CC BY
0УДК 629.1.04
Стеблов К.Д.
студент 2 курса
Казанский национальный исследовательский технический университет
им. А.Н. Туполева (г. Казань, Россия)
ВИДЫ УСИЛИТЕЛЕЙ РУЛЕВОГО УПРАВЛЕНИЯ, КОТОРЫЕ УСТАНАВЛИВАЮТСЯ НА ЛЕГКОВЫЕ АВТОМОБИЛИ
Аннотация: статья посвящена усилителям рулевого управления. Автор подчеркивает достоинства и недостатки каждого из приведенных типов усилителей, так же повествует про принцип работы каждого из механизмов. Главная мысль статьи заключается в том, что усилитель крайне необходимый узел в автомобиле, каждый из усилителей рулевого управления имеет свои плюсы и минусы.
Ключевые слова: усилители рулевого управления, гидравлический усилитель рулевого управления, электромеханический усилитель рулевого управления с приводом, параллельным оси рулевой рейки, электрогидравлические усилители рулевого управления.
Усилитель рулевого управления — это система для уменьшения усилий водителя по повороту рулевого колеса автомобиля за счет использования источника питания для облегчения рулевого управления.
В данной статье мы затронем основные разновидности таких усилителей, применяемых на легковых автомобилях.
Гидравлический усилитель рулевого управления.
Гидравлический усилитель рулевого управления (ГУР) - гидравлическая система автомобиля, предназначенная для облегчения вращения рулевого колеса автомобиля. Устройство простейшего такого усилителя состоит из 5 частей:
1) насос,
2) распределитель,
3) гидравлический цилиндр,
4) соединительные шланги,
5) расширительный бак.
Преимущества:
Хорошая обратная связь, надежность.
Недостатки:
Высокие требования к рабочей жидкости, отбор мощности у двигателя автомобиля для работы насоса, высокая цена.
Принцип работы:
Принцип работы гидравлического усилителя руля заключается в преобразовании давления рабочий жидкости, создаваемого гидронасосом, в механическую работу, совершаемую поршнем гидроцилиндра. Алгоритм функционирования таков: рабочая жидкость перекачивается по системе, а избыток давления отправляется в расширительную ёмкость, пока водитель не начнёт поворачивать рулевым колесом.
Электромеханический усилитель рулевого управления с приводом, параллельным оси рулевой рейки.
Один из главным достоинством такого типа усилителя можно выделить, что не происходит отбор мощности у двигателя автомобиля во время работы усилителя. Все детали усилителя управляются и приводятся в действие непосредственно от рулевого привода. Помимо этого, отпадает нужда в гидравлическом контуре. Электромеханический усилитель руля потребляет энергию только тогда, когда в нём действительно возникает потребность. Благодаря такому режиму подключения происходит экономия топлива. В следствии специальной конструкции рулевого механизма он обеспечивает остроту рулевого управления при невысокой чувствительности к неровностям дорожного полотна.
Управление усилителем рулевого механизма происходит в зависимости от скорости по параметрическому полю в соответствии с программой,
записанной в памяти блока управления. В зависимости от массы и оснащения автомобиля параметрическое поле программируется в памяти блока управления на заводе на последнем этапе производства автомобиля. Однако параметрическое поле можно отредактировать, используя специальное программное обеспечение.
Преимущества: с помощью электромеханического усилителя рулевого управления можно реализовать ряд следующих функций:
• Создание дополнительного реактивного усилия на рулевом колесе,
• Корректировка прямолинейного движении,
• Система выравнивания перекоса,
• Обратное подруливание при заносе,
• Парковочный автопилот.
Недостатки: Сложность настройки, меньшая обратная связь на рулевом
колесе.
Принцип работы: блок управления усилителя по can шине собирает и обрабатывает информацию со следующих блоков: блока управления двигателя, управления электроники рулевой колонки, управления ABS, датчика момента поворота рулевого колеса и отправляет сигнал на двигатель электромеханического усилителя рулевого управления.
Электрогидравлические системы рулевого управления с усилителем.
В такой системе нужное усилие на рулевом колесе также поддерживается за счет давления рабочей жидкости, но создается шестеренным насосом, который приводится от электродвигателя, т. е. независимо от двигателя автомобиля. Настройка гидравлического контура ничем не отличается от традиционных гидравлических систем. Иным является регулирование усилителя руля в зависимости от скорости движения автомобиля и от скорости поворота рулевого колеса. Вместо лопастного насоса в насосном агрегате электрогидравлического усилителя используется шестеренный насос, который приводится в движение от небольшого электродвигателя. Электродвигатель работает только при включенном зажигании и работающем двигателе автомобиля. Блок управления
усилителем получает и анализирует сигналы через шину данных CAN с датчиков скорости поворота рулевого колеса, скорости автомобиля и частоты вращения вала его двигателя и в зависимости от них изменяет частоту вращения электродвигателя насоса и соответственно производительность или объемный расход рабочей жидкости.
Преимущества:
• снижение энергетических затрат до 85%,
• снижение расхода топлива в реальных ездовых циклах приблизительно на 0,2 л на 100 км,
• повышение активной безопасности в результате снижения усилий на рулевом колесе при маневрировании и обеспечения непосредственного управления при движении с повышенными скоростями.
При движении по автомагистрали традиционный усилитель руля потребляет большую избыточную мощность из-за высокой частоты вращения вала двигателя, при малых скоростях поворота рулевого колеса и высокой частоте вращения вала двигателя насос усилителя подает слишком большое количество избыточной рабочей жидкости, которую приходится сбрасывать через перепускной клапан. Наибольшее снижение энергетических затрат новый электрогидравлический усилитель обеспечивает при движении по автомагистрали с низкими скоростями поворота рулевого колеса и согласованной со скоростью автомобиля объемной подачей насоса.
Недостатки: Высокая цена.
Принцип работы:
Необходимое для работы усилителя давление рабочей жидкости создается гидронасосом. Максимальное усиление руля требуется при маневрировании автомобиля, но при этом вал двигателя обычно вращается с минимальной частотой. Насос рассчитывается на мощность, требуемую в этом случае. Чем быстрее производится поворот управляемых колес, тем больше должны быть частота вращения вала насоса и соответствующий ей расход рабочей жидкости. Избыточная рабочая жидкость сливается через байпас.
Насосный агрегат выполнен в виде единого блока. В состав насосного агрегата входят:
• гидравлический модуль с шестеренным насосом, редукционным клапаном и электродвигателем,
• бачок для рабочей жидкости,
• блок управления усилителем руля.
Насосный агрегат не требует какого-либо обслуживания. Его детали смазываются рабочей жидкостью. Насос связан с рулевым механизмом посредством нагнетательного шланга. Сливной трубопровод соединен с бачком для рабочей жидкости. В остальном такой тип усилителя схож с традиционным гидравлическим усилителем.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:
1. . Электромеханический усилитель рулевого управления с приводом, параллельным оси рулевой рейки (АРА). Устройство и принцип действия/ [Электронный ресурс] // Studmed: [сайт]. — URL: https://www.studmed.ru/view/elektromehanicheskiy-usilitel-rulevogo-upravleniya-s-privodom-parallelnym-osi-rulevoy-reyki-ara-ustroystvo-i-prmcip-deystviya_9be2d0f1589.html (дата обращения: 08.07.2024);
2. Устройство и принцип действия электрогидроусилителя руля. [Электронный ресурс] // Studfiles: [сайт]. — URL: https://studfile.net/preview/5051028/page:29/ (дата обращения: 08.07.2024);
3. Volkswagen AG. Программа самообучения 259 Электрогидравлический усилитель руля [текст] / Volkswagen AG. — . —: ФОЛЬКСВАГЕН Груп Рус, 2009 — 18 с
Steblov K.D.
Kazan National Research Technical University (Kazan, Russia)
TYPES OF POWER STEERING, WHICH ARE INSTALLED FOR PASSENGER CARS
Abstract: the article is devoted to power steering. The author emphasizes the advantages and disadvantages of each of the above types of amplifiers, and also talks about the operating principle of each of the mechanisms. The main idea of the article is that the amplifier is an extremely necessary component in a car, each of the power steering has its own pros and cons.
Keywords: power steering, hydraulic power, electromechanical power, electrohydraulic
power.
