Что выбрать: гидроусилитель или электроусилитель руля?

Какая система удобнее

В отличие от гидравлических усилителей, которые реагируют только на частоту вращения двигателя, электрическая система позволяет выполнять калибровку для большего ускорения рулевого двигателя на низких скоростях, и меньшего — на высокой. Таким образом, не возникает проблем с неравномерным давлением. Дело в том, что частота вращения двигателя, которая варьируется в пределах 1200 — 6500 об/мин в типичном автомобиле, влияет на скорость гидравлического насоса. Автомобиль, который движется на низкой скорости и подвергается многочисленным поворотным маневрам (например, на парковке), может потерять давление насоса, затрудняя вращение руля. ЭУР вместо ГУР не будет зависеть от частоты вращения двигателя.

Что лучше электроусилитель или гидроусилитель? Все больше автопроизводителей отдают предпочтение электроусилителям. Экономия топлива является одной из основных причин такого решения. Некоторые производители автозапчастей отмечают, что система электроусилителя руля потребляет на 90% меньше энергии, чем гидроусиление. Это обеспечивает экономию топлива до 4%, сокращая его потребление на 0,2 — 0,3 литра на 100 километров. И именно это для многих автолюбителей становится ключевым фактором в вопросе: что лучше — электроусилитель или гидроусилитель.

Принцип действия электроусилителя руля (ЭУР)

Электроусилитель (ЭУР) предполагает использование электродвижущей силы (от электродвигателя, входящего в устройство) для оказания дополнительного воздействия на шестерню рулевой колоны, которая передает и трансформирует вращательное движение в поступательное. В действительности устройство электроусилителя руля (ЭУР) намного проще, нежели устройство гидроусилителя. Особенность и преимущество данного механизма это отсутствие шлангов, сальников позволяет снизить риски поломки, утечки или отказов.

Электроусилитель (ЭУР) состоит из силового агрегата (электрической машины синхронного типа), управляющего контролера (позволяющего настроить индивидуальные параметры работы) и два датчика (момента и скорости)

Важно отметить, что в электронном блоке управления электроусилителя (ЭУР) существует программа стабилизации среднего положения колес

Электроусилители бывают двух типов:

Встраиваемые непосредственно на рулевую колонку.
Встраиваемые на рулевую рейку (принципиально не особо важно, во втором случае не нагромождается рулевая колонка).

Преимущества над гидравлическим аналогом:

простота и быстрота установки;
энергосберегающая система руль с электрическим усилителем (ЭУР) работает не постоянно, а только во время вращения;
компактность;
возможность настройки компенсационного усилия для «обратной связи с дорогой»;
жидкость отсутствует в системе, значит нет давления влияющего на износ;
хорошо ведет себя на любых скоростях автомобиля и в любых режимах работы.

Недостатки электроусилителя руля (ЭУР):

мощность электроусилителя (ЭУР) зависит от мощности электрогенератора, как правило, уступает по мощности гидроусилителю;
конструкция не исключает возможность перегрева (при движении по бездорожью);
не все заводы изготовители предусматривают ремонт и обслуживание электроусилителя (ЭУР), обычно производится замена узла в сборе (из соображений безопасности);
высокая стоимость агрегата.

Возможные неисправности:

датчика положения ротора;
электронного блока управления;
датчика момента;
перегрев электромотора.

Принцип работы гидроусилителя

Основным компонентом узла считается золотник, его положение определяет процесс функционирования узлов и элементов системы. Независимо от типа перемещения золотника, которое может быть осевым либо роторным, отличий в принципе действия нет.

Когда рулевое колесо установлено в центральном положении, золотник удерживается посредством центрирующих пружинных элементов. Это обеспечивает возможность свободного перемещения масла по всем компонентам системы. Но при условии, что распределитель находится в правильном положении.

Насосное устройство функционирует в усиленном режиме, перегоняя рабочую жидкость по системе. Этот узел работает всегда, независимо от того, выполняются маневры или нет. Основное предназначение насосного устройства заключается именно в прокачке масла.

Когда водитель поворачивает руль, золотник начинает передвигаться, в результате чего закрывает сливной патрубок. Это приводит к подаче масла в одну из полостей цилиндра, процедура закачки выполняется под воздействием давления. Одновременно компоненты поршня и шток из-за перемещения жидкости проворачивают колеса и корпус распределительного устройства в ту сторону, куда перемещается золотник. Корпус распределительного устройства может настигнуть золотник только в момент, когда он перестает двигаться, это свидетельствует о выполнении маневра. Затем золотниковый элемент перемещается в изначальное состояние, открывается патрубок для слива масла.

Саня Маевский подробно рассказал о принципе работы ГУР.

Устройство ГУР

В зависимости от типа гидравлического усилителя его конструкция может быть разной.

Классический ГУР

Схема ГУР

Составные компоненты системы гидроусилителя руля:

Насосный механизм. Этот узел предназначен для обеспечения всей системы необходимым давлением, чтобы жидкость циркулировала. На большинстве современных авто применяются пластинчатые механизмы. Это обусловлено повышенным КПД и увеличенным ресурсом использования. Сам насос обычно монтируется на двигателе, а его работа обеспечивается благодаря ременной передаче.
Распределительный узел. Этот механизм используется для распределения масла и его направления на конкретные полости цилиндра. В зависимости от системы в ГУР может использоваться роторный либо осевой распределительный механизм. Если движения золотника поступательные, распределительный узел оснащен осевым распределителем, вращательные — то роторным. Узел устанавливается на компонентах рулевого привода или непосредственно на валу с рулевым механизмом. Этот механизм чувствителен к наличию загрязнений в рабочей жидкости.
Гидравлический цилиндр. Используется для обеспечения работы поршня и штока при подаче жидкости. Для поворота колес машины применяются специальные рычаги. Сам цилиндр располагается между кузовом и приводом либо на рулевом механизме.
Магистрали. По патрубкам производится перемещение масла в системе ГУР. Магистрали могут быть низкого либо высокого давления. Первые используются для возврата рабочей жидкости из расширительного резервуара в насосное устройство и опять в бачок после отработки. Вторые предназначены для подачи расходного вещества между насосным устройством, распределительным механизмом и цилиндром.
Масло. Смазочное вещество необходимо для обеспечения подачи усилия к гидравлическому цилиндру от насосного устройства. С его помощью выполняется смазывание всех компонентов усилителя.
Расширительный резервуар. Бачок предназначен для хранения расходного материала и его циркуляции. Оборудуется фильтрующим устройством, посредством которого выполняется очистка вещества от грязи. На резервуаре имеются отметки, которые позволяют контролировать уровень жидкости.

ЭГУР

Схематическое описание устройства ЭГУР

Такой тип усилителя имеет аналогичное устройство, только ЭГУР оснащается управляющим модулем, а также электромагнитным клапаном. Также система может быть дополнена контроллером скорости.

Если руль в системе гидравлического управления находится в исходном состоянии, величина давления смазочного вещества составит 5-7 бар. Когда выполняется маневр и задействуется насосное устройство, то параметр давления увеличится до 79-86 бар.

Электрогидравлический усилитель руля

Принцип работы данного устройства аналогичный тому, по которому работает описанный нами гидравлический усилитель. Но небольшие различия все-таки имеются. Здесь запуск гидронасоса осуществляется от электродвигателя, который питается от генератора. Таким образом, электрогидравлический усилитель руля работает не постоянно, а только при повороте рулевого колеса. Как следствие, можно рассчитывать на существенную экономию топлива.

Преимущества данной системы – информативность, эффективность, точность и возможность экономии топлива.

Недостатки аналогичные тем, что и у электроусилителя.

Так что же выбрать?

Если говорить об усилителях, которые пользуются популярностью у автовладельцев, то к таковым относятся гидравлические и электрические усилители. Остается сделать выбор между ними.

Гидравлический усилитель является более сложным устройством и занимает много пространства под капотом авто.

Электрический привод в этом отношении более компактен и выгоден. Его механизм проще, а, значит, надежнее. В нем нет различных жидкостей, шлангов, сальников и прокладок. Кроме этого, электроусилитель позволяет сэкономить топливо.

С другой стороны, электроусилители подходят не всем водителям, из-за отсутствия должной информативности. Кроме этого, мы уже упоминали о вероятном риске отключения системы, из-за сбоя в сети электроснабжения автомобиля. Но это небольшие недостатки на фоне общих преимуществ системы. Таким образом, именно за эффективными, простыми и экономичными электроусилителями будущее.

Принцип работы ГУР и ЭУР

Гидравлический усилитель вращения рулевой колонки появился еще в прошлом столетии и поначалу устанавливался на грузовики. В 80-е годы он перекочевал на легковые авто, где верой и правдой служит по сей день. На данный момент гидравликой оснащается примерно 60% новых машин. Электроусилители были внедрены позже и стали массово применяться после 2000 года, постепенно завоевывая автомобильный рынок.

Чтобы увидеть разницу одного усилителя руля от другого, нужно рассмотреть принцип действия обоих механизмов. ГУР — это достаточно сложный узел, состоящий из нескольких отдельных элементов:

насос, связанный ременной передачей с коленчатым валом двигателя;
расширительный бачок для гидравлической жидкости;
поршень, установленный в рулевой рейке;
гидро-распределитель, задающий направление движения поршню.

Перечисленные элементы соединены металлическими трубками с циркулирующей жидкостью. Ее задача – в нужный момент передать создаваемое насосом давление поршню, толкающему вал рейки и таким способом помогающему поворачивать колеса машины. В целом ГУР работает так:

После запуска двигателя насос, вращаемый коленвалом, накачивает давление в системе. Пока вы не трогаете баранку, излишек давления сбрасывается в расширительный бачок.
При попытке повернуть руль распределитель, установленный на его валу, открывает нужную магистраль и направляет жидкость в одну из камер, находящуюся с правой или левой стороны от поршня.
Под давлением поршень перемещается и толкает вал рулевой рейки одновременно с тягой, присоединенной к поворотному кулаку переднего колеса.
Если баранку повернуть в другую сторону, распределитель перекроет первую магистраль и откроет вторую, давление возникнет в другой камере и поршень двинется в обратном направлении.

Чем резче и сильнее вы вращаете рулевое колесо, тем большее давление передается в одну из камер и возрастает усилие, прилагаемое к повороту колес. Система реагирует только на поворот основного вала, а при движении по прямой либо стоянке с запущенным двигателем она продолжает работать, но на рейку не действует.

Отличие электрического усилителя руля от ГУР заключается в перемещении вала рейки электродвигателем, управляемым отдельным электронным блоком (ЭБУ). Алгоритм работы такой:

После запуска двигателя на блок управления подается напряжение, но ЭУР остается в бездействии.
Малейший поворот баранки улавливает специальный датчик, передающий импульс ЭБУ.
По сигналу датчика контроллер дает команду электродвигателю вращать рулевой вал в ту или иную сторону посредством шестеренчатой передачи.

Скорость вращения вала электродвигателя и мощность усиления определяется с помощью второго торсионного датчика, скручивающегося при резком повороте руля.

Что лучше гидроусилитель или электроусилитель руля

Среди современных автомобилей уже давно не найти тех, которые бы не оснащались различными типами усилителей рулевого управления.

На все машины устанавливают гидроусилитель руля или электроусилитель руля. Многие водители, особенно начинающие, на этапе выбора автомобиля нередко задаются вопросом, что лучше электро или гидроусилитель руля.

И чтобы ответить на него, необходимо знать, чем отличается гидроусилитель руля от электроусилителя руля.

В первую очередь нужно понимать, что любой тип усилителя рулевого управления устанавливается с целью удобства маневрирования автомобилем.

Действительно, крутить руль, не оборудованный усилителем, гораздо сложнее. И если в движении это не столь принципиально, то на парковке отсутствие ГУР или ЭУР может доставить много хлопот.

Система устанавливается на рулевой кардан, и распределяет усилия на руле. Таким образом, водитель легко сможет крутить рулем, даже если автомобиль стоит на месте.

Итак, электрический усилитель руля представляет собой электромеханическое изделие, которое распределяет усилия от вращения рулевого колеса. Устройство изготавливается в виде единого блока, который ставится на рулевой кардан.

Из достоинств данной системы можно назвать то, что руль вращается очень легко. Даже в сравнении с гидроусилителем. Также плюсом является то, что электроусилитель вы сможете установить самостоятельно даже в тот автомобиль, на котором с завода не было вообще никакого усилителя рулевого управления.

Это очень актуально для старых авто, которым подобная “роскошь” недоступна.

Среди особенностей работы электроусилителя можно указать то, что на определенной скорости он отключается. Устройство снабжено датчиком скорости, который передает показания на бортовой компьютер машины и отключает ЭУР.

Делается это для того, чтобы на высокой скорости водитель по случайности не сделал резких движений рулем. Если ЭУР выходит из строя, вы получаете автомобиль без усилителя руля, и сможете продолжить на нем движение до места ремонта.

Однако следует помнить, что электроусилитель является достаточно мощным потребителем энергии, а значит, водителю придется постоянно следить за состоянием аккумулятора.

Электрический усилитель руля не требует никакого обслуживания. В этом основное отличие гидроусилителя руля от электроусилителя.

Гидроусилитель, или сокращенно ГУР, имеет гораздо более сложное устройство. Он представляет собой набор трубок, роликов и ремней.

Ремни вращают ролики, а жидкость передает усилие, в результате чего крутить руль водителю становится легко — однако, не столь легко, как в случае с ЭУР.

Именно сложность конструкции является основным недостатком данной системы. В случае поломки, вы уже не сможете управлять автомобилем.

Кроме того, гидроусилителю требуется периодическое обслуживание — замена жидкости. Также необходимо следить за состоянием трубок гидроусилителя. Со временем они могут потрескаться, и рабочая жидкость начнет уходить.

Итак, электро или гидроусилитель руля? Отвечая на этот вопрос, нужно сказать, что ГУР получил большее распространение по сравнению с электроникой. Однако тенденции современного автомобилестроения неуклонны — производители стараются устанавливать на новые авто именно ЭУР, поскольку он является гораздо более неприхотливой, хотя, пока еще все же редкой, аппаратурой.

Если вы готовы периодически обслуживать гидравлический усилитель, то стоит сделать выбор в его пользу. Если же для вас важна надежность и возможность даже в случае поломки добраться до автосервиса, то стоит поискать машину с электронным усилителем руля.

Основные составные части. Принцип работы ЭУР

Сначала рассмотрим принцип работы электроусилителя, поскольку у всех существующих видов он идентичен. Также в конструкции используются одни и те же составные части, но компоновка их может быть разной.

Итак, состоит электроусилитель из:

Исполнительного механизма;
Блока управления;
Следящих датчиков.

Эти составные части присутствуют в любых типах ЭУР. Также некоторые виды дополнительно могут использовать информацию и из других датчиков – скорости движения и оборотов коленчатого вала.

Исполнительный механизм

Исполнительный механизм создает усилие, тем самым обеспечивая облегчение управления авто. Состоит он из электродвигателя и силовой передачи. Что касается мотора, то в конструкции ЭУР применяется асинхронный либо синхронный эл. двигатель бесконтактного типа, что обеспечивает высокую надежность узлу.

В ЭУР используется несколько типов силовых передач (в зависимости от типа) – червячные, шестеренчатые или же шарико-винтовые. Нередко силовые передачи исполнительного механизма называют сервоприводом.

Блок управления

Блок управления «заведует» работой исполнительного механизма. Именно он подает электрический ток (строго определенных параметров) на электродвигатель, обеспечивая включение его в работу. Подавая импульсы на исполнительный механизм, блок управления ориентируется на показания датчиков, используемых в конструкции ЭУР.

Датчики

Этих датчиков – несколько, каждый собирает определенную информацию и передает ее на блок управления. Основным среди них является датчик крутящего момента (его ещё называют датчик усилия), определяющего, какое усилие на руль приложил водитель. Также в конструкции используется датчик угла поворота руля. Опционально ЭУР также может использовать информацию о скорости движения авто и оборотах силовой установки.

Датчик крутящего момента на рулевом колесе

Измерение усилия на руле осуществляется благодаря торсиону, устанавливаемому в вал рулевой колонки. Вал в свою очередь состоит из двух: входного и выходного, соединёнными между собой торсионом. При прикладывании усилия он скручивается (чем больше сил приложить, тем сильнее угол скручивания) и валы смещаются относительно друг друга.

Этот угол и «улавливает» датчик, после чего передает полученную информацию на блок управления. На основе этих данных блок вычисляет какой импульс необходимо подать на исполнительный механизм. От этого датчика напрямую зависит, какое усилие будет компенсировать усилитель.

Стоит отметить, что сам торсион жестко связан с валами рулевой колонки и скручиваться он может только на определенный угол, поэтому даже при отказе ЭУР управление авто сохраняется.

Датчик угла поворота определяет в какую сторону водитель начал вращать руль, и благодаря информации от него блок управления устанавливает полярность тока, подаваемого на электродвигатель. Нередко датчики угла поворота и крутящего момента объединены в одну конструкцию. Располагаются они оба на рулевой колонке.

Пример устройства ЭУР с датчиком крутящего момента

Стоит отметить, что также есть и датчик обратной связи, установленный на электродвигателе, благодаря которому блок управления контролирует работу исполнительного механизма.

Задействование для работы ЭУР других датчиков – скорости движения и параметров работы мотора, дает возможность подстроить усилитель под конкретные условия движения.

Зная конструкцию, можно понять принцип работы электроусилителя руля. Имеющиеся в конструкции датчики постоянно следят за положением рулевой колонки. В случае поворота они регистрируют изменения и передают информацию на блок управления. Тот в свою очередь высчитывает параметры электрического тока и подает их на электродвигатель. При включении в работу посредством сервопривода эл. мотор создает усилие на рулевом механизме. В общем, все достаточно просто. Но здесь стоит упомянуть, что под разные условия существуют свои режимы работы ЭУР, но о них ниже.

Как это работает?

Гидроусилитель руля (ГУР)

Что такое гидроусилитель руля? Это — система, состоящая из трубопроводов высокого и низкого давления, в которых благодаря насосу циркулирует специальная жидкость. Для жидкости ГУР предусмотрен бачок, соединенный с насосом. Когда вы поворачиваете руль в системе гидроусилителя происходит целый ряд реакций. Жидкость подается в рулевой механизм через распределитель под высоким давлением. Нагнетаясь в гидроцилиндр, она создает давление на поршень, под воздействием которого тот смещается, снижая степень усилия прилагаемого водителем при повороте рулевого колеса. Во время движения по прямой траектории жидкость ГУР стекает из рулевого механизма в бачок системы.

Электроусилитель — это набор механизмов, среди которых главная роль отведена электромотору, кроме того в состав ЭУР входит электронный блок управления (ЭБУ), а также два датчика (датчик угла поворота и датчик крутящего момента). По сравнению с гидроусилителем, ЭУР устанавливается непосредственно на саму рулевую рейку или колонку, при этом передача крутящего момента осуществляется посредством торсионного вала, встроенного в систему рулевого управления. В то время как ГУР меняет усилие прилагаемое к рулю при помощи давления и жидкости, которая циркулирует в системе, электроусилитель осуществляет все при помощи тока. При повороте руля крутящее усилие передается рулевому механизму по торсионному валу. Датчик крутящего момента ЭУР «понимает» это действие и сообщает о нем в ЭБУ. Электронный блок анализирует полученные данные и определяет, сколько именно тока необходимо “дать” электромотору, чтобы вращение руля было легким и приятным. Следует отметить, что расчет усилия происходит в зависимости от скорости, с которой движется автомобиль, а также угла поворота руля. Когда водитель крутит рулем на месте во время парковки или других маневрах, привод электроусилителя нагружен максимально, поскольку необходимо обеспечить легкое вращение рулевого колеса в сложных условиях. Когда авто движется на высоких скоростях управление рулем становится более острым, так как электроусилитель значительно уменьшает силу крутящего момента, то есть меньше помогает водителю.

Теперь когда мы разобрались в принципах работы предлагаю выяснить, что лучше: ГУР или ЭУР, учитывая плюсы и минусы каждой из систем.

Преимущества ГУР

Гидроусилитель рулевого управления имеет более громоздкие габариты, однако плюс в его относительно невысокой стоимости и менее затратном производстве. Это в свою очередь так или иначе сказывается на стоимости транспортного средства.
Потенциал мощности. ГУРы сегодня устанавливают преимущественно на автомобили бюджетного класса, а также грузовые микроавтобусы и большие внедорожники. В случае с внедорожниками и микроавтобусами применение гидроуслителя руля можно объяснить тем, что эта система более мощная и способна выдержать большие нагрузки. Это, по сути, главное преимущество ГУР.
Вышеупомянутая невысокая стоимость.

Недостатки ГУР

Что до недостатков, то их у гидроусилителя намного больше по сравнению с ЭУР:

В автомобиле с ГУР не рекомендуется держать руль в крайнем положении дольше пяти секунд, так как это может привести к перегреву масла в системе и выхода гидроусилителя руля из строя.
ГУР требует регулярного обслуживания, не реже чем раз в два года. Владелец автомобиля с такой системой постоянно обязан производить замену жидкости в системе, контролировать ее уровень, проверять привод, шланги и насос на предмет подтеканий и трещин.
Третий недостаток — прямая зависимость от работы двигателя. Когда насос включается в работу, он так или иначе отбирает часть мощности у двигателя, а во время движения на высокой скорости по трассе это можно считать пустой тратой мощности, так как в данном случае ГУР практически не нужен.
В гидроусилителе нельзя настроить режимы работы в зависимости от скорости движения и условий.
Гидроусилитель хорошо выполняет свою работу на малых и средних скоростях, однако на высоких скоростях управление теряет “остроту” и водителю сложно выполнить резкий короткий маневр. Проще говоря, ГУР дольше реагирует из-за применения в нем дополнительных узлов, увеличивающих время отклика.

Устройство и принцип работы гидроусилителя руля

Гидравлический усилитель руля является одной из самых ранних форм технологии. Эта система состоит из различных компонентов и частей, таких как насос, шкив, приводной ремень, шланги и жидкость для гидроусилителя. Все они действуют вместе, создавая гидравлическое воздействие, которое так легко поворачивает руль. Но давайте рассмотрим, как создаётся это давление.

Двигатель вашего автомобиля содержит лопастной насос, который в нужное время создаёт гидравлическое давление. Всякий раз, когда вы поворачиваете руль, насос будет генерировать больше гидравлического давления, чтобы увеличить силу, когда вы поворачиваете руль. Давление увеличивается, потому что дополнительная гидравлическая жидкость поступает в гидроцилиндр из клапанов. Как только это происходит, механизм получает давление от цилиндра и заставляет колёса двигаться вместе с рулевым механизмом.