Усилитель рулевого управления: история регулятора ваших мышечных усилий

Содержание

Устройство и принцип работы электроусилителя рулевого управления

Усилитель рулевого управления: история регулятора ваших мышечных усилий

Электроусилитель рулевого управления (ЭУР), как и любой другой усилитель, призван уменьшить усилие, прилагаемое водителем при воздействии на рулевое колесо, тем самым повышая уровень комфорта и легкость управления автомобилем.

Дополнительное усилие создается за счет электрического привода. Отсутствие гидравлических элементов в системе повышает ее надежность и создает дополнительные возможности для реализации таких функций, как автоматическая парковка.

В настоящей статье разберем, какие еще особенности есть у ЭУР, узнаем его устройство и принцип работы.

Функции и назначение

Общий вид ЭУР

Аббревиатура EPS (Electric Power Steering) переводится как «электрический усилитель руля», который является альтернативой гидроусилителю. Главное предназначение ЭУР – снижение усилия, прилагаемого водителем на рулевое колесо в процессе управления автомобилем.

К основным преимуществам электроусилителя в сравнении с гидроусилителем можно отнести:

  • высокую надежность за счет отсутствия гидравлики: исключается вероятность появления утечек и других неисправностей, характерных для ГУР
  • более высокую точность и удобство регулирования рулевого управления
  • экономию топлива за счет того, что электроусилитель работает только во время поворота руля

Разновидностью ЭУР является система адаптивного электроусилителя, работающая совместно с системой курсовой устойчивости. Она дает важные преимущества с точки зрения безопасности: корректирует углы поворота колес, повышая устойчивость автомобиля, а также компенсирует недостаточную или избыточную поворачиваемость автомобиля.

Преимущества устройства

  1. Надежность
  2. Возможность реализации автоматического управления автомобилем
  3. Простота обслуживания и бесшумная работа
  4. Экологическая и технологичность безопасность
  5. Возможность управления транспортным средством в случае выхода системы из строя
  6. Обеспечение легкости и плавности рулевого управления
  7. Обеспечение соответствия между углами поворота управляемых колес и руля
  8. Обеспечение пропорциональности между силами сопротивления повороту колес и усилием на рулевом колесе

    Устройство ЭУР

Устройство ЭУР

Конструктивно ЭУР состоит из следующих элементов:

  • электродвигатель (электромотор)
  • механическая передача (редуктор)
  • система управления

Электрический двигатель

Именно электромотор, который, как правило, представлен асинхронным электродвигателем, приводит в движение электроусилитель руля. При этом существует несколько схем установки электродвигателя:

  1. Электрический двигатель передает усилие на вал рулевого колеса
  2. Электрический мотор передает усилие на рулевую рейку

В первом варианте конструкции электроусилитель встроен в рулевую колонку, и электрический двигатель осуществляет передачу крутящего момента на вал рулевого колеса посредством механической передачи.

Варианты установки электродвигателя

Наиболее востребованным считается второй вариант, который называют электромеханическим усилителем рулевого управления (ЭМУР). Варианты его конструкции могут быть представлены в виде усилителя руля с двумя шестернями или усилителя руля с параллельным приводом.

В ЭУР с двумя шестернями передача крутящего момента осуществляется от рулевого колеса на рейку рулевого механизма одной шестерней; на другую шестерню момент передается при помощи электрического мотора.

В ЭУР с параллельным приводом электромотор передает усилие на рейку рулевого механизма за счет ременной передачи или передачи винт-шариковая гайка.

Система управления

Устройство рулевого управления с ЭУР

Система управления ЭУР состоит из:

  • входных датчиков
  • электронного блока управления
  • исполнительного устройства

Входные датчики:

  • датчик угла поворота рулевого колеса
  • датчик крутящего момента на рулевом колесе

Помимо этих элементов система управления ЭУР использует информацию, поступающую от блока управления ABS (колесные датчики скорости) и от блока управления двигателем (датчик частоты вращения коленчатого вала двигателя).

ЭБУ обрабатывает сигналы датчиков, на основании которых дает команду начать работу исполнительному устройству, в роли которого как раз является электрический двигатель усилителя.

Принцип работы электроусилителя руля

Принцип работы электроусилителя руля следующий: при повороте водителем рулевого колеса происходит скручивание торсионного вала. Эту информацию блоку управления передает датчик крутящего момента.

ЭБУ обрабатывает данные, соотносит их с показаниями других датчиков и  вычисляет усилие, которое необходимо приложить, чтобы помочь водителю повернуть колеса.

Электрический двигатель получает команду и воздействует на вал рулевой колонки либо на рулевую рейку.

Различают следующие режимы работы электроусилителя:

  • поворот автомобиля в обычном режиме
  • поворот машины на большой скорости
  • поворот машины на малой скорости
  • возврат колес в среднее положение
  • поддержание колес в среднем положении

Преимущества и недостатки электроусилителя руля

К основным преимуществам ЭУР относятся:

  • экономия топлива – электрический мотор исключает необходимость отбора части мощности у двигателя
  • надежность за счет отсутствия гидравлической системы
  • обеспечение лучшей связи водителя с дорогой
  • компактность и простота обслуживания
  • удобство регулирования характеристик рулевого управления
  • возможность реализации автоматического управления

К минусам устройства относятся:

  • невозможность использования устройства на тяжелых грузовиках из-за его малой мощности
  • недостаточная влагозащищенность
  • высокая стоимость

Неисправность EPS

Пиктограмма неисправности EPS

Если на панели приборов загорелась контрольная лампа (значок, на котором находится руль с восклицательным знаком), то это говорит о неисправности EPS.

Появление ошибки говорит о том, что электроусилитель не проходит самодиагностику при включении зажигания. Причиной неисправности могут быть множество факторов, например выход из строя какого-нибудь из датчиков, входящих в систему управления EPS.

Хотя управлять автомобилем можно и без электроусилителя, но делать этого не стоит. Лучше обратится к специалистам.

(2 5,00

Источник: https://TechAutoPort.ru/hodovaya-chast/rulevoe-upravlenie/elektrousilitel.html

Усилитель руля: виды и особенности

Усилитель рулевого управления: история регулятора ваших мышечных усилий

Многие автолюбители, при выборе нового автомобиля, интересуются, если ли в нем усилитель руля. И действительно, намного приятнее управлять машиной, если рулевое колесо поворачивается пальцем одной руки. Но, с другой стороны, мало кто знает, что на сегодня существует несколько видов усилителей, каждый из которых обладает своими особенностями.

Для чего вообще усилитель руля? Его задача – не только снижение энергозатрат водителя при повороте рулевого колеса. Данная система делает автомобиль более маневренным, удары колес о неровности дороги не так передаются к рукам водителя, да и, в случае прокола шины, становится проще удерживать машину на дороге.

Так, на сегодня существует три основных вида усилителя руля – электрический, электрогидравлический и гидравлический. На первых автомобилях была «гидравлика», и она не потеряла актуальности до сегодняшнего дня. Со временем, появился электрогидравлический усилитель руля, и сравнительно недавно – электрический.

Какой же из них надежнее? Чему лучше отдать предпочтение? Давайте рассмотрим каждый вид подробнее.

Гидроусилитель руля

Гидроусилитель руля состоит из нескольких частей – насоса, масла, гидроцилиндра, соединительных трубок и распределителя. Основным элементом системы является гидроцилиндр, который активируется с помощью насоса. При этом в гидравлической системе создается необходимое давление масла, которое оказывает свое действие на поршень рулевой рейки и делает вращение руля более легким.

Стоит отметить, что постоянная работа гидроцилиндра приводит к увеличению расхода топлива автомобиля. Наиболее слабым звеном во всей системе являются гидравлические трубки, которые часто повреждаются.

Преимущества гидроусилителя руля:

  1. Действие гидроусилителя приводит к снижению передаточного отношения рулевого механизма, а также к более легкому совершению маневров;
  2. Снижается сила ударов, передающихся через рулевое колесо к рукам водителя;
  3. В непредвиденных обстоятельствах становится намного проще удерживать рулевое колесо. Руль не вырывается из рук, и управляемость остается на высоком уровне;
  4. Даже при выходе из строя гидроусилителя, можно быть уверенным в безопасности вождения;
  5. Процесс управления является более информативным и точным.

Из недостатков можно выделить только один – повышенный расход топлива.

Электрический усилитель руля

Данная система состоит из электродвигателя, механической передачи и системы управления. Особенность устройства – создание дополнительного усилия во время поворота руля, с помощью специального электрического привода. Во многих современных авто установлен именно такой усилитель.

Принцип действия основан на работе целого ряда датчиков, которые следят за положением руля и усилием, которое прилагает водитель транспортного средства. При получении определенного сигнала от системы, датчик передает его в блок управления, где происходит обработка сигнала и его передача к электромотору, помещенному в рейку рулевого колеса.

Особенность электрического усилителя руля заключается в том, что он обеспечивает идеальную управляемость автомобиля при движении на любых скоростях, резком возвращении колес в среднем положении или их удержании на этом месте.

Преимущества электрического усилителя:

заключаются в компактности, экономии топлива, простоте настройки и возможности регулирования, минимальном энергопотреблении, а также отсутствии гидравлических магистралей.

Из недостатков можно выделить:

вероятный отказ или отключение системы при возникновении внештатных ситуаций. Подобные неполадки вполне вероятны, в случае серьезных сбоев в работе блоков управления, плохом контактном соединении или при снижении напряжения в бортовой сети машины. В случае, если происходит сбой, на приборной панели должна загореться соответствующая лампа об имеющейся неисправности.

Электрогидравлический усилитель руля

Принцип работы данного устройства аналогичный тому, по которому работает описанный нами гидравлический усилитель. Но небольшие различия все-таки имеются.

Здесь запуск гидронасоса осуществляется от электродвигателя, который питается от генератора. Таким образом, электрогидравлический усилитель руля работает не постоянно, а только при повороте рулевого колеса.

Как следствие, можно рассчитывать на существенную экономию топлива.

Преимущества данной системы – информативность, эффективность, точность и возможность экономии топлива.

Недостатки аналогичные тем, что и у электроусилителя.

Так что же выбрать?

Если говорить об усилителях, которые пользуются популярностью у автовладельцев, то к таковым относятся гидравлические и электрические усилители. Остается сделать выбор между ними.

Гидравлический усилитель является более сложным устройством и занимает много пространства под капотом авто.

Электрический привод в этом отношении более компактен и выгоден. Его механизм проще, а, значит, надежнее. В нем нет различных жидкостей, шлангов, сальников и прокладок. Кроме этого, электроусилитель позволяет сэкономить топливо.

С другой стороны, электроусилители подходят не всем водителям, из-за отсутствия должной информативности. Кроме этого, мы уже упоминали о вероятном риске отключения системы, из-за сбоя в сети электроснабжения автомобиля. Но это небольшие недостатки на фоне общих преимуществ системы. Таким образом, именно за эффективными, простыми и экономичными электроусилителями будущее.

Источник: https://autoinfa.com/post.php?id=47

Развитие рулевого управления – Рулевое управление Автомобильный портал 230km.ru

Усилитель рулевого управления: история регулятора ваших мышечных усилий
взглянуть на концепт кары, которые выставляются на международных выставках, то мы можем заметить, что философия рулевого управления встаёт на новый путь. В этих машинах нет как такового руля. Там стоит джойстик, как на игровых приставках, и управляет автомобилем умный компьютер. Но пока, пусть и недалёкое, но будущее.

А какова же ситуация сейчас. Давайте пройдём путь развития рулевого управления. Самым старым, но используемым и по сей день рулевым механизмом является связка “червяк – ролик”. Червяк с переменным диаметром связан непосредственно с рулевым валом. Он передаёт крутящий момент ролику, который связан с валом с сошкой.

Такой рулевой механизм способен выдерживать большие нагрузки, поворачивать колёса на большой угол, практически не передаёт удары от колёс к рулю.

Но такая конструкция слишком сложная, руль мало информативен и постоянно будет мучить Вас люфтами. На смену ему пришёл реечный рулевой механизм.

Данный механизм является самым популярным на сегодняшний день. Он устроен очень просто. Шестерня, которая связана с рулевым колесом, передвигает рейку с зубцами, которая, свою очередь, поворачивает колёса. Следующим шагом развитии рулевого управления стала проблема облегчения усилия на руль со стороны водителя.

Существует три типа усилителя, гидравлический, электрогидравлический и электрический. В гидроусилителе есть поршень, по правую и левую стороны которого находится жидкость под постоянным давлением, которое поддерживается с помощью насоса, работающего от двигателя.

присутствует золотник, который, реагируя на поворот руля, перекрывает определённый канал, чтобы помочь

Если взглянуть на концепт кары, которые выставляются на международных выставках, то мы можем заметить, что философия рулевого управления встаёт на новый путь. В этих машинах нет как такового руля.

Там стоит джойстик, как на игровых приставках, и управляет автомобилем умный компьютер. Но это пока, пусть и недалёкое, но будущее. А какова же ситуация сейчас. Давайте пройдём путь развития рулевого управления.

Самым старым, но используемым и по сей день рулевым механизмом является связка “червяк – ролик”. Червяк с переменным диаметром связан непосредственно с рулевым валом. Он передаёт крутящий момент ролику, который связан с валом с сошкой.

Такой рулевой механизм способен выдерживать большие нагрузки, поворачивать колёса на большой угол, практически не передаёт удары от колёс к рулю.

Но такая конструкция слишком сложная, руль мало информативен и постоянно будет мучить Вас люфтами.

На смену ему пришёл реечный рулевой механизм. Данный механизм является самым популярным на сегодняшний день. Он устроен очень просто. Шестерня, которая связана с рулевым колесом, передвигает рейку с зубцами, которая, в свою очередь, поворачивает колёса.

Следующим шагом в развитии рулевого управления стала проблема облегчения усилия на руль со стороны водителя. Существует три типа усилителя, гидравлический, электрогидравлический и электрический. В гидроусилителе есть поршень, по правую и левую стороны которого находится жидкость под постоянным давлением, которое поддерживается с помощью насоса, работающего от двигателя.

Также присутствует золотник, который, реагируя на поворот руля, перекрывает определённый канал, чтобы помочь повернуть руль. Минусом такого устройства является насос, который может работать только при включённом двигателе. Этот недостаток устранён в электрогидроусилителе.

В нём насос для создания давления приводится в действие с помощью электромотора, который может работать от аккумулятора, а значит, при выключенном двигателе. Такой подход позволяет снять нагрузку с двигателя, тем самым отдать дополнительные лошадиные силы для движения. В электроусилителе нет никакого поршня. Здесь электромотор напрямую соединён с рейкой рулевого управления.

Достоинством такой системы является то, что здесь нет никакой жидкости, а значит, нет и никаких протеканий. К тому же такая конструкция достаточно компактная.
И это ещё не всё. Уже сейчас на некоторых машинах, в частности на БМВ, установлена система активного руления – Active Steering. Она позволяет изменять передаточное отношения рулевого механизма.

Например, когда Вы едите по скоростному шоссе, руль должен быть чувствительным, а вот при парковке хотелось бы поменьше вращать баранку.

Уже сейчас внедряется технология рулевого управления, которая сама, с помощью многочисленных электронных датчиков и умного бортового компьютера, припарковывает машину. Вам даже не нужно рулить – машина всё сделает за Вас.

Пытливые умы нашего времени каждый день придумывают такие диковинные технологии, которые совсем недавно можно было прочитать на страницах фантастических произведений. Даже трудно себе представить, какой будет уровень развития в ближайшие полвека. Но уже сейчас мы можем увидеть, какими темпами идёт развитие автопромышленности.

Еще статьи по теме Рулевое управление: гур, сервотроник, активное рулевое управление кратко… Рулевое управление предназначено для изменения направления движения посредством поворота передних колес.

Автомобильное колесо появилось еще нашей эры, но поворотные оси появились на конных экипажах лишь начале XIX века. Эта конструкция перешла и на первые автомобили. Позднее…

Рулевое управление: гур,

Статья Развитие рулевого управления и Устройство

Еще статьи по теме Устройство гидроусилителя (ГУР) и электроусилителя руля (ЭУР) кратко… Долгое время ные конструкторы и не помышляли о сервоусилителях руля.

Невысокие требования к управляемости и комфорту и небольшое пятно контакта сравнительно узких шин позволяли обходиться одной человеческой силой даже управлении тяжелыми грузовиками.

Средство для уменьшения усилия…Устройство гидроусилителя

Статья Развитие рулевого управления и ГУР:

Еще статьи по теме ГУР: гидроусилитель рулевого управления кратко… Гидроусилитель рулевого управления все чаще устанавливается на легковых х. Он, конечно, облегчает управление, но что делать, когда гидроусилитель выходит строя? Особого беспокойства вызывать не должно. Человек всегда стремится минимуме затраченных усилий получать максимум…ГУР: гидроусилитель рулевого

Статья Развитие рулевого управления и Развитие рулевого

Еще статьи по теме Развитие рулевого управления кратко… взглянуть на концепт кары, которые выставляются на международных выставках, то мы можем заметить, что философия рулевого управления встаёт на новый путь. В этих машинах нет как такового руля. Там стоит джойстик, как на игровых приставках, и управляет автомобилем умный компьютер. Но пока,…Развитие рулевого

Статья Развитие рулевого управления и Рулевое

Еще статьи по теме Рулевое управление автомобиля кратко… Рулевое управление предназначено для изменения угла поворота колес изменении положения руля. В общем, руль повернуть вправо, то происходит работа рулевого управления, которое поворачивает колеса тоже правую сторону. Чем больше угол поворота руля, тем на больший…Рулевое управление

Источник: http://www.230km.ru/stat.php?id=278

Устройство автомобилей

Усилитель рулевого управления: история регулятора ваших мышечных усилий


Усилитель рулевого управления служит для создания дополнительного силового воздействия, позволяющего уменьшить прикладываемое к рулевому колесу усилие, необходимое для управления автомобилем, а также для повышения маневренности автомобиля и безопасности движения.

На грузовых автомобилях средней и большой грузоподъемности усилители рулевого управления устанавливают в основном для облегчения управления, а на легковых автомобилях высокого класса, кроме того, для предотвращения потери управляемости автомобилем в случае разрыва шины на высокой скорости.

***

Требования к усилителям рулевого управления

Поскольку рулевое управление автомобиля относится к наиболеее ответственному элементу системы управления, усилители руля должны не только обеспечивать комфорт и удобство водителя, но и соответствовать условиям безопасности движения. Немаловажными условиями качества гидроусилителей, как элементов конструкции автомобилей, является их долговечность, удобство технического ухода и эксплуатации.

Усилители рулевого управления должны соответствовать следующим основным требованиям:

  • сохранять возможность управления автомобилем и в случае выхода усилителя из строя;
  • не препятствовать стабилизации управляемых колес;
  • обеспечивать следящее действие;
  • поглощать удары и толчки, воспринимаемые автомобилем со стороны дороги и передаваемые на рулевое колесо;
  • иметь высокий КПД и использовать минимальное количество мощности двигателя для своей работы.

Кинематическое следящее действие обеспечивает пропорциональность между угловым перемещением рулевого колеса и углом поворота управляемых колес.

Иными словами, каждому фиксированному положению рулевого колеса должно соответствовать определенное положение управляемых колес, а при остановке рулевого колеса в каком-нибудь промежуточном положении поворот управляемых колес также должен прекращаться.

Силовое воздействие обеспечивает пропорциональность между силой, приложенной к рулевому колесу, и силой сопротивления повороту управляемых колес. Силовое следящее действие создает водителю “чувство дороги”.


Усилитель рулевого управления должен включаться при определенном усилии, прикладываемом к рулевому колесу. Это усилие зависит от сил трения в рулевом механизме и типа применяемого центрирующего устройства.

Центрирующее устройство обязательно имеется во всех усилителях, так как оно также не позволяет включаться усилителю при незначительных толчках со стороны управляемых колес.

В качестве центрирующих и реактивных устройств в усилителях рулевого управления могут применяться пружины, торсионы, плунжеры, реактивные камеры или их комбинации.

Включение усилителя рулевого управления происходит вследствие обратной связи от управляемых колес, осуществляемой с помощью рулевого привода.

***

Классификация усилителей рулевого управления

На современных автомобилях могут устанавливаться гидравлические, электрические и комбинированные усилители рулевого управления.

На выпускаемых ранее грузовых автомобилях некоторых моделей применялись пневматические усилители руля, однако, в настоящее время от таких конструкций отказались из-за ряда недостатков, присущих пневматическим сервоприводам – высокой инертности при срабатывании и неэффективному следящему действию.

В настоящее время на автомобилях наиболее часто применяются гидравлические усилители рулевого управления, которые характеризуются хорошими массогабаритными и динамическими показателями при рабочих давлениях до 15 МПа, небольшим временем срабатывания (0,02…0,05 сек), хорошими демпфирующими свойствами, малой трудоемкостью технического обслуживания.

Электрические усилители отличаются высокой экономичностью, так как энергия потребляется ими только при включении, а также низким уровнем шума, высокими демпфирующими свойствами и быстродействием, легкостью обеспечения переменного реактивного действия в зависимости от скорости движения автомобиля.

Комбинированные усилители рулевого управления в виде электромеханических или электрогидравлических систем устанавливают на многоосных специальных шасси, автопоездах и легковых автомобилях высшего класса. Это перспективные конструкции, сочетающие преимущества гидравлических и электрических усилителей рулевого управления.

***

Гидравлические усилители рулевого управления (ГУР)



Источник: http://k-a-t.ru/avto_shassi_2/6_rul_usilitel/index.shtml

История рулевого управления автомобилем

Усилитель рулевого управления: история регулятора ваших мышечных усилий

Регулярное рождение на свет различных инженерных новинок транспортных механизмов позволяет сделать жизнь водителя более безопасной и комфортной.

Причем за долгие годы развития машиностроения изменения коснулись абсолютно всех составляющих авто. Не миновала такая участь и рулевое управление, как систему. О нем и пойдет речь в этой статье.

Но для начала давайте вспомним, что же это, собственно, такое и для чего оно нужно.

Что же такое система управления авто?

Итак, рулевое управление — это одна из важнейших систем автомобиля, предназначенная для задания нужного направления. Рулевой механизм и привод являются единственными элементами системы, на которых строится вся ее работа. Упомянутые составляющие, в свою очередь, также включают в себя некоторые детали, но о них поговорим немного позже. А пока немного истории.

  • История развития технологий
  • За этим будущее

История развития технологий

История автомобилестроения насчитывает три периода, в которых отмечалось скачкообразное развитие рулевого управления.

Самым первым типом автомобильного управления было червячное, получившее такое название благодаря шестерне червячной, входящей в состав рулевой колонки.

А выглядело это так: усилия, прилагаемые для совершения оборота рулем, передавались на червячный механизм колонки, он, в свою очередь, заставлял вращаться шестерню, а та воздействовала на рулевую сошку.

Сама же сошка влияла на работу ступиц и рычагов, что в итоге направляло колеса в нужном направлении. Раньше этот механизм был довольно распространен, и чаще всего такое рулевое управление использовалось в моделях ВАЗ и BMW.

В список деталей, составляющих червячную систему управления, входят следующие элементы:

  • руль;
  • колонка;
  • вал и крестовина;
  • тяги.

Затем в широкие массы вышло реечное рулевое устройство. Принцип его работы заключается в следующем: вращаясь, рулевое колесо воздействует на такую деталь, как шестерня, а она приводит в движение рулевую рейку. Рейка также, в свою очередь, приводит в действие рычаг, наконечник у которого вставляется в ступицу. Вот ее он и вращает. Реечная система состоит из:

  • руля;
  • вала;
  • тяг;
  • наконечника;
  • рейки.

Такое рулевое устройство требовало определенных усилий для управления в процессе езды. Но здесь история автомобилестроения приготовила новый сюрприз водителям.

Дело в том, что конструкторы придумали способ, позволяющий руководить машиной практически без физических усилий. А заключался он в установке в транспортное средство различных усилителей руля.

Существует несколько видов подобных устройств:

  • Гидроусилители. Здесь рулевое управление состоит из гидравлического насоса (приводится в действие двигателем авто), системы шлангов, бака для жидкости. В корпус же автомобильной рейки насос закачивает жидкость, которая при недвижимом руле циркулирует по системе. Если же руль крутится, то жидкость начинает давить на рейку в сторону поворота. Таким образом, механизм помогает водителю повернуть с минимальными усилиями;
  • Электроусилители. А рулевое управление с таким усилителем работает с помощью электромотора, который напрямую соединен с рулевой рейкой или валом. Управление электроусилителя, при этом совершается электронным блоком. К тому же такая система может прикладывать разные усилия к поворотам руля. За это она еще называется адаптивной;
  • Гидроэлектроусилители. В этом случае рулевое управление принципом работы очень похоже на систему с гидроусилителем. Единственное, в этом случае насос вращается с помощью электромотора, а не двигателя машины;
  • Пневмоусилители. Система с таким механизмом также идентична по принципу своей работы с системой с гидроусилителем. Но здесь жидкость, находящаяся в рулевой рейке, заменена на сжатый воздух;

Еще одним вариантом того, какое управление машиной (как система) было популярным в автопроме совсем недавно, можно назвать винтовой вариант. Принцип работы ее во многом похож на червячное устройство.

Здесь вдоль винтовой резьбы рулевого вала спускается рейка зубчатая с резьбой внутри. Именно зубцы этой рейки заставляют работать рулевой отсек, а он — сошку. Дальше все выглядит как в червячной системе.

Состоит же винтовая система из:

  • руля;
  • тяги;
  • колонки;
  • зубчатой рейки.

За этим будущее

Сегодня широко применяется активная система, с помощью которой, можно сказать, развитие рулевого управления на сегодня достигло своего апогея.

Постоянное развитие технологий позволило уже сегодня получить не только технологию адаптивного рулевого управления, где усилие поворота руля зависит от скорости авто, но и другие варианты, существенно облегчающие автомобилистам жизнь.

К ним относится, например, система активного управления от БМВ (Active Front Steering или AFS). И если рассматривать ее работу, то можно сказать, что, на самом деле, все гениально просто, но очень надежно.

Активная система во многом схожа с реечным механизмом управления, но при движении руля вращается планетарный механизм. Он и приводит рулевую рейку в действие. Среди составляющих такого механизма можно выделить такие:

  • руль;
  • рейка с электродвигателем и планетарным механизмом;
  • наконечники и тяги;
  • блок управления.

В случае применения активной системы автомобиль может немного «подруливать» самостоятельно. Буквально на семь-восемь градусов. Но происходит это только, если на то есть команда электроники, программу для которой можно изменять при необходимости самостоятельно.

Это поможет не делать машине резких рывков в повороте на небольшой скорости и слишком плавно вести себя на высокой. Также для избежания неровного и резкого поведения машины в высоком скоростном режиме инженеры обеспечили систему возможностью постепенного снижения активности устройства электродвигателя.

Помимо прочего, электронное управление с возможностью адаптирования позволяет водителю не бояться, что средство передвижения будет «мешать» езде, а не наоборот.

Массовое распространение система «активного руля» получила еще в 1997 году и до сих пор занимает одно из главных мест по безопасности среди вспомогательных механизмов и устройств автомобиля.

И понятно, что автомобилестроение и дальше не будет стоять на месте. Помимо этого, автомобиль может быть снабжен таким «умным» помощником как электронная программа стабилизации (ESP) или ее улучшенной версией ESP Premium.

Срабатывает такой механизм в особо опасных дорожных ситуациях, когда управление автомобилем уже потеряно или существует такая угроза. Стабилизация движения здесь достигается путем торможения отдельных колес и снижения оборотов двигателя.

Причем такая система работает при любом режиме движения и скоростном режиме.

На сегодняшний день ESP считается наиболее надежной системой безопасности, компенсирующей некоторые ошибки водителя, хотя еще в 1995 году в ней присутствовали свои недостатки, которые отодвинули выход новинки на несколько лет до полного их устранения.

В перспективе же конструкторы автопрома работают над прямой связью руля с ведущими колесами с помощью электропривода. Причем воздействие на каждое колесо при этом будет независимое. Это станет идеальным вариантом безопасной езды для любого водителя.

http://www..com/watch?v=UvJ7HMhf3Jw

Таким образом, история развития технологий управления автомобилем за долгие годы шагнула далеко вперед, достигнув небывалых высот, а также существенно облегчив водителям ежедневные задачи, повысив уровень комфорта езды и общую безопасность поездок.

Источник: http://365cars.ru/istoriya/kak-razvivalos-rulevoe-upravlenie.html

Усилители рулевого управления автомобиля – их типы и назначение

Усилитель рулевого управления: история регулятора ваших мышечных усилий

Габариты и масса легковых автомобилей любых классов со временем только увеличиваются, и применения реечного рулевого механизма часто недостаточно для обеспечения комфортного управления транспортным средством. Единственным верным инженерным решением было внедрение в систему рулевого управления усилителя.

На сегодняшний день существуют два типа усилителей рулевого управления:

  • гидравлический;
  • электромеханический.

 Гидравлический усилитель рулевого управления

Система с гидравлическим усилением рулевого управления включает в себя:

  • насос (с расширительным бачком);
  • контрольный клапан;
  • исполнительный механизм;
  • собственно рабочую жидкость.

Насос создает избыточное давление рабочей жидкости в системе. При вращении рулевого колеса контрольный клапан смещается и открывает канал в исполнительный механизм для рабочей жидкости под давлением.

В исполнительном механизме находится поршень, связанный через шток (тягу) с рулевой трапецией.

Под давлением рабочей жидкости поршень перемещается, создавая дополнительное усилие на рулевом приводе, уменьшая тем самым усилие, требуемое от водителя для вращения рулевого колеса.

В зависимости от того, в какую сторону вращается руль, рабочая жидкость под давлением подается в полость над поршнем или под ним.

Когда рулевое колесо стоит по центру, насос перекачивает рабочую жидкость без нагрузки фактически вхолостую. Как только руль начинает поворачиваться, давление жидкости в системе возрастает и достигает максимума при крайнем (правом или левом) положении рулевого колеса.

Рисунок 8.8 Принципиальная схема системы гидравлического усилителя рулевого управления.

Рисунок 8.9 Рулевой механизм с гидравлическим усилителем.

Внимание
В автомобиле с гидравлическим усилителем рулевого управления запрещается длительное время удерживать руль в одном из крайних положений, так как это может привести к повреждению нагнетательного насоса.

Насос может приводиться ремнем от двигателя или же от отдельного электродвигателя.

 Электромеханический усилитель рулевого управления

Гидравлический привод усилителя рулевого управления «привередлив»: необходимо регулярно следить за всеми соединениями, чтобы вовремя обнаружить и устранить утечки рабочей жидкости, кроме того, есть вероятность засорения рабочей жидкости.

При необходимости снятия рулевого механизма возникает потребность в сливе рабочей жидкости. А при заправке гидропривода свежей рабочей жидкостью необходимо выполнять операции по удалению воздуха из системы.

И совсем другое дело — электромеханический усилитель: нет рабочей жидкости, патрубков, прокачки, и есть электродвигатель и блок управления, контролирующий частоту вращения рулевого колеса. Блок управления также отслеживает скорость автомобиля и углы поворота руля.

Блок управления при определенных значениях скорости может посылать сигнал на электромотор с целью «зажимания» или «отпускания» руля.

Примечание
Термины «зажать» и «отпустить» касательно руля появились благодаря журналистам и означают увеличение или уменьшение усилия, требуемого для поворота рулевого колеса, соответственно.

Существует несколько схем установки электромотора усилителя:

  • на рулевой колонке;
  • на валу-шестерне рулевого механизма;
  • на рулевом механизме.

Многочисленные тесты автомобилей с электромеханическим усилителем показали, что наилучшая схема установки электромотора – на рулевом механизме, так как этим достигается наилучшая обратная связь рулевого управления.

Рисунок 8.10 Пример рулевого управления с электромеханическим усилителем на рулевой колонке.

Примечание
Под обратной связью рулевого управления подразумевается связь с дорогой. Ведь, когда мы вращаем руль, колеса поворачиваются, воздействуя таким образом на дорогу, а во время движения на колесо действует множество сил, связанных с его качением.

Так вот: передача всех этих сил от дороги на колесо и далее на руль и является обратной связью. Выражается эта обратная связь, в основном, в пропорционально возрастающем усилии на рулевом колесе, которое зависит от угла поворота руля и скорости движения автомобиля.

Термин чаще всего применяется для автомобилей с усилителем рулевого управления.

Если на машине с усилителем руля обратная связь отсутствует, значит усилие на рулевом колесе не изменяется в зависимости от угла поворота руля и скорости прохождения автомобилем поворота.

Когда автомобиль стоит на месте или двигается медленно, то легкость вращения руля только к лучшему.

Однако при маневрировании на скорости отсутствие пропорционально повышающегося усилия на руле может сыграть злую шутку, так как по объективным и субъективным ощущениям тяжело будет выбрать единственно верное положение руля.

Источник: https://monolith.in.ua/structure-avto/usiliteli-rulevogo-upravlenija/

Электроусилитель руля, схема и устройство

Усилитель рулевого управления: история регулятора ваших мышечных усилий

[box type=»download»] По сравнению с гидро усилителем электрический усилитель не имеет насоса, шлангов и какой либо жидкости, за уровнем которой нужно было бы следить. Такой усилитель издает намного меньше шума и занимает на порядок меньше места в подкапотном пространстве.

[/box] При работе электро усилителя затраты энергии немного ниже, потому что он включается в работу только когда в этом есть надобность. А гидрач постоянно прокачивает жидкость.

Собственно за счет меньшего жнергопотребления такой привод рулевого управления позволяет уменьшить расход топлива (в среднем на 200 грамм на сто километров).

Состав усилителя с электрическим приводом: 

1 — руль, 2— рулевая колонка, 3— карданный вал, 4— электродвигатель, 5— механизм руля, 6— блок управления, 7— датчик крутящего момента

Принцип действия электро усилителя рулевого управления

Как уже было сказано, электрический усилитель работает не всегда, он вступает в работу только при повороте руля водителем. Двигатель усилителя руля выдает крутящий момент который зависит от крутящего момента на рулевом механизме. Этот момент измеряется датчиком крутящего момента, который передает данные в блок управления усилителем.

Так же блок управления рассчитывает необходимую мощность включения двигателя усилителя в зависимости от угла поворота рулевого колеса. Угол поворота измеряется датчиком, который встроен в подрулевой переключатель.

На роторе самого двигателя тоже установлен датчик, измеряющий его частоту вращения для получения обратной связи в блок управления.

То есть чтобы блок «видел» с нужной ли скоростью крутится мотор электроусилителя, нет ли ошибочно медленного или слишком быстрого вращения.

[box type=»download»] В отличие от гидроусилителя, который дает примерно одинаковое усилие во всем диапазоне вращения руля, блок управления электрическим усилителем принимает во внимание множество параметров, по которым рассчитывает нужное усилие на электромоторе. Это усилие зависит от величины момента на руле, от скорости автомобиля, от оборотов двигателя, от угла и скорости поворота рулевого колеса.[/box]

Усилие от двигателя усилителя передается на рейку через приводную шестерню и червячную передачу. Рейка перемещается при помощи двух усилий: непосредственно от руля, приводимого в движение водителем и от двигателя усилителя, управляемого блоком управления.

Режим парковки

[box type=»info»] Парковка это своеобразный режим движения. В этом режиме скорость машины мала, а колеса обычно поворачиваются на сравнительно большие углы.[/box]

Датчик крутящего момента передает информацию о наличии большого крутящего момента на  руле. Так же в блок поступают данные об угле поворота руля.

И если угол поворота и крутящий момент большие, а скорость автомобиля стремится к нулю, то блок управления определяет это как режим парковки и дает команду на максимальное усиление движения руля.

При этом обязательно учитывается частота вращения коленвала.

Таким образом при нулевой скорости и активном рулении на рейку действует максимальное усиление от электродвигателя.

Движение в городе

[box type=»info»] В городском режиме постоянно приходится поворачивать руль, совершая повороты и перестроения.[/box]

Но усилие на руле в такие моменты не превышает средних значений.

Так же в блок управления поступает информация об угле поворота руля и скорости автомобиля, близкой к 50-ти километрам в час, в результате блок определяет необходимость в умеренном усилии на рулевое управление и выдает сохраненные в памяти характеристики усилителя для скорости 50 км/час. Так что в городском цикле действуют усилия среднего диапазона.

Движение на трассе

[box type=»download»] В загородном режиме автомобиль движется на высоких скоростях, в рулевое колесо поворачивается обычно на небольшой угол и крутящий момент в рулевом механизме тоже невелик. [/box]

Видя что скорость машины около ста километров в час и поворот руля невелик, блок включает программу управления для характеристик при скорости 100 км/час, устанавливая небольшое усилие на рулевой рейке. То есть при движении на трассе действие электроусилителя практически равно нулю или очень мало.

Активный возврат колес в среднее положение

Когда при движении в повороте водитель снижает усилие на руле, торсион раскручивается.

Блок управления по показаниям датчиков видит это и рассчитывает скорость возврата колес в среднее положение в зависимости от величины падения крутящего момента на руле, а так же от угла и скорости поворота руля.

Это расчетное значение сравнивается с фактическим усилием возврата а результат сравнения служит основанием для определения крутящего момента, нужного для возврата колес в среднее положение.

Обычно при повороте колес в движении возникают реактивные усилия, которые стремятся вернуть колесо в среднее положение. Но из-за сил трения в рулевом механизме и подвеске они не способны самостоятельно вернуть колеса в исходное положение.

Блок управления учитывает все необходимые данные и обеспечивает возврат управляемых колес в среднее положение при помощи двигателя усилителя.

Коррекция среднего положения колес (подруливание)

Это режим движения по прямой. Просто иногда на автомобиль могут действовать сторонние силы, например боковой ветер. Обычно в таком случае водителю приходится самостоятельно удерживать машину на правильном курсе. В случае с электро усилителем этого делать не нужно, блок управления усилителем все сделает сам.

Долговременная коррекция

Усилитель работает в режиме длительной коррекции когда нужно постоянно устранять отклонение автомобиля от прямолинейного курса, например, при неравномерно изношенных шинах.

Кратковременная коррекция

В случае с боковым ветром его порывы непостоянны, поэтому усилитель работает в режиме кратковременного подруливания. Такое подруливание происходит без участия водителя. Таким образом электроусилитель руля повышает комфортность управления автомобилем.

в тему:

Источник: http://www.em-grand.ru/post-yelektrousilitel_rulya.html

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.