2 декабря 2016

Сейчас сложно представить автомобиль, у которого баранка крутится с трудом, как это было в прежние времена. Водитель управляет современным авто легким движением рук, поскольку поворачивать колеса помогает специальный усилитель, приводимый в действие гидравликой (ГУР) либо электродвигателем (ЭУР). Потенциальному автолюбителю важно понять, что лучше - электро- или гидроусилитель руля, дабы выбрать подходящий тип привода при покупке машины.

Принцип работы ГУР и ЭУР

Гидравлический усилитель вращения рулевой колонки появился еще в прошлом столетии и поначалу устанавливался на грузовики. В 80-е годы он перекочевал на легковые авто, где верой и правдой служит по сей день. На данный момент гидравликой оснащается примерно 60% новых машин . Электроусилители были внедрены позже и стали массово применяться после 2000 года, постепенно завоевывая автомобильный рынок.

Чтобы увидеть разницу одного усилителя руля от другого, нужно рассмотреть принцип действия обоих механизмов. ГУР - это достаточно сложный узел, состоящий из нескольких отдельных элементов:

• насос, связанный ременной передачей с коленчатым валом двигателя;
• расширительный бачок для гидравлической жидкости;
• поршень, установленный в рулевой рейке;
• гидро-распределитель, задающий направление движения поршню.

Перечисленные элементы соединены металлическими трубками с циркулирующей жидкостью. Ее задача – в нужный момент передать создаваемое насосом давление поршню, толкающему вал рейки и таким способом помогающему поворачивать колеса машины. В целом ГУР работает так:

1. После запуска двигателя насос, вращаемый коленвалом, накачивает давление в системе. Пока вы не трогаете баранку, излишек давления сбрасывается в расширительный бачок.
2. При попытке повернуть руль распределитель, установленный на его валу, открывает нужную магистраль и направляет жидкость в одну из камер, находящуюся с правой или левой стороны от поршня.
3. Под давлением поршень перемещается и толкает вал рулевой рейки одновременно с тягой, присоединенной к поворотному кулаку переднего колеса.
4. Если баранку повернуть в другую сторону, распределитель перекроет первую магистраль и откроет вторую, давление возникнет в другой камере и поршень двинется в обратном направлении.

Чем резче и сильнее вы вращаете рулевое колесо, тем большее давление передается в одну из камер и возрастает усилие, прилагаемое к повороту колес. Система реагирует только на поворот основного вала, а при движении по прямой либо стоянке с запущенным двигателем она продолжает работать, но на рейку не действует.

Отличие электрического усилителя руля от ГУР заключается в перемещении вала рейки электродвигателем, управляемым отдельным электронным блоком (ЭБУ). Алгоритм работы такой:

1. После запуска двигателя на блок управления подается напряжение, но ЭУР остается в бездействии.
2. Малейший поворот баранки улавливает специальный датчик, передающий импульс ЭБУ.
3. По сигналу датчика контроллер дает команду электродвигателю вращать рулевой вал в ту или иную сторону посредством шестеренчатой передачи.

Скорость вращения вала электродвигателя и мощность усиления определяется с помощью второго торсионного датчика, скручивающегося при резком повороте руля.

Плюсы и минусы разных усилителей

Применение гидравлики для облегчения управления автомобилем обусловлено следующими достоинствами ГУРа:

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

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

Прочие минусы не столь существенны:

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

В противовес гидравлике ЭУР отличается такими преимуществами:

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

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

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

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

Какой усилитель выбрать?

Практика показывает, что оба привода достаточно надежны в эксплуатации, хотя сторонники электрических усилителей утверждают обратное. Даже в бюджетных авто гидравлика служит без проблем 100-150 тыс. км, а в случае какой-нибудь поломки она ремонтируется на любом автосервисе. Неисправности ЭУР чаще приводят к замене механизма, поскольку в большинстве автомобилей узел не подлежит восстановлению.

С другой стороны, электропривод не препятствует езде после выхода из строя, как это делает ГУР, который можно «обезвредить» только отключением насоса.

Поэтому, выбирая гидроусилитель или электроусилитель руля, руководствуйтесь соображениями целесообразности. Например, машину эконом-класса лучше покупать с гидравлическим усилителем, а бизнес- и премиум-класс – с электрическим.

Владельцы отечественных авто отмечают случаи, когда электрический усилитель из-за сбоев электроники пытался «рулить» вместо водителя, хотя подобные моменты крайне редки. Тем не менее, ЭУР постоянно совершенствуется и вытесняет гидравлику с рынка благодаря более удачной и простой конструкции.

Электроусилитель рулевого управления автомобиля (ЭУР) предназначен для того, чтобы снизить необходимый уровень усилий, прилагаемых к рулевому колесу для осуществления . Использование данного устройства значительно облегчает управление машиной, водителю не нужно прилагать существенных усилий для осуществления маневра. Электроусилитель руля используется как на легковых, так и на микроавтобусах и грузовых автомобилях.

Конструктивные особенности рассматриваемого усилителя обуславливают ряд преимуществ его использования. Он отличается удобством и простотой регулирования характеристик рулевого управления (прилагаемого усилия, чувствительности и т.д.). Отсутствие гидравлических частей обуславливает надежность системы, так как исключается вероятность появления протечек, разгерметизации и других неполадок, характерных для ГУРа. Использование электронных элементов, отличающихся высокой точностью, обеспечивает высокую информативность рулевого управления, в котором применяется данный вид усилителя.

Элетроусилитель рулевого управления может иметь один из двух вариантов компоновки:

1. регулирующее усилие передается на вал рулевого колеса . Этот вариант применяется для автомобилей малого и среднего класса;
2. усилие прилагается непосредственно на рулевую рейку автомобиля . Такое построение электронного усилителя рулевого управления имеет место, как правило, в автомобилях большого класса, а также микроавтобусах.

При обоих вариантах построения в электроусилителе рулевого управления можно выделить следующие основные элементы:

• входные датчики . Они осуществляют съем информации относительно угла поворота рулевого колеса, а также его крутящий момент;
• электронный блок управления . Он обеспечивает сбор информации от датчиков, входящих в состав системы, и формирование электрических сигналов управления. Также данный блок использует в работе и информацию датчиков коленвала и датчиков ABS автомобиля, которые поступают в блок из устройств управления соответствующими системами;
• исполнительное устройство . В качестве исполнительного устройства используется электродвигатель. Как правило, в системе применяются асинхронные двигатели.

Принцип работы рассматриваемого усилителя рулевого управления следующий: при повороте рулевого колеса усилие передается посредством торсиона на . Имеющийся датчик крутящего момента передает полученное значение в электронный блок управления для дальнейшей обработки. В ЭБУ также поступает информация от датчика угла поворота рулевого колеса автомобиля, датчиков скорости (ABS) и датчика коленчатого вала. Полученные данные обрабатываются блоком управления, и на их основе, с применением сложного алгоритма расчета формируется управляющий сигнал нужной полярности величины (сила тока), который передается на исполнительное устройство. От него крутящий момент нужной величины передается на вал рулевого колеса либо на рулевую рейку (в зависимости от того, какая конструкция используется в электроусилителе рулевого управления).

Электроусилитель рулевого управления может работать в нескольких режимах:

• поворот автомобиля . Особенностью данного режима является то, что усилия, необходимые для поворота колес формируются путем поворота рулевого колеса и работой исполнительного элемента системы (электродвигателя);
• поворот на малой скорости . При работе в этом режиме система управления вырабатывает сигналы, в соответствии с которыми электродвигатель формирует крутящий момент максимальной величины. За счет этого обеспечивается возможность приложения минимальных усилий для управления автомобилем. С этим режимом работы электроусилителя связано понятие «легкий руль»;
• поворот автомобиля на высокой скорости . В этом режиме электронный блок управления формирует сигналы, в соответствии с которыми исполнительный элемент (электродвигатель) формирует минимальный крутящий момент. В этом случае имеет место понятие «тяжелый руль»;
• возврат колес автомобиля в среднее положение . Двигателем электроусилителя рулевого управления под воздействием сигналов определенной полярности и величины от ЭБУ создается крутящий момент, необходимый для возврата колес в среднее положение после осуществления поворота;
• обеспечение среднего положения колес автомобиля. В этом режиме работы электронным блоком управления подаются соответствующие сигналы, препятствующие отклонению колес от прямолинейного положения при воздействии на транспортное средство таких факторов, как боковой ветер, разность давления в шинах и т.д. То есть система производит корректировку положения колес, и как следствие, траектории движения авто.

Автомобили ВАЗ 2110 оснащаются электроусилением рулевого управления, которое невероятно радует водителей. Это дополнение значительно улучшает маневренность и управляемость автомобиля, что позволяет водителю увереннее чувствовать себя на дороге.

Кроме того, водителю не нужно прикладывать больших усилий к управлению руля, а это дает возможность совершать долгие поездки и не чувствовать усталости.

Электроусилитель руля на автомобили ВАЗ 2110, можно устанавливать самостоятельно в случае необходимости, но для этого следует разобраться в устройстве.

История

В далеком 2002 году инженеры Новосибирского технического университета разработали этот, ставший таким популярным, электроусилитель рулевого управления. После того, как все этапы создания устройства были завершены, в течение нескольких лет устройство проходило испытания на ВАЗовском заводе.

Российские производители сделали все, чтобы обеспечить надежные и качественные преимущества узла перед аналогичными устройствами зарубежного производства. В усилителе используется переменный ток, что обеспечивает надежность и долговечность работы.

Но главным для наших водителей стала приемлемая стоимость этого агрегата, не в пример ниже, чем у западных компонентов. Кроме того, электроусилитель может стать надежным защитником от угона. Поскольку электроусилители изобретались для отечественных марок, выпускают их соответственно в России, на Бердском электромеханическом заводе, который стал дочерним предприятием ВАЗа.

Сам электроусилитель рулевого управления впервые был изобретен и внедрен еще в далеком 1990 году в Японии на заводах концерна Тойота. Первые плюсы устройства, которые оно показало, характеризовались следующими показателями:

• Узел работает даже в случае выключенного двигателя;
• При работе компонента, в течение какого-то времени может наблюдаться существенная экономия топлива;
• Значительно улучшаются все показатели управляемости;
• Надежность управления достигает большой высоты;
• Создает хорошие условия безопасности при постоянном вождении.

Отличия от ГУР

Надо понимать, что ГУР это гидроусилитель руля и эти два устройства постоянно сравнивают, выясняя какой из них лучше. В общих чертах можно сказать, что эти два компонента могут иметь общие показатели, но электроусилитель имеет в своем составе электронный блок.

Именно это отличие делает его более функциональным, и его производительность характеризуется следующими показателями:

• Датчики электронного блока постоянно проводят мониторинг скоростных показателей движения, они считывают его траекторию и контролируют исправность рабочих компонентов;
• После того, как данные собраны, они передаются в специальный блок электронного управления где подвергаются обработке;
• Искусственный интеллект системы управления изменяет параметры главного цилиндра в автоматическом порядке;
• Уровень давления масла подвергается регулировке только положением клапана, он может быть как открытым, так и закрытым;
• Чем большую скорость начинает набирать автомобиль, тем интенсивнее и активнее открывается клапан;
• В процессе повышения скорости, параллельно растет и тяжесть управления рулем, а это в свою очередь повышает степень безопасности и стабильности при управлении ВАЗ 2110;
• Кроме того, на работу электроусилителя не влияет наличие топлива, он не влияет на его расход.

Принцип работы

Работа ЭМУРУ, то есть электромеханического усилителя рулевого управления направлена на то, чтобы сократить управляющие усилия водителя. Также устройство предназначено для того, чтобы активно возвращать управляемые колеса и руль в исходное положение после маневра. Меньшее количество поворотов руля вернут колеса в исходное положение.

Благодаря устройству автомобиль быстрее возвращается к прямолинейному движению, что обеспечивает безопасность вождения.

Сам узел представляет собой конструкцию модульного типа, которая встроена в рулевую колонку.

Модуль состоит из двух основных компонентов:

• Силовой агрегат - электроаппарат синхронного характера;
• Контроллер управляющего типа.

Особенно актуальна установка электроусилителя в случае, если владелец ВАЗ 2110 устанавливает более широкую резину на колеса большого диаметра, по сравнению со стандартными, заводскими. Такая проблема как «непослушный» руль в случае с электроусилением исключается, руль слушается водителя даже при легком прикосновении.

Если раньше водителю необходимо было постоянно держать руль двумя руками и прикладывать много усилий чтобы его поворачивать, то сейчас все можно делать одним пальцем.

Благодаря этим показателям, ВАЗ 2110 считается одним из наиболее безопасных автомобилей на отечественных дорогах.

Технические характеристики

Как любой другой модуль в составе авто, электроусилитель имеет собственные показатели, которые необходимо учитывать. Чтобы было понятно, что из себя представляет этот узел, следует привести его технические характеристики:

• Максимальная компенсация момента составляет 35 Нм;
• Потребление тока при средних показателях Мmax = 35 Нм и скорости вращения рулевого колеса 360 градусов в секунду, составляет 50А;
• Рабочие температуры расположены в диапазоне от - 40 до + 85 градусов Цельсия;
• Общая масса узла равна 9,5 килограмм;
• Двигатель с электронным управлением - реактивный индукторный;
• Вращение направляется реверсивно;
• Наличие трех фаз;
• Устанавливается червячный редуктор с тремя заходами;
• Червячный вал выполняется из стали 40х;
• Червячное колесо выполняется из углепласта УПА 6/30-2.

Это все характеристики компонента, которые необходимо знать, чтобы взаимодействовать с ним. Эти показатели особенно актуальны, потому что усилитель представляет собой электрический агрегат и с ним надо быть осторожным.

Преимущества компонента

Электропривод руля имеет ряд преимуществ, которые и привели к тому, что он устанавливается не только на ВАЗ 2110, но и на другие модели этого завода. Помимо технических характеристик он обладает и другими не менее важными показателями:

• Простота монтажных работ при установке узла;
• Агрегат потребляет сравнительно малое количество электроеэнергии;
• Узел не влияет на экологические показатели автомобиля;
• Возможная установка узла на другие модели ВАЗ;
• Параметрические показатели, то есть эффективное понижение крутящего момента соответственно росту скорости автомобиля;
• В процессе эксплуатации не требуется дополнительного ухода и применения различных специальных материалов;
• При низких температурных показателях этот вариант усиления рулевого колеса показывает себя лучше.

К единственному недостатку этого устройства можно отнести тот факт, что работает немного слабее, чем тот же гидроусилитель.

Но в случае с отечественными дорогами и этого усиления вполне достаточно, чтобы чувствовать себя комфортно за рулем.

Подготовка к установке

Дело в том, что далеко не все автомобили ВАЗ 2110 оснащаются этим приятным компонентом, поэтому водителям часто приходится самостоятельно устанавливать усилитель. Эта работа не так сложна, как может показаться на первый взгляд и при соблюдении некоторых правил можно провести ее достаточно результативно.

Кроме того, приобрести новый электроусилитель можно даже через интернет и немного повозившись в гараже поставить его на свою «десятку». Поскольку стоимость агрегата не так уж мала, сэкономить на установке будет приятно и практично.

Для того чтобы произвести монтаж электроусилителя на автомобиль ВАЗ следует сначала приготовить некоторые инструменты и запчасти:

• Электроусилитель рулевого управления;

• Пластина;

• Набор проводов;

• Руль и кожух;

• Отвертки разных конфигураций;
• Линейка;
• Сверла.

Установка

Никаких масел или других веществ не потребуется, так как идет работа с электричеством, а не с механическими узлами. После того, как все компоненты подготовлены, следует переходить к непосредственному монтажу, который будет проходить в следующей последовательности:

• Необходимо вытащить из колодки штатную клемму и переместить ее на колодку, размещенную на жгуте;

• После этого, свободная клемма, отходящая от жгута, перемещается на то место, где находился штатный провод, примыкающий к колодке. Это даст возможность пропустить провод штатного типа между жгутами. Провод, идущий от колодок, обладает номиналом в 50 А;

• Теперь надо потихоньку отделить кожух вала рулевого типа, после чего снять замок зажигания и отделить переключатели. Делать это надо медленно, чтобы не допустить растрескивания кожуха;

• Откручиваем аккуратно болт, который удерживает рулевую рейку и затем снимается непосредственно рейка;

• Надо измерить длину промвалов и если нужно подогнать пластину, для этого надо использовать линейку и возможно даже записать показатели;

• Производится монтаж электроусилителя на освобожденное место, для этого надо подобрать нужный размер вала, так как он не налезает на рейку. Чтобы подогнать вал под нужный размер, пластину и вал перетачивают под валы «Приоры». Именно детали от ВАЗовской «Приоры» как нельзя лучше подходят для этого;

• После того как вал будет подогнан необходимо просверлить пластину более глубоко чем это уже есть. Сделать это не трудно, так как вал представляет собой полую конструкцию;

• Пластина устанавливается на усилитель и тем самым проверяется полученная глубина. Если все нормально, то нужно крепко зажать всю конструкцию при помощи, более малого болта;

• Теперь следует установить переключатели на их места и переходить к проводке. Для этого нужно из салона, через левое крыло, вывести два провода напрямую к АКБ;

• Далее надо снять бачок омывателя и взять проволоку. С ее помощью надо прикрепить выведенные два провода. Их нужно прицепить к концу противоположного провода и протянуть оба;

• Необходимо снять приборную панель и достать оттуда колодку красного цвета, потихоньку затянуть проводку в пространство под панелью. После чего достать провод оранжевого цвета из красной коробки;

• К этому проводу надо закрепить коробку красного цвета и объединить ее с проводкой электроусилителя. При этом конец с оголенной клеммой проводки усилителя укладывается на освободившегося штатного провода в красной колодке;

Оранжевый провод соединяем с проводкой ЭУРа, «голый» конец провода ставим на место штатного в красную колодку

• Также надо поступить с серым проводом, который тоже выходит из колодки красного цвета. Его необходимо тоже протянуть на место его штатного собрата и закрепить с помощью клеммы;
• После чего надо переместиться к АКБ и закрепить надежно провод черного цвета, то есть МИНУС, на провод розового цвета, то есть на ПЛЮС;
• После этого необходимо соединить всю проводку электроусилителя руля и запустить ее или просто покрутить рукой.

Установка электрического усилителя закончена, осталось только аккуратно установить все компоненты на свои места.

Для этого надо установить обратно все переключатели и приладить на место кожух и руль, который покроет собой вал рулевого типа.

Подгонка

Если установочные работы электрического усилителя производит опытный мастер, который может несколько выйти за рамки предложенной инструкции, то следует сказать о том, как проводится подгонка электроусилителя на ВАЗ 2110.

После того, как основные действия из приведенного перечня будут проведены можно произвести следующую подгонку:

• Провести выравнивание руля;
• Ликвидировать все щели и зазоры между деталями;
• Провести установку светодиодного датчика диагностики электроусилителя;
• Слегка укоротить питающий кабель;
• При необходимости заменить испорченные детали и поврежденные части кожуха.

После этого следует еще раз внимательно осмотреть систему рулевого управления, сидя при этом в салоне. Устранить последние недочеты и натереть панель и руль полиролью. Только после этого можно приступать к дальнейшей эксплуатации машины. Именно соблюдение чистоты и порядка в салоне машины приводят к сосредоточенности водителя за рулем.

Ремонт

Заводом изготовителем АвтоВАЗ, не предусмотрен ремонт электроусилителя руля, только полная замена в сборе. Поэтому все ремонтные действия, производятся хозяином автомобиля на свой страх и риск.

Необходимо всегда помнить, что самостоятельный ремонт электроусилителя руля ВАЗ 2110 своими руками, может привести к ДТП!

Цена на электроусилитель руля ВАЗ 2110 и компоненты следующая:

• новый электроусилитель стоит в среднем от 13 000 до 18 000 рублей, заказать можно в интернет-магазинах с доставкой по почте в любой регион России, либо напрямую с завода;
• б/у электроусилитель стоит от 2 000 до 6 000 рублей, в зависимости от состояния, искать стоит на местных досках объявлений, avito.ru и др.

Также отдельно могут продаваться компоненты для установки:

• рулевой вал для установки электро усилителя руля - цена около 1 000 рублей;
• кронштейн для установки электроусилителя руля - цена около 1 000 рублей;
• жгут проводов для подключения ЭУР - стоимость около 1 500 рублей;
• имитация электронного датчика скорости (для карбюраторных двигателей) - примерно 1 500 рублей.

Вывод

Из выше приведенной информации становится понятно, что ЭУР на ВАЗ 2110 имеет массу положительных показателей, которые и сделали его популярным. В процессе эксплуатации этот компонент не требует никакого вмешательства и дополнительных материалов.

Электрический усилитель руля не требует никакого обслуживания или регулировки. Он прекрасно показывает себя в морозных Российских условиях и его работа никак не изменяется в связи с этим.

Не надо предварительно прогревать автомобиль, перед тем как приступить к управлению, а значит, водитель быстрее отправиться в путь.

Но наряду с этим у устройства есть и недостатки, хотя в случае ВАЗ 2110 это не бросается в глаза. Каждый водитель имеет возможность самостоятельно решать, какой усилитель ему больше подходит, тем более что установить электрический усилитель, можно самостоятельно.

Если есть желание сделать управление автомобилем ВАЗ 2110 безопасным и комфортным, то следует отдавать предпочтение именно электроусилителю.

Главным преимуществом электрического привода рулевого управления относительно является отсутствие гидравлики, а значит насоса гидроцилиндра, шлангов. Это позволяет уменьшить массу усилителя рулевого управления и объем занимаемый управлением в подкапотном пространстве.

Известно, что ряд факторов приводит к уводу автомобиля от прямолинейного движения, например разное , разная степень износа протектора, боковой ветер, поперечный уклон дороги. Применение электромеханического усилителя позволяет активно поддерживать возврат управляемых колес в среднее положение. Эта функция называется «активной самоустановкой» колес. Благодаря ее действию водитель лучше чувствует среднее положение рулевого управления, она облегчает также вождение автомобиля по прямой при воздействии на него различных .

Если при движении по прямой на автомобиль действует боковой ветер или поперечное усилие, вызываемое уклоном дорожного полотна, усилитель создает постоянный поддерживающий момент, который освобождает водителя от необходимости создавать реактивные усилия на рулевом колесе.

Общее расположение агрегатов рулевого управления с электроусилителем на примере автомобиля Opel Corsa показано на рисунке:

Рис. Общее расположение агрегатов рулевого управления с электроусилителем:
1 – электроусилитель; 2 – карданный вал рулевого управления; 3 – рейка привода рулевого управления

Электроусилитель может приводить вал рулевого управления на рулевой колонке, шестерню привода рейки или непосредственно саму рейку.

Рис. Электроусилитель рулевого управления на примере автомобиля Opel Corsa:
1 – электродвигатель; 2 – червяк; 3 – червячное колесо; 4 – скользящая муфта; 5 – потенциометр; 6 – кожух; 7 – рулевой вал; 8 – разъем датчика момента на рулевом валу; 9 — разъем питания электродвигателя

Разрез электроусилителя рулевого управления с приводом рулевого управления на рулевой колонке показан на рисунке:

Рис. Разрез электроусилителя рулевого управления:
1 – трехфазный синхронный электродвигатель; 2 – якорь; 3 – обмотка статора; 4 – датчик положения якоря; 5 – червячное колесо; 6 – рулевой вал; 7 – червяк

Электроусилитель через червячную передачу связан с валом рулевого управления. В зависимости от полярности напряжения питания электродвигатель вращается в ту или иную сторону, помогая водителю поворачивать колеса. Крутящий момент величиной силы тока, определяемой блоком управления действующим согласно заложенной в него программе и сигналам, поступающим от соответствующих датчиков.

Вал электродвигателя, при подаче на двигатель напряжения помогает поворачивать вал привода рулевого колеса через червяк и червячное колесо. Для поддержания постоянной обратной связи с дорогой входной и выходной валы электроусилителя соединены друг с другом через торсион. Приложение усилия к рулевому управлению как со стороны водителя, так и со стороны дороги приводит к закручиванию торсиона до 3-х градусов и изменению взаимной ориентации входного и выходного валов. Это служит сигналом для включения в работу электроусилителя. В зависимости от угла поворота рулевого колеса и скорости автомобиля электродвигатель подкручивает выходной вал, снижая усилие. Работает электродвигатель и при обратном ходе, он помогает возвращать колеса автомобиля и рулевое колесо в первоначальное положение. Торсион при поворотах всегда остается немного скрученным, гарантируя тем самым на руле то усилие, которое необходимо водителю, чтобы чувствовать дорогу.

Один из датчиков находится на торсионе, соединяющем половинки разрезанного рулевого вала, и следит за его закручивани­ем. С ростом усилия на руле сильнее за­кручивается торсион – больший ток идет на электромотор усилителя, что соответст­венно увеличивает помощь водителю.

Второй датчик следит за скоростью автомобиля. Чем она меньше, тем эффективнее помощь в повороте рулевого управления и наоборот, а после 75 км/ч усилитель вообще выключается чтобы не создавать дополнительного сопро­тивления, редуктор и электро­мотор разъединяются.

Третий датчик контролирует частоту вращения коленчатого вала двигателя и следит, чтобы усилитель работал только одновременно с ним. Это делается в целях экономии электроэнергии, потому что электроусилитель может потреблять до 105 А.

Производитель автомобилей Ауди предлагают систему реечного электроусилителя с двумя шестернями.

Рис. Схема реечного электроусилителя с двумя шестернями:
1 – датчик момента на рулевом колесе; 2 – электронный блок управления; 3 – электродвигатель усилителя; 4 – шестерня усилителя; 5 ­– рейка; 6 – датчик угла поворота рулевого колеса; 7 – торсион вала рулевого управления; 8 – шестерня рулевого механизма

Усилитель действует на рейку рулевого механизма через шестерню 3, которая установлена параллельно с основной шестерней рулевого механизма 2. Шестерня усилителя 3 приводится от электродвигателя 4. Передаваемый на шестерню 2 рулевого механизма крутящий момент измеряется датчиком момента 1. Величина развиваемого усилителем крутящего момента устанавливается электронным блоком управления 5 в зависимости от момента на рулевом колесе, скорости автомобиля, угла поворота колес, скорости поворота рулевого вала и других вводимых в него данных.

Электродвигатель и редуктор размещены в общем алюминиевом корпусе 2. На конце вала двигателя нарезан червяк 3.

Рис. Червячная передача привода шестерни усилителя:
1 – электродвигатель; 2 – корпус; 3 – червяк; 4 – вал привода; 5 – демпфер

Червячная передача служит для привода шестерни усилителя. Между червячным колесом и шестерней установлен демпфер 5, который исключает резкое нарастание усилия на рейке при включении усилителя. Положение (угол поворота) ротора электродвигателя определяется с помощью датчика поворота 6. Этот датчик расположен под возвратным и скользящим кольцами подушки безопасности. Он установлен на рулевой колонке между подрулевыми переключателями и рулевым колесом. Датчик генерирует сигнал, соответствующий углу поворота рулевого колеса.

Основными деталями датчика угла поворота рулевого колеса являются кодирующий диск с двумя кольцами и фотоэлектрические пары, каждая из которых содержит источник света и фотоэлемент. На кодирующем диске предусмотрены два кольца: внешнее кольцо 1 с шестью фотоэлектрическими парами, которое служит для определения абсолютных значений угла поворота рулевого колеса, и внутреннее кольцо 2 – для определения приращений этого угла. Кольцо приращений разделено на 5 сегментов по 72°. Оно используется в сочетании с одной фотоэлектрической парой. В пределах каждого из сегментов кольцо имеет несколько вырезов. Чередование вырезов в пределах одного сегмента не изменяется, а в отдельных сегментах оно отличается. Благодаря этому осуществляется кодирование сегментов.

Рис. Схема датчика угла поворота рулевого колеса:
1 – внешнее кольцо абсолютных значений; 2 – внутреннее кольцо приращений; 3 – фотоэлектрическая пара.

Датчик угла поворота рулевого колеса позволяет отсчитывать его в пределах до 1044°. Отсчет угла производится путем суммирования числа градусов. При переходе через метку, соответствующую 360°, датчик регистрирует завершение поворота на один полный оборот. Конструкцией рулевого механизма предусмотрена возможность поворота рулевого колеса на 2,76 оборота.

На рулевом колесе установлен датчик момента 3.

Рис. Датчик момента на рулевом колесе:
1 – рулевой вал; 2 – магнитное кольцо; 3 – чувствительный элемент датчика; 4 – вал шестерня; 5 – витой кабель; 6 – торсион

Действие этого датчика основано на магниторезистивном эффекте. На рулевом вале 1 установлено магнитное кольцо 2, которое жестко связано с верхней частью торсиона 6. Чувствительный элемент 3 датчика соединен с валом шестерни рулевого механизма 4 и связан таким образом с нижней частью торсиона. Сигнал снимается с датчика через витой кабель 5. Торсион закручивается точно в соответствии с усилиями, прилагаемыми к рулевому валу. При этом магнитное кольцо 2 перемещается относительно чувствительного элемента 3 датчика. В результате действия магниторезистивного эффекта изменяется сопротивление чувствительного элемента, величина которого определяется блоком управления.