Устройство гидроусилителя и электроусилителя руля ГУР и ЭУР

Автосалоны

Характеристика ГУРа

Этот тип усилителя появился намного раньше электрического. ГУР являет собой элемент рулевого управления автомобиля, который работает при помощи жидкостного привода. Несмотря на растущую популярность ЭУР (ВАЗ им тоже оснащается), ГУР является наиболее распространенным усилителем. Конструктивно данный узел содержит в себе гидронасос. Он приводится в действие от коленчатого вала посредством ременной передачи. Как она выглядит, читатель может увидеть на фото ниже.

Ниже мы рассмотрим алгоритм действия данной системы.

Появился данный тип усилителей гораздо позже. Однако в последнее время начинает обретать высокую популярность. Главное отличие ЭУРа – отсутствие ременной передачи и гидравлического привода. Все действия осуществляются при помощи электрического двигателя.

Функции и назначение

Электрический усилитель, встроенный в рулевую рейку
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.

Как работает ГУР?

Как мы отметили ранее, работает данный узел на основе гидравлической жидкости. Так, во время прямолинейного движения циркуляция жидкости производится по кругу. То есть она проходит по каналам от насоса в бачок. Однако как только траектория движения меняется (водитель поворачивает руль), жидкость поступает в одну из полостей распределительной гильзы.

Так происходит изменение направления движения автомобиля. Наибольшая производительность насоса наблюдается при повороте рулевого колеса на месте (то бишь при парковке на ограниченном участке). Однако в движение система приводится благодаря ременной передаче от коленвала. А ведь его обороты во время парковки минимальны и близки к холостым.

Соответственно, усилие, что вырабатывается насосом, недостаточное для поворота руля. Что же делать? Не подгазовывать же до отсечки? Производитель учел этот момент. Поэтому в таких ситуациях электронный блок управления подает сигнал на дополнительное открытие клапанов. Так, в силовой цилиндр рулевой рейки поступает большее количество жидкости.

Гидроусилитель руля (ГУР) против электроусилителя руля (ЭУР). Взвешиваем все «ЗА» и «ПРОТИВ»

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.

Устройство гидроусилителя и электроусилителя руля ГУР и ЭУР

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.

Еще по теме  Устройство и диагностика

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.

Теперь когда мы разобрались в принципах работы предлагаю выяснить, что лучше: ГУР или ЭУР, учитывая плюсы и минусы каждой из систем.

Преимущества ГУР

  1. 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.
  2. 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.
  3. Вышеупомянутая невысокая стоимость.

Недостатки ГУР

Что до недостатков, то их у гидроусилителя намного больше по сравнению с ЭУР:

  1. 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.
  2. 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.
  3. 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.
  4. В гидроусилителе нельзя настроить режимы работы в зависимости от скорости движения и условий.
  5. 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.

Устройство ЭУР

  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.
Основные детали электрического усилителя
Устройство ЭУР

Конструктивно ЭУР состоит из следующих элементов:

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

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.

Различные способы установки электродвигателя
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.

Еще по теме  Как быть если дорожные знаки скрыты посторонними предметами

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

Схема деталей рулевого управления с ЭУР
Устройство рулевого управления с ЭУР

Система управления ЭУР состоит из:

  • входных датчиков;
  • электронного блока управления;
  • исполнительного устройства.

Гидроусилитель руля (ГУР) против электроусилителя руля (ЭУР). Взвешиваем все «ЗА» и «ПРОТИВ»

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.

Преимущества и недостатки электроусилителя руля

Электроусилитель руля является намного более прогрессивным устройством, однако и оно не лишено недостатков, среди которых:

  1. Первым и возможно самым главным недостатком можно считать высокую стоимость.
  2. Маленькая мощность электромотора, которая не позволяет устанавливать него на более тяжелых ТС (автобусы, кроссоверы, пикапы, грузовые авто). Хотя со временем этот недостаток будет устранен, так как конструкция ЭУР совершенствуется каждый год.

На сегодня различают два типа компоновки данного узла. В первом случае усилие электрического двигателя передается на рейку. Во втором – на вал рулевого колеса. Наиболее популярен первый тип электроусилителей. Его также называют электромеханическим. В конструкции используются две шестерни с параллельным приводом.

ЭУР объединён в одном блоке с рулевым механизмом. Тип электрического двигателя – асинхронный. Как работает данный механизм? Передача крутящего момента производится напрямую к рейке от электродвигателя. Также на реечном механизме предусмотрены два участка зубьев.

Система ЭУР состоит из множества датчиков. К ним относят элемент угла поворота руля, датчик крутящего момента, частоты вращения коленвала и скорости самого транспортного средства. Механизм тесно взаимодействует с блоком управления АБС и ЭБУ автомобиля.

После обработки информации с вышеперечисленных датчиков заложенная программа вырабатывает соответствующий сигнал на исполнительное устройство. Им является асинхронный электродвигатель.

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.

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.

Режимы работы электроусилителя

Работа рулевого управления может осуществляться в нескольких режимах:

  • Активный возврат руля в среднее положение.
  • Поворот автомобиля на большой и малой скорости.
  • Поддержка среднего положения руля.
  • Поворот автомобиля в обычных условиях.

что лучше гидроусилитель или электроусилитель руля

Как и в случае с ГУРом, управление колесами осуществляется рулем. Однако здесь усилие передается через торсион. Закрутка последнего измеряется соответствующими датчиками (угла поворота, крутящего момента и т. д.). Так, усилие от двигателя передается на рейку. Затем через рулевые тяги происходит поворот ведущих колес в нужном направлении. Работа узла не зависит от положения и частоты оборотов коленчатого вала.

Еще по теме  Двигатель Ванкеля. Принцип работы РПД || Двигатель Ванкеля - устройство и принцип работы РПД автомобиля

Минусы гидравлического усилителя

Итак, что лучше — гидроусилитель или электроусилитель руля? Оба таких узла имеют свои плюсы и минусы. Но для начала рассмотрим систему с гидроприводом. ГУР – более дешевый в производстве механизм. Соответственно, стоимость автомобиля на порядок ниже.

Плюс ко всему – дешевый ремонт гидроусилителя (если дело не касается рейки). На разборке насос гидроусилителя для девятого «Лансера» стоит 2-3 тысячи рублей. Причем продается он уже в сборе, со шкивом (но без ремня).

Рассматривая вопрос: что лучше — гидроусилитель или электроусилитель руля, стоит упомянуть и о недостатках. Их на порядок больше. Первый минус – это размеры конструкции. ГУР – достаточно громоздкая штука. Насос, шкивы, бачок и ремень занимают много свободного пространства. Плюс ко всему затрудненный ремонт ГРМ. Чтобы заменить ремень на нем, нужно снять шкив сначала с ГУРа. Благо, насос гидроусилителя остается на месте.

Если выбирать между тем, что лучше — ГУР или ЭУР для вашего автомобиля, стоит рассмотреть вопрос обслуживания данного узла. И здесь есть свои нюансы. Система ГУР требует периодического обслуживания. Если вовремя не менять жидкость или ремень, потребуется ремонт гидроусилителя.

Также недопустимо долго использовать механизм в режиме повышенных нагрузок. Из-за этого быстро кипит жидкость. До упора руль следует выкручивать не более чем на пять секунд.

Следующий недостаток – зависимость системы от производительности двигателя. Узел скрадывает мощность мотора, поскольку отбирает часть усилия от коленчатого вала посредством ременной передачи. То же самое можно сказать и про кондиционер, который тоже работает от данного шкива. Поэтому ввиду громоздкости конструкции и прочих недостатков ГУР сейчас можно встретить только на внедорожниках и на коммерческом транспорте. Но почему нельзя поставить ЭУР в грузовики? Это вы узнаете немного позже.

Спеша ответить на вышесказанный вопрос, отметим сразу недостатки ЭУР. «Калина» оснащается таким механизмом ввиду маленьких колес. К чему это все? Дело в том, что электрический усилитель не способен выработать нужный крутящий момент для поворота больших колес (тем более под нагрузкой свыше). Ввиду этого узел не используется на грузовиках и транспорте массой более двух тонн.

Это и есть основной недостаток ЭУР. Что лучше — гидроусилитель или электроусилитель руля? Чтобы ответить на этот вопрос, рассмотрим преимущества последнего. Их на порядок больше, чем недостатков. Так, механизм не отбирает мощность у двигателя. На высоких скоростях руль достаточно информативен с ним.

Система не требует периодического обслуживания, ведь никакой жидкости и насосов здесь нет. Единственное, что со временем выходит из строя, это подшипники качения в электродвигателе. Но чтобы вывести их из рабочего состояния, требуется долго и усердно эксплуатировать ЭУР. ВАЗ, оснащенный таким усилителем, гораздо быстрее откликается на руль.

Также, отвечая на вопрос: «Что лучше — гидроусилитель или электроусилитель руля?», стоит отметить компактность последнего. ЭУР не занимает много места в подкапотном пространстве (поскольку в большей мере спрятан в салоне). Соответственно, добраться до какого-нибудь узла будет намного легче. А через ЭБУ можно настроить режим работы усилителя. Также система не кипит, если удерживать долго руль в крайнем положении.

Неисправность EPS

Стандартная пиктограмма ЭУР
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.

Оцените статью
Авторейтинг
Добавить комментарий

Нажимая на кнопку "Отправить комментарий", я даю согласие на обработку персональных данных и принимаю политику конфиденциальности.