Что лучше электроусилитель или гидроусилитель

Что представляет собой электроусилитель

Электроусилитель руля является более прогрессивным заменителем гидроусилителя, однако такое приспособление включает в себя дополнительные комплектующие детали, с которыми на первых порах будет несколько сложно справиться. Однако у электроусилителя имеется несколько основных преимуществ, к которым стоит отнести:

1. При использовании последних моделей электроусилителей можно заметить, что они состоят из меньшего количества деталей, а это означает, что количество поломок будет в разы меньше. В этом заключается прогрессивная сторона такого оборудования.
2. Восстановление рейки в случае поломки может обойтись не более, чем в 10 тыс. рублей, в то время как другие аналоговые устройства ломаются мало того, что быстро, так еще и починка обходится в несколько раз дороже.
3. Длина рейки у электроусилителя считается нормальной, если она достигает 2,7. Зачастую именно такая длина изначально имеется у электроусилителя, а это позволяет управлять автомобилем еще легче, чем без данного прибора.

В качестве негативных факторов можно назвать:

• Слишком легкое управление может негативно сказаться на поворотах, а также при попытке припарковаться.
• Если электроусилитель отключается, то руль становится тяжело поворачивать, а это значит, что и сам автомобиль становится сложен в управлении.
• Чрезмерная длина рейки также может быть не очень удобной, хотя электроусилитель от этого становится легче управляем.

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.

Электроусилитель рулевого управления

Схема электроусилителя руля

В электроусилителе рулевого управления (ЭУР) дополнительное усилие при повороте рулевого колеса создается за счет электродвигателя.

Устройство и принцип работы электроусилителя руля

К основным элементам электроусилителя относятся:

• электродвигатель;
• торсионный стержень и вал рулевой колонки;
• рулевой механизм (редуктор);
• датчик положения рулевого колеса;
• датчик крутящего момента;
• электронный блок управления.

При повороте водителем рулевого колеса начинает скручиваться торсионный стержень. Датчик крутящего момента измеряет это закручивание, определяет по нему величину момента и передает данную информацию блоку управления. Последний обрабатывает данные с датчиков ЭУР и соотносит их с показаниями других датчиков автомобиля (скорости, оборотов коленчатого вала и т.д.).

Блок управления вычисляет усилие, которое необходимо приложить, чтобы помочь водителю прокрутить руль, и дает соответствующую команду электродвигателю. Последний воздействует на вал рулевой колонки или рулевую рейку, тем самым облегчая вращение руля.

Преимущества и недостатки ЭУР

Рулевая рейка с электроусилителем

К основным преимуществам электроусилителя можно отнести:

• топливная экономичность – ЭУР не отбирает мощность у двигателя и включается только при повороте руля;
• надежность, связанная с отсутствием гидравлической системы;
• компактность и простота обслуживания;
• возможность регулировать характеристики и настройки рулевого управления;
• возможность реализации автоматического управления автомобилем.

Несмотря на многочисленные плюсы, ЭУР имеет и некоторые минусы. К ним относятся:

• малая мощность при сохранении минимальных габаритных размеров и стоимости;
• возможность перегрева и временного выхода из строя при неблагоприятных условиях движения;
• дорогостоящий ремонт.

Однако следует заметить, что в конструкции современных автомобилей ЭУР постепенно выходит на первое место, вытесняя ГУР.

Сравнение усилителей рулевого управления разной конструкции.

Удобство и безопасность управления

Все типы усилителей рулевого управления «подчиняются» только повороту руля, реакции управляемых колёс на них не действуют или действуют очень незначительно.

В автомобилях, оборудованных ГУР, с целью снизить усилие, которым водитель поворачивает руль, выводя машину из поворота, и для поддержания устойчивости прямолинейного движения, конструкторы увеличили схождение управляемых колёс, увеличили кастор и шаг винтовых канавок в зацеплении «винт — шариковая гайка».

Это создаёт у водителя впечатление обратной связи, «информативности» руля и чувство непосредственного управления.

Электронное управление ЭУР обеспечивает возможность его настройки в зависимости от условий и скорости движения. Чем больше скорость — тем меньше усилие ЭУР и «тяжелее» руль. В городских условиях водитель может отключить ЭУР от датчика скорости, и руль будет постоянно «лёгким».

В программу управления ЭУР можно ввести функции возвращения руля в «ноль» и удержания колес в среднем положении при разном давлении в шинах.

Надёжность

Детали усилителей руля любого типа и конструкции подвержены механическому износу.

В гидравлических усилителях к этому добавляется постепенное ухудшение свойств рабочей жидкости и износ манжет и уплотнений.

При удерживании руля в крайнем положении циркуляция масла прекращается, резко поднявшееся давление в системе может разорвать рукав высокого давления.

Понижение уровня масла в результате утечки вызовет работу насоса «всухую» с немедленным задиром поверхностей ротора и корпуса.

О выходе ГУР из строя водитель узнаёт последним, и если это произойдёт на большой скорости — аварийная ситуация неизбежна.

Бесщёточные, с внутренним обдувом, электродвигатели ЭУР надёжно защищены от перегрузок тремя барьерами — предохранителями в цепи питания, электронным блоком управления и общей программой процессора (контроллера) автомобиля.

При возникновении проблем ЭБУ уменьшает число оборотов электромотора, на приборной панели загорается соответствующий символ, водитель успевает отреагировать снижением скорости и торможением.

Существует ряд мнений, что достоинством той или иной конструкции является возможность управлять машиной при выходе усилителя руля из строя.

Топливная экономичность

ГУР потребляет часть мощности двигателя на вращение насоса, создающего высокое давление в гидросистеме.

Основной недостаток гидравлических усилителей — насос высокого давления работает, если вращается коленчатый вал двигателя. Движется ли машина или стоит неподвижно на холостых оборотах — ротор насоса крутится, срабатывая собственный ресурс.

Электродвигатель ЭУР включается электроникой только на время поворота руля, при стоянке в пробке или движении по прямой он не работает.

Существует тезис о повышенном расходе топлива автомобилями, оснащёнными гидравликой в рулевом управлении. При этом не учитывается, что киловатты, «съедаемые» электромотором ЭУР и непрерывно потребляемые системами управления, тоже произведены коленвалом, вращающим генератор.

Никто не проводил ходовых испытаний одинаковых авто с одинаковыми двигателями, но разным типом усилителя рулевого управления, поэтому достоверных данных о «прожорливости» машин с ГУР не существует.

Область применения

Гидравлические рулевые устройства, в последнее время, практически не применяются в переднеприводных автомобилях с подвеской типа «МакФерсон» и рулевым механизмом реечного типа. Исключение — ЭГУР.

В транспортных средствах, где поворот управляемых колёс осуществляется рулевой трапецией, — в полноразмерных внедорожниках, средних и тяжёлых грузовиках — передние колёса поворачиваются с помощью ГУР.

Перспективы развития

Гидравлические конструкции — тупиковая ветвь автомобильного прогресса.

Современные электронные системы безопасности движения, торможения, объезда препятствий и парковки требуют и электронного рулевого управления.

Развитие гибридного привода, появление электромобилей и машин с элементами искусственного интеллекта в управлении — лишили «гидравлику» места под капотом.

Электроусилитель руля — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Электрический усилитель руля (ЭУР) — электромеханическая система автомобиля, предназначенная для снижения управляющего усилия, прикладываемого к рулевому колесу. Другие названия Электромеханический усилитель руля (ЭМУР), Электрический усилитель рулевого управления (ЭУРУ)

ЭУР состоит из следующих основных элементов:

• Рулевой вал с торсионным валом
• Электродвигатель
• Электронный блок управления (ЭБУ)
• Датчик крутящего момента (бесконтактный)
• Датчик положения ротора

Принцип действия электроусилителя руля:

Электроусилитель устанавливается на рулевой вал автомобиля, части которого соединены между собой торсионным валом, с установленным датчиком величины крутящего момента. При вращении руля происходит скручивание торсионного вала, регистрируемое датчиком момента.

На основании полученных с датчика момента данных, а также данных с датчиков скорости и оборотов коленвала, электронный блок управления вычисляет необходимое компенсационное усилие и подает команду на электродвигатель усилителя.

1-й вариант:Электродвигатель и редуктор расположены на рулевой колонке, полный момент выходит уже с вала рулевого колеса.

2-й вариант:Редуктор установлен на самой рейке, что позволяет не перегружать рулевой вал и его сочленения.

Достоинствами ЭУР в сравнении с гидравлическим усилителем руля (ГУР) являются:

• Простота конструкции и обслуживания. ГУР в отличие от ЭУР требует постоянного контроля уровня жидкости, обслуживания насоса.
• Компактность механизма. ЭУР устанавливается на рулевой вал и не требует дополнительного места под капотом автомобиля.
• Экономичность. Электродвигатель ЭУР включается только при вращении руля, в то время как насос ГУР работает постоянно, создавая дополнительную нагрузку на двигатель тем самым увеличивая расход топлива.
• Простота настройки. Только изменяя программу ЭБУ возможно добиться различных режимов работы при различных обстоятельствах, как например, уменьшение компенсационного усилия при увеличении скорости автомобиля. В случае ГУР для этого потребуются дополнительные активные элементы в конструкции.

Недостатки ЭУР в сравнении с ГУР:

Малая (меньшая) мощность, обусловленная мощностью электрогенератора. ЭУР устанавливается только на лёгкие автомобили, недостаточная мощность не позволит использовать его на тяжелых внедорожниках или грузовиках, не опасаясь за нагрузку на бортовую сеть автомобиля и электродвигатель усилителя. В то же время, ЭУР потребляет сравнительно высокий ток от бортовой сети, создавая значительную нагрузку: так, например, ЭУР показанного выше Suzuki Wagon R может потреблять до 30 Ампер от бортовой сети, что составляет 40% мощности генератора (указанный ток — максимальный, на стоящей неподвижно машине, при езде меньше, а после 60 км/час ЭУР отключается вовсе, во избежание чрезмерной управляемости).

При тяжёлом режиме работы, например, при длительном движении по раскисшей грунтовой дороге электродвигатель ЭУР перегревается. Для предовращения его отказа блок управления начинает ограничивать максимальный ток, соответственно руль «затяжеляется», и в конечном итоге отключается совсем. Для восстановления нормальной работы необходимо остановить автомобиль на некоторое время, с целью охлаждения обмоток электродвигателя, после чего работоспособность восстановится.

Недостатки, свойственные как ЭУР, так и ГУР, в сравнении с рулевым управлением без усилителя:

Возникновение опасности при движении в случае отказа обоих типов усиления руля (реакция водителя может быть недостаточной для своевременного обнаружения отказа системы усиления руля, если это произойдёт в момент поворота транспортного средства).

Сложность обслуживания

Кто владел машинами с гидроусилителями, тот знает, в каком обслуживании они нуждаются. Надо следить за уровнем рабочей жидкости. Своевременно её доливать. На рулевой рейке есть пыльники. Если они потрескались или, не дай бог, разорвались — гидроцилиндру с поршнем капец. За другими деталями рулевого управления тоже надо следить, так как из-за убитых наконечников или тяг легко может пострадать и гидравлика. В общем, нескучная технология — ГУР.

С электрическими усилителями руля, на первый взгляд, куда проще. Чего стоит только то, что жидкости никакой нет. Однако не следует обольщаться и расслабляться. Есть и у ЭУР детали, требующие периодического внимания со стороны автовладельца. В том числе, как и другая электроника, система нуждается в обеспечении хороших контактов, защите от влаги и регулярном устранении окислов. Очень часто за этим всем не следят, зато потом генерируют на форумах свои жалобы и сетования, что ЭУР — это синоним ненадёжности.

Итог — ГУР немножечко сложнее в обслуживании. Жидкость, даже если не подтекает, нуждается в периодической замене. Пыльники и прочее. ЭУР же, если удачно сделан, внимания требует лишь изредка. А встречаются и такие, которые без какого-либо обслуживания молотят годами безотказно.

ГУР (гидравлическая система)

Именно с этого варианта стоит начать, потому как, она первая появилась на автомобилях и до сих пор не потеряла актуальности.

Принцип работы: Очень прост, здесь основным рабочим телом является специальная жидкость зачастую это ATF которая заливается в АКПП автомобиля. Сама рулевая рейка представляет из себя полый цилиндр, в который ходит поршень, присоединенный к рулевому валу (если утрировать очень похоже на аптечный шприц). Специальный насос нагнетает давление масла в одну или другую сторону, и этот поршень начинает отклоняться в ту или другую сторону, соответственно помогая вам крутить руль. Масла в системе примерно около 0,5 – 1 литра, его нагнетает гоняет насос, который приводится в движение от коленчатого вала двигателя, то есть они соединены ременной передачей. Конечно же в системе присутствуют металлические и резиновые трубки, по которым собственно и качается рабочая жидкость.

Пару слов про ЭГУР. Поэтому сейчас начинают появляться электрические гидроусилители руля. Что это значит? Отличий мало, но они существенные — здесь вместо ременного насоса используется электрический двигатель, то есть банально подается электричество и он качает масло в системе. Таким образом, отбирая намного меньше мощности и экономя до 0,5 – 0,7 литра на 100 км. НУ что же теперь пришло подумать над плюсами и минусами этого устройства

Плюсы ГУРА

• Управляемость. Водитель имеет хорошую обратную связь с дорогой, по точности реагирования и отклику именно ГУР стоит на первом месте
• Большие усилия. Такие усилители ставятся на многие ТЯЖЕЛЫЕ грузовые автомобили, все электро системы пока до этого не совсем адаптированы

• Комфортно управлять, как при низкой, так и при высокой скорости движения
• Сейчас появились устройства нового поколения, с электрическими насосами, которые не используют ременную передачу и экономят топливо
• Нет сложных электронных датчиков, можно назвать эту систему аналоговой (исключение ЭГУР)
• Надежность на достаточно высоком уровне, если следить и вовремя менять масло в системе, то может проходить очень долго

В целом претензий на эту систему не так и много, работает она до сих пор стабильно, точно и что немаловажно может «крутить» тяжелые рейки грузовиков. Однако отрицательных моментов также хватает

Минусы ГУРА

• Занимает довольно много места под капотом (трубки, насос, сама рейка) все это довольно таки громоздко
• Имеет специальное масло, которое нужно менять через определенное количество километров, иначе возможна поломка. Потому как сальники могут быстрее изнашиваться

Если модель старая (ременная), то увеличивает расход топлива, до 10% (если сравнить с оппонентом). Потому что дополнительно создает нагрузку на двигатель (давление нагнетается благодаря, ременной передачи, которая идет от коленчатого вала, соответственно часть энергии двигателя расходуется на гидроусилитель). Даже на холостых оборотах

• При низких температурах, нужно использовать аккуратнее, желательно его прогревать вместе с мотором
• Если потек, масло вытекло, то эксплуатировать автомобиль нельзя! Или очень ограниченный километраж. Иначе может сломаться сам насос, который нагнетает масло
• Ремонт иногда, очень дорогой. Хотя делают практически все СТО, ничего особо сложного здесь нет

Как видите минусы этой системы также существенные, особенно отбор мощности и расход топлива. Ведь если у вас стоит малообъемный мотор – он и так «дохлый», а тут еще и гидроусилитель отбирает.

Принцип действия гидроусилителя руля (ГУР)

Гидроусилитель руля (ГУР) предполагает использование жидкости (масла) в качестве объекта, создающего давление на стенки поршня. При запуске двигателя включается насос. Посредством ременной передачи вращательный момент от двигателя передается на крыльчатку насоса, который начинает качать масло из бачка (резервуара масла) и гонит его по системе (замкнутая система: бачок, насос, распределитель, гидроцилиндр, бачок), создавая в ней избыточное давление. В момент, когда водитель поворачивает руль, распределитель направляет рабочую жидкость под давлением в ту или иную камеру гидроцилиндра, его поршень смещается и толкает рулевые тяги – облегчается управление и колеса поворачиваются. Распределитель повторно вступает в работу, когда водитель поворачивает рулевое колесо в обратном направлении. Благодаря этому устройству жидкость подается в другую камеру гидроцилиндра и поршень дополняет создаваемое усилие на рулевые тяги.

Гидравлический рулевой механизм соединен посредством зубчатой передачи с рулевой рейкой и трансформирует вращательный момент в поступательное движение, в случае отказа гидроусилителя (ГУР) самостоятельно, без помощи гидроцилиндра, передает его на рулевые тяги. Водитель обязательно почувствует момент, когда изменилось необходимое усилие на рулевое колесо, главное вовремя среагировать. Поэтому одно из особенностей гидроусилителя руля (ГУР) это постоянный контроль и своевременное обслуживание механизма и его комплектующих.

Преимущества:

• высокий потенциал мощность (завидный показатель для грузовиков и внедорожников);
• относительно низкое по себестоимости производство и обслуживание.

Недостатки:

• постоянная работа насоса (при движении автомобиля по прямой, насос работает на перегон масла по замкнутому кругу, т.к. избыточное давление может быть востребовано в любой момент);
• отбирает мощность двигателя, даже если предусматривается движение по прямой;
• подвержен перебоям в работе из-за перепада температур;
• вероятность отказа при работе в критических положениях;
• не зарекомендовал себя на высоких скоростях;
• жидкость приходиться время от времени менять.

Возможные неисправности:

• износ насоса (допускаются ремонт и замена деталей);
• неисправность редуктора гидроусилителя;
• неисправность распределителя (может появляться дисфункция работы клапана, износ золотника);
• износ валов и подшипников;
• не герметичность системы (шланги, сальники) или малый уровень жидкости, завоздушенность системы.

Какая система удобнее в управлении

При разработке усилителей системы управления автомобилем перед конструкторами стояла сложная задача. С одной стороны, необходимо обеспечить легкость при повороте колес, с другой стороны, водитель не должен терять «контакт» с дорогой, для этого требовалось обеспечить обратную связь.

На деле многие водители убеждены, что при использовании ЭУР чувствовать дорогу не всегда будет получаться. На деле это совершенно не так. Дело в том, что электроусилитель, наоборот, наиболее точно чувствует и анализирует ситуацию на дорожном полотне, поэтому он четко передает угол поворота, а при ускорении машины руль становится «тяжелее». ГУР в этом вопросе проигрывает, так как он хоть и обеспечивает надежную обратную связь, но при этом предохранить от выворота руля на большой скорости он не может. Электроусилитель же не допустит подобной ситуации.

Еще один миф, который прочно засел в головах «бывалых» — это то, что ЭУР не поддается ремонту, поэтому если он сломается, то ничего с этим не поделаешь. На самом деле и это не так. Просто для того, чтобы отремонтировать электроусилитель, нужно обращаться не в СТО, а к электрикам.

Среди действительно реальных недостатков ЭУР стоит упомянуть тщательную калибровку, которая требуется такой системе. По факту произвести все эти настройки можно на иномарках, детища отечественного автопрома будут куда капризнее в этом вопросе. Также электромотор нуждается в дополнительной защите – демпфере, который будет гасить вибрации и колебания, влияющие на целостность ЭУР.

Гидроусилитель руля (ГУР).

В работе ГУР, используется масло ATF, которое применяется и в автоматических коробках передач. Работает гидроусилитель так: под большим давлением насос качает масло в распределитель. Задача этого распределителя состоит из отслеживания и дозирования усилий на рулевом колесе. Вместе с ним, работает установленный на рулевом валу торсион.

Итак, какие же плюсы у гидроусилителя руля?

Первое преимущество состоит в том, что ГУР – это отличная обратная связь с дорогой.

Второе достоинство данного устройства, это комфорт. Ведь всем известно, что автомобилем, с установленным в нем гидроусилителем, намного легче управлять. Какой бы не была скорость.

Третье, больше относится к современным усилителям. В них устанавливают электрические насосы, в которых уже нет ременной передачи.

Но ничего, в этом мире, нет идеального, и у гидроусилителя руля есть свои недостатки.

Один из главным минусов ГУРа в том, что он требует очень аккуратного обращения зимой

. И если случилось непредвиденное — устройство потекло, нужно немедленно устранить неисправность, так как автомобиль, при такой поломке, использовать уже нельзя. В противном случае, может сломаться и насос, который нагревает масло. Поэтому, сразу же отправляйтесь в автомобильный сервис, если такое произошло.

Следующий недостаток, это необходимость замены масла через определенное количество километров.

Если ваш ГУР ременного типа, это увеличивает расход топлива, так как он создает дополнительную нагрузку на двигатель.

Габариты – еще один недостаток. Из-за своей конструкции, ГУР занимает внушительное место под капотом.

Также, к недостаткам гидроусилителя можно отнести сложность и дороговизну ремонта и обслуживания.

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.

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.

Шарико-винтовой ЭУР с ременной передачей

Принцип работы электроусилителя руля этого типа сводится к тому, что усилие, создаваемое электродвигателем, передается на гайку, установленную на рейку (посредством ременной передачи) или же напрямую, когда электромотор встроен в рулевую рейку. В результате гайка начинает вращаться, при этом она из-за конструкции корпуса не может смещаться в продольном направлении. Поэтому вращение гайки приводит к перемещению самой рейки, тем самым и создается дополнительное усилие на рулевом механизме.

ЭУР с шарико-винтовой передачей и встроенным электромотором

В каждом из указанных типов есть определенные достоинства и недостатки, которые сказываются на их распространенности на авто. К примеру, устройство, монтируемое на рулевую колонку отличается дешевизной, но при этом информативность работы у него невысокая. Что касается шарико-винтового ЭУР, то он считается лучшим по информативности, но очень сложный в обслуживании и дорогостоящий.

Плюсы и минусы разных усилителей

Применение гидравлики для облегчения управления автомобилем обусловлено следующими достоинствами ГУРа:

• более низкая себестоимость производства, влияющая на конечную цену новой машины;
• от гидроусилителя можно получить большую мощность, позволяющую применять его в грузовиках и микроавтобусах любой грузоподъемности;
• надежная конструкция, проверенная годами эксплуатации.

Основной недостаток гидравлической системы – необходимость контроля уровня жидкости и периодического обслуживания. Нужно следить, чтобы не протекали сальники поршневого механизма, распределителя и насоса, вовремя менять и подтягивать ремень, смазывать подшипники.

Прочие минусы не столь существенны:

1. Насос усилителя работает постоянно, пока включен двигатель. Это увеличивает расход топлива.
2. Чтобы давление масла в магистралях не превысило критическую отметку, нельзя дольше 5 сек удерживать баранку, повернутую до крайнего положения.
3. На бюджетных моделях машин руль, усиливаемый ГУР, становится «пустым» на высокой скорости.

В противовес гидравлике ЭУР отличается такими преимуществами:

• электродвигатель и блок управления с датчиком не нуждается в осмотрах и обслуживании;
• габариты узла гораздо меньше, отчего в малолитражках он вмещается за приборной панелью;
• система не потребляет электроэнергию без нужды, а значит, не расходует лишнее топливо;
• руль можно держать в любом положении сколь угодно долго.

Рекомендуем: Автомобили с постоянным полным приводом: в бездорожье или по паркету?

Еще одна особенность электроусилителя руля – возможность изменения настроек работы в зависимости от условий езды и искусственное создание «тяжести» в баранке на большой скорости. Вдобавок ЭУР способен «рулить» машиной самостоятельно при движении по прямой, что реализовано на многих автомобилях премиум-класса.

Слабая сторона электрического усилителя — высокая цена. А чем больше стоимость узла, тем дороже обойдется его ремонт, а зачастую вышедший из строя ЭУР приходится менять целиком.

Второй недостаток – малая мощность привода, поэтому подобные усилители не ставятся на большегрузные авто и микроавтобусы.