Эур это: 403 — Доступ запрещён – Электроусилитель рулевого управления (EPS): устройство и принцип работы

  • 01.07.2020

Содержание

Эур что это такое в автомобиле


Электроусилитель руля (ЭУР). Как работает – устроен. Основные виды

Электроусилитель руля или попросту ЭУР приходит на смену своему распространенному оппоненту, а именно гидроусилителю (ГУР). Этому способствует развитие техники, развитие электроники, а также установке усовершенствованных систем помощи водителю (например — автоматическая парковка). Также электрический собрат позволяет немного экономить топливо. Сейчас существует как минимум 4 основных конструкции такого типа. НО! Многие производителя не спешат переходить с «гидро» на «электро». Но почему? Так ли идеален, как работает – устроен ЭУР, как его нужно эксплуатировать, чтобы не угробить. Про это сегодня и поговорим с вами, как обычно будет и видео версия. Так что читаем смотрим …

СОДЕРЖАНИЕ СТАТЬИ

Для начала небольшое определение.

ЭУР (электроусилитель руля) – электромеханическая система, которая позволяет снизить управляющее усилие, которое прикладывается к рулевому колесу.

В самом начале мне хочется сказать, что эта статья не будет про сравнение ГУР и ЭУР такая статья у меня уже есть (хотя некоторые моменты все же будут проскакивать).

Про ЭГУР

Еще одна полезная информация и опять же в начале статьи, многие путают электрический усилитель с так называемым ЭГУР — электрическим гидроусилителем руля. Но это крайне не правильно. ЭГУР – это просто усовершенствованный гидравлический усилитель единственное отличие в том что – обычный ГУР использует ременную передачу от коленчатого вала двигателя, которая раскручивает насос для накачки давления в системе, то есть механическая передача. ЭГУР не имеет такой передачи, он вообще никак ни связан с коленвалом, он имеет просто электрический двигатель сверху, который питается от бортовой системы и нагоняет давление.

По сути ремень и механический насос, заменили проводами и электрическим насосом, отсюда и приставка «Э» — электрический.

Как работает электроусилитель руля

Здесь нет ни масла, ни какой либо другой жидкости, по сути это обычная рулевая рейка (без усилителя вообще) к которой устанавливают на тот или иной вал электрический двигатель, который выполняет роль усилителя. Различают конструкции:

  • Когда устанавливается на рулевой вал, то есть ставится в салоне автомобиля и усиливает водительский вал, прямо от руля
  • Когда двигатель устанавливается на вал рейки и усиливает именно ее

Основные части (саму рейку и рулевой вал я брать не буду, про них итак все понятно)

  • Электродвигатель. Современный бесщеточный
  • Сервопривод. Также различается по видам, про это чуть ниже
  • Датчик крутящего момента. Основной датчик системы, обычно устанавливается на торсион, который помещается в разрез рулевого вала. На концах торсиона располагается две различных части датчика. Он может быть как оптический, так и магнитный.
  • Датчик поворота руля
  • Блок управления
  • ОПЦИОНАЛЬНО – может ус

Электроусилитель руля как работает. Но, несмотря на свои качества, ЭУР имеет и ряд минусов. Возможные режимы работы электроусилителя рулевого управления

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

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

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

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

Основные составные части. Принцип работы ЭУР

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

Итак, состоит электроусилитель из:

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

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

Исполнительный механизм

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

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

Блок управления

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

Датчики

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


Датчик крутящего момента на рулевом колесе

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

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

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

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


Пример устройства ЭУР с датчиком крутящего момента

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

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

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

Виды и их особенности

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

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

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


ЭУР встроенный в рулевую колонку

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

Причем существует несколько типов ЭУР с такой компоновкой:

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

С червячным редуктором

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


Червячный редуктор ЭУР

Двухвальный ЭУР

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


☰ История развития системы усилителя руля

Сначала автомобиль был не средством передвижения, а роскошью ручной сборки. Однако, как всегда бывает с инновациями, автомобили постепенно совершенствовались и подешевели. Преимущества автомобиля оценили обыватели и предприниматели, желающих купить машину становилось все больше.

Производители совершенствовали автомобили: разработали педальную группу, примитивную КПП, электрическое зажигание. Но рулевое управление по-прежнему отставало в развитии — чтобы крутить огромный руль, нужно было обладать недюжинной силой, а на ямах и высокой скорости авто теряло управление.

Гидроусилитель: с корабля — на легковой автомобиль/в массы

Еще в начале 19 века Роберт Гюрней предложил примитивный усилитель в виде вспомогательной тележки, которая через дышло крепилась к передней оси тяжеленного парового омнибуса. Водитель управлял колесами тележки, а та, в свою очередь, управляла осью омнибуса. Такой усилитель был прорывом — теперь транспортным средством мог управлять всего один человек, а не два-три.

Самоходный паровой омнибус

Паровой омнибус

Тем не менее, между усилителем Гюрнея и гидроусилителем руля — пропасть в сто лет.

Первые гидроусилители в более-менее привычном для нас виде появились на морских судах в 19 веке. Аналогичную систему во время Первой мировой безуспешно пытались адаптировать для броневиков и грузовиков, но она была слишком громоздкой и сложной.

ГУР Фрэнсиса Дэвиса — первый запатентованный усилитель в Америке. Инженер значительно упростил систему: вместо аккумуляторов давления он предложил непрерывно работающий насос, внедрил регулирующие клапаны, которые открыты постоянно. Принцип действия ГУРа начала ХХ века такой же, как сейчас: когда водитель поворачивает руль, торсион скручивается, открывая при этом отверстия в золотнике и направляя жидкость в правую или левую полость гидроцилиндра — чем больше угол поворота руля, тем сильнее открывается канал.

Такое решение упростило конструкцию и позволило начать серийное производство гидравлических систем усилителя руля. Первый ГУР Дэвис установил на собственный автомобиль и продемонстрировал, что управлять машиной стало легко и комфортно.

Компания Cadillac первая заинтересовалась разработкой Дэвиса — быстрые 16-цилиндровые автомобили были невероятно тяжелыми.

Несколько лет инженер не слишком успешно работал в GM — развитию помешала Великая депрессия, для компании оказалось накладно производить дорогостоящую тонкую гидравлику.

К началу Первой мировой войны систему ГУР усовершенствовали для серийного производства: Дэвис разработал гидроусилители 10-ти типов для Buick и Chevrolet.

После войны разработками Дэвиса воспользовалась компания Chrysler, и в 1953 году уже миллион американских автомобилей оснастили гидроусилителем руля.

В Европе с усилителями руля все было сложно вплоть до 60-х годов ХХ века — их просто не было. Грузовые автомобили оснащались редуктором, водители же легковушек качали бицепсы, вращая руль. Только в 80-х годах, когда авто “потяжелели” (и основная масса переместилась к передней оси) и стали гораздо быстрее, возникла острая необходимость в усилителе руля.

Концепция гидроусилителя руля, которую предложил Дэвис, практически не изменилась до сегодня. Дальнейшие усовершенствования системы касались комфорта и точности управления, снижения потерь привода на работу ремня, насоса ГУР, распределителя. Например, из многообразия насосов производители выбрали шиберный (пластинчатый) из-за его производительности и долговечности и снизили потери мощности на привод, используя электропривод насоса (ЭГУР). Несмотря на эффективность, электро-гидравлическая система не стала популярной, т.к. была слишком сложной и дорогой в производстве.

ZF предложила свой вариант ГУР с насосом и сервотроником, который позволял регулировать усиление. В этой системе усовершенствовали золотник, в конструкции появился дополнительный поршень — он регулировал раскрытие каналов золотника. “Послушание” рулевого управления было безупречным, но проблему потери мощности эта система не решала.

Гидроусилитель и электроусилитель руля

ГУР и ЭУР

Электроусилитель — хорошо забытое старое

Электроусилитель руля считается инновационной системой, которая постепенно вытесняет гидравлику. Тем не менее, электрические усилители появились еще в 1903 году на … грузовиках. Идея установить электромотор на рулевую рейку или колонку, а вместо золотника использовать потенциометр оказалась гениально простой. Но электрика в начале ХХ века сильно отставала в развитии от пневматики и гидравлики, генератор еще не придумали, поэтому об электроусилителях забыли на 85 лет.

В 1988 небольшой автомобильчик Suzuki Cervo оснастили полностью электрическим усилителем. Разработку тут же купила Mitsubishi. Система не была совершенной: электродвигатель усилителя перегревался, электрическая часть была ненадежной. Производители подобрали подходящие двигатели, усовершенствовали алгоритм усиления, увеличили мощность элементов системы — и решили проблемы с надежностью.

ЭУР считается более “продвинутым”, потому что:

  • в системе не используется масло, в конструкции нет шлангов, бачка, насоса;
  • распределяет усилие, ориентируясь на максимум точных данных с датчиков крутящего момента, угла поворота руля, скорости;
  • включается только при определенных условиях, экономит топливо;
  • является основой для разнообразных систем активной безопасности: ESP, автоматической парковки, аварийного управления и т.д.

В автосреде часто спорят, какой усилитель лучше — гидравлический или электрический. Адепты гидравлики отмечают, что в ГУР нет электроники, которая “глючит”, выдает ошибки check по поводу и без, дорогая в ремонте. Приверженцы электроники утверждают, что нет ничего хуже визжащего усилителя, возни с маслом и неэстетичных трубок под капотом.

Правда, как всегда, где-то посередине: плюсы и минусы есть у обеих систем. Но учитывая, что высокие технологии завоевывают все сферы жизни, электроусилители, скорее всего, продолжат эволюционировать.

ЭУР — это… Что такое ЭУР?

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

  • электрохимический управляемый резистор ЭУР — Электрохимический интегратор непрерывного действия с параметрическим считыванием по значению электрического сопротивления разистивного электрода. [ГОСТ 23771 79] Тематики преобразователи электр. величин электрохимические …   Справочник технического переводчика

  • Рим — I         Древний (лат. Roma), город, возникший (согласно античному преданию, в 754/753 до н. э.) из группы поселений, к середине 3 в. до н. э. подчинивший себе весь Апеннинский полуостров; в дальнейшем средиземноморская держава, включавшая… …   Большая советская энциклопедия

  • 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)… …   Википедия

  • Электроусилитель руля — Электрический усилитель руля (ЭУР)  электромеханическая система автомобиля, предназначенная для снижения управляющего усилия, прикладываемого к рулевому колесу. Другие названия Электромеханический усилитель руля (ЭМУР), Электрический… …   Википедия

  • Рим (столица Италии) — Рим (Roma), столица Италии, главный политический, культурный, значительный экономический центр страны, один из древнейших и богатых историческими и культурными памятниками городов мира, получивший название «вечного города». Административный центр …   Большая советская энциклопедия

  • Рим (столица) —         Рума (Roma), столица Италии. Расположена на р. Тибр, в исторической области Лацио. Один из древнейших и богатых историческими и культурными памятниками городов мира, получивший название вечного города . В границах Рима находится Ватикан.… …   Художественная энциклопедия

  • Пьячентини — (Piacentini)         Марчелло (8.12.1881, Рим, 19.5.1960, там же), итальянский архитектор, представитель Неоклассицизма. Учился в АХ и на инженерном факультете Римского университета. В 30 е гг. лидер официального направления в архитектуре… …   Большая советская энциклопедия

  • Attico Dei Pini — (Рим,Италия) Категория отеля: Адрес: Via Novacella 18 Piano V Int. 15, Эур, 00142 Рим, Италия …   Каталог отелей

  • Усилители рулевого управления — системы и механизмы в рулевом управлении, предназначенные для снижения управляющего усилия, прикладываемого к рулевому колесу, с целью повышения комфорта и снижения утомляемости водителя. На легковых автомобилях усилители рулевого управления …   Википедия

  • История развития рулевого управления автомобиля

    Современные водители имеют весьма общее представление о рулевом управлении. Кто-то знает меньше, кто-то изучал вопрос более дотошно. Но как создавалось рулевое управление и его элементы, знают единицы.

    О, этот вопрос заслуживает отдельной статьи!

    Как создавалось рулевое управление

    Конструкторы всего мира разрабатывали и доводили до ума агрегаты и узлы рулевого управления в разное время и по частям: придумали рычаги — управляемость хромает, сделали меньше передние колеса — особо не разгонишься. Каждое новое изобретение вытаскивало на свет новые трудности и сопутствующие проблемы — как обычно и бывает при нормальном прогрессе.

    Десятки инженеров, изобретателей и просто мечтателей в свое время приложили руку к созданию удобного и эффективного рулевого управления. И знаменитые Готлиб Даймлер, Вильгельм Майбах и Карл Бенц, конечно же, не остались в стороне.

    В 1886 году немецкий инженер Готлиб Даймлер сконструировал самоходный аппарат, похожий на карету, которая развивала скорость до 18 километров в час. На эту повозку его коллега Вильгельм Майбах установил двигатель внутреннего сгорания мощностью 1,1 л.с. Этот автомобиль был оснащен реечным рулевым механизмом. Минусы такого автомобиля состояли в том, что у колес был одинаковый угол поворота (как у карет), что плохо сказывалось на управляемости, особенно на большой скорости.

    Дело в том, что у карет передние и задние колеса были разного диаметра (задние значительно больше) и поворачивались под одинаковым углом. Такая конструкция не способствовала маневренности.

    Поэтому в 1893 году другой известный автоконструктор Карл Бенц доработал систему рулевого управления: создал рулевую трапецию, которая позволила поворачивать ведущие колеса по разновеликим радиусам. Внутреннее (к центру поворота) управляемое колесо поворачивается на больший угол, чем внешнее. Таким авто стало проще управлять, водители больше не боялись “прилечь” на бочок на повороте, да и шины изнашивались не так быстро.

    Бенц и Даймлер

    Карл Бенц и Готлиб Даймлер — великие автоконструкторы

    Рулевая трапеция позволила сделать колеса одинаковыми и гораздо меньшего диаметра.

    Автомобиль-трицикл К. Бенца

    Первый автомобиль-трицикл Карла Бенца

    Первый автомобиль Г. Даймлера

    Автомобиль Готлиба Даймлера

    Так благодаря усовершенствованному рулевому управлению автомобиль отошел от образца конных экипажей.

    Как появился руль

    Первые самоходные машины отличались от карет наличием двигателя и рычагом для управления колес. Он назывался румпелем — этот вид управления пришел из судостроения. Из-за румпеля (предка руля), который находился  на стойке управления по центру, машины прозвали “кофемолками”.

    Румпель - первое рулевое управление

    Румпель вместо руля на автомобилях-кофемолках

    У первых автомобилей была та же проблема, что и у конных карет: при повороте передняя управляемая ось проворачивалась по центру, маневренности не было. Управлять автомобилем с помощью румпеля было сущим мучением.

    Каталог рулевых реек

    Перейти

    Первый круглый руль появился на автомобиле Panhard 4hp благодаря растущей популярности автогонок. Руль в относительно привычном для нас виде в 1894 году придумал Альфред Вашерон — заядлый автогонщик. Руль он сконструировал как раз к гонке “Париж — Руан”, когда готовил автомобиль к состязаниям. Он сдвинул стойку управления назад и вместо “ручки кофемолки” поставил руль, но еще не наклонный, а параллельный полу. Руль приводил в движение систему рычагов, шарниров и тяг, а они передавали движение к колесам.

    Машина Panhard 4hp

    Автомобиль Panhard 4hp (1894г.)

    В тоже время компания Panhard-Levassor провела сравнительные испытания автомобилей с румпелем и авто с рулем. Конечно же, руль превзошел румпель по всем показателям. Поэтому в 1898 году все модели Panhard выпускались с круглым рулем. Так Panhard-Levassor задала тренд в мире автомобилей: с этого времени практически все автомобильные концерны выпускали автомобили с круглым рулем. И уже в течение следующих 10 лет румпель  был вытеснен с автомобильного рынка.

    Автоконструкторы-новаторы продолжали улучшать и модернизировать рулевое колесо, и вот тогда же в 1898 году француз Артур Константин Кребс предложил  наклонить рулевую колонку. Управлять таким рулем оказалось в разы удобнее.

    Руль "банджо"

    Руль конструкции “Банджо”

    Но сама конструкция руля оставалась неудобной: он был четырехспицевым, металлическим и страшно бил в руки водителю на неровностях дороги. Конструкторы предложили решение — установить более мелкие спицы. Так появился руль системы “Банджо”.

    В конце 20-х годов Эдвард Лобелл презентовал регулируемый руль, однако его изобретение было забыто на долгие 30 лет.

    Впоследствии руль мало менялся, отличался только материалами и дизайном, количеством спиц. И только в 90-е годы ХХ века появился прообраз мультируля — с дополнительными кнопками и рычагами.

    Ее Величество рулевая рейка

    Сегодня механизм рулевой рейки (про неё подробнее читайте по ссылке) встречается на многих современных переднеприводных легковых авто. Многие считают, что рулевая рейка — современный агрегат, но это не так. Первые автомобили конца 19 века были оснащены как раз такой конструкцией. Изначально она называлась “шестерня-рейка”. В начале ХХ века рейку ставили на отдельных моделях автомобилей BMW.

    Но потом пошла тенденция на использование более сложных механизмов, как например, редуктор. И о рулевой рейке забыли. Забвенье отчасти объясняется тем, что автоконструкторы хотели уйти от слабых мест рейки: слишком хорошо она передавала удары от колес на руль, изнашивалась быстро, ее нельзя было использовать на плохой и сложной дороге. К тому же, она плохо сочеталась с рессорами, балками и т.д. Плюс, вращать руль без усилителя было не каждому водителю по плечу.

    Механическая рулевая рейка автомобиля

    Механическая рулевая рейка

    Рулевая рейка  на десятилетия получила звание архаичного агрегата. Вспомнили о ней в 1948 году, когда американский инженер Эрл Макферсон (на тот момент он работал в компании Ford) презентовал свою подвеску. И автопроизводители повально перешли на передний привод с подвеской McPherson.

    Это соединение реечного механизма и подвески McPherson оказалось  настолько удачным, что с тех пор и до наших дней в большинстве легковых автомобилей колеса управляются с помощью реечной передачи.

    Создание гидроусилителя руля

    В те далекие времена руль был таким тугим, что одному водителю часто было не под силу вращать рулевое колесо. В некоторых моделях авто это делало сразу несколько человек! Поэтому автоконструкторы задумались о механизме, который помог бы водителям вращать руль.

    Неясно, кто изобрел усилитель первым. Как обычно, многие автоконструкторы вели разработки параллельно и независимо друг от друга: например, в 1902 году англичанин Фредерик Ланчестер запатентовал вакуумный усилитель руля и «управление рулевым механизмом, который приводится в действие гидравлической энергией», американка Клара Гэйлис запатентовала аналогичное устройство, Чарлз Хаммонд разрабатывал усилители рулевого управления в Канаде.

    Фрэнсис Дэвис - создатель гидроусилителя руля

    Американский инженер Фрэнсис Дэвис, конструктор гидроусилителя руля

    Но официально признанным конструктором ГУРа считается американский инженер Фрэнсис Дэвис. Он работал в компании Pierce-Arrow, которая специализировалась на производстве грузовиков и пожарных автомобилей. Там  на месте Дэвис создавал и испытывал усилители руля. В 1925 году он запатентовал и продемонстрировал первый гидроусилитель. General Motors сразу же переманила талантливого инженера к себе в компанию. Однако  в течение семи лет в процессе разработки гидроусилителя на легковые автомобили Дэвис так и не смог интегрировать свое детище. С началом Второй мировой войны Дэвис подался в военное автомобилестроение и пришел к тому, с чего начал, — к большегрузным машинам. Дэвис нашел свое признание.

    Гидроусилитель отлично показал себя на военных автомобилях. В послевоенные годы Дэвису все-таки удалось установить ГУР на легковой автомобиль — сначала на свой собственный. Поначалу ГУР устанавливали на элитные автомобили, а потом и на обычные легковушки. Первый доступный по цене широким массам автомобиль с ГУР выпустила компания Chrysler Corporation в 1951 году.

    В компании General Motors, в которой ранее Дэвис пытался интегрировать гидроусилитель, подумали-подумали и в 1952 году выпустили свой собственный автомобиль с ГУР. Так появился Cadillac Series 62.

    Кадиллак Series 62 с гидроусилителям руля

    Cadillac Series 62 с ГУР (1954 г.)

    Гидроусилитель пережил такую паузу в развитии из-за сложностей массового изготовления: по тем временам агрегат считался сложным, создать такой стоило немалых трудов и затрат. Взять хотя бы ремкомплект насоса гидроусилителя — сегодня изготовить, установить и заменить ремкомплект не проблема, но 100 лет назад автопроизводители не знали, как это сделать без лишних затрат. Благодаря автоматизации производства ГУР стал доступным по стоимости и ворвался на рынок автомобилестроения.

    Позднее гидроусилитель многократно дорабатывали и видоизменяли другие автоконструкторы, однако звание создателя ГУРа по праву принадлежит Фрэнсису Дэвису.

    Еще был промежуточный этап развития усилителя руля — пневматический усилитель. Использовался в 1930-е годы на большегрузных машинах в США. Но система потерпела фиаско — была слишком ненадежной, большой и очень шумной.

    Как создавался ЭУР

    Многие источники утверждают, что время создания ЭУРа — 80-е года ХХ века. Это заблуждение, ведь электроусилителю уже 120 лет!

    Первый электроусилитель был сконструирован и интегрирован в легковой автомобиль в 1903 году в модели Columbia. Инженеры установили электродвигатель на рулевую колонку, а вместо золотника на торсион рулевой колонки поставили переменный резистор.

    Первый электроусилитель руля на машине Columbia

    Первый электроусилитель руля на автомобиле Columbia (1903 г.)

    Идея простая до невозможности, но на поток поставлена не была. Вероятно, проблема была связана с высокой себестоимостью электроначинки для автомобилей тех времен, да и не дружили легковушки с электрикой. В те времена гидравлические и пневматические усилители хромали на обе ноги, а электросистемы автомобилей отставали даже от них. Поэтому в единичных вариантах электроагрегаты “выстреливали” и пантентовались по всему миру, однако в массовое производство не попадали.

    И вот через полвека в 1988 году в Японии электроусилитель появился в автомобиле Suzuki Cervo. Запатентовала ЭУР компания Mitsubishi. В этом случае электродвигатель устанавливали прямо на рулевую рейку.

    С 1988 года электроусилители модернизировали, дорабатывали и всячески изменяли. Инженеры столкнулись с проблемой перегрева электродвигателя, поэтому поначалу ЭУР устанавливали преимущественно на малолитражки. Сегодня электроусилитель устанавливают даже на мощных внедорожниках. Но и сейчас автоконструкторы не унимаются и продолжают совершенствовать этот агрегат.

    Современные инженеры пророчат электроусилителю великое будущее: они утверждают, что в ближайшие 10 лет ЭУР полностью вытеснит ГУР с рынка. Что ж, поживем — увидим.

    Большой выбор рулевых реек

    Перейти в магазин

    Благодаря всем вышеперечисленным агрегатам в наши дни рулевое управление стало простым и удобным, хоть с ГУР, хоть с ЭУР и даже без усилителя.

    Вот так, казалось бы, привычные агрегаты — рулевая рейка, сам руль или усилитель — прошли непростой путь развития, взлетов и падений популярности на рынке. За всеми этими изобретениями стоят десятки и даже сотни инженеров и конструкторов. Хочется верить, что они были бы приятно удивлены, если бы увидели, как эволюционировали их творения!

    Электроусилитель руля — Википедия

    Материал из Википедии — свободной энциклопедии

    ЭУР легкового автомобиля

    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)

    Устройство

    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.

    Варианты расположения ЭУР

    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.

    Отличия от ГУР

    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).

    См. также

    Ссылки

    Электроусилитель руля: устройство,описание,назначение,принцип действия,режим работы.

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

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

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

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

    Содержание статьи

    УСТРОЙСТВО МЕХАНИЗМА

    ЭУР может иметь устройство с разными вариантами компоновки:

    1. В механизме присутствует рулевая рейка, которая воспринимает усилие.
    2. Электродвигатель передает усилие на вал руля.

    Наиболее часто в автомобилях применяется ЭУР с наличием рейки. Встречается конструкция механизма с параллельным приводом, в котором есть две шестерни. Классическая конструкция рейки включает в себя электрический двигатель, механическую передачу и бортовой компьютер, который управляет всем этим. Устройство технически объединяет механическую часть с электрической в едином блоке. Принцип работы электроусилителя руля основывается на работе асинхронного электрического двигателя.

    Назначение, преимущества и недостатки электроусилителя

    ЭУР появился недавно, намного позже хорошо известного и проверенного временем гидроусилителя рулевого колеса. Его задача аналогична – облегчить вращение руля, но принцип действия уже другой.

    Если в первом случае основную функцию несла специальная жидкость ГУР, то в здесь роль «помощника» берет на себя электрический привод.

    С момента появления система все время совершенствовалась. При этом год за годом электроусилитель берет «бразды правления» в свои руки и постепенно вытесняет ГУР.

    В чем же преимущества электроусилителя руля? Их несколько:

    • Выставлять параметры рулевого управления намного проще;
    • руль стал лучше реагировать на движения водителя;
    • повысился уровень надежности. Это связано с тем, что работоспособность системы уже не зависит от объема и качества специальной жидкости;
    • снизился расход топлива.

    Казалось бы, какая может быть закономерность. Все просто. С появлением электрического привода энергии стало расходоваться меньше, соответственно «прожорливость» авто снизилась в среднем на 0,5 литра (из расчета на «сотню»).

    Но, несмотря на свои качества, ЭУР имеет и ряд минусов:

    • электрогенератор имеет ограниченную мощность, что отражается на работе всей системы. Как следствие, установка электопривода возможна только на легковых авто. Для грузовых машин или внедорожников такой тип усилителя не подойдет – он будет малоэффективен;
    • низкая информативность рулевого колеса (объяснить это можно недостаточным обратным усилием). Справедливости ради, аналогичный недостаток имеет и «старший брат» — гидроусилитель руля.

    С появлением электроусилителя у разработчиков появилась масса возможностей при разработке более современных систем, к примеру, автоматической парковки, системы курсовой устойчивости и так далее.

    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.

    Режимы работы

    Теперь по поводу режимов работы. Дело в том, что при разных условиях движения необходимо создание конкретного усилия. Также некоторые из режимов направлены на повышение комфортабельности.

    Основными из режимов работы ЭУР можно отметить:

    • Парковка;
    • Движение на высокой скорости;
    • Подруливание;
    • Возврат колес в среднее положение.

    Парковка автомобиля отличается надобностью поворота колес на большие углы, при этом с минимальной скоростью движения, а то и вовсе стоя на месте. Поэтому усилие на руле при парковке – значительное. Чтобы компенсировать ЭУР начинает работать в условиях создания максимального усилия.

    А вот при движении на высокой скорости для обеспечения хорошей информативности, чтобы водитель не потерял чувства дороги, при маневрах ЭУР практически не задействуется или же создает малые усилия.

    Интересным является режим подруливания. Условия движения авто могут быть самыми разными – дорога со скосом в одну сторону, воздействие сторонних факторов (боковой ветер, разное давление в колесах). Все они приводят к тому, что авто «уводит» в какую-либо из сторон. Режим же подруливания обеспечивает прямолинейное движение авто, причем делает ЭУР это без какого-либо участия со стороны водителя.

    Существует и режим возврата колес в среднее положение, когда снижается усилие на рулевом колесе. Это происходит при завершении поворота, когда водитель «отпускает руль», блок управления по средствам датчиков рассчитывает необходимый момент и возвращает колеса в среднее положение за счет электроусилителя.

    Описанные режимы работы в ЭУР включаются автоматически (благодаря информации от дополнительных датчиков). Но этот усилитель также позволяет водителю устанавливать свои определенные режимы – «Спорт», «Норма», «Комфорт».

    Разница между режимами сводится к изменению реакции ЭУР на условия движения. К примеру, в режиме «Спорт» обеспечивается большая информативность (руль более «тяжелый»), а при «Комфорте» создает больше усилия, обеспечивая удобство управления авто. «Норма» же является средним положением, при котором, на малых скоростях ЭУР работает по максимуму, а на высоких – создает минимальное усилие.

    ЭКСПЛУАТАЦИЯ В ГОРОДСКОМ РЕЖИМЕ

    Когда водитель большую часть времени ездит в городе, будет удобнее, если после поворота руль самостоятельно будет возвращаться в прямое положение. Так называемый активный возврат колес значительно упрощает вождение при интенсивном маневрировании. Если же предстоит длительное движение по прямой, то здесь поможет функция стабилизации. Она может автоматически поддерживать колеса в прямом положении – это актуально при неправильном развале-схождении колес или боковом ветре.

    Нередко в электрических усилителях, специально созданных для переднеприводных автомобилей, предусмотрена программа, которая компенсирует увод машины, если были установлены приводные валы разной длины. В современных машинах электрика вовсе работает независимо от водителя – сама подруливает и возвращает колеса, помогает правильно парковаться.

    ПОХОЖИЕ СТАТЬИ:

    • Как выбрать самый экономичный кроссовер по расходу топлива?
    • Как правильно хранить шины без дисков
    • audi allroad технические характеристики обзор описание фото видео
    • Замена колеса — как это сделать самостоятельно?
    • Немецкий автопром , как все начиналось.
    • audi a7 : обзор,описание,технические характеристики,фото,видео,цена.
    • Как правильно заправляться на заправке.
    • Виды автомобильных защитных накладок
    • Особенности выбора автомобиля Мерседес S 222 с пробегом
    • Вождение с частным инструктором
    • Как проверить давление масла в двигателе: описание,фото
    • Как разморозить бачок омывателя в автомобиле: описание,фото
    • Сайлентблоки передних рычагов: выгодно купить с гарантией и бесплатной доставкой в интернет-магазине EXIST.UA
    • Опель Инсигния 2019 года: комплектации,фото,характеристики,дизайн
    • Какие виды автомобильных сигналов существуют?

    admin

    E-mail : admin@volonter61.ru

    Отправить ответ

    avatar
      Подписаться  
    Уведомление о