Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Техника arrow Автоматические системы транспортных средств

Электромеханические усилители

В последнее время все чаще приходится встречать аббревиатуру EPS (Electrical Power Steering) либо MDPS (Motor Driver Power Steering). Речь идет об электрических усилителях рулевого управления (ЭУР), в которых функции силового элемента выполняет электродвигатель, а управляющего элемента — электронный блок. Основные преимущества данного усилителя: удобство регулирования характеристик, повышение надежности (отсутствие гидравлики), экономное расходование энергии.

Сначала системы ЭУР применялись только в автомобилях особо малого класса и лишь в последние годы начали распространяться на автомобили малого и среднего класса.

Как правило, системы ЭУР (рис. 3.29) содержат:

• датчик момента на рулевом колесе;

• электронный блок управления, осуществляющий калькуляцию необходимого вспомогательного момента электродвигателя на основе входных сигналов;

• понижающий редуктор, увеличивающий момент электродвигателя;

• электродвигатель, выполняющий команды электронного блока управления.

На рис. 3.30 представлен пример конструктивного исполнения электроусилителя [21]. Принцип действия электромеханического усилителя можно описать следующим образом: торсионный стержень 1 скручивается усилием, которое водитель прилагает к рулевому колесу. Датчик крутящего момента 2 измеряет усилие, передаваемое через шестерню 3 на рулевую рейку. Рассчитанное блоком управления 4 усилие передается через сервомотор 5 и червячный механизм 6 на рулевую рейку.

Рис. 3.29. Система Electric Power Steering (EPS) [23)

Рис. 3.30. Конструкция электромеханического усилителя [21]:

1 — торсионный стержень; 2 — датчик крутящего момента; 3 — шестерня; 4 — блок управления; 5— сервомотор; 6 — червячный механизм

Прилагаемое водителем усилие к рулевому колесу передается на торсионный стержень, который скручивается. Этот момент вращения измеряет сенсор и передает в электронный блок управления, который, в свою очередь, дает точную команду на электрический двигатель, создающий дополнительный момент вращения в рулевом механизме. Таким образом, электроника подает ток нужной полярности и силы на обмотки электромотора, связанного с рулевым механизмом через червячную передачу. Усилие поддержки передается на червячный механизм или на рулевое управление с передачей винтом и шаровой гайкой и далее — на рулевую рейку. А по сигналам от датчика скорости можно изменять характеристику усилителя в соответствии с любой заложенной в память блока зависимостью.

Следует помнить, что, подобно гидроусилителю, система является вспомогательной и ее поломка не может значительно повлиять на управляемость автомобилем, так как существует механическая связь между рулевым колесом и рейкой рулевого управления. При вхожде-

Рис. 3.31. Mercedes-Benz ML: электромеханический усилитель руля обеспечивает до 7 % экономии топлива вместо прежнего гидравлического [12]

нии в аварийный режим управления водитель сможет почувствовать постепенное увеличение усилия на руле, регулируемое блоком управления ЭУР, и принять соответственные меры [18].

Создание систем ЭУР явилось следствием всеобщей борьбы за экологию. Электроусилитель не использует масел, тем самым снижая вероятность загрязнения окружающей среды.

Использование электроусилителя позволяет снизить расход топлива, так как ЭУР, в отличие от ГУР, включается в работу только в том случае, когда водителю требуется помощь в повороте руля. Электрический усилитель рулевого управления оказывает поддержку водителю, используя электрический мотор и не прибегая к помощи основного двигателя. В техническом обслуживании электроусилители менее требовательны, чем ГУР, и стоят значительно меньше. Отсутствие гидравлических элементов делает систему «чище». Электроусилитель легче адаптировать под любые законы управления усилением на рулевом колесе в зависимости от скорости передвижения автомобиля, усилия водителя и угла поворота руля.

Использование ЭУР способствует уменьшению шумовых и виброхарактеристик автомобиля, так как гидронасос и система привода отсутствуют.

Применение электроусилителей предоставляет большие возможности компоновок рулевого управления (рис. 3.32). Электродвигатель может передавать усилие на вал рулевого колеса, вал шестерни рейки, саму рейку.

Рис. 3.32. Варианты электроусилителей ZF Scrvolectric [22]: а — для автомобилей малого класса; б — для автомобилей среднего класса; в — для автомобилей большого класса и микроавтобусов. Электроусилитель ZF Servo- lectric: 1 — рулевая колонка; 2 — электроусилитель с червячной передачей и электронным блоком управления; 3 — промежуточный вал; 4— реечный рулевой механизм; 5 — следящее устройство с торсионом; 6 — блок управления; 7 — электропривод с механизмом винт—шариковая гайка—рейка

Системы электроусилителей в зависимости от места их установки бывают трех типов [ 18J:

1) Column type — электродвигатель расположен на рулевой колонке;

2) Pinion type — электродвигатель с передаточным механизмом располагается на червячной передаче;

3) Rack assist type — электродвигатель задействует рейку рулевого механизма.

Если в системах типа Column type все элементы находятся в кабине автомобиля, то основные рабочие элементы систем Pinion type и Rack assist type находятся вне кабины, в моторном отсеке, что, кстати, облегчает их охлаждение.

Главный недостаток электроусилителя руля заключается в том, что это неремонтопригодный узел и при поломке ЭУР подлежит полной замене.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
 
Популярные страницы