Elektrický posilovač řízení: zařízení, princip činnosti

Zvažte princip fungování elektrického posilovače řízení, zařízení, obvodu, klady a zápory, jakož i hlavní poruchy. Na konci článku se podívejte na video – princip činnosti elektrického zesilovače.

Obsah článku:

  • klasický hydraulický posilovač. Dnes je zařízení EUR (elektrický posilovač) do značné míry závislé na výrobci automobilů, ale odborníci identifikují klasickou verzi, jejíž zařízení se nemění. Standardní sada obsahuje elektromotor na sloupku řízení, mechanickou převodovku (převodový stupeň) a řídicí systém založený na elektronické jednotce. Každá z uvedených podrobností plní svou důležitou roli.

    Například elektrický motor (elektrický motor), je to zpravidla asynchronní motor, který pohání posilovač řízení. I když zde existuje několik schémat a zásad pro instalaci takového elektrického motoru. První možností je, když elektromotor přenáší sílu přímo na hřídel řízení. Mechanismus je namontován na sloupku řízení pomocí mechanického převodu (ozubená kola nebo šnekový převod), síla se přenáší z motoru na volant. Jak ukazuje praxe, tato verze elektrického zesilovače překonává svou vlastní a je méně žádaná.

    Elektrický posilovač řízení: zařízení, princip činnosti

    Druhá možnost instalace, kdy elektromotor přenáší sílu na samotný hřeben řízení. Můžeme říci, že se jedná o praktičtější verzi elektrického posilovače a je oblíbenější (běžnější) u moderních automobilů. Existují dva hlavní poddruhy, kdy se přenos síly provádí dvěma rychlostmi nebo pomocí paralelního pohonu. U paralelního pohonu se síla elektromotoru přenáší přímo na hřeben řízení celého mechanismu pomocí pásu nebo kuličkového šroubu. Pokud je EUR založeno na dvou rychlostních stupních, pak se síla přenáší na hřeben řízení z volantu v důsledku jednoho rychlostního stupně. Pokud jde o druhý rychlostní stupeň, síla se na něj přenáší pomocí elektromotoru.

    Stejně důležitým prvkem elektrického zesilovače je převodovka . Vypadá to jako mechanická převodovka, skládající se z ozubeného kola a šnekového prvku. V závislosti na zařízení elektrického posilovače a samotném modelu automobilu může toto připojení změnit tvar, stejně jako samotné zařízení. Za hlavní úkol je považován převod úsilí řízení na hřeben řízení nebo z volantu na elektromotor. Díly jsou navzájem spojeny zpravidla v úhlu 90 stupňů.

    Elektrický posilovač řízení: zařízení, princip činnosti

    Poslední a nejvíce nenahraditelnou součástí elektrického posilovače řízení je elektronická řídicí jednotka . Můžeme říci, že toto je srdcem celého mechanismu, protože to je on, kdo přijímá signály, zpracovává je a jsou rozhodovány další akce dalších mechanismů systému. Strukturou struktury – soubor mikroobvodů, logický blok, pojistky a další prvky odpovědné za provoz elektronické desky.

    Kromě uvedených hlavních mechanismů se rozlišují také snímače otáčení volantu (vlevo a vpravo), snímače točivého momentu (jalová síla). Existují také obranné mechanismy, které jsou odpovědné za řízení a minimalizaci určitých hodnot. Například úhel natočení volantu – rozpoznávání stylu jízdy, sportovní nebo hladký městský provoz. Rychlost otáčení kola – v závislosti na přání řidiče nebo zvoleném režimu odpružení. Tyto prvky jsou odpovědné nejen za elektrický posilovač řízení, ale také za ovládání ostatních částí vozu (odpružení, motor a převodovka). Díky použití elektroniky v posilovači řízení mohli inženýři kombinovat dříve oddělené mechanismy do jednoho celku a prostřednictvím elektronických řídicích jednotek – naučit je vzájemně komunikovat.

    Schéma elektrického posilovače řízení automobilu

    Elektrický posilovač řízení: zařízení, princip činnosti

    Fotografie ukazuje schéma elektrického posilovače řízení automobilu

    1. volant;
    2. sloupek řízení;
    3. kardan pro přenos síly řízení;
    4. zesilovací elektrický motor (elektrický motor);
    5. snímač točivého momentu;
    6. kormidelní zařízení;
    7. elektronická řídicí jednotka zesilovače.
    8. V závislosti na značce a modelu vozidla se smích elektrického posilovače řízení může lišit. Kromě toho lze instalovat další senzory a komunikaci s dalšími bezpečnostními a komfortními systémy.

      Jak funguje elektrický posilovač řízení

      Elektrický posilovač řízení: zařízení, princip činnosti

      Princip fungování elektrického posilovače řízení automobilu poněkud připomíná klasickou verzi posilovače řízení, ale s vylepšením ve směru elektroniky. Celý začátek začíná okamžikem, kdy je volant otočen doleva nebo doprava. V tomto okamžiku je torzní tyč (torzní hřídel) zkroucena a dochází k pohybu na její zadní straně.

      Senzory úhlu natočení volantu a senzor točivého momentu zase načtou informace a přenesou je do elektronické řídicí jednotky. ECU vypočítá přijaté informace, porovná data s ostatními senzory a systémy a ve výsledku vypočítá sílu pro elektromotor, která musí být vyvinuta, aby řidič mohl snadněji otáčet volantem.

      Elektrický posilovač řízení: zařízení, princip činnosti

      Motor zesilovače nestojí stranou. Po obdržení příkazu od řídicí jednotky začne působit na hřídel řízení nebo hřeben řízení (v závislosti na typu elektrického posilovače). Rychlost elektromotoru zesilovače je přímo úměrná síle proudu. Čím více proudu je dodáváno do elektromotoru, tím rychleji otáčí mechanismus, čím nižší je proud, tím pomaleji se bude motor otáčet. Kromě základního principu činnosti mechanismů elektrického posilovače řízení se také rozlišují situace, ve kterých mechanismus vypracuje různé režimy (určité podrobnosti mění nastavení). Existuje 5 hlavních situací:

    • systém podporuje kola ve střední, základní poloze;
    • auto se otáčí nízkou rychlostí;
    • mechanismus vrací kola z krajní polohy do střední polohy;
    • auto se otáčí vysokou rychlostí;
    • další možnosti otáčení vozu normální přípustnou rychlostí.

    Právě pro tyto režimy lze vyvodit závěry o kvalitě elektrického zesilovače, jeho schopnostech, pohodlí a bezpečnosti. Po vypracování celého řetězu se nakonec síla řízení přenese na hřeben řízení, tyče řízení a na hnací kola, aby se změnila trajektorie vozu.

    Kladné a záporné body elektrického posilovače řízení

    Elektrický posilovač řízení: zařízení, princip činnosti

    Jako každý mechanismus má elektrický posilovač řízení kladné i záporné body, a to jak z hlediska pohodlí, tak z hlediska struktury mechanismu. Nejprve zvažte nevýhody mechanismu:

    • mechanismus elektrického posilovače se většinou používá u osobních automobilů, protože pro nákladní automobily není dostatečný výkon (loni společnost Volvo pracovala na elektrickém posilovači pro nákladní automobily);
    • vysoké náklady ve srovnání s hydraulikou;
    • nízká ochrana proti vlhkosti.

    Na kladné straně elektrického posilovače lze poznamenat:

    • významná úspora paliva, protože motor není zatížen;
    • spolehlivost (bez hydraulického systému a bez možnosti úniku kapaliny);
    • lepší interakce mezi řidičem a mechanismem;
    • nedostatek přenosu vibrací z kol na volant;
    • snadnost údržby a kompaktnost mechanismů;
    • široká škála možností nastavení charakteristik;
    • možnost implementace dalších pomocných systémů pro řidiče.

    Toto je minimální seznam toho, co může být u elektrického posilovače řízení pozitivní a negativní. Hlavním a největším plusem rozdílu od hydrauliky je možnost implementace dalších bezpečnostních systémů, například autopilota, automatického parkovacího systému, mechanismu řízení a udržení vozu v jízdním pruhu, stejně jako desítky dalších možností.

    Časté poruchy elektrického posilovače

    Elektrický posilovač řízení: zařízení, princip činnosti

    Bez ohledu na to, jak ideální je elektrický posilovací mechanismus, dříve či později bude potřebovat opravu nebo výměnu jednotlivých dílů. Abychom pochopili, jak může takový mechanismus narušit řidiče, zvážíme nejzákladnější a nejčastější poruchy mechanismu. Prvním a hlavním znakem poruchy elektrického posilovače je vzhled odpovídajícího indikátoru ve formě volantu s vykřičníkem na přístrojové desce. Není vyloučeno, že výrobce namísto obrazu na volantu používá zkrácený nápis „EPS“. Je to v podstatě totéž, pouze rozdíl ve standardizaci a době výroby automobilů.

    Jak ukazují praxe a statistiky, senzory nejčastěji pocházejí z technických dílů, zejména ze snímače úhlu řízení a snímače točivého momentu. Elektromotor může také selhat, protože hlavní řízení a neustálý pohyb se provádí na jeho náklady. Závěrem lze říci, že elektronický disk v moderních automobilech je také označován jako poruchy, kvůli kterým se čte úhel řízení, jakož i ostrost a námaha.

    Nejméně ze všeho selže elektronická řídicí jednotka, protože je v ní uspořádáno paralelní řízení. Jinými slovy, ve většině ECU je uspořádána jiná záložní jednotka pro případ, že první selže. Takové zařízení navíc umožňuje rovnoměrné rozložení zátěže při zpracování přijatých informací. Můžeme říci, že nejčastěji pohyblivé mechanismy selhávají, ačkoli výrobci berou v úvahu všechny tyto nedostatky a upravují je za účelem zvýšení bezpečnosti a pohodlí. Moderní vozy ve své sadě obsahují nejen klasickou sadu elektrického posilovače, ale parazitují také na jiných bezpečnostních systémech, využívají své senzory a zpracovávají informace z řídicích jednotek.

    Náklady na díly a opravy elektrického zesilovače

    Elektrický posilovač řízení: zařízení, princip činnosti

    Jak již bylo zmíněno, elektrický zesilovač není náladový, ale stále se dá očekávat, až vyjde ta či oná část mechanismu, kolik bude taková oprava stát a kolik přibližně budou části z kapsy vytaženy. Nejprve zvažte náklady na součásti elektrického zesilovače, protože většinu oprav lze provést samostatně.

    Náklady na díly pro elektrický posilovač řízení automobilunázevZnačka automobilu, modelCena od, rub.Cena od, UAHHřeben řízeníLexus CT200H, GS300241009512Elektrický motorVAZ Kalina75003000Řídicí blokNissan X-Trail T3134501359Hřeben řízeníToyota RAV-4 2006-2012169506761Řídicí blokChevrolet Captiva C1401350541Kabelový svazekVAZ 11181875750
    Zdálo by se, že řídicí jednotka by měla být nejdražší, ale jak ukazuje praxe, pouze 1% ze 100% poruch je způsobeno ECU, zatímco zbytek problémů se děje s hřebenem řízení, elektromotorem nebo jinými drobnostmi. Vzhledem k stavu vozovky a nepředvídatelným situacím dochází na elektromotoru k hlavním otřesům a vibracím a samotná konstrukce tohoto prvku není jednoduchá.

    Elektrický posilovač řízení: zařízení, princip činnosti

    Proto je to důvod pro tak vysoké náklady, čím dražší a vyšší třída automobilu, tím dražší jsou součásti elektrického posilovače. Pokud z nějakého důvodu není možné provést opravu sami doma, zvažte, kolik taková oprava bude stát na čerpací stanici.

    Náklady na opravy a údržbu elektronických zařízenínázevCena od, rub.Cena od, UAHDemontáž a instalace hřebenu řízení1250-3750500-1500Oprava volantu3750-75001500-3000Nastavení stojanu (bez snížení pomocného rámu)250-500100-200Nastavení regálu (se spuštěním nosítka)500-1250200-500Diagnostika prvků EGU (motor, senzory, rychlostní stupně) na stojanu500200
    Náklady na opravy nejsou nejlevnější, ale také vysoké jako u hydraulického posilovače. Nejtěžší bude s elektromotorem, protože zařízení je přesné a vyžaduje opravu těchto prvků. Pokud jde o elektrický posilovač jako celek, systém nejen zlepšil pohodlí řidiče a bezpečnost vozu obecně, ale také umožnil instalaci mnoha dalších pomocných systémů. Kromě toho existuje neomezené množství fantazií pro implementaci nových systémů, které v budoucnu mohou zcela nahradit řidiče nebo výrazně usnadnit ovládání.

    Video o principu fungování elektrického posilovače řízení: