Широкий импорт электроники во все автомобильные системы и агрегаты не обошел стороной и рулевое колесо. Так появилось электрогидравлическое рулевое колесо (EPS), которое значительно превосходит гидравлическое рулевое колесо по управлению гидравликой, безопасности и экономичности.
Система включает в себя электродвигатель, рабочий двигатель, датчики крутящего момента и адресации, а также блок управления. Опционально может быть установлен адресный датчик скорости. Электродвигатель представляет собой современный бесщеточный двигатель. Конструкция серводвигателя может отличаться в зависимости от типа транспортного средства (см. ниже). Датчик крутящего момента является основным датчиком в системе. Он встроен в разрез вала рулевого колеса. Он устанавливается на разных концах чувствительного элемента. Принцип их действия может быть разным (например, магнитным или визуальным).
При повороте рулевого колеса шток крутилки скручивается. Чем выше мощность, тем сильнее крутится шток. Величина изменения взаимного положения секций датчика определяет величину приложенной мощности. Угол поворота также измеряется соответствующим датчиком. Кроме того, ЭБУ получает данные о скорости автомобиля от системы ABS и оборотах двигателя от контроллера. На основе этих параметров ЭБУ рассчитывает необходимое вспомогательное усилие на рулевом колесе и подает на двигатель напряжение нужной величины и соответствующей полярности. Электродвигатель либо поворачивает рулевое колесо, либо перемещает решетку радиатора к сервисному двигателю.
Существует множество вариаций конструктивного исполнения блоков EPS. Возьмем, к примеру, гидроусилитель руля, выпускаемый компанией ZF, одним из лидеров рынка под торговой маркой servo-electric. В зависимости от типа автомобиля различается и используемый ЭУР. На легковых автомобилях среднего класса блок усилителя рулевого управления устанавливается на рулевой стойке, на автомобилях среднего класса вспомогательное усилие передается на решетку радиатора через дополнительную передачу, а на внедорожниках и легких профессиональных автомобилях используется «квазиобзорная» конструкция, допустимая в СЦ.
В более легких автомобилях EPS не требует большой мощности и легко помещается под рулевым колесом, поскольку и двигатель, и сервопривод очень компактны. Там же расположены и датчики. Таким образом, вся конструкция надежно защищена от пыли, грязи и высоких температур под кузовом, что благоприятно сказывается на надежности.
Среднеразмерные автомобили оснащены двухскоростным EPS. Одна передача передает усилие от рулевого колеса к решетке радиатора, а другая — вспомогательную мощность от электродвигателя. EPS на внедорожниках и грузовиках
ESC с параллельным валом используется для генерации большого количества дополнительной мощности. Зубчатые ремни и «винтовые гайки с рециркулирующими гранулами» используются для преобразования вращательного движения электромотора в линейное движение рулевого колеса. Гайка, вращаемая зубчатым ремнем, перемещает вал сферы через сферу. Сферы циркулируют по резьбе и возвращаются в гайку через специальный канал.
В любой конструкции, в случае повреждения, водитель может продолжать безопасно управлять автомобилем благодаря механическому соединению между ручкой и колесом.
Главные преимущества электрогидравлических рулей перед сантехническими — экономичность и надежность. EPS не отбирает мощность у двигателя, что позволяет экономить от 0,4 до 0,8 литра на 100 км в зависимости от режима движения. Это снижает выбросы углекислого газа до 10-20 г/км. Система EPS работает только при повороте рулевого колеса. Он не потребляет энергию при движении по прямой. EPS меньше и легче, чем гидравлическое рулевое управление, и не требует обслуживания. Электрогидравлическое рулевое управление характеризуется низким уровнем шума. Хотя стоимость EPS ниже, затраты на ремонт гораздо выше, поскольку в случае повреждения приходится заменять весь узел.
Электронное «вещество» EPS предоставляет широкий спектр функций для адаптации величины вспомогательной мощности к условиям движения и типу автомобиля. Чем выше скорость, тем меньше мощность и тем «тяжелее» руль. При желании водитель может отсоединить электроусилитель от датчика скорости с помощью кнопки на приборной панели. В этом случае руль будет постоянно «легким», что облегчает вождение в городских условиях. Одна и та же модель EPS может быть легко перенастроена на разные модели автомобилей. EPS включает в себя такие функции, как автоматическое выравнивание руля и автоматическая установка среднего колеса (например, для разного давления в шинах).
Интеграция с другими электронными системами автомобиля позволяет EPS.
— Стабилизация автомобиля, например, для удержания автомобиля в своей полосе при объезде неожиданных препятствий — для помощи при парковке.
Электроусилитель рулевого управления. Устройство и отличия от ГУР
С момента изобретения автомобиля одной из самых острых задач, стоящих перед конструкторами, является облегчение управления автомобилем. В то время не существовало особых требований к эргономике и удобству управления автомобилем, поэтому инженеры нашли выход из положения, увеличив диаметр рулевого колеса и его отношение к управлению. В результате водителям приходилось крутить огромный руль четыре-пять раз, чтобы остановить автомобиль с места.
В середине XX века конструкторы нашли более удобное решение проблемы — использование гидравлических рулей. Долгое время клеевое — гидравлическое рулевое управление использовалось повсеместно. Оно хорошо продумано, очень надежно и зарекомендовало себя с лучшей стороны. Однако, поскольку конструкция гидравлического руля далека от совершенства, в последнее время все большее распространение получает EPS — электрогидравлический руль.
Электрогидравлический руль состоит из электромотора, механического рулевого колеса и различных датчиков: угла поворота, крутящего момента на валу, скорости автомобиля и оборотов двигателя. Мозгом всей системы является ЭБУ.
Датчик крутящего момента — самый важный датчик во всей системе. На оси рулевого колеса имеется гибкий поворотный стержень, на котором расположен датчик крутящего момента. Он работает на основе оптических или магнитных сигналов.
Принцип работы всей системы в целом очень прост. При увеличении усилия на рулевом колесе тяга поворота изменяет угол на больший. Это отмечается датчиком крутящего момента и передается в блок управления. Кроме того, блок управления получает информацию о скорости и угле поворота рулевого колеса, оборотах двигателя и скорости автомобиля. На основании всех показаний блок управления рассчитывает величину и направление тока, подаваемого на электродвигатель, в соответствии с программой управления. Затем, посредством механического движения, электродвигатель передает вращение на рулевой вал или перемещает рулевую решетку.
Несмотря на простой принцип действия и простоту устройства, работа EPS имеет свои особенности.
При движении автомобиля на низких скоростях, например, на парковке магазина, где необходимо совершать много маневров, EPS работает наиболее эффективно, обеспечивая минимальное усилие для поворота рулевого колеса. Рулевое колесо можно повернуть одним пальцем.
По мере увеличения скорости автомобиля эффективность электрогидравлического рулевого управления постепенно снижается, пока оно полностью не отключается на скорости около 80 км/ч. Это связано с тем, что на более высоких скоростях угол поворота меньше, и для управления автомобилем не требуется усиливать рулевое колесо. Кроме того, электрогидравлическое рулевое управление позволяет рулю быстрее возвращаться в центральное положение.
Иногда возникают ситуации, когда положение руля необходимо постоянно корректировать, чтобы автомобиль ехал прямо. Примером может служить сильный боковой ветер или большая разница в давлении в шинах левого и правого колес. В этом случае двигатель всегда обеспечивает небольшое корректирующее усилие.
Несмотря на общую компоновку гидроусилителя руля, в зависимости от категории автомобиля приводы могут быть встроены в различные места.
В категориях A, B и C активатор EPS устанавливается непосредственно на рулевой стойке. Размеры электро- и серводвигателей хорошо вписываются в салон под рулевым колесом. Здесь нет перепадов температур, грязи и влажности. Это положительно сказывается на сроке службы всего устройства.
В автомобилях категорий D и E усиливающий механизм расположен в рулевой решетке, а вспомогательное усилие передается на решетку через промежуточную передачу.
Небольшие автобусы, внедорожники и другие крупные автомобили требуют высокой мощности из-за большого веса. Они оснащаются электрическим рулевым управлением с параллельным валом. Крутящий момент передается электродвигателем через приводной ремень и винтовой механизм. От передачи ремня перемещается гайка, которая через сферу двигает рулевую полку.
Безопасность играет важную роль в конструкции электрогидравлических систем рулевого управления. Независимо от версии, управление рулем сохраняется благодаря прямому механическому соединению между рулем и колесом в случае повреждения всей системы. При этом страдает только комфорт — руль сложнее крутить.
Различия между EPS и GPS
Использование гидравлических рулей в автомобилях связано с определенными недостатками.
Электрическое рулевое управление не имеет всех вышеперечисленных недостатков. Не требуется техническое обслуживание. Простота и компактность. Работает от электричества только при повороте рулевого колеса. Тем не менее, самым важным его преимуществом является зависимость вспомогательной мощности от скорости и условий движения. Благодаря этому есть быстрая и медленная, легкая ручка.
Справедливости ради стоит отметить, что EPS имеет и некоторые недостатки.
Как работает электроусилитель руля: объясняем за 100 секунд
Удивительная особенность электроусилителя в том, что он помогает копировать электропитание, а не заменяет руку водителя. Причем его помощь сильнее на парковках и меньше на автострадах. Как такое возможно?
Система рулевого управления выглядит очень просто. Поверните руль — срабатывает датчик поворота, активируется электромотор, и руль поворачивается на нужный угол.
На самом деле, вы не хотите водить автомобиль с таким расположением рулевого колеса. Когда вы крутите руль, вы не чувствуете, насколько далеко и на какой скорости он поворачивается.
Электрогидравлическое рулевое управление работает по-другому. Оно в точности повторяет динамику поведения водителя. На какой скорости и с каким усилием поворачивается руль? В то же время усилитель не заменяет полностью руки водителя. Усилитель можно отключить и безопасно управлять автомобилем, но при этом необходимо приложить больше усилий.
Как работает электроусилитель руля
Если автомобиль оснащен электрогидравлическим рулевым колесом, в него встроен участок пружины (осевой вал). Когда водитель поворачивает ручку и прикладывает усилие, колеса автомобиля сопротивляются. Под нагрузкой ось торсиона слегка скручивается. Чем больше нагрузка на рукоятку, тем больше поворот.
Угол поворота считывается датчиком крутящего момента и передается в блок управления. На основании этого сигнала блок управления управляет работой электромотора, встроенного в рулевую решетку. Чем сильнее сигнал от датчика, тем больше мощности подается на двигатель.
Кроме того, ЭБУ считывает информацию о частоте вращения двигателя и колес и регулирует работу электроусилителя. Когда автомобиль движется на высокой скорости, EPS в основном бездействует — это позволяет водителю нагрузить рулевое колесо, чтобы оно лучше воспринимало дорогу. При маневрировании на парковке EPS работает максимально эффективно.
Удобно ли это? Взаимно, пожалуйста, помогите этой статье найти больше читателей.
Учредитель сетевого издания TechInsider ООО «Фэшн Пресс»: 119435, Москва, Большой Саввинский пер: 12, стр. 6, этаж 3, зал II: 119435, Москва, Большой Савинский пер. д. 12, стр. 6, этаж 3, комната II; Адрес пенсионного отдела: 119435, Москва, Большой Савинский пер. д. 6, этаж 3, комната I — редактор: Никита Василенок Адрес электронной почты пенсионного отдела: info@ techinsider.ru Пенсионный офис: +7 (495) Решение о регистрации в порядке надзора в сфере телекоммуникаций, информационных технологий, массовых коммуникаций, регистрационный номер, дата: ЭЛ № ФС 77-84123 от 9 ноября 2022 года.
Предоставляя материалы на сайт ©2007-2024 oooo «Fashion Press», пользователь дает oooo «Fashion Press» разрешение на использование, воспроизведение, распространение, создание и продвижение производных проектов, материалов и их свободное размещение в открытом доступе.
Устройство и принцип работы электроусилителя рулевого управления
Как и другие гидравлические системы рулевого управления, электрогидравлические системы рулевого управления (EPS) предназначены для снижения усилия, прилагаемого водителем при воздействии на рулевое колесо, что повышает комфорт и легкость вождения. Дополнительное усилие создается за счет электрического движения. Отсутствие гидравлических элементов в системе повышает ее надежность и создает дополнительные возможности для реализации таких функций, как автоматическая парковка. В этой статье будут проанализированы другие функции EPS, а также изучено устройство и принципы его работы.
Функции и назначение
Аббревиатура EPS (Electric Power Steering) переводится как «электрогидравлическое рулевое управление», альтернатива гидравлическому рулевому управлению. Основное назначение EPS — снижение усилий, прилагаемых водителем к рулевому колесу в процессе управления автомобилем.
К основным преимуществам электрогидравлических рулевых колес перед гидравлическими относятся
Один из вариантов EPS — адаптивный усилитель руля, который работает в сочетании с системой контроля устойчивости. Он обеспечивает значительные преимущества в плане безопасности. Он корректирует угол поворота колес, повышая устойчивость автомобиля и компенсируя любое падение или занос.
Преимущества устройства
Устройство ЭУР
Электродвигатель.
Электродвигатели, обычно представленные асинхронными электродвигателями, приводят в действие электрогидравлические системы рулевого управления. При этом существуют различные схемы установки электродвигателей.
В первом варианте конструкции электроусилитель встроен в рулевую колонку, а электродвигатель передает крутящий момент на рулевой вал через механическую трансмиссию.
Второй вариант называется электромеханическим рулевым управлением (ЭМУР) и считается наиболее распространенным. Варианты этой конструкции могут иметь вид двухскоростного усилителя руля или усилителя с параллельным приводом.
В двухскоростном ЭУР крутящий момент передается от рулевого колеса к рулевой рейке через одну передачу, а через другую — от электродвигателя.
В EPS с параллельным приводом электродвигатель передает крутящий момент на рулевую рейку через ремень или винтовую гайку.
Система управления
Система управления электроусилителя руля состоит из
Помимо этих элементов, система управления EPS использует информацию от блока управления ABS (датчик скорости вращения колес) и блока управления двигателем (датчик оборотов двигателя).
ЭБУ обрабатывает сигналы от датчиков и, соответственно, выдает команды исполнительным механизмам на начало работы. Эту роль выполняет только электродвигатель усилителя.
Принцип работы электроусилителя руля
Принцип работы электроусилителя руля заключается в том, что когда водитель поворачивает рулевое колесо, торсионный вал скручивается. Эта информация передается в блок управления с помощью датчика крутящего момента. ЭБУ обрабатывает данные и сопоставляет их с показаниями других датчиков, чтобы рассчитать усилие, необходимое водителю для поворота руля. По команде электродвигатель воздействует на вал рулевой колонки и рулевую рейку.
Электроусилитель руля имеет следующие режимы работы
Преимущества и недостатки электроусилителя руля
Основными преимуществами ESC являются
К недостаткам устройства относятся.
Неисправность EPS
Контрольные лампы (если на приборной панели появился значок рулевого колеса с восклицательным знаком, это свидетельствует о неисправности EPS. Появление ошибки указывает на то, что EPS не проходит самодиагностику при включенном зажигании. Причиной неисправности может быть ряд факторов, включая повреждение любого из датчиков, входящих в систему управления EPS. Хотя управлять автомобилем без EPS можно, делать этого не следует. Рекомендуется обратиться к специалисту.
Что такое электроусилитель руля и как он работает
Многие водители, часто живущие в городах, проехавшие много километров по нашим улицам и припаркованные в малолюдных местах, хорошо знают, что значит сидеть за рулем. В этом случае марка автомобиля имеет большое значение. EPS — это особый механизм, состоящий из червяка, датчика крутящего момента, электродвигателя и блока управления внутри автомобиля. Кузов необходим для преобразования червяка на червячном валу, который совместим с двигателем, во вращательное движение рулевого колеса, которое имеет удельный коэффициент редукции 18,33. Датчик крутящего момента вырабатывает электрический сигнал в соответствии с потребностями крутящего момента, приложенного к рулевому колесу — величина, направление. Вся важность заключается в самом электродвигателе, который преобразует электричество в механическую энергию, обычно уменьшающую ход рулевого колеса. Электрогидравлическое рулевое управление воспринимает сигналы от таких датчиков, как крутящий момент, скорость автомобиля, количество осей коленчатого вала двигателя, ключ зажигания и положение электродвигателя. Затем он получает их и сообщает старым кругам, поворачивающим электродвигатель. Это поведение сигнала крутящего момента и скорости автомобиля. При увеличении скорости компенсирующий крутящий момент соответствующим образом уменьшается, и рулевое управление становится более важным. Кроме того, блок управления постоянно отслеживает сигналы от систем самого автомобиля. В случае возникновения проблем электрическая неисправность отключает электрический усилитель руля и извлекает гидравлическое рулевое управление.
Установка электрогидравлического рулевого колеса:
Установка электрогидравлического усилителя руля не вызывает никаких трудностей. Извлекается только грунт автомобиля. Весь процесс установки происходит в самой кабине. Замените карданный вал в рулевой колонке и просверлите необходимые отверстия. Это позволит надежно подключить кабель питания, а также кабели датчика коленчатого вала двигателя и датчика скорости. Используйте крышку, прилагаемую к комплекту. Специалисты Automarket Intercom настоятельно рекомендуют потратить на установку около 2 часов времени.
Изменения в конструкции:
Возможно, это появление дополнительного блока внутри самого автомобиля. Весь механизм адресации остается неизменным. Поэтому опасаться нечего. Стоит отметить, что на автомобили, оснащенные ЭУР, производители ВАЗа дают гарантию. Как отметили в заводской пресс-службе, электроусилитель в скором времени станет моделью NIVA. Тем не менее, у водителей ЭУР проблем с нынешним проходом не возникало.
Работа рулевого колеса с электроусилителем:
При парковке рулевое колесо легко поворачивается. Маневрировать на дороге стало еще проще. Основное отличие от электромеханического гидравлического рулевого управления заключается в том, что компенсирующий момент изменяется в зависимости от скорости автомобиля. Другими словами, действие рулевого колеса увеличивается с ростом скорости, что создает хорошую обратную связь. Как только усилие на рулевом валу превышает заданное значение, двигатель автоматически включается. Стоит отметить, что при этом снижается нагрузка на генератор автомобиля и уменьшается расход топлива. Многие водители задаются вопросом, что происходит при повреждении электроусилителя? Специалисты компании «Автомаркет Интерком» уверяют, что ничего страшного не произойдет. Вы продолжите свой путь. Только усилие на рулевом колесе автомобиля немного увеличится. При исправной работе электроусилителя вы можете услышать небольшой звук от мотора — сделайте музыку погромче. Электроусилитель руля можно заказать через наш сайт интернет-магазина с доставкой в любую точку России. Цены и наличие электроусилителей отображаются на нашем сайте или вы можете задать вопросы через Экспресс-Сервис.