Электроусилитель рулевого управления

Электроусилитель руля  (сокращенно ЭУР) — устройство, работающее на электромеханическом принципе и предназначенное для снижения усилия при повороте рулевого колеса.

Устанавливается на многих легковых машинах и грузовиках, в том числе на грузовых пикапах. Ниже рассмотрим, из каких элементов состоит ЭУР, как он работает, чем отличается от ГУР, и с какими неисправностями приходится сталкиваться автовладельцам.

Что такое электроусилитель (ЭУР)

На английском языке система известна под названием Electric Power Steering (EPS), что в переводе на русский означает «электроусилитель руля». Цель применения ЭУР состоит в уменьшении усилия, которое приходится прикладывать водителю для поворота руля влево и вправо при повороте машины.

Первые наработки системы создал еще Генри Форд, но практическое применение пришлось только на 90-е годы.

Важно

Первопроходцем стала компания Тойота, которая установила ЭУР на модели MR2. В дальнейшем электрический усилитель стали применять производители в Европе — Фольксваген, Ситроен, Пежо и другие.

Электроусилитель руля получил популярность, благодаря большей надежности, снижению расхода топлива, простоте обслуживания и надежности. Такие системы отличаются экологической чистотой, безопасностью и возможностью организации автоматического управления.

Устройство, принцип работы

Одна из особенностей электроусилителя рулевого управления— простая конструкция и компактность. Узел состоит из следующих элементов:

• Электрический двигатель (чаще всего асинхронный). Обеспечивает работу усилителя руля. Устанавливается на валу рулевого колеса или передает момент рулевой рейке. 
• Система управления. В ее состав входит ЭБУ и исполнительные органы.
• Датчики. Контролируют угол поворота рулевого колеса и крутящий момент.

Дополнительно ЭУР получает данные от колесных датчиков и ЭБУ двигателя. После сбора информации принимается решение о запуске электрического мотора и исполнительных элементов.

Принцип работы системы имеет следующий вид:

• Вращение рулевого колеса водителем.
• Передача крутящего момента с помощью торсиона на исполнительный механизм.
• Измерение закрутки торсиона датчиком, контролирующим крутящий момент.
• Замер угла поворота руля отдельным датчиком.
• Сбор и передача информации от датчиков и других контролирующих органов к ЭБУ.
• Расчет крутящего момента электрического двигателя и изменение тока.
• Поддержка работы мотора в оптимальном режиме.
• Передача крутящего момента к рулевому механизму, а потом через тяги к колесам.

Управление электроусилителем руля осуществляется в одном из следующих режимов:

1. Парковка. Отличается небольшой скоростью движения или нахождением на одном месте с заведенным двигателем. Срабатывает при больших углах вращения рулевого колеса. Данные которые идут с «поворотного» датчика, направляются на ЭБУ, а при минимальной скорости и большом моменте вращения включается соответствующий режим. Его суть — наибольшая нагрузка на мотор и легкое вращение руля.
2. Город. Для такого движения характерны частые остановки, повороты и перестроения. Скорость движения от 40 до 60 км/час. Двигатель ЭУР получают среднюю нагрузку и, соответственно, делает вращение рулевого колеса более сложным.
3. Трасса. На больших скоростях вращение колес почти отсутствует, поэтому ЭБУ почти полностью снимает усилие с двигателя. Такое решение упрощает управление автомобилем и делает его более устойчивым. Если бы руль оставался «мягким», как при «парковочном» или «городском» режиме, это могло бы привести к ДТП.
4. Фиксация правильной позиции колес. Одна из функций ЭБУ состоит в поддержании колеса в средней позиции. Эта опция может потребоваться при расхождении давления в колесах. Система обрабатывает полученные данные и проводит корректировку. 

Во всех вышеописанных случаях система работает автоматически и принимает решение с учетом полученной информации. Решение об изменении усилия принимается почти мгновенно, что обеспечивает необходимую безопасность движения. 

Схема электроусилителя руля

Конструктивно блок электроусилителя руля бывает двух типов:

1. Внутри рулевой колонки.
2. С передачей момента на вал руля с помощью механики.

Второй тип более популярный и официально называется электромеханической системой. Конструктивно устройство может представляться в виде усилителей следующих видов:

• две шестерни: одна шестерне передает момент на рейку, а вторая вращается с помощью мотора;
• параллельный привод — передача усилия на рейку системы с помощью ремня или винтово-шариковой гайки.

Сравнение электроусилителя и гидроусилителя

С появлением электроусилителей возникли дискуссии по поводу актуальности применения гидравлического и электрического усилителей. Главные особенности:

• ГУР —конструкция, которая не зависит от электрической части и не боится сбоев ЭБУ. Недостатком является множество трубок, соединений и уплотняющих элементов, которые изнашиваются в процессе движения транспортного средства. По этой причине такие системы считаются менее надежными и требующими периодического обслуживания.
• ЭУР — более простая система, отличающаяся большей компактностью и продуманной логикой работы. Для ее обслуживания дополнительные расходные материалы и не нужны.

К преимуществам электроусилителя руля Тойота или других авто в сравнении с ГУР стоит отнести:

• небольшие размеры;
• меньший расход топлива, благодаря непостоянной нагрузке на мотор;
• простая настройка, предусматривающая внесение изменений в ЭБУ;
• множество режимов работы и автоматическая настройка;
• надежность, благодаря отсутствия гидравлической системы.

Слабые места ЭУР в сравнении с гидроусилителем:

• большая мощность мотора, который может потреблять до 40% от мощности генератора;
• частый перегрев электроусилителя руля с необходимостью останавливать машину для охлаждения;
• невозможность применения на грузовиках с большой грузоподъемностью из-за небольшой мощности;
• слабая защита от влаги;
• более высокая цена.

Главным критерием для многих производителей и покупателей является экономичность системы. К примеру, в автомобилях с ГУР часть мощности силового агрегата идет на насос, работающий без остановок. Также гидроусилитель не может работать постоянно. Если повернуть руль и удерживать его в предельном положении 12-15 секунд, насос перегревается, что ведет к его износу.

ЭУР в этом отношении отличается большей экономичностью. Он не забирает мощность у мотора постоянно и срабатывает только при повороте колеса.

Это снижает расход горючего и улучшает динамические характеристики. Как и в случае с ГУР, электроусилитель также может перегреваться. В таком случае он дает соответствующий сигнал на приборную панель.

Основные неисправности

Несмотря на компактность и относительную надежность, неисправности электроусилителя руля все-таки случаются. Причиной может быть неправильное и несвоевременное обслуживание, ошибки в эксплуатации, применение неоригинальных запчастей в процессе ремонта и прочее. 

При появлении неисправности ЭУР на приборной панели машины начинает светиться желтая лампа. Она сигнализирует о наличии сбоев в работе механизма и необходимости его проверки. Первое, что может выйти из строя — предохранитель. Он защищает водителя от случайного срабатывания системы на большой скорости. При его перегорании управлять машиной можно, но по возможности устройство нужно заменить.

Главные неисправности электроусилителя:

• постепенное снижение напряжения;
• отказ датчика, который определяет скорость и не подает сигнал;
• повышение частоты работы мотора.

Причиной повреждения может быть не только предохранитель, но и повреждение самих датчиков, неисправность проводов и других элементов. Наиболее сложная неисправность— перегорание мотора, которое может быть связано с попаданием влаги или естественным износом. Решением такого вопроса является только замена, для которой необходимо обращаться на СТО. 

Бывают ситуации, когда лампочка поломки начинает гореть после замены АКБ.

В таком случае нужно сделать небольшую поездку, после чего источник света гаснет. В редких ситуация возможна проблема с ЭБУ. В таком случае не обойтись без помощи мастеров на СТО, которые проводят диагностику, определяют причину появления ошибки и дают рекомендации по дальнейшим шагам.

Цена ремонта и деталей

Восстановление ЭУР — дорогостоящая работа, стоимость которой зависит от политики сервиса, вида работ, срочности и иных факторов. Приведем ориентировочные цены на ремонт узла в России:

• демонтаж и монтаж — от 4000 р;
• ремонт — от 10000 р;
• прошивка и калибровка ЭУР — по 10000 р каждая работа;
• адаптация электроусилителя — от 2500 р;
• сход и развал — 1500 и 2000 р соответственно.

В запущенных случаях, когда необходимо восстановление или замена нескольких элементов, может потребоваться от 20-25 тысяч рублей и более. При расчете потенциальных затрат необходимо учитывать стоимость деталей для установки. К примеру, купить электроусилитель руля можно по цене от 30 000 рублей и выше. Многое зависит от марки / модели и состояния. Покупка на вторичном рынке может обойтись дешевле. 

Стоимость датчиков — от 5-10 тысяч рублей, предохранителя — от 120 рублей и т. д. Многие СТО имеют в ассортименте необходимые запчасти, поэтому остается только заплатить. Минус в том, что цена деталей может быть выше, чем при самостоятельной покупке.

Заключение

ЭУР— сравнительно новая система, отличающаяся компактностью, надежностью и экономичностью с позиции топлива.

Главными недостатками остается небольшая мощность, не позволяющая устанавливать систему на тяжелых грузовых автомобилях, а также высокая цена электроусилителя руля. Пока ЭУР можно встретить только на грузовых пикапах, но со временем он может появиться и на тягачах.