датчик момента на рулевом колесе; 2 – ведущая шестерня 1; 3 – ведущая шестерня 2; 4 – электродвигатель усилителя; 5 – электронный блок усилителя; 6 – датчик угла поворота рулевого колеса; 7 – торсион вала рулевого управления

Более сложная в обслуживании конструкция, которая используется в автомобилях среднего класса. Как понятно из названия, электромотор устанавливается в рулевую рейку на стыке между ней и промежуточным валом. Здесь используется уже шестерня, которая передает усилие на саму рейку.

Основной недостаток этого вида ЭУР в том, что он размещается на рейке, а значит, больше страдает от внешних факторов. И хоть устройство имеет защитный кожух, оно всё равно постепенно портится от влаги и перепадов температуры. А расположение в подкапотном пространстве усложняет демонтаж и ремонт.

Сложная конструкция, в которой электромотор ставится на рейку не со стороны рулевой колонки, а с противоположного конца. Для управления используются две шестерни: одна соединяется с промежуточным валом и вращается непосредственно от усилия, которое прикладывает водитель. Вторая шестерня установлена с другой стороны рейки и управляется электромотором. Такая сдвоенная конструкция сильно поднимает стоимость покупки или ремонта рулевой рейки. С другой стороны, за счет своих особенностей надежность этого механизма довольно высокая.

ЭУР с винт-шариковой гайкой

Устройство ЭУР с винт-шариковой гайкой

Это самый новый и самый удачный вариант электроусилителя. Прежде всего, в нём используется другая конструкция мотора, у которой практически нет инерции при остановке или в начале работы. И нет червячной передачи, которая отбирала на себя часть усилия электродвигателя. Благодаря этим изменениям точность и информативность руля достигают максимальных показателей.

Работа ЭУР с винт-шариковой гайкой

Для управления используется шариковая гайка, соединенная непосредственно с электромотором. При работе мотор вращает гайку в одну или другую сторону, а она, в свою очередь, перемещает рулевую рейку, как показано на анимации выше.

Принцип работы ЭУР

Теперь, когда основные разновидности ЭУР понятны, можно говорить о том, как работает это устройство. На видео, выше, наглядно показан принцип действия разных видов электроусилителей руля.

Если говорить в общем, принцип работы заключается в том, чтобы включить в нужное время электромотор, «докрутить» руль до нужного угла поворота, а затем вернуть его в среднее положение, когда маневр завершен. Однако такое объяснение не слишком раскрывает общую картину. Что же происходит, когда водитель начинает поворот?

  1. Первыми включаются датчики. Основной – это датчик крутящего момента, который встроен в торсионный вал. Чем дальше водитель поворачивает руль, тем на больший угол поворачивается торсион. Плюс к этому есть и датчик угла поворота руля, а также датчик скорости поворота руля. Данные с них уходят в электронный блок управления ЭУР.
  2. Информация с блока управления ЭУР уходит в ЭБУ автомобиля. Там она соотносится с данными датчиков АБС (информация о скорости автомобиля) и режимом работы двигателя (эту информацию передает датчик оборотов коленвала).
  3. Затем команда от ЭБУ снова поступает на блок управления электроусилителем руля. Мотор включается и поворачивает рулевую колонку или рулевую рейку. А затем он же возвращает колёса в среднее положение.

Режим работы электроусилителя зависит от того, с какой скоростью движется машина (малой, средней или большой), а также от того, требуется ли возврат и поддержание колес в среднем положении. Благодаря электронике он всегда работает в оптимальном режиме.

Преимущества и недостатки ЭУР

Нет ничего идеального, и к ЭУР это тоже относится. Есть у этой системы и плюсы, и минусы, которые нужно учитывать при выборе автомобиля

Преимущества ЭУР:

  1. Основной плюс – простота конструкции и отсутствие сложной гидравлики. Не нужно беспокоиться о тормозном цилиндре, прокладках, замене жидкости. Для обслуживания понадобится разве что смазка механического привода.
  2. Меньше поломок, ведь чем проще система, тем меньше в ней отказов. Особенно хорошо это видно на тех ЭУР, которые размещены на рулевой колонке.
  3. Экономия топлива. Дотошные европейские эксперты посчитали, что если не использовать привод от двигателя автомобиля, это позволит снизить расход топлива. ЭУР включается только когда выполняется поворот.
  4. Возможность настройки, программирования или отключения усилителя. Это позволяет лучше контролировать автомобиль и настроить обратную связь «под себя».
  5. Приятный бонус – бесшумная работа. Если узел исправен, он вообще никак не звучит.
  6. И, как ни странно, цена ЭУР ниже, чем цена ГУР.

Недостатки ЭУР:

  1. Большинство минусов связано с ремонтом ЭУР. И в первую очередь это стоимость такой услуги. Зачастую электродвигатель при неисправности меняют полностью, то же относится и к датчикам. А цена ремонта или замены рулевой рейки с интегрированным ЭУР – вообще печаль-беда.
  2. Высокая информативность доступна только в дорогих современных моделях усилителя.
    Могут выйти из строя или засбоить датчики, после чего электроусилитель перестает адекватно работать.
  3. И, наконец, малопонятная система дает простор для махинаций мастеров на СТО.

Заключение

Несмотря на все недостатки, схема ЭУР продолжает совершенствоваться. Последние модели ушли далеко вперед от первых попыток заменить гидравлику электроприводом. А учитывая, что система автопилота, автоматической парковки, удержания в полосе и т.д. требует именно электроусилителя, можно рассчитывать на то, что в ближайшем будущем появятся новые, более надежные и доступные конструкции.

Источник: https://VazNeTaz.ru/eur-elektrousilitel-rulya

Устройство и принцип работы электроусилителя руля

Электроусилитель тормозов принцип работы

Одна из проблем, стоявших перед конструкторами с начала эпохи автомобилестроения – облегчить рулевое управление. Долгое время способ решения был один: увеличить диаметр руля и повысить передаточное отношение привода. Такой метод позволял относительно легко управляться даже с многотонными грузовиками.

Требования к комфорту и эргономике почти не предъявлялись, поэтому то, что для маневрирования водителю приходилось делать 5-6 оборотов огромным рулем от края до края, во внимание не принималось. В наши дни инженеры нашли более изящный выход — электроусилитель руля.

Этот механизм при помощи электромотора создает вспомогательное усилие на рулевом валу при его повороте.

Появился он относительно недавно и постепенно начинает вытеснять своих предшественников – гидро- и электро-гидроусилитель.

Устройство и принцип действия электроусилителя руля

Основными элементами системы являются бесщеточный электромотор, механическая передача (сервопривод), датчики угла поворота руля и крутящего момента и управляющий блок. Дополнительно механизм может оснащаться датчиком скорости вращения руля. Устройство сервопривода на разных типах автомобилей различается (подробнее об этом ниже).

Главный датчик в электроусилителе руля – датчик крутящего момента. Выполнен он следующим образом: в разрез рулевого вала встроен торсион, на концы которого устанавливаются элементы датчика, принцип действия которого может быть оптическим или магнитным.

Принцип работы электроусилителя руля следующий. С поворотом руля торсион на валу закручивается тем сильнее, чем больше прилагаемое усилие. Величина приложенного усилия оценивается по взаимному расположению частей датчика.

Измеренное значение передается в блок управления. Второй датчик измеряет угол поворота руля и также передает измерения в управляющий блок, куда дополнительно поступают данные о скорости движения машины (от ABS системы) и оборотах двигателя (от контроллера). А на основании всей полученной информации, электронный блок управления рассчитывает величину вспомогательного усилия, и подает на электромотор напряжение нужной величины и полярности.

Через сервопривод электродвигатель перемещает рулевую рейку или вращает рулевой вал.

При движении с небольшой скоростью, например, на парковке, когда приходится быстро поворачивать колеса из одного крайнего положения в другое, электромотор работает с максимальной мощностью, и обеспечивается так называемый «легкий руль». И наоборот, когда машина едет по трассе с высокой скоростью, руль поворачивается на небольшие углы, поэтому вспомогательное усилие минимально, руль получается более «тяжелым». Вдобавок, электроусилитель руля способен увеличивать реактивное усилие, которое возникает при повороте колес, помогая им вернуться в среднее положение.

Нередко возникает необходимость в поддержании среднего положения колес, например, при сильных порывах бокового ветра или неодинаковом давлении в шинах, в подобных ситуациях блок управления обеспечивает постоянное корректирующее усилие. В программном обеспечении системы заложена и компенсация увода переднеприводной машины в сторону из-за разной длины валов привода колес.

Конструкция электроусилителя руля

Несмотря на общее устройство, конструктивно электроусилитель руля может быть выполнен различными способами в зависимости от того, на каком типе автомобилей он устанавливается.

На автомобилях малого класса ЭУР устанавливается на рулевую колонку.

Читайте также  Смазка для цилиндров суппортов дисковых тормозов

Они не нуждаются в большом усилии на руле, поэтому электромотор и механическая передача получаются компактными и помещаются в салоне авто под рулевым колесом. Там же размещаются и датчики. В результате устройство надежно защищено от пыли, грязи и высокой температуры, царящих в подкапотном пространстве, что наилучшим образом сказывается на сроке службы.

У машин среднего класса электроусилитель руля размещается на рулевой рейке, вспомогательное усилие на которую передается через шестерню.

Внедорожники и микроавтобусы, из-за большой массы, нуждаются в большом вспомогательном усилии, поэтому на них устанавливается электроусилитель руля параллельноосевой конструкции. Электродвигатель передает усилие при помощи зубчатоременной передачи и механизма «винт-гайка на циркулирующих шариках».

Зубчатый ремень вращает гайку, а та, в свою очередь, через шарики перемещает рулевую рейку. Шарики циркулируют по резьбе и возвращаются по специальному каналу в гайке.

Независимо от варианта исполнения, электроусилитель руля устроен таким образом, что даже в случае его выхода из строя автомобиль останется управляемым, поскольку сохранится прямая связь рулевого вала с рейкой.

Преимущества ЭУР перед ГУР и ЭГУР

Водители автомобилей, на которых установлен гидро- и электро-гидроусилитель, вынуждены мириться с их многочисленными недостатками, а именно:

  • держать колеса в крайнем положении можно не более пяти секунд, иначе происходит перегрев масла в системе и выход ГУР из строя;.
  • необходимость в периодическом обслуживании (нужно контролировать уровень масла, менять его, следить за состоянием приводов, шлангов и насоса);.
  • на работу ГУР расходуется часть мощности двигателя автомобиля;.
  • устройство работает в одном режиме, независимо от условий движения;.
  • снижение информативности руля на высоких скоростях (частично этот недостаток устранен за счет применения рулевой рейки с переменным передаточным отношением).

Достоинствами электроусилителя руля являются надежность, экономичность и компактность. Его принцип действия основан на работе электромотора, поэтому и устройство намного проще. Электроусилитель руля приводится в действие не от силового агрегата автомобиля, к тому же работает только при работе рулем, благодаря этому экономится от 0,4 до 0,8 литра горючего в зависимости от стиля езды и дорожных условий.

Электроусилитель руля не требует обслуживания, однако, в случае поломки неисправные узлы меняются целиком, поэтому стоимость ремонта значительно возрастает.

Пожалуй, самым главным преимуществом электроусилителя руля, можно считать возможность изменять вспомогательное усилие в зависимости от условий передвижения автомобиля, благодаря чему, достигается более острое управление на высоких скоростях, и более легкое на малых.

Кроме того, одна и та же модель может применяться на различных машинах, а все, что потребуется – изменить настройки электронного блока управления.

Источник: https://ZnanieAvto.ru/rulim/elektrousilitel-rulya.html

Электроусилитель тормозов принцип работы

Электроусилитель тормозов принцип работы

Усилители рулевого управления, в случае с легковыми автомобилями, повышают комфортабельность вождения, на грузовиках же без них и вовсе не обойтись, поскольку управлять авто без такого оборудования очень затруднительно. Изначально на машинах использовался усилитель гидравлического типа (ГУР), в котором основную работу выполняла жидкость, находящаяся под давлением.

ГУР получил достаточно широкое распространение и до сих пор используется как на легковушках, так и на специализированной технике. Но у этого типа усилителя рулевого управления появился конкурент, причем достаточно серьезный — электрический усилитель (аббр. ЭУР, ЭУРУ).

Этот тип уже завоевал достаточно широкую популярность и его устанавливают на свои модели многие автопроизводители. Есть тенденция, что на определенных классах автомобилей ЭУР полностью вытесняет ГУР. Поэтому следует подробно рассмотреть устройство электроусилителя руля, конструктивные особенности, виды, положительные и отрицательные стороны.

Основная задача ЭУР та же, что и у гидроусилителя – создание дополнительного усилия на рулевом механизме для облегчения управления авто. Причем работа усилителя не должна влиять на «обратную связь», чтобы водитель постоянно «чувствовал» дорогу.

Основные составные части. Принцип работы ЭУР

Сначала рассмотрим принцип работы электроусилителя, поскольку у всех существующих видов он идентичен. Также в конструкции используются одни и те же составные части, но компоновка их может быть разной.

Итак, состоит электроусилитель из:

  • Исполнительного механизма;
  • Блока управления;
  • Следящих датчиков.

Эти составные части присутствуют в любых типах ЭУР. Также некоторые виды дополнительно могут использовать информацию и из других датчиков – скорости движения и оборотов коленчатого вала.

Исполнительный механизм

Исполнительный механизм создает усилие, тем самым обеспечивая облегчение управления авто. Состоит он из электродвигателя и силовой передачи. Что касается мотора, то в конструкции ЭУР применяется асинхронный либо синхронный эл. двигатель бесконтактного типа, что обеспечивает высокую надежность узлу.

В ЭУР используется несколько типов силовых передач (в зависимости от типа) – червячные, шестеренчатые или же шарико-винтовые. Нередко силовые передачи исполнительного механизма называют сервоприводом.

Блок управления

Блок управления «заведует» работой исполнительного механизма. Именно он подает электрический ток (строго определенных параметров) на электродвигатель, обеспечивая включение его в работу. Подавая импульсы на исполнительный механизм, блок управления ориентируется на показания датчиков, используемых в конструкции ЭУР.

Датчики

Этих датчиков – несколько, каждый собирает определенную информацию и передает ее на блок управления. Основным среди них является датчик крутящего момента (его ещё называют датчик усилия), определяющего, какое усилие на руль приложил водитель. Также в конструкции используется датчик угла поворота руля. Опционально ЭУР также может использовать информацию о скорости движения авто и оборотах силовой установки.

Датчик крутящего момента на рулевом колесе

Измерение усилия на руле осуществляется благодаря торсиону, устанавливаемому в вал рулевой колонки. Вал в свою очередь состоит из двух: входного и выходного, соединёнными между собой торсионом. При прикладывании усилия он скручивается (чем больше сил приложить, тем сильнее угол скручивания) и валы смещаются относительно друг друга.

Этот угол и «улавливает» датчик, после чего передает полученную информацию на блок управления. На основе этих данных блок вычисляет какой импульс необходимо подать на исполнительный механизм. От этого датчика напрямую зависит, какое усилие будет компенсировать усилитель.

Стоит отметить, что сам торсион жестко связан с валами рулевой колонки и скручиваться он может только на определенный угол, поэтому даже при отказе ЭУР управление авто сохраняется.

Датчик угла поворота определяет в какую сторону водитель начал вращать руль, и благодаря информации от него блок управления устанавливает полярность тока, подаваемого на электродвигатель. Нередко датчики угла поворота и крутящего момента объединены в одну конструкцию. Располагаются они оба на рулевой колонке.

Пример устройства ЭУР с датчиком крутящего момента

Стоит отметить, что также есть и датчик обратной связи, установленный на электродвигателе, благодаря которому блок управления контролирует работу исполнительного механизма.

Задействование для работы ЭУР других датчиков – скорости движения и параметров работы мотора, дает возможность подстроить усилитель под конкретные условия движения.

Зная конструкцию, можно понять принцип работы электроусилителя руля. Имеющиеся в конструкции датчики постоянно следят за положением рулевой колонки. В случае поворота они регистрируют изменения и передают информацию на блок управления. Тот в свою очередь высчитывает параметры электрического тока и подает их на электродвигатель. При включении в работу посредством сервопривода эл. мотор создает усилие на рулевом механизме. В общем, все достаточно просто. Но здесь стоит упомянуть, что под разные условия существуют свои режимы работы ЭУР, но о них ниже.

Виды и их особенности

Как отмечено, в устройстве ЭУР применяются одни и те же составные элементы, но с разной компоновкой. Все применяемые электрические усилители рулевого управления можно разделить на:

  • Встроенные в рулевую колонку;
  • Монтируемые на рулевой механизм;

Особенность первого типа заключается в том, что все составные части объединены в единую конструкцию, устанавливаемую на рулевой колонке. В таком механизме используется червячная силовая передача, воздействующая на вал рулевой колонки (червяк соединен с ротором электродвигателя, а шестерня, с которой он находится в зацеплении – на валу колонки, после торсиона). Такой тип ЭУР является самым дешевым и его можно встретить на автомобилях бюджетного сегмента.

ЭУР встроенный в рулевую колонку

Что касается усилителей, устанавливаемых на рулевой механизм, то у этих типов конструкция раздельная – датчики установлены на колонке, блок управления располагается где-то в салоне, а двигатель с редуктором расположен на рулевом механизме.

Причем существует несколько типов ЭУР с такой компоновкой:

  • С червячным редуктором;
  • Двухвальный;
  • Шарико-винтовой;

С червячным редуктором

Если рассмотреть общую концепцию ЭУР, установленного на рулевой колонке, и раздельного усилителя с червячным редуктором, то разница между ними сводится лишь к тому, что у второго варианта исполнительное устройство располагается возле рулевого механизма, хотя в нем все также используется червяк с шестерней (установленной на валу рулевой колонки).

Червячный редуктор ЭУР

Двухвальный ЭУР

Двухвальный тип ЭУР с момента появления являлся достаточно популярным, но сейчас он используется значительно реже. Конструктивное исполнение этого типа усилителя очень интересно: сочленение «колонка-рулевой механизм» здесь осталось без изменений (так же, как и на авто без усилителя).

Двухвальный ЭУР от компании ZF

То есть, на конце вала колонки установлена шестерня, которая имеет постоянное зацепление с рейкой. Но в рулевой механизм с другой стороны корпуса монтируется исполнительный механизм, состоящий из электродвигателя, на валу которого тоже установлена шестерня, тоже взаимодействующая с рейкой. Для этого на рейку приходится наносить дополнительный зубчатый сектор.

Схема работы двухвального ЭУР

Работает такой механизм очень просто: водитель, как и на авто без усилителя, посредством шестерни перемещает рейку. В то же время блок управления включает в работу электродвигатель, который благодаря зубчатому зацеплению помогает ее перемещать.

Читайте также  Вибрация педали тормоза при торможении причины

Шарико-винтовой усилитель

Последний тип – шарико-винтовой. В этом ЭУР усилие также передается на рулевую рейку, а не валы колонки. Но делается это при помощи шарико-винтовой гайки. Для передачи усилия используются шарики, движущиеся по винтовой канавке, проделанной на рейке.

Источник: https://ProDemio.ru/jelektrousilitel-tormozov-princip-raboty/

Электроусилитель руля: принцип работы

Электроусилитель тормозов принцип работы

Повальное внедрение электроники во все системы и узлы автомобиля не обошло и рулевое управление. Так появился электроусилитель руля (ЭУР), который существенно превосходит гидроусилитель по удобству и точности управления, безопасности и экономичности.

Блок-схема работы ЭУРСостав системы ЭУР

В состав системы входит электродвигатель, сервопривод, датчики крутящего момента и угла поворота руля, блок управления. Опционно может устанавливатья датчик скорости вращения руля. Электродвигатель – современный, бесщеточный.

Конструкция сервопривода может быть различной, в зависимости от типа автомобиля (об этом ниже). Датчик крутящего момента – основной датчик системы. В разрез рулевого вала встраивается торсион. Элементы датчика устанавливаются на разных его концах.

Принцип его работы может быть различным (например, магнитный или оптический).

Устройство датчика крутящего момента ЭУРБлок управления ЭУР

При повороте рулевого колеса происходит закручивание торсиона. Чем больше усилие – тем больше закручивается торсион. По величине изменения взаимного положения частей датчика оценивается величина приложенного усилия. Угол поворота руля также измеряется соответствующим датчиком.

Кроме этого, блок управления получает данные о скорости автомобиля от системы ABS и об оборотах двигателя от контроллера. На основании этих параметров ЭБУ рассчитывает значение необходимого вспомогательного усилия на руле и подает на электродвигатель питание нужной величины и полярности.

Электродвигатель через сервопривод либо вращает рулевой вал, либо перемещает рейку.

статьи

  • 1 Конструкция ЭУР
  • 2 Возможности и премущества ЭУР

Конструкция ЭУР

Вариантов конструктивного исполнения узлов ЭУР существует множество. Для примера рассмотрим электроусилители, производимые одним из лидеров рынка компанией ZF под маркой Servolectric. В зависимости от типа автомобиля различаются и применяемые ЭУР. На субкомпактных и компактных легковых автомобилях усилители устанавливаются на рулевую колонку, на автомобилях среднего класса вспомогательное усилие передается на рейку с помощью дополнительной шестерни, а на внедорожниках и легких коммерческих машинах применяется так называемая “параллельноосевая” (paraxial) конструкция.

ЭУР для компактных автомобилейЭУР на рулевой колонке

На легких автомобилях большое усилие от ЭУР не требуется, поэтому и электродвигатель, и сервопривод получаются настолько компактными, что легко умещаются под рулем в салоне автомобиля. Заодно там же размещаются и датчики. Таким образом, вся конструкция надежно защищена от пыли, грязи и высоких температур подкапотного пространства, что благоприятно сказывается на надежности.

ЭУР для автомобилей среднего классаПривод ЭУР с двумя шестернями

На среднеразмерных автомобилях устанавливается ЭУР с двумя шестернями. Через одну шестерню на рейку передается усилие от руля, а через другую – вспомогательное усилие от электромотора.

Чтобы создать большое дополнительное усилие применяется ЭУР параллельноосевой конструкции. Для преобразования вращательного движения электродвигателя в линейное перемещение рулевой рейки используется зубчатоременной привод и механизм “винт – гайка на циркулирующих шариках”. Гайка, вращаемая зубчатым ремнем, через шарики перемещает ось рейки. Шарики циркулируют по резьбе, возвращаясь через специальный канал в гайке.

ЭУР для внедорожников и минивеновУстройство параллельно осевого привода

При любом конструктивном исполнении в случае поломки водитель может продолжать безопасно управлять транспортным средством благодаря наличию механической связи между рулем и управляемыми колесами.

Возможности и премущества ЭУР

Главными преимуществами электроусилителя по сравнению с гидроусилителем являются экономичность и надежность. ЭУР не отбирает мощность у двигателя, что позволяет экономить от 0,4 л до 0,8 л на 100 км в зависимости от режима движения. Это, в свою очередь, снижает выбросы углекислого газа от 10 до 20г/км.

ЭУР вступает в работу только при вращении руля, при движении по прямой он не потребляет энергии.
Конструктивно электроусилитель компактнее и легче гидроусилителя и не требует обслуживания. Работа электроусилителя отличается более низким уровнем шума.

Стоимость ЭУРа ниже, однако его ремонт обойдется гораздо дороже, потому что при поломке вышедшие из строя узлы меняются целиком.

Электронная “сущность” ЭУР наделяет его широкими возможностями по настройке значения вспомогательного усилия в зависимости от условий движения и типа транспортного средства. Чем выше скорость – тем меньше усилие и “тяжелее” руль. При желании водитель может отключить ЭУР от датчика скорости кнопкой на панели приборов.

В этом случае руль постоянно “легкий”, что облегчает вождение в городских условиях. Одна и та же модель электроусилителя может быть легко программно перенастроена для разных моделей автомобилей.

ЭУР обладает функциями автовозврата руля в “ноль” и автоматического удержания колес в среднем положении (например, при разном давлении в шинах).

Интеграция с другими электронными системами автомобиля позволяет использовать ЭУР для:

  • стабилизации автомобиля, например, при резком объезде неожиданно возникшего препятствия;
  • удержания автомобиля на полосе движения;
  • помощи при парковке.

Источник: https://avtonov.info/jelektrousilitel-rulja-princip-raboty

Принцип работы электроусилителя руля (ЭУР)

Электроусилитель тормозов принцип работы

Комфортное управление автомобилем (особенно, грузовым) сложно представить без электроусилителя руля – элемента, создающего дополнительное усилие при изменении положения рулевого колеса.

ЭУР или EPS постепенно заменяет в транспортных средствах гидроусилитель, в котором использовалась жидкость под давлением. Довольно длительное время у гидроусилителя рулевого колеса не было конкурентов, но всё изменилось в 1988, когда на Suzuki Cervo был установлен электроусилитель (впрочем, стоит заметить, что первые подобные устройства появились ещё в 1903 году, однако из-за отставания в техническом плане электрики в начале XX века от гидравлики технология была не востребована).

Как работает электроусилитель руля

Чтобы разобраться в особенностях и принципе работы, нужно разобраться, как устроен электроусилитель руля. В его составе присутствуют:

  1. электрический мотор;
  2. система управления, включающая входные датчики, исполнительное устройство и ЭБУ (аббревиатура расшифровывается как электронный блок управления);
  3. редуктор.

Основной задачей электрического двигателя, являющегося в большинстве случаев асинхронным, является приведение в движение ЭУРа. Применяются разные схемы установки электромотора: он может передает усилие на рулевую рейку или на рулевой вал (в последнем случае он встраивается непосредственно в рулевую колонку).

Первый способ применяется чаще, но тут тоже присутствуют разные варианты конструкции: усилитель руля возможен с параллельным приводом, когда усилие от электромотора передаётся шарико-винтовым механизмом, или с шестернями в количестве двух штук (крутящий момент на рейку передается первой из них от руля, второй – от электромотора).

Исправное функционирование электрического усилителя рулевого управления невозможно организовать без датчиков, фиксирующих крутящий момент, скорость и другие показатели.

Кратко принцип работы электроусилителя руля можно описать следующим образом:ЭБУ обрабатывает сигналы от датчиков, после чего подается сигнал на электродвигатель усилителя руля.

Более подробный принцип функционирования электроусилителя руля такой: при повороте руля торсионный вал скручивается, датчик крутящего момента передает данную информацию в электронный блок управления, обрабатывающего полученные сведения и соотносящего их с показаниями от других датчиков. В результате этого действия определяется усилие, которое следует приложить для облегчения человеку, управляющему автомобилем, задачи. Электромотор, получив сигнал, воздействует на рулевую рейку либо её вал.

Работа электроусилителя руля в разных режимах

Работает ЭУР при повороте автомобиля на любой скорости, при возврате колёс в центральное положение и поддержании их в этой позиции, во время подруливания и парковки.

Во время движения на большой скорости ЭУР задействуется редко, поскольку надо обеспечить условия, при которых водитель будет ощущать связь с дорогой.

Совсем иной принцип действия наблюдается при парковке, проводимой на небольшой скорости и характеризующейся поворотом колёс на значительные углы: ЭУР в подобном режиме работает с самым большим усилием.

Возвращение колёс в нужное положение осуществляется при уменьшении усилия на руле: это случается на завершающей стадии поворота, когда водитель отпускает руль, а блок управления при этом рассчитывает требуемый момент и при помощи электромотора возвращает колеса в центральное положение.

Во время движения из-за особенностей дороги авто может быть смещаться в сторону: подруливание ЭУРа позволяет без задействования в этом процессе водителя обеспечивать постоянное прямолинейное движение машины.

Все эти режимы за счёт приходящих данных от датчиков включаются и выключаются автоматически.

Поломка Electric Power Steering (EPS)

ЭУР может выйти из строя, узнать о чём можно по загоранию соответствующей лампочки на приборной панели.

Ошибка появляется в случае, когда устройство не в состоянии пройти самостоятельную диагностику при включении зажигания: в большинстве случае ломаются датчики.

Особенности конструкции электроусилителя руля позволяют продолжать управление автомобилем, однако лучшим вариантом будет обратиться в сервисный центр как можно быстрее.

Преимущества и недостатки устройства

Electric Power Steering (электроусилитель руля) имеет большое количество плюсов, в числе которых:

  • повышенная надёжность;
  • уменьшение расхода топлива (в отличие от ГУРа, механизм не отбирает часть мощности у двигателя);
  • простота эксплуатации;
  • минимальное количество шума во время работы;
  • гарантия плавности и лёгкости управления;
  • возможность дальнейшего управления машиной при выходе оборудования из строя.

Но не лишен ЭУР и минусов, к которым относятся:

  • невозможность установки на грузовики большой грузоподъёмности;
  • более высокая стоимость по сравнению с ГУРом;
  • вероятность возникновения сбоев в электронике, что приводит к нарушениям в работе;
  • малая ремонтопригодность составных частей механизма;
  • возможность отключения при перегреве мотора.

Источник: https://moj-vnedorozhnik.ru/v-pomoshch-voditelyu/princip-raboty-elektrousilitelya-rulya-eur