Устройство ЭУР
В отличие от классического ГУР, в электроусилителе главный исполнительный механизм — электрический привод (асинхронный мотор). Устройство собрано в одном блоке (вместе с рулевым механизмом), что упрощает обслуживание и ремонт (когда это требуется). Механическая передача передает момент вращения от силового узла к рейке руля.
В ЭУР с шестью шестеренками один из узлов передает момент кручения на рейку, а другой — вращение от электромотора. Для гарантии работоспособности рейка оборудована зубьями, выполняющими роль привода. Второй вариант исполнения — ЭУР с параллельным приводом. В данном случае момент передает ремень и шариковый узел.
Ключевой элемент электроусителя — система управления. Она состоит из нескольких узлов:
- Входных датчиков — момента вращения и угла поворота руля. Кроме этого, принимается информация от датчиков скорости и частоты вращения коленвала.
- Электронного блока (ЭБУ) — устройства, принимающего сигналы и обрабатывающего поступившую информацию. На базе полученных данных компьютер принимает решение в отношении подачи команды на исполнительный узел.
- Исполнительные элементы — электромотор (асинхронный двигатель).
Конструктивно ЭУР различается в зависимости от типа автомобиля:
- На легковых авто электроуситель монтируется прямо в колонку. Здесь не требуется особых усилий. Следовательно, узел получается компактным и легко помещается в области возле руля. Там же смонтированы и датчики. Как результат — исключается воздействие на устройство негативных факторов. Таким образом, конструкция состоит из следующих элементов — рулевой колонки, ЭУР, промежуточного вала и реечного механизма.
- На микроавтобусах и авто 4×4 требуется большее усилие, поэтому ЭУР имеет конструкцию с параллельными осями. Передача вращения происходит посредством зубчатоременной передачи. Специальный ремень проворачивает гайку, которая приводит в движение саму рейку руля.
Что касается большегрузных машин, то на них электроуситель не устанавливается.
Неисправности электроусилителей
Хоть в электроусилителях руля нет «нежной» гидравлики, они подвержены поломкам и нуждаются в периодическом осмотре и диагностике исправности. К примеру, ЭУР боятся влаги, а элементы конструкции, призванные защитить электрику от влаги, имеют пусть и большой, но все же ограниченный эксплуатационный ресурс. Однако даже при отсутствии неисправности в самом электроусилителе водитель может столкнуться с проблемами. Сам мотор и смежные компоненты служат до 10 и более лет при правильной эксплуатации. А отказ устройства может случиться по таким причинам:
- Низкое напряжение в бортовой сети. Рекомендована проверка аккумулятора, генератора и реле регулятора;
- Неисправность электронного блока управления. Причин поломки ЭБУ множество, но чаще всего он отказывает зимой и летом – сказывается сочетание вибраций и высоких перепадов температур;
- Выход из строя предохранителя и/или электромотора. Обычно это происходит из-за длительного действия влаги. Рекомендована замена предохранителя, а также проверка работоспособности и опциональная замена электромотора.
Наиболее частые неисправности: прекращение работы электроусилителя или его периодический выход из строя, а также несоответствие режимов работы, появление шумов при работе. Рекомендуем проверять аккумулятор, проводку, контакты, предохранители, а уже затем приступать к проверке датчиков рулевой системы, электронного блока, а затем и остальных элементов ЭУР. Вам может помочь сканер ошибок, который описывался в данном материале. В расшифровке ошибок помогут материалы в сети, специализированные форумы.
Устранить шумы в области электроусилителя можно смазав рулевой вал, подтянув регулировочную гайку, рейку, проверив и опционально заменив подшипники. Важный момент: шум возникает в том числе в рейке или колонке – его источников не всегда является усилитель. А вот если на щитке приборов загорелся красный индикатор, то ЭУР нуждается в срочном ремонте. Если индикатор светит желтым, то водитель можно эксплуатировать авто, предварительно сняв предохранитель. Обычно желтый индикатор указывает на проблемы с цепью питания и/или на неисправность входного датчика.
Стоит отметить, что в функционировании электроусилителя есть свои особенности. К примеру, электрический привод выдает полную мощность на низких скоростях авто. К примеру, во время парковки, когда водитель выворачивает руль вплоть до крайних положений. При частоте двигателя менее 400 об/мин усилитель не запускается. При езде на высоких скоростях устройство будет выключаться или перейдет под контроль «умной» электроники систем курсовой устойчивости.
Неисправности и их признаки
Несомненно, электроусилитель является более надежным узлом, чем устройство, работающее на гидравлике, но и в ЭУР появляются неисправности. При их обнаружении нужно сразу проводить ремонт, так как от работы усилителя зависит безопасность водителя, его спутников и других участников дорожного движения.
Полный отказ работы ЭУР
Как показывает практика, неисправностей у этого узла не так много, поломки случаются в один и тех же деталях. Первое, что стоит разобрать, – это полный отказ ЭУР. При отключении усилителя необходимо проверить экран бортового компьютера, скорее всего, вы увидите там код, сообщающий о неисправностях в узле. Но иногда определить отключение усилителя можно только на практике.
Выполняем следующие действия:
- Выключаем двигатель и несколько раз поворачиваем «баранку» в разные стороны;
- Повторяем эти действия, но уже при заведенном моторе;
- Усилие при повороте руля не поменялось? Значит узел полностью отключился.
Иногда усилитель и спидометр перестают работать одновременно. Причиной такого дефекта является датчик скорости, который вышел из строя. Взяв электросхему, вы поймете, что эти три элемента связаны. Датчик момента подает данные на блок управления, он сравнивает их со скоростью и определяет усилие. Если причиной стал датчик скорости, то ремонт заключается в проверке проводки, которая ведет к этому элементу. Также стоит проверить провода, соединяющие датчик со спидометром и усилителем руля. Если в коммутации обрывов нет, то следует поменять датчик.
Низкое напряжение в сети автомобиля тоже может привести к отключению ЭУР. Неисправности следует искать в изоляции проводки. Если она повреждена, в сети будут появляться короткие замыкания. Также нарушения в изоляции приводят к неисправной работе генератора. Для устранения неисправности следует проверить проводку и генератор. В датчике момента присутствует множество контактов, которые при сильном загрязнении способствуют отключению ЭУР. В этом случае ремонт – это разбор агрегата и очистка контактов датчика момента.
Непредсказуемая работа руля
Водитель едет по ровной дороге, положения руля не меняется, и вдруг машина поворачивает в сторону. Такое непредсказуемое поведение усилителя руля требует срочной диагностики, так как в самый неподходящий момент электроусилитель руля Лада Приора может отправить автомобиль на обочину или на встречную полосу. В такой ситуации движение следует прекратить и отключить усилитель. Для этого нам понадобиться извлечь предохранитель, который отвечает за подачу напряжения на усилитель.
Чтобы достать этот предохранитель, нужно выполнить следующие действия:
- У левой ноги водителя расположена крышка монтажного блока;
- Проворачиваем фиксаторы и отщелкиваем крепления;
- Блок, где расположен нужный предохранитель, вы найдете возле расширительного бачка;
- Смело достаем предохранитель F5 (50 A) – он отвечает за обеспечение цепи питания к ЭУР.
Причина такого поведения – неисправности в устройстве электроусилителя. Это может быть датчик момента, блок управления, засоренные контакты или механические повреждения. Диагностику рекомендуется выполнять у профессионалов, так как в гаражных условиях проверить блок управления у вас не получится, замена может быть осуществлена своими руками.
Как это работает?
Гидроусилитель руля (ГУР)
Что такое гидроусилитель руля? Это — система, состоящая из трубопроводов высокого и низкого давления, в которых благодаря насосу циркулирует специальная жидкость. Для жидкости ГУР предусмотрен бачок, соединенный с насосом. Когда вы поворачиваете руль в системе гидроусилителя происходит целый ряд реакций. Жидкость подается в рулевой механизм через распределитель под высоким давлением. Нагнетаясь в гидроцилиндр, она создает давление на поршень, под воздействием которого тот смещается, снижая степень усилия прилагаемого водителем при повороте рулевого колеса. Во время движения по прямой траектории жидкость ГУР стекает из рулевого механизма в бачок системы.
Электроусилитель — это набор механизмов, среди которых главная роль отведена электромотору, кроме того в состав ЭУР входит электронный блок управления (ЭБУ), а также два датчика (датчик угла поворота и датчик крутящего момента). По сравнению с гидроусилителем, ЭУР устанавливается непосредственно на саму рулевую рейку или колонку, при этом передача крутящего момента осуществляется посредством торсионного вала, встроенного в систему рулевого управления. В то время как ГУР меняет усилие прилагаемое к рулю при помощи давления и жидкости, которая циркулирует в системе, электроусилитель осуществляет все при помощи тока. При повороте руля крутящее усилие передается рулевому механизму по торсионному валу. Датчик крутящего момента ЭУР «понимает» это действие и сообщает о нем в ЭБУ. Электронный блок анализирует полученные данные и определяет, сколько именно тока необходимо “дать” электромотору, чтобы вращение руля было легким и приятным. Следует отметить, что расчет усилия происходит в зависимости от скорости, с которой движется автомобиль, а также угла поворота руля. Когда водитель крутит рулем на месте во время парковки или других маневрах, привод электроусилителя нагружен максимально, поскольку необходимо обеспечить легкое вращение рулевого колеса в сложных условиях. Когда авто движется на высоких скоростях управление рулем становится более острым, так как электроусилитель значительно уменьшает силу крутящего момента, то есть меньше помогает водителю.
Теперь когда мы разобрались в принципах работы предлагаю выяснить, что лучше: ГУР или ЭУР, учитывая плюсы и минусы каждой из систем.
Преимущества ГУР
- Гидроусилитель рулевого управления имеет более громоздкие габариты, однако плюс в его относительно невысокой стоимости и менее затратном производстве. Это в свою очередь так или иначе сказывается на стоимости транспортного средства.
- Потенциал мощности. ГУРы сегодня устанавливают преимущественно на автомобили бюджетного класса, а также грузовые микроавтобусы и большие внедорожники. В случае с внедорожниками и микроавтобусами применение гидроуслителя руля можно объяснить тем, что эта система более мощная и способна выдержать большие нагрузки. Это, по сути, главное преимущество ГУР.
- Вышеупомянутая невысокая стоимость.
Недостатки ГУР
Что до недостатков, то их у гидроусилителя намного больше по сравнению с ЭУР:
- В автомобиле с ГУР не рекомендуется держать руль в крайнем положении дольше пяти секунд, так как это может привести к перегреву масла в системе и выхода гидроусилителя руля из строя.
- ГУР требует регулярного обслуживания, не реже чем раз в два года. Владелец автомобиля с такой системой постоянно обязан производить замену жидкости в системе, контролировать ее уровень, проверять привод, шланги и насос на предмет подтеканий и трещин.
- Третий недостаток — прямая зависимость от работы двигателя. Когда насос включается в работу, он так или иначе отбирает часть мощности у двигателя, а во время движения на высокой скорости по трассе это можно считать пустой тратой мощности, так как в данном случае ГУР практически не нужен.
- В гидроусилителе нельзя настроить режимы работы в зависимости от скорости движения и условий.
- Гидроусилитель хорошо выполняет свою работу на малых и средних скоростях, однако на высоких скоростях управление теряет “остроту” и водителю сложно выполнить резкий короткий маневр. Проще говоря, ГУР дольше реагирует из-за применения в нем дополнительных узлов, увеличивающих время отклика.
Отличия от других видов усилителей
Как отмечалось ранее, в отличие от обычного гидроусилителя руля, ЭГУР Servotronic имеет в составе электромотор, приводящий в движение насос (либо другое исполнительное устройство – электромагнитный клапан), а также электронную систему управления. Данные конструктивные отличия позволяют электрогидравлическому усилителю регулировать усилие в зависимости от скорости машины. Этим обеспечивается комфортное и безопасное управление автомобилем на любой скорости.
Отдельно отметим легкость маневрирования на малых скоростях, что недоступно обычному ГУР. На больших скоростях уровень усиления уменьшается, что позволяет водителю управлять автомобилем более точно.
Причины поломки ЭУР
Одной из основных причин, по которым электроусилитель руля на Калине может отключаться, является поломка самого устройства. При включении зажигания система автоматически производит диагностику, которую впоследствии не проходит. В результате не работает электроусилитель руля из-за собственного отключения, что, несомненно, негативно отражается на комфорте при управлении машиной.
Ремонт электроусилителя руля может обойтись достаточно дорого, так что если Калина еще на гарантии, есть смысл отремонтировать свой ЭУР у дилера. В том случае, если система полностью отказала, необходимо в первую очередь отключить питание. При этом крутящий момент двигателя будет воспринимать рулевой элемент (рейка) в обход усилителя.
Еще одной причиной, почему не работает электроусилитель, является выход из строя датчика скорости, именно он отвечает за работу системы в различных режимах езды. На полную силу ЭУР функционирует только при езде на минимальной скорости. Когда транспорт ускоряется, осуществляется снижение усилия, которое создает система на рейку, и именно за это отвечает регулятор скорости. Ремонт ЭУР своими руками подразумевает самостоятельную замену датчика, стоимость такого элемента на сегодня не высокая.
Если ломается скоростной датчик, напрямую подключенный к спидометру, то на блок, управляющий ЭУР, поступают некорректные данные. Система автоматически отключается, в этот момент на контрольном щитке появляется диодный индикатор, которые сообщает водителю о неисправности устройства. Чтобы не столкнуться с необходимостью ремонта усилителя, достаточно вовремя проводить диагностику скрепкой. Благодаря диагностике автомобилист сможет узнать обо всех неполадках, которые присутствуют в различных механизмах и узлах транспорта.
Подведем итоги этого пункта — по каким причинам электроусилитель отказывается работать:
- Отсутствует сигнал с датчика скорости. Проблема может заключаться как в выходе из строя регулятора, так и в неисправностях проводки.
- Очень низкий уровень напряжение в проводке автомобиля. Необходимо произвести замер напряжения и решить проблему.
- Допустимое количество оборотов мотора было превышено.
- Вышел из строя блок управления. Решить проблему позволит ремонт, но обычно при поломке блок приходится менять.
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.
Как работает ЭГУР
Принцип работы в зависимости от скорости авто ЭГУР может меняться.
Если машина едет прямо, то жидкость в систему циркулирует по кругу по направлению от насоса в бачок и затем обратно.
При повороте рулевого колеса происходит следующее:
- торсион закручивается, поворачивая золотник, циркуляция жидкости при этом останавливается;
- жидкость поступает в одну из полостей цилиндра, при этом из второй полости она возвращается в бачок;
- жидкость при помощи поршня воздействует на рулевую рейку, вследствие чего осуществляется поворот колёс.
Максимальную производительность электрогидравлический усилитель рулевого управления демонстрирует на скорости движения транспортного средства до 40 км/ч. Принцип работы устройства при этом такой:
- датчики подают сигналы на ЭБУ, при этом увеличивается частота вращения электрического двигателя насоса, что, в свою очередь, приводит к открытию клапана;
- возрастает производительность насоса, в силовой цилиндр жидкость начинает поступать с большей скоростью, ввиду чего для поворота руля становится нужно прилагать меньше усилий.
Чем быстрее двигается автомобиль, тем медленнее работает ЭГУР.
Преимущества и недостатки ЭУР
Как и у других механизмов, у электроусилителя рулевого управления стоит выделить плюсы и минусы.
Преимущества:
Простота эксплуатации и конструкции
При обслуживании гидроусилителя важно контролировать уровень масла и производить его замена (доливку). В случае с ЭУР такая проблема отошла в прошлое; Экономичность
В отличие от ГУР, который работает без остановок, электроусилитель активируется только при необходимости (при вращении рулевого колеса). Как следствие, часть нагрузки снимается с мотора; Простота настройки и регулировки. Чтобы скорректировать характеристики ГУР не обойтись без разборки узла и внесения конструктивных измерений. Для ЭУР все проще — хватает замены программы электронного блока; Экономия топлива. Практика эксплуатации показала, что применение электроусилителя снизило объем потребления топлива на 0.5-0.6 литра из расчета на 100 километров пути.
Минусы ЭУР
- Низкая мощность, связанная с меньшей мощью элеткродвигателя;
- Ограниченность применения. Электроусилитель рулевого колеса монтируется только на легких машинах, а для грузового транспорта он не подойдет;
- Слабая отзывчивость руля, объясняемая малым обратным усилием.
