Обычный гидравлический усилитель руля, используемый в большинстве автомобилей в скором времени полностью будет заменен электроусилителем руля. Уже сейчас многие производители используют электронное управление гидравлических систем, в то время как некоторые производители автомобилей в последнее время вводят чисто электрические системы для использования их на транспортных средствах. В дополнение к снижению нагрузки двигателя, электрический гидроусилитель руля позволяет облегчить рулевое управление, которое будет автоматически изменяться в зависимости от скорости, дорожных условий - и даже от профессионализма самого водителя!

Традиционный Гидравлический усилитель руля

Гидравлическое рулевое управление используется в автомобильной промышленности в течение примерно 50 лет. Системы используют гидравлический насос с приводом от двигателя, контрольный клапан, цилиндр рулевого управления и гидравлические соединяющие шланги. Насос, как правило, имеет лопастную конструкцию с интегрированным внутренним байпасом. Он имеет такие размеры, что - даже на холостых оборотах - он обеспечивает достаточный поток масла, чтобы обеспечить подходящую степень мощности питания.

Регулирующий клапан использует гибкий крутящий момент-измерительный прибор (например, спиральную пружину или рессоры) для преобразования момента поворота управляемых колёс автомобиля, в упрощение управления движением. Это движение передается на клапан, который направляет жидкостный поток к механизму сервопривода. В реечном рулевом управлении, двусторонний гидроцилиндр установлен параллельно к стойке. Следует отметить, что в системе Nissan, резервуар для жидкости входит в насос.

Одна из основных проблем с обычной гидравлической системой рулевого управления является то, что уровень облегчения движения не уменьшается на высоких скоростях, обеспечивая отсутствие чувства руля. Американские автомобили в пятидесятые и шестидесятые годы были особенно хорошо известны жесткостью, требуемой для поворота рулевого колеса во время стоянки, характеристикой, которая явилась результатом крайнего неудобства при высоких скоростях. Чтобы преодолеть эту проблему, в большинство обычных гидравлических рулевых систем за последние несколько десятилетий включены механизмы, которые снижают усилие, прилагаемое к рулю или, когда увеличивается скорость вращения двигателя, или (реже) когда увеличивается скорость на дороге.

Электронное управление гидравлическое системой

Внедрение электронных спидометров - и впоследствии, полное управление двигателем позволяет широко использовать электронные системы в гидравлическом рулевом управлении. Они различаются прилагаемым усилием к рулю в зависимости от скорости движения, а также, в некоторых случаях, другими факторами.

Для регулирования рулевого управления используется несколько вариантов действий:

Управление потоком
Электромагнитный клапан находится на выпускном отверстии гидравлического насоса. Электронное управление используется для управления открытием электромагнитного клапана, так что регулируется поток жидкости. Поток уменьшается при дорожном движении на высоких скоростях, снижая степень усилия на руль.
Цилиндрический обвод
Электромагнитный клапан и дочерний обвод связаны и расположены между двух камер гидравлического цилиндра, что позволяет снижать разности давлений между ними. Открытие электромагнитного клапана с электронным управлением осуществляется больше на высоких скоростях движения. Это снижает степень оказываемой помощи.
Гидравлическая противодействующая сила

Гидравлическая противодействующая сила включена и работает на противодействии усилению. При увеличении скорости, сила реакции увеличивается. На поток жидкости в силовом цилиндре не влияет, быстродействие рулевого управления может оставаться высоким без потерь.

В электронном управлении гидравлической системой рулевого управления Hyundai использует ECU, оснащенный 8-разрядным микропроцессором. Используются два основных критерия - скорость транспортного средства и скорость движения рулевого колеса. Из этих критериев, ECU определяет состояние и с помощью 3-мерной просмотровой карты, обеспечивает необходимую силу тока на гидравлическом электромагнитном клапане.

Есть три разных условия вождения:

Парковка - максимальный ток подается на электромагнитный клапан, в результате чего обеспечивается максимальная помощь в рулевом управлении.

Высокоскоростной - минимум тока подается на электромагнитный клапан, в результате чего происходит минимальная помощь в рулевом управлении.

Управление на опасных поворотах - сильный и внезапный поворот руля вызывает ECU на поставку тока в соленоид пропорционально скорости поворота руля.

На данный момент существует много чувствительных к скорости гидравлических систем рулевого управления.

Ниже приведен макет системы Mazda MX6, где степень помощи основывается на скорости движения и угле поворота рулевого колеса. (1) руль; (2) вал рулевого управления; (3) промежуточный вал; (4) рулевой механизм в сборе; (5) Шланг давления; (6) обратный шланг; (7) масляный насос; (8) электромагнитный клапан; (9) ЭБУ; (10) бачок; Датчик угла (11) Рулевое управление; (12) Проверка разъема

Гибридные системы управления Гидравлические / Электрические

Гибридные гидравлические системы рулевого управления используют электродвигатель для привода гидравлического насоса, насос приводится в движение непосредственно двигателем. Такой подход позволяет легко регулировать рулевое усилие, изменяя скорость вращения насоса. За счет того, что поток лучше соответствует фактическим требованиям, утечка мощности снижается - экономия расхода топлива составляет до 0,2 л / 100 км.

Подход к управлению может быть трех типов:

Режим вождения – автоматически определяются дорожные условия (зависящие например от города, страны, шоссе, и т.д.) и затем осуществляется необходимая помощь.

Режим поворота руля - где скорость движения рулевого колеса используется для определения степени необходимой помощи.

Нагрузка на рулевое управление - где нагрузка на усилитель определяется контр-давлением гидравлической жидкости, зависящей от текущей нагрузки двигателя.

Электрический усилитель руля

Электрический усилитель рулевого управления полностью заменяет гидравлическую систему, которая ранее всегда была связана с усиленным рулевым механизмом. Системы электропитания, облегчают усилие рулевого управления водителя с использованием электродвигателя, который действует через коробку передач и в некоторых случаях также электромагнитную муфту. Электронный блок управления определяет степень помощи.

Электрический усилитель руля имеет ряд существенных преимуществ по сравнению с любой формой обычного гидравлического рулевого управления, как для владельца автомобиля, так и для его производителя. Снижение нагрузки двигателя электрического рулевого управления с гидроусилителем (может быть 4 Вт.) означает, что экономия топлива автомобиля, оснащенного электрическим рулевым управлением очень похож на Автомобиль с гидроусилителем руля. Исследования, проведенные производителями систем рулевого управления с электроусилителем указывают на потенциальные сбережения топлива более чем на 4-8 процентов, чем оснащенных обычными гидроусилителем рулевого управления. Небольшая масса электроусилителя руля также оказывает большое влияние. Независимость системы от работы двигателя также означает, что помощь в рулевом управлении не изменится от нагрузки на двигатель.

С точки зрения производителя, использование электрического усилителя руля снижает время сборки линии, позволяет легко настраивать программное обеспечение характеристик рулевой помощи, чтобы удовлетворить разнообразные авто (например, спортивный автомобиль или лимузин), и имеет Потенциал для повышения надежности - 53 процента всех гарантийных обращений по поводу усилителя руля исходят из проблем с насосом и шлангом. Экологические выгоды также видны, так как происходит уменьшение производства и утилизации гидравлической жидкости (во всем мире, по оценкам, в 1995 году было использовано 40 миллионов литров жидкости рулевого управления) и с уменьшением потребности в не-перерабатываемых полимерах, используемых в гидравлических шлангах.

Чем же хорош электроусилитель руля?

Одним из самых интересных аспектов электроусилителя руля является возможность производителя гибко настроить чувствительность системы. Как отмечалось ранее, это позволяет легко настроить программное обеспечение как в двухместном спортивном автомобиле, так и в роскошном седане, а система реагирования может быть настроена под различные дорожные ситуации в одном автомобиле. При таком подходе на определенные действия водителя предпринимается определенная помощь в зависимости от ситуации, созданной самим водителем.

Honda совсем недавно разработала систему рулевого управления с электроусилителем, которая оценивает мастерство водителя и стиль управления автомобилем, обеспечивая своевременную помощь во время управления автомобилем. В системе Honda, "водитель-оценка-умение-устройство» используется:

• Система GPS;
• Датчик скорости автомобиля;
• Датчик рулевого управления, который предоставляет информацию на поворотах, ускорении на поворотах и крутящий момент;
• Датчик положения педали тормоза, который обнаруживает торможение, скорость и силу;
• Датчик положения педали дроссельной заслонки, который следит за акселератором и скоростью;
• Датчик скорости;
• Оценка трения во время движения.

Оценка сцепления с дорогой определяется звуковым частотным анализом звука шин на дороге! На основе анализа определяется, является ли дорога сухой, мокрой, заснеженной, рассыпчатый снег на ней или гололедица (Honda утверждает, что система может эффективно работать и без GPS).

Система "Водитель-умение-оценка-устройство" анализирует фактический путь, пройденный транспортным средством и сравнивает его с компьютерной траекторией. Используя эти данные и данные на колесной базе автомобиля, пройденное расстояние, центр тяжести транспортного средства (и других факторы), система награды способностей водителя варьируется по системе пяти уровней от «очень плохо» до «очень хорошо ". Очень хороший водитель будет вознагражден небольшим сопротивлением руля (водитель получает то, что он или она просит), в то время как неопытный водитель будет сталкиваться с тем, что он не будет так легко крутить руль при вхождении в повороты на высокой скорости.

В соответствии с такой системой Honda, это позволяет опытному водителю оперативно контролировать действия на поворотах и поведение транспортного средства таким образом, чтобы энергично маневрировать транспортным средством. И наоборот, если водитель транспортного средства не специалист, система управления отдает реакцию, которая предотвращает неожиданные действия водителя транспортного средства и стабилизирует автомобиль.

Но вы должны знать, что случится, когда «очень плохому» водителю вдруг резко понадобилось объехать ребенка, который выбегает на дорогу .... Тем не менее, система Honda действительно развивает свою систему электрического усилителя руля и в будущем она будет усовершенствована до мельчайших деталей.