Typy elektrického posilňovača riadenia. Jednoduchšie, ale ešte drahšie: čo sa pokazí na hrebeňoch riadenia s elektrickým posilňovačom riadenia a ako sa opravujú

Dnes sa v téme diskusie dotkneme princípu fungovania elektrického posilňovača riadenia automobilu. Mnoho ľudí používa auto každý deň, no často nerozmýšľajú nad jeho dizajnom. Malo by sa to urobiť, už len preto, že vám to umožní vyhnúť sa nepríjemným situáciám, v dôsledku ktorých dôjde k poškodeniu jedného alebo druhého komponentu automobilového systému.

Princíp fungovania elektrického posilňovača riadenia je jednoduchý a zároveň ťažko pochopiteľný, ale skúsme na to prísť. Na prvých autách sa na otáčanie kolies používali základné prevodové systémy. To znamená, že sila na kolesá bola vytvorená silou vodiča. Prirodzene to znížilo časť manévrovateľnosti auta, sťažuje riadenie.

Zahraniční výrobcovia automobilov vyvinuli mechanizmy, ktoré umožňujú vytvárať dodatočnú silu na kolesách pri ich otáčaní, táto možnosť rýchlo získala uznanie a bola zavedená takmer na všetkých zahraničných autách.

Ruský autor v relatívne nedávnej dobe začal používať podobné technológie na výrobu sériovo vyrábaných automobilov. Podľa predbežných štatistík bude do konca roka 2015 každé druhé auto na planéte vybavené posilňovačom riadenia. elektrické alebo vodné- už z dizajnových prvkov.

Rozdiely medzi hydraulickým posilňovačom riadenia a elektrickým posilňovačom riadenia

Elektrické posilňovače majú oproti hydraulickým posilňovačom množstvo nepopierateľných výhod. Najdôležitejší rozdiel je zvýšiť informačný obsah jazdy. Súhlasím, veľmi dôležitý parameter. Okrem toho výrobcovia automobilov konfigurujú takéto systémy presnejším prístupom, čím dosahujú maximálny účinok.

Elektrické posilňovače nemajú hydraulický systém, ktorý často zlyháva a je dosť náročný na výrobu a prevádzku. Posilňovač volantu spotrebuje na svoju činnosť určité množstvo paliva, nie v doslovnom zmysle, samozrejme, na jeho fungovanie sa jednoducho používa motor auta. Elektrický posilňovač riadenia zase umožňuje ušetriť až pol litra palivovej zmesi na 100 km. najazdených kilometrov

Nové obzory, ktoré elektrické zosilňovače otvárajú

Vďaka ESD mohli automobilky vyvinúť nové možnosti pre autá, ktoré zvyšujú komfort jazdy a celkovú bezpečnosť. Medzi takéto systémy patria: zariadenia na zvýšenie smerovej stability, možnosti automatického parkovania, asistent udržiavania jazdných pruhov atď.

Elektrický posilňovač riadenia môže fungovať podľa dvoch základných princípov, ktoré sa aktívne využívajú v automobilovom priemysle.

Po prvé Princíp spočíva v tom, že elektromotor prenáša silu na hlavný hriadeľ riadenia, alebo druhý - sila sa prenáša na hrebeň riadenia.

Po druhé Túto možnosť využívajú výrobcovia najčastejšie, je jednoduchšia na realizáciu a takéto auto je menej náročné na prevádzkové podmienky.

Elektrický posilňovač riadenia je zvyčajne zabudovaný do spoločnej riadiacej jednotky a pozostáva zo systému, ktorý tvorí prevodovku a elektromotor. Mechanizmus riadenia má zabudované snímače, ktoré reagujú na uhol natočenia volantu, ako aj snímač, ktorý meria krútiaci moment volantu. Elektrický posilňovač má vlastný čip, ktorý monitoruje informácie prichádzajúce napríklad z iných systémov auta ABS A

Vodiči, ktorí začínali so starými autami, si pamätajú, že v niektorých prípadoch sa im unavili ruky z neustáleho otáčania volantom – primitívne konštrukcie bez akýchkoľvek zosilňovačov boli skutočne náročné na riadenie a vyžadovali od človeka značnú výdrž na dlhú jazdu.

Situácia sa samozrejme trochu zmenila s príchodom moderných hrebeňov riadenia, ktoré uľahčili prácu vodičovi výrazným znížením sily otáčania. Väčšina automobiliek sa však snaží o čo najpohodlnejšiu jazdu s vozidlom – snažia sa to dosiahnuť pomocou hydraulických posilňovačov (posilňovača riadenia).

Teraz postupne ustupujú elektrickým zosilňovačom (EPS), ktoré si vyslúžili veľmi zmiešané recenzie. Aby ste pochopili, čo je lepšie: posilňovač riadenia alebo elektrický posilňovač riadenia, musíte zvážiť hlavné výhody a vlastnosti oboch možností.

Dizajnové prvky

Hydraulický posilňovač je pomerne jednoduchý mechanizmus, ktorý pozostáva z tlačného zariadenia (piestu) poháňaného špeciálnym olejom. Je namontovaný oddelene od hriadeľa riadenia, hoci je s ním priamo spojený. Keď sa auto odchýli z priamej trajektórie, aktivuje sa čerpadlo posilňovača riadenia, ktoré pumpuje kvapalinu do pracovnej komory cez špeciálne potrubia, čím sa kolesá otáčajú s menšou námahou. Výkon čerpadla posilňovača riadenia je úmerný uhlu natočenia volantu, čo umožňuje presné prispôsobenie odozvy.

Schéma mechanizmov posilňovača riadenia

Tento dizajn má významnú výhodu - nezávisí od elektronické ovládanie a nepodlieha softvérovým závadám, ktorých sa mnohí majitelia moderných áut obávajú. Samozrejme, v niektorých modeloch je posilňovač riadenia vybavený niekoľkými senzormi, ktoré vyhodnocujú jeho činnosť, ale ich prítomnosť nie je vôbec povinná. Nevýhodou je však nutnosť používať prezentovaný spotrebný materiál. Okrem toho má hydraulický posilňovač veľa tesnení a spojov, ktoré podliehajú opotrebovaniu pri prevádzke pri vysokom zaťažení. To všetko z neho robí dosť nespoľahlivú jednotku a vyžaduje si pravidelnú diagnostiku stavu ovládania riadenia.

Elektrický posilňovač riadenia, ako už názov napovedá, využíva na pohon kompaktného motora prúd generovaný alternátorom auta. Je umiestnený priamo na hriadeli riadenia, vďaka čomu zaberá oveľa menej miesta v motorovom priestore a celý mechanizmus posúva pomocou malého torzného hriadeľa.

Schéma mechanizmov elektrického posilňovača riadenia

Výkon už nie je regulovaný mechanicky, ale automaticky - signály na zmenu intenzity prúdu dodáva elektrickému zosilňovaču kompaktná riadiaca jednotka na báze mikroprocesorov. Poruchy takéhoto zariadenia sú, samozrejme, pomerne zriedkavé, ale v prípade náhlej poruchy alebo zlyhania riadiaceho programu elektrické zosilňovače poskytujú núdzový režim práce, ktorá vám umožní udržať si kontrolu aj v tých najnáročnejších.

Elektrický posilňovač riadenia má oveľa jednoduchšiu konštrukciu a nevyžaduje použitie špeciálneho spotrebného materiálu. Okrem toho absencia hydraulického okruhu znamená, že tu nie je veľa tesnení a pohyblivých spojov, ktoré sú nebezpečné z hľadiska prasknutia a netesnosti. Poškodenie vodičov a snímačov môže samozrejme poškodiť elektrický posilňovač, ale stáva sa to oveľa menej často ako porucha hydraulického systému. Preto sú elektrické zosilňovače v súčasnosti považované za progresívne a používa ich väčšina veľkých výrobcov.

Jednoduchosť riadenia

Z hľadiska pohodlia systému riadenia zostávajú hydraulické posilňovače dnes neprekonané. Poskytujú lepšiu spätnú väzbu a umožňujú vodičovi pocítiť, aké sú limity auta v úzkych zákrutách. Hydraulický posilňovač je navyše takmer necitlivý na vibrácie a otrasy, takže nepotrebuje špeciálnu ochranu pred nekvalitným povrchom vozovky.

Je pohodlnejšie riadiť auto s posilňovačom riadenia

V praxi to znamená, že motorista cíti nielen možnosti vozidlo a dokáže rozpoznať moment straty kontroly, ale dokáže vnímať aj všetky nedostatky zlého asfaltu. Vďaka tomu vytvárajú prevádzkyschopné hydraulické posilňovače takmer rovnaké pocity ako pri používaní áut bez akýchkoľvek prídavných komponentov v riadení.

Elektrický zosilňovač potrebuje starostlivú kalibráciu, aby poskytoval podobné vnemy – v súčasnosti dokážu maximálne pohodlne ovládať len výrobcovia pôsobiaci v prémiovom segmente. Okrem toho má elektrický motor použitý v takomto obvode pomerne vysokú citlivosť na nárazové zaťaženie a vibrácie - môžu výrazne znížiť jeho životnosť. Na ochranu agregátu pred poškodením je preto hriadeľ volantu vybavený špeciálnym tlmičom, ktorý tlmí vibrácie.

Elektrický posilňovač riadenia je komfortný len v prémiovom segmente

Zdá sa, že ovládanie by malo byť pohodlnejšie bez potrasenia volantom, ale mnohí automobiloví odborníci a jednoducho majitelia automobilov poznamenávajú, že pri používaní elektrického posilňovača s neideálnymi nastaveniami zažívajú vážne nepohodlie. Podľa recenzií je jazda na takomto aute skôr podobná počítačová hra, keďže vodič pri jazde po úsekoch cesty so slabým pokrytím nepociťuje žiadnu spätnú väzbu ani otrasy – hoci v drahých autách taký nepríjemný efekt nie je.

Účinnosť a spoľahlivosť

Použitie posilňovača riadenia núti auto stratiť časť svojej sily - ide poháňať čerpadlo, ktoré môže mať dosť veľké potreby. Použitie posilňovača riadenia preto nevyhnutne vedie k zhoršeniu dynamických parametrov a výraznému zvýšeniu spotreby paliva s inými porovnateľnými parametrami. Navyše aj s neustály pohyb V priamej línii sa situácia vôbec nezlepšuje - čerpadlo pracuje neustále a presúva olej cez vysokotlakové a nízkotlakové potrubia.

Každý motorista by mal vedieť, že hydraulický posilňovač nevydrží prevádzku v extrémnych podmienkach po dlhú dobu - ak sa volant drží v krajnej polohe 10–15 sekúnd, čerpadlo sa prehreje, v dôsledku čoho sa jednotka úplne vypne dole. Ak ho chcete reštartovať, musíte vypnúť auto, počkať niekoľko minút a znova ho naštartovať, pričom volant opatrne posuniete z krajnej polohy do nulového bodu.

Elektrické posilňovače sa považujú za ekonomickejšie - neberú výkon motora priamo, ale vytvárajú iba dodatočné zaťaženie generátora. Elektrický posilňovač navyše funguje iba vtedy, keď sa kolesá otáčajú a pri pohybe po priamej ceste zostáva motor úplne vypnutý - nezhoršuje dynamické vlastnosti vozidla a nevytvára ďalšie. Taktiež pri otočení volantu do krajnej polohy dôjde k zahrievaniu len pri veľmi rýchlom postupnom otáčaní volantu v rôzne strany, čo sa dá urobiť len zámerne.

Vypnutie elektrických posilňovačov však nemožno nazvať vzácnosťou - stáva sa to najmä pri jazde v teréne alebo na cestách pokrytých viskóznym, sypkým snehom. Po určitom čase jednotka vydá alarm, po ktorom sa jeho výkon obmedzí a vodič uvidí varovanie, a ak bude jazda pokračovať za podobných podmienok, zosilňovač sa vypne, kým motor úplne nevychladne.

technológie

Jediný spôsob, ako doladiť hydraulický posilňovač, je použiť hrebeň s progresívnym prevodovým pomerom. Pomáha vytvárať určitú ťažkosť pri otáčaní volantu v malom uhle, čo pomáha zvýšiť stabilitu vozidla pri jazde pomerne vysokou rýchlosťou. Pri vychýlení volantu z nulovej polohy na veľkú vzdialenosť však sila výrazne klesá, čo uľahčuje parkovanie vo veľkom meste.

Okrem toho môže výrobca meniť výkon čerpadla, ale musí sa udržiavať v dosť úzkom rozsahu, aby sa zabránilo poškodeniu jednotky v dôsledku preťaženia a aby sa sila príliš nezmenšila. Preto výrobcovia prémiových áut uprednostňujú dobre vyladený elektrický posilňovač.

Hydraulický posilňovač sa skladá z mnohých častí

Svoj výkon zase dokáže meniť za chodu – prvýkrát bol v motoršporte testovaný okruh s možnosťou prepínania režimov citlivosti riadenia. Okrem toho môžete zapisovať do riadiacej jednotky elektrického posilňovača riadenia špeciálny program, ktorý bude simulovať zmenu prevodového pomeru – to si nevyžaduje ani použitie drahších a ťažko vyrobiteľných regálov. Preto si v mnohých moderných elektrických zosilňovačoch môžete vybrať niekoľko prevádzkových režimov:

Nastavenia elektrického posilňovača je možné zmeniť na cestách, ak takúto funkciu poskytuje výrobca - na to stačí stlačiť špeciálne tlačidlo alebo vybrať príslušnú položku v ponuke elektronický systém manažment.

Rozsah pôsobnosti

Bohužiaľ, elektrické posilňovače majú jednu vážnu nevýhodu, ktorou je obmedzený krútiaci moment, ktorý môže vytvoriť motor zabudovaný do hriadeľa. Z tohto dôvodu nie je možné takýto mechanizmus inštalovať na veľké výkonné limuzíny, SUV a. V tejto oblasti používajú všetci výrobcovia hydraulické posilňovače, ktorých krútiaci moment je obmedzený len výkonom zvoleného čerpadla.

Elektrický posilňovač riadenia je pre ťažké vozidlá slabý

Táto situácia bude pokračovať aj v blízkej budúcnosti, pretože vývoj kompaktných motorov s vysokým krútiacim momentom a veľký zdroj zaberá to veľa času. Niektorí vývojári sa pokúsili použiť alternatívne schémy, v ktorých je zosilňovač elektrického výkonu umiestnený oddelene od hriadeľa riadenia - a mohli použiť akékoľvek motory. Takýto systém sa však považoval za neperspektívny, pretože nemá žiadne veľké výhody oproti hydraulickému posilňovaču, ktorý má nižšie výrobné náklady.

Aké sú prognózy?

Pred niekoľkými rokmi boli elektrické zosilňovače inštalované výlučne na malé autá, ktoré neboli náročné na jednoduchosť ovládania. Prax však ukázala, že pri dobrej kalibrácii môže mať takýto agregát parametre podobné hydraulickým posilňovačom, alebo im dokonca nadradené. Preto sa elektrické zosilňovače postupne začínajú inštalovať na športové autá a výkonné autá.

A len ťažká technika zostáva verná klasickému usporiadaniu agregátu s piestovým hydromotorom. Ale aj tam sa začínajú objavovať kombinované zosilňovače, v ktorých na seba vzájomne pôsobia hydraulické a elektrické pohony.

Človek je nútený vyvinúť svalovú námahu, prekonať odpor kolies pri otáčaní auta. Je potrebné použiť pomocné zariadenie. Jeho vynález bol dôležitým technickým počinom, ktorý ovplyvnil ďalší rozvoj automobilového priemyslu.

V rokoch 1920-1930 sa pokúsili nainštalovať posilňovač riadenia na ťažké sklápače a obrnené autá. Najprv boli zariadenia pneumatické (pomocou tlaku vzduchu). Nízka presnosť takýchto zariadení (so zvýšenou hmotnosťou a novými rýchlostnými charakteristikami zariadenia) otvorila cestu k použitiu špeciálnych hydraulických zosilňovačov, ktoré už boli testované v lodnej doprave. Masová inštalácia posilňovača riadenia do auta sa začala v Amerike v 40. rokoch a rozšírila sa do povojnovej Európy. (V ZSSR, veľa seriálov autá boli vyrobené bez posilňovača riadenia.)

Prelom 20.-21. storočia znamenal začiatok éry zavádzania elektrického posilňovača riadenia.

Podľa štatistík asi 10 % ruských vodičov uprednostňuje auto, ktoré nie je vybavené posilňovačom riadenia. Pre niektorých z nich je dôležitá otázka peňazí (alebo sú majiteľmi malých áut).

Niektorí ľudia majú radi priamy pocit z cesty, najmä pri vysokých rýchlostiach, a zaznamenávajú zvýšený obsah informácií na náročných povrchoch (ľad, mokrý asfalt). Sú motoristi, ktorí sa radi snažia. Najčastejšie ide o zručnosť a zvyk.

Výhody jazdy s posilňovačom riadenia

• zosilňovač preberá leví podiel záťaže na seba;
• nie je potrebný veľký počet otáčok volantu, nevylomí sa z rúk;
• pocit nerovnosti vozovky je zjemnený;
• stroj sa ľahšie ovláda, zvyšuje sa manévrovateľnosť; ťažké zákruty sa dajú robiť bez námahy;
• rolovanie pri nízkych rýchlostiach sa stáva pohodlnejším;
• trajektória pohybu je stabilizovaná;
• ak je predná pneumatika prepichnutá, je ľahšie držať auto;
• vodič je menej vystresovaný a neunaví sa;
• To platí najmä vtedy, ak je vodičom žena;
• Zvyšuje sa odolnosť mechanizmu riadenia proti opotrebovaniu a predlžuje sa jeho životnosť.

To všetko zaisťuje maximálne bezpečnú a komfortnú jazdu (za predpokladu, že vozidlo je v dobrom technickom stave).

Potenciálne nebezpečenstvo vzniká až v núdzovej situácii - náhla porucha (porucha) systému posilňovača riadenia pri otáčaní počas jazdy. V tomto prípade je rozhodujúca reakcia, znalosti a skúsenosti vodiča. Problémy môžu signalizovať cudzie zvuky, vibrácie, prudké otrasy, otáčanie volantom, obtiažne alebo príliš ľahké otáčanie.

Podľa štatistík štvrtina ruských vodičov uprednostňuje posilňovač riadenia a polovica uprednostňuje elektrický posilňovač riadenia (a ukazovatele sú zaujaté v prospech elektrického posilňovača riadenia). Výhody každého z týchto mechanizmov sú určené ich konštrukčnými vlastnosťami.

Moderné autá používajú elektrický posilňovač riadenia, hydraulický posilňovač riadenia a elektrický posilňovač riadenia.

ESD: čo je to v aute (elektromechanický posilňovač riadenia, EMUR, EURU)

Eur, čo je toto v aute? Funguje ako elektromotor. Ovplyvňuje riadenie pomocou elektrického pohonu.

Senzory analyzujú polohu volantu. Namerané hodnoty sa hlásia do elektronickej riadiacej jednotky, kde ich spracuje špeciálny počítačový systém. Odtiaľ sa signály riadenia prenášajú do elektromotora umiestneného v riadiacej jednotke. Premieňa elektrickú energiu na mechanickú, čím uľahčuje jazdu.

Čo je posilňovač riadenia v aute (hydraulický posilňovač riadenia)

Toto zariadenie funguje ako čerpadlo. Mechanizmus riadenia je ovplyvnený tlakom kvapaliny (oleja).

Keď je motor zapnutý, otáčajúci sa hnací remeň poháňa hydraulické čerpadlo. Zachováva sa stála dodávka oleja z nádrže do systému.

Keď vodič otočí volantom, v reakcii na túto rotáciu sa pohne špeciálny mechanizmus (špulkový ventil) a uzavrie vypúšťací kanál oleja späť do nádrže. Kvapalina prúdi cez rozvádzač (ventil) do výkonového hydraulického valca.

Premieňa tlak kvapaliny na tlak piestu, ktorý vytvára silu na riadenie. Pri dokončení obratu a priamy pohyb Všetky kanály sa otvoria, olej sa vráti späť do nádrže a naďalej cirkuluje naprázdno systémom cez spojovacie hadice.

Elektrický posilňovač riadenia (hybridný, elektrohydraulický posilňovač riadenia, elektrický posilňovač riadenia)

Vznikol ako modernizovaná verzia hydraulického posilňovača. Funguje zo špeciálneho generátora (a nie z motora auta) a vypne sa, keď sa auto pohybuje po priamej ceste.

Špeciálne senzory snímajú rýchlosť riadenia. Signály sa posielajú do riadiacej jednotky a komunikujú s elektromotorom, ktorý poháňa hydraulické čerpadlo.

Porovnávacie charakteristiky

Nevýhody elektrického posilňovača riadenia a výhody posilňovača riadenia:

1. EUR je citlivá na zlé (nedbalé, hrboľaté) cesty a vlhkosť (najmä v zlom počasí – keď je sneh, dážď, kaluže). V takýchto prípadoch hrozí nebezpečenstvo prehriatia a vypnutia, ako aj vyhorenia.
2. Posilňovač riadenia lepšie vyhladzuje rázy pri nerovnej vozovke a pri náraze na obrubník.
3. EUR neposkytuje okamžitú reakciu, ak sa kolesá rýchlo otáčajú opačným smerom. A ak prudko otočíte volantom, systém sa môže úplne vypnúť.
4. Pre posilňovač riadenia je viac možností samoopravy.
5. V prípade elektrického posilňovača riadenia nemožno vylúčiť ani možnosť elektronickej poruchy (tá sa však vyskytuje najmä u starých a lacných modelov, ďalším dôvodom je nedodržiavanie prevádzkového poriadku).
6. Výroba posilňovača riadenia je lacnejšia; ich cena je nižšia ako cena EUR.
7. EUR je obmedzené na inštaláciu na ťažké nákladné autá a SUV (kvôli nedostatku energie).

Výhody elektrického posilňovača riadenia

1. Jednoduché riadenie s elektrickým riadením („jeden prst“). Výborná manévrovateľnosť pri parkovaní, rýchle prispôsobenie sa zmenám rýchlosti.
2. Nastavenie parametrov posilňovača riadenia pre rôzne prevádzkové režimy. (Bočná stabilizácia, parkovanie auta)
3. Šírka teplotného rozsahu pre EUR. Kvapalina v posilňovači riadenia môže vplyvom teplôt a preťaženia zamrznúť a vrieť.
4. Jednoduchosť dizajnu a údržby EUR. Musíte len sledovať stav ložísk. Údržba Posilňovač riadenia je náročnejší na prácu. Vyžaduje sa pravidelná kontrola integrity, sledovanie tesnosti hydraulických potrubí, kontrola napnutia hnacieho remeňa a hladiny oleja. Existujú pravidlá pre výmenu oleja a filtra.
5. Kompaktné rozmery EUR.
6. Ekonomická účinnosť elektrického posilňovača riadenia (nižšia spotreba paliva, vyššia účinnosť).
7. Prevádzka stroja po odpojení chybného posilňovača riadenia. To je nežiaduce pre posilňovač riadenia (riadenie je zničené, môžu sa vyskytnúť iné poruchy).
8. Schopnosť držať volant v krajnej polohe po dlhú dobu s ESD. Na autách s posilňovačom riadenia hrozí pri oneskorení dlhšom ako 5 sekúnd vážne poškodenie.
9. Šetrnosť k životnému prostrediu EUR. Autá s posilňovačom riadenia produkujú viac škodlivých emisií; jednotky posilňovača riadenia, ktorým uplynula platnosť, sa ťažšie likvidujú.
10. Vážne vyhliadky na pokrok ESD.

Výber medzi hydraulickým a elektrickým posilňovačom riadenia

Zrátané a podčiarknuté

V modeloch s elektrickým posilňovačom riadenia boli odstránené niektoré nedostatky posilňovača riadenia: zvýšila sa účinnosť, bolo možné nastaviť potrebné parametre a hnací remeň bol nahradený elektromotorom. Budúcnosť však stále spočíva v elektromechanickom posilňovači riadenia. Ide o celosvetový trend, pretože ich výhody sú zrejmé.