Одна из проблем, стоявших перед конструкторами с начала эпохи автомобилестроения – облегчить рулевое управление . Долгое время способ решения был один: увеличить диаметр руля и повысить передаточное отношение привода. Такой метод позволял относительно легко управляться даже с многотонными грузовиками. Требования к комфорту и эргономике почти не предъявлялись, поэтому то, что для маневрирования водителю приходилось делать 5-6 оборотов огромным рулем от края до края, во внимание не принималось. В наши дни инженеры нашли более изящный выход — электроусилитель руля.

Этот механизм при помощи электромотора создает вспомогательное усилие на рулевом валу при его повороте. Появился он относительно недавно и постепенно начинает вытеснять своих предшественников – гидро- и электро-гидроусилитель.

Устройство и принцип действия электроусилителя руля

Основными элементами системы являются бесщеточный электромотор, механическая передача (сервопривод), датчики угла поворота руля и крутящего момента и управляющий блок. Дополнительно механизм может оснащаться датчиком скорости вращения руля. Устройство сервопривода на разных типах автомобилей различается (подробнее об этом ниже).

Главный датчик в электроусилителе руля – датчик крутящего момента. Выполнен он следующим образом: в разрез рулевого вала встроен торсион, на концы которого устанавливаются элементы датчика, принцип действия которого может быть оптическим или магнитным.


Принцип работы электроусилителя руля следующий. С поворотом руля торсион на валу закручивается тем сильнее, чем больше прилагаемое усилие. Величина приложенного усилия оценивается по взаимному расположению частей датчика. Измеренное значение передается в блок управления. Второй датчик измеряет угол поворота руля и также передает измерения в управляющий блок, куда дополнительно поступают данные о скорости движения машины (от ABS системы) и оборотах двигателя (от контроллера). А на основании всей полученной информации, электронный блок управления рассчитывает величину вспомогательного усилия, и подает на электромотор напряжение нужной величины и полярности. Через сервопривод электродвигатель перемещает рулевую рейку или вращает рулевой вал.

При движении с небольшой скоростью, например, на парковке, когда приходится быстро поворачивать колеса из одного крайнего положения в другое, электромотор работает с максимальной мощностью, и обеспечивается так называемый «легкий руль». И наоборот, когда машина едет по трассе с высокой скоростью, руль поворачивается на небольшие углы, поэтому вспомогательное усилие минимально, руль получается более «тяжелым». Вдобавок, электроусилитель руля способен увеличивать реактивное усилие, которое возникает при повороте колес, помогая им вернуться в среднее положение.

Нередко возникает необходимость в поддержании среднего положения колес, например, при сильных порывах бокового ветра или неодинаковом давлении в шинах, в подобных ситуациях блок управления обеспечивает постоянное корректирующее усилие. В программном обеспечении системы заложена и компенсация увода переднеприводной машины в сторону из-за разной длины валов привода колес.

Конструкция электроусилителя руля

Несмотря на общее устройство, конструктивно электроусилитель руля может быть выполнен различными способами в зависимости от того, на каком типе автомобилей он устанавливается.


На автомобилях малого класса ЭУР устанавливается на рулевую колонку. Они не нуждаются в большом усилии на руле, поэтому электромотор и механическая передача получаются компактными и помещаются в салоне авто под рулевым колесом. Там же размещаются и датчики. В результате устройство надежно защищено от пыли, грязи и высокой температуры, царящих в подкапотном пространстве, что наилучшим образом сказывается на сроке службы.


У машин среднего класса электроусилитель руля размещается на рулевой рейке, вспомогательное усилие на которую передается через шестерню.

Внедорожники и микроавтобусы, из-за большой массы, нуждаются в большом вспомогательном усилии, поэтому на них устанавливается электроусилитель руля параллельноосевой конструкции. Электродвигатель передает усилие при помощи зубчатоременной передачи и механизма «винт-гайка на циркулирующих шариках». Зубчатый ремень вращает гайку, а та, в свою очередь, через шарики перемещает рулевую рейку. Шарики циркулируют по резьбе и возвращаются по специальному каналу в гайке.


Независимо от варианта исполнения, электроусилитель руля устроен таким образом, что даже в случае его выхода из строя автомобиль останется управляемым, поскольку сохранится прямая связь рулевого вала с рейкой.

Преимущества ЭУР перед ГУР и ЭГУР

Водители автомобилей, на которых установлен гидро- и электро-гидроусилитель, вынуждены мириться с их многочисленными недостатками, а именно:

• держать колеса в крайнем положении можно не более пяти секунд, иначе происходит перегрев масла в системе и выход ГУР из строя;.
• необходимость в периодическом обслуживании (нужно контролировать уровень масла, менять его, следить за состоянием приводов, шлангов и насоса);.
• на работу ГУР расходуется часть мощности двигателя автомобиля;.
• устройство работает в одном режиме, независимо от условий движения;.
• снижение информативности руля на высоких скоростях (частично этот недостаток устранен за счет применения рулевой рейки с переменным передаточным отношением).

Достоинствами электроусилителя руля являются надежность, экономичность и компактность. Его принцип действия основан на работе электромотора, поэтому и устройство намного проще. Электроусилитель руля приводится в действие не от силового агрегата автомобиля, к тому же работает только при работе рулем, благодаря этому экономится от 0,4 до 0,8 литра горючего в зависимости от стиля езды и дорожных условий. Электроусилитель руля не требует обслуживания, однако, в случае поломки неисправные узлы меняются целиком, поэтому стоимость ремонта значительно возрастает.

Пожалуй, самым главным преимуществом электроусилителя руля, можно считать возможность изменять вспомогательное усилие в зависимости от условий передвижения автомобиля, благодаря чему, достигается более острое управление на высоких скоростях, и более легкое на малых. Кроме того, одна и та же модель может применяться на различных машинах, а все, что потребуется – изменить настройки электронного блока управления.

Электрогидроусилитель руля принцип работы

Рабочая жидкость наполняет резервуар, после переходит в насос ГУР по соединительному шлангу. При повороте руля блок управления подаёт питание на электродвигатель, который включается и начинает вращать вал насоса ГУРа с частотой, зависящей от скорости автомобиля и усилия приложенного к рулю. Так же питание подаётся на соответствующий электроклапан, в зависимости от направления поворота. Насос создаёт давление жидкости и передает ее через соответствующий клапан в гидроцилиндр. Гидроцилиндр энергией рабочей жидкости образует силу, пропорциональную давлению жидкости, которая движет поршнем и штоком, далее они повернут нужным образом колеса системой рычагов.

Электрогидроусилитель руля рабочие параметры насоса:

Допустимый зазор между составляющими частями - 0,005-0,001 мм. Отклонение от допустимого значения влечет за собой падение давления жидкости на холостом ходу и как следствие ощущение тугого руля и визг на поворотах.
В зависимости от автомобиля рабочее давление - 150 Бар
При эксплуатации ЭГУ руля возможны неисправности, при которых его эксплуатация невозможна. При включении зажигания блок управления производит тестирование электрической части. Если при этом обнаруживается неисправность, то происходит отключение ЭУР. При неисправности же насоса отключение не происходит, а ЭУР может работать частично, так как давление будет недостаточным.

Основные причины неработоспособности насоса:

Несвоевременная замена рабочей жидкости в системе.
Применение некачественной или жидкости, которая не подходит для данной модели автомобиля.
Попадание грязи или инородных тел (сгусток промасленной пыли, которая обычно скапливается вокруг крышки горловины масляного резервуара, бывает частой причиной выхода насоса из строя).
Отсутствие герметичности и как следствие вытекание рабочей жидкости. После чего система завоздушивается и выходит из строя.
Масляное голодание из-за перегиба масляных магистралей.
Значительный перегрев системы, или систематический незначительный.
Ошибки во время монтажа, некачественная сборка.
Во время эксплуатации детали насоса ГУР по мере изнашивания насыщают рабочую жидкость системы металлической пылью или даже мелкими металлическими частицами. Когда приходит время заменить старый насос ГУР на новый, вся система гидроусилителя руля должна быть тщательно промыта, также подлежат замене элементы, в которых скопились продукты износа. Проигнорировав это указание, вы рискуете тем, что новый насос в кратчайшие сроки будет выведен из строя.

Те, кто учился водить на отцовской «копейке» помнят незабываемые ощущения при каждом повороте руля. Управление в те времена было полностью лишено вспомогательных элементов, которые могли бы заметно упростить езду на автомобиле. Сегодня ситуация изменилась и теперь вождение ни легковушки ни грузового авто ни автобуса не требует физической подготовки и стальных нервов, так как на помощь автолюбителям пришли такие вспомогательные узлы, как гидро- (ГУР) и электроусилитель руля (ЭУР), которыми снабжаются практически все современные машины. Благодаря этим системам поворот «баранки» можно осуществлять одним пальцем.

При покупке нового или б/у автомобиля большинство начинающих водителей озадачиваются вопросом - что лучше гидроусилитель руля или электроусилитель руля и как вообще определить какая из этих систем установлена на машине? С последнего вопроса мы, пожалуй, и начнем.

Как определить ГУР или ЭУР установлен в автомобиле

Определить какой узел установлен на выбранной марке машины можно и без помощи продавца. Для этого необходимо заглянуть под капот автомобиля. Если там вы обнаружили бачок с соответствующей пиктограммой, на которой изображен руль - значит, перед вами авто с ГУР. Именно в этот бак и заливается жидкость для гидроусилителя руля. Если бачка нет, а руль при этом крутится свободно, то это означает, что в машине установлен ЭУР.

Полезно! В некоторых машинах бак для жидкости гидроусилителя располагается в бампере и при этом устройство представляет собой гибрид электро- и гидроусиления. Но, такие авто можно пересчитать по пальцам. Например, несколько моделей Opel Zafira оснащены именно такими «скрытыми» узлами ЭГУР.

Чтобы разобраться, что лучше электроусилитель или гидроусилитель, сначала стоит сказать об особенностях и отличиях каждой из этих систем в отдельности.

Гидроусилитель руля

ГУР сегодня более распространен, в отличие от электрической системы, которая только набирает обороты. Гидроусилитель состоит из сложных узлов - трубопроводов низкого и высокого давления, ремней и прочих элементов, по которым циркулирует жидкость, заливаемая в специальный бак, соединенный с насосным оборудованием. Как только водитель поворачивает руль, происходит целый ряд процессов. Сперва жидкость под высоким давлением подается через распределитель в рулевой механизм, после чего она нагнетается в гидроцилиндре, создавая тем самым давление, которое оказывает влияние на поршень. В результате смещения последнего, степень усилия, которое водитель прилагает для поворота руля, снижается. При движении по прямой траектории жидкость гидроусилителя отходит обратно в бачок. Как видите, это довольно сложная закрытая система циркуляции жидкости, в которой участвует много элементов, каждый из которых может со временем выйти из строя.

Если говорить об особенностях работы ГУР, стоит упомянуть следующие недостатки:

• Гидроусилитель потребляет энергию мотора, в связи с чем мощность двигателя заметно падает.
• Система довольно капризна и требует периодического обслуживания (замена жидкости гидроусилителя должна выполняться каждые 50 000-80 000 километров пробега или как только ее уровень в бачке понизился до минимальной отметки). Кроме этого, довольно часто приходится подтягивать ремень насоса.
• Обязательным условием для правильного функционирования ГУР является полная герметичность узлов.
• Температурные колебания оказывают пагубное влияние на жидкость гидроусилителя, в результате чего падает эффективность всей системы в целом.

Помимо этих недостатков, многие автолюбители часто жалуются, что гудит гидроусилитель руля при повороте. Эта проблема может быть связана с поломкой в рулевой рейке, проблемами с насосом, ремнем или некачественным маслом. В результате того, что система, призванная упростить жизнь автолюбителей, начала приносить много хлопот, был разработан более простой и удобный механизм - электроусилитель.

Электроусилитель руля

ЭУР по своей конструкции намного проще гидравлического усилителя. По большому счету это небольшой электромотор, блок управления и два датчика: крутящего момента и угла поворота. Устройство, установленное на самой рулевой рейке или колонке, считывает информацию о том, какой водитель передает угол поворота. При этом с помощью торсионного вала, который встроен в узел рулевого управления, передается крутящий момент.

Если говорить о том чем отличается гидроусилитель руля от электроусилителя руля, то в первом случае усилие, которое прилагается к рулю снижается за счет давления и циркулирующей жидкости, во втором, информация преобразуется благодаря электрике, в результате чего колеса выполняют легкий поворот. Электронный блок гидроусилителя в этом случае анализирует данные и уже на их основании рассчитывает, сколько тока потребуется электромотору. Благодаря этому при парковке или резких маневрах производится наибольшее усилие со стороны ЭУР. При медленных поворотах электроусилитель снижает силу крутящего момента и практически не задействуется.

Если говорить о преимуществах ЭУР перед ГУР, то стоит отметить следующие плюсы электроусилителя:

• Он занимает минимум пространства.
• В процессе эксплуатации ЭУР потребляет энергию, только в те моменты, когда он используется. ГУР же работает постоянно, как только вы завели двигатель.
• Электроусилитель работает бесперебойно как в сильные морозы, так и в жару.
• Так как ЭУР состоит из меньшего числа элементов, то он надежнее, так как не требует постоянного обслуживания и ремонта.

Тем не менее, электроусилители обладают своими особенностями, которые смущают некоторых водителей. Поэтому попробуем разобраться, какая система лучше показывает себя в управлении.

Какая система удобнее в управлении

При разработке усилителей системы управления автомобилем перед конструкторами стояла сложная задача. С одной стороны, необходимо обеспечить легкость при повороте колес, с другой стороны, водитель не должен терять «контакт» с дорогой, для этого требовалось обеспечить обратную связь.

На деле многие водители убеждены, что при использовании ЭУР чувствовать дорогу не всегда будет получаться. На деле это совершенно не так. Дело в том, что электроусилитель, наоборот, наиболее точно чувствует и анализирует ситуацию на дорожном полотне, поэтому он четко передает угол поворота, а при ускорении машины руль становится «тяжелее». ГУР в этом вопросе проигрывает, так как он хоть и обеспечивает надежную обратную связь, но при этом предохранить от выворота руля на большой скорости он не может. Электроусилитель же не допустит подобной ситуации.

Еще один миф, который прочно засел в головах «бывалых» - это то, что ЭУР не поддается ремонту, поэтому если он сломается, то ничего с этим не поделаешь. На самом деле и это не так. Просто для того, чтобы отремонтировать электроусилитель, нужно обращаться не в СТО, а к электрикам.

Среди действительно реальных недостатков ЭУР стоит упомянуть тщательную калибровку, которая требуется такой системе. По факту произвести все эти настройки можно на иномарках, детища отечественного автопрома будут куда капризнее в этом вопросе. Также электромотор нуждается в дополнительной защите - демпфере, который будет гасить вибрации и колебания, влияющие на целостность ЭУР.

В заключении

Сегодня электроусилители руля активно вытесняют гидравлику, так как они обладают куда лучшими характеристиками и избавляют водителей от таких манипуляций, как замена жидкости ГУР. Кроме этого, они лучше показывает себя на дороге и обладают превосходной отдачей. Поэтому если вы приобретаете новую иномарку, то предпочтение следует отдать электронике, в случае с ВАЗом, стоит реально оценить возможности авто, возможно, лучше использовать гидравлику.

Усилитель руля - это устройство, благодаря которому "баранка" автомобиля поворачивается легко. Водителю нет необходимости прилагать большие усилия к рулевому колесу при поворотах. Когда-то на всех автомобилях использовался исключительно гидравлический усилитель руля (ГУР), но примерно в 90-е годы был разработан электрический вариант. Сейчас электроусилитель руля (ЭУР) набирает большую популярность, и многие автомобили выпускаются именно с ним. Каждая разновидность устройства обладает своими особенностями, плюсами и минусами. Некоторые автовладельцы задумываются, что лучше: гидроусилитель или электроусилитель руля. Однозначного ответа нет, все зависит от особенностей эксплуатации авто и потребностей водителя.

Устройство и принцип работы гидроусилителя руля

Гидроусилитель руля работает на основе циркуляции жидкости (масла). В момент запуска двигателя запускается и насос. Благодаря ременной передачи на насос передается крутящий момент, и он начинает качать масло. Жидкость перемещается в замкнутой системе, создавая в ней давление. В момент поворота руля распределитель направляет масло в нужную камеру гидроцилиндра, что приводит к толчку рулевых тяг. Благодаря этому усилие на руль снижается.

Можно выделить несколько плюсов ГУР:

• повышенная мощность, делающая его идеальным вариантом для грузовиков и внедорожников;
• дешевое обслуживание;
• низкие затраты на производство, снижающие и стоимость авто.

Есть и минусы:

• риск отказа при долгом положении руля в крайнем положении;
• плохая работа на высоких скоростях;
• перебои в функционировании из-за перепада температуры;
• необходимость периодической замены гидравлической жидкости;
• постоянная работа насоса, который со временем изнашивается и требует ремонта.

Среди наиболее часто встречающихся поломок ГУР можно выделить:

• проблемы с редуктором;
• износ насоса;
• износ золотника в распределителе;
• проблемы с клапаном;
• износ подшипников;
• снижение уровня жидкости;
• нарушение герметичности системы из-за износа сальников или повреждений шлангов.

Таким образом, гидроусилитель руля подходит для автолюбителей, которые стремятся экономить и не собираются переплачивать за обслуживание автомобиля. ГУР не требует высоких затрат, но проблема заключается в том, что его составные части периодически выходят из строя. Особенно это касается суровых условий эксплуатации. Рассматривая, чем отличается гидроусилитель руля от электроусилителя руля, можно понять, что первый работает постоянно, а второй - только по мере необходимости.

Электроусилитель руля функционирует от электрического мотора. Особенностью ЭУР является то, что он не работает постоянно, как ГУР, а активируется только в момент поворота рулевого колеса. Существует две разновидности ЭУР. В первом случае он крепится к рулевой рейке, во второй - к рулевому валу. Первый вариант является более распространенным. ЭУР дополняется блоком управления, при помощи которого можно установить индивидуальные настройки. Это позволит обеспечить более плавный ход автомобиля.

Электроусилитель руля обладает следующими достоинствами:

• компактные размеры;
• отсутствие жидкости в системе, что исключает проблемы из-за создаваемого давления;
• хорошая работа на любых скоростях, в том числе и на высоких;
• простота установки;
• возможность выставления индивидуальных настроек.

Но есть и несколько минусов:

• риск перегрева электромотора;
• высокая стоимость;
• частое отсутствие возможностей для обслуживания и ремонта, из-за чего приходится менять ЭУР полностью.

Наиболее частыми поломками ЭУР являются:

• перегрев электродвигателя;
• проблемы с блоком управления;
• неполадки датчиков.

Как видно из вышесказанного, электроусилитель руля является достаточно надежным устройством. Его обычно выбирают автолюбители, которые готовы переплатить, но получить высокое качество. За счет того, что ЭУР работает не постоянно, как ГУР, а активируется только в момент вращения руля, изнашивается он гораздо медленнее. Но важно понимать, что при возникновении поломок, вероятно, придется менять сразу весь усилитель. А это точно обойдется дороже, чем ремонт ГУР.

Пытаясь разобраться, электроусилитель или гидроусилитель стоит использовать, необходимо сравнить их, чтобы понять, в чем их кардинальные отличия. Так, ГУР представляет собой очень громоздкое и массивное устройство. Что касается ЭУР, то он имеет компактные размеры и легко устанавливается. Из-за сложного устройства ГУР с его ремонтом часто возникают сложности. К примеру, чтобы заменить ремень, для начала необходимо до него добраться. А для этого нужно снять шкив ГУР.

ГУР отличается тем, что работает в постоянном режиме. Из-за этого он достаточно быстро изнашивается. С ЭУР такой проблемы нет. Он включается только в нужный момент.

Еще одно отличие гидроусилителя от электроусилителя руля заключается в том, что ГУР требует регулярного обслуживания. В нем необходимо периодически менять жидкость. Также следует менять износившиеся сальники на новые, чтобы восстановить герметичность системы. В ЭУР расходников нет, поэтому и их замена не требуется. Это исключает проблемы с обслуживанием усилителя.

Также важно помнить, что если на автомобиле установлен гидроусилитель руля, то рулевое колесо нельзя слишком долго задерживать в крайнем положении. Продолжительность такого состояния не должна быть больше пяти секунд. В противном случае есть риск возникновения проблем. С ЭУР они исключены.

Выводы

Нельзя однозначно сказать, какой из типов усилителя руля лучше, ведь каждый из них обладает своими достоинствами и недостатками. Практика показывает, что ЭУР лучше использовать на легковых автомобилях, которые обычно эксплуатируются в городских условиях. ГУР же оптимально подходит для более массивной техники и для внедорожников. Вообще, сейчас все больше автомобилей оснащаются именно электроусилителем руля, и есть предположение, что ГУР скоро совсем устареет. Но с его использованием продолжают работать старые машины. При регулярном обслуживании и замене расходников серьезных проблем и поломок можно легко избежать.