После детального изучения всех недостатков гидравлических усилителей руля конструкторы пришли к выводу, что дешевле и надежнее будет передать «управление» электрическим системам. Преимущества многочисленны: отсутствие рабочей жидкости и шлангов, малый вес всей системы….. Кроме того, благодаря электронному управлению можно самостоятельно поворачивать рулевое колесо, например, в системе с автоматической парковкой. Но у каждой монеты есть обратная сторона: со временем выявилось не меньше, если не больше, проблем, чем в гидравлических системах. Сегодня мы обсудим эти проблемы и способы их решения.
Особенности работы ЭУР
Прежде чем начать разговор о типах электрических блоков и их типичных проблемах, скажем несколько слов об алгоритме их работы. Сразу после запуска двигателя система выполняет самодиагностику для проверки своей функциональности. В нейтральном положении электродвигатель не работает: вся система бездействует и ждет активного действия.
Как только вы начинаете поворачивать рулевое колесо, сигнал от датчика угла и крутящего момента поступает в ЭБУ, который, в свою очередь, дает команду электродвигателю, что облегчает вашу жизнь. Кроме того, характер работы электроусилителя руля будет меняться в зависимости от скорости автомобиля: так достигается прогрессивность ESC. Как только вы пройдете поворот и постепенно снимите усилие с рулевого колеса, система вернет колеса в нейтральное положение.
Владельцы автомобилей с передним приводом и поперечным расположением двигателя наверняка замечали, что при активном запуске автомобиль слегка наклоняется в одну сторону. Это связано с разной длиной приводных валов с правой и левой стороны. Модели с электроусилителем руля также могут слегка подруливать колеса, чтобы компенсировать это. В целом, усилие на рулевом колесе полностью под контролем EPS — так что «пустота руля» и «артистичность усилий», о которых так часто говорят и жалуются многочисленные журналисты, на его совести.
Какими бывают электроусилители руля
Эти системы классифицируются в основном по месту установки приводного устройства (электродвигателя): на рулевой колонке (почти под рулевым колесом) или на рулевой рейке. В первом случае это чаще всего будет рулевой механизм, как, например, в V8 или Nissan Micra, а во втором — электродвигатель или привод, встроенный в конструкцию. На практике сегодня мы рассмотрим более интересный вариант силовой стойки.
В самом рулевом механизме электродвигатель может быть установлен различными способами — отдельно или как часть корпуса рулевого механизма. Также различают, приводится ли шток шестерни в движение дополнительной шестерней или скользящей винто-гаечной муфтой.
В последнем случае электродвигатель может приводиться в действие ременной передачей или прямой передачей (как в трансмиссии Lexus GS).
 |
 |
Система использует данные с нескольких датчиков — датчика крутящего момента на валу рулевого механизма, датчика положения рулевого колеса, датчика частоты вращения коленчатого вала и датчика скорости вращения колеса — чтобы понять, когда «помочь» водителю повернуть руль и на сколько. Единственный датчик, который напрямую связан с системой ESC, — это датчик крутящего момента.
Подробнее об устройстве ЭУР
Теперь рассмотрим три различные конструкции: рулевые рейки с дополнительной звездочкой, рейки с параллельным приводом и рейки с прямым приводом. У каждого из них есть свои плюсы и минусы — мы расскажем, какие именно.
Вспомогательные звездочки оснащены электродвигателем, который вращает звездочку с помощью червяка, очень похожего на тот, который вращает рулевой вал. Сама стойка в этом случае имеет два зубца с насечками. Такая конструкция неплоха — но потери на трение высоки: это, в конце концов, червячная передача. В такой конструкции электродвигатель часто имеет собственный корпус.
Стойки параллельного привода представляют собой механизм, в котором вращение от электродвигателя передается через ремень на гайку, а точнее на пару винт-гайка.
Болт представляет собой стержень с резьбой на одной стороне и зазубринами на другой.
Между гайкой и болтом находятся шарики, которые передают вращение и действуют как подшипник. Это работает так, что когда вы поворачиваете руль, электромотор приводит в движение гайку, которая поворачивает ее в ту или иную сторону и помогает вам поворачивать руль.
Рейки с прямым приводом — это третий вариант, когда корпус рулевой рейки частично является корпусом электродвигателя, а шток рейки проходит внутри него. Вращение от электродвигателя передается с помощью хорошо знакомой пары «винт-гайка».
 |
 |
Таким образом, это основные типы дизайна. Общение с сервисным мастером позволило нам обнаружить еще одну важную особенность: между японскими и европейскими стойками существует принципиальная разница. Японцы «прячут» блок управления электроусилителем руля далеко от рулевого механизма — в результате к электромотору идет длинная цепь проводов для управления, связи и диагностики. Европейцы устанавливают блок управления рядом с электродвигателем или непосредственно на нем.
Трудно сказать, какой подход является правильным. В случае с «японцами», чтобы разобрать всю систему и найти блок управления, нужно протянуть несколько метров проводов — но в этом случае блок управления находится в безопасном месте. В случае европейского блока управления проблем с разборкой не возникает: отсоединяете два-три разъема, откручиваете несколько крепежных винтов — и все. Однако блок управления в такой схеме подвержен различным внешним воздействиям.
Первичная диагностика рулевой рейки с ЭУР
Первоначальная диагностика автомобиля, прибывшего в сервисный центр, основывается на данных, полученных от владельца автомобиля: например, стук (постоянный или только при повороте), удары о рулевое колесо, неравномерность или отсутствие усилия на руле. Стойка разбирается, подключается к специальному стенду (наш MSG MS561) и считываются ошибки. На стенде имитируется работа двигателя в различных режимах и подробно рассматривается рулевой механизм. Это делается для того, чтобы определить местонахождение неисправности и понять, в чем заключается проблема — в оборудовании или в электрике.
По порядку о проблемах ЭУР
Давайте сначала поговорим о механической части системы. Здесь все так же, как и с другими стойками: практически все проблемы связаны с тем, что пылезащитные крышки стойки ломаются и внутрь попадает вода и грязь. Вода — это неизбежная коррозия, а грязь — чрезмерный износ поверхностей трения.
Износ боковой втулки
Износ боковой втулки — это, пожалуй, самая безобидная вещь, которая может произойти со штоком стойки. Вытекание смазки из пары болт-гайка может привести к заклиниванию пары или даже к заклиниванию рулевого механизма в одном положении.
В механизмах с параллельным приводом попадание влаги на ремень приводит к резкому увеличению износа ремня и в конечном итоге к его поломке. Водитель чувствует резкое увеличение давления на рулевое колесо.
Подшипник электродвигателя
В редких случаях, однако, влага может вызвать коррозию подшипника электродвигателя, что приводит к появлению бешеного гула.
Износ шестеренок
Износ шестерен и зубчатых колес также является потенциальной причиной поломки пылесборника. Но здесь вы можете попытаться вылечить болезнь, ущипнув ограничитель штока.
 |
 |
Спросив мастера о влиянии воды на электродвигатель, если привод прямой, мы узнали, что с самим двигателем проблем быть не может — хорошая изоляция проводов делает свое дело.
Проблемы ЭУР по электрической части
Разобравшись с механикой, перейдем к «источнику энергии». — электрическая часть. Потенциальных проблем не так много, но почти все они связаны со значительными расходами.
Например, если на рельсе установлен электронный блок управления, он часто бывает незащищенным, поэтому летящий откуда-то камешек может разбить крышку блока. И даже если вы заметите это сразу (что маловероятно), вам все равно придется просить о замене. Под «блоком» мы подразумеваем всю стойку, так как блоки не продаются отдельно, и в настоящее время предпринимаются лишь скромные попытки отремонтировать этот элемент. Однако все попытки разбиваются о непроходимую стену отсутствия программного обеспечения для ЭБУ.
Датчик электроусилителя руля
Отказ датчика крутящего момента — еще одна неприятная ситуация на дороге. В этом случае ESD «не понимает», с какой частотой и силой нужно помочь повернуть руль и в каком направлении.
 |
 |
Привод не отключится полностью, так как он «принимает» данные от датчика скорости и угла поворота руля, но на приборной панели появится индикатор отказа ESC. Кроме того, вам может понадобиться повернуть руль вправо, и электромотор «повернет» его влево.
Сами датчики могут быть аналоговыми или цифровыми и, соответственно, имеют соответствующие проблемы. Аналоговые «страдают» от износа: это проявляется в виде дифференциального усилия на руле или отклонения механизма от центрального положения.
 |
 |
Цифровые также подвержены износу, но не сам датчик, а плоский кабель, который может обломиться.
Как починить рейку с ЭУР
Механические проблемы со штоком стойки не лечатся. Коррозия, чрезмерный износ резьбы или зубьев отправят вас за покупкой нового стержня — шлифовка или любая другая обработка не предполагается. Если шток в порядке, а причиной стука является износ втулки или повышенный люфт в редукторе, втулку можно легко заменить, а люфт отрегулировать, затянув упор штока (аналогично гидравлическим силовым агрегатам). По сути, других решений «железных» проблем не существует.
Но с электрикой, как было сказано выше, везде, куда ни глянь, одни разочарования. Если прочитанные неисправности вызваны неправильным использованием, вы можете попытаться их устранить — но если это неисправности…. Тогда решения просты, но дорогостоящи. Оцените сами: малейшая трещина в крышке блока в большинстве случаев означает замену всей рулевой тяги. Коррозия подшипника электродвигателя означает два решения проблемы: замена электродвигателя вместе с блоком управления или замена рулевой тяги в сборе. Кстати, полная замена — это вердикт любого авторизованного дилера: производитель обычно не предусматривает ремонт и восстановление рулевой трубы от CPS.
А если привод прямой и внутрь попала вода, что произойдет с электродвигателем? К счастью, ничего: его промоют бензином, просушат и отправят обратно в сервис. Что касается этого компонента CPS, мастерская отметила, что никогда не сталкивалась с проблемой отказа двигателя системы.
Неисправность датчика крутящего момента лечится заменой датчика. Единственным утешением для аналоговой конструкции датчика может быть то, что возможна небольшая коррекция (±1°) ESD. Но если посадочное место датчика значительно повреждено, регулировка не поможет.
Одной из наиболее распространенных причин отказа датчика является повреждение пылезащитной крышки над датчиком. Он начинает гнить от постоянной влаги и в конце концов разрушается, отправляя датчик на замену — если он есть. Если это не так, то. вы, наверное, уже догадались: необходимо заменить весь рельс. Но самым обидным может стать банальная поломка разъема на стойке, потому что даже в этом случае уже не поможет ничего, кроме замены стойки в сборе.
Если вам повезло, и рейку отремонтировали
После завершения работы багажник складывается и устанавливается на автомобиль.
После установки необходимо инициализировать или настроить CPS. Это очень важное действие, поскольку оно позволяет «научить» стойку видеть все датчики и конечные положения. Если этого не сделать, то электродвигатель «победит», в результате чего в конце движения шток со значительной силой ударится об упор. После адаптации система быстро уменьшит усилие за 5 градусов до конечного положения, предотвращая удар штока об упор.
Кстати, есть еще одно небольшое преимущество, связанное с адаптацией и самим принципом работы электроусилителя руля. Если вы помните, системы с гидравлическим приводом не могут долго удерживать руль в крайнем положении — это чревато перегрузкой и разрушением насоса. Но все будет в порядке с правильно отрегулированным ESC в любом положении.
В завершение
Несмотря на кажущуюся простоту системы электроусилителя руля и ее практически полное отсутствие необходимости в обслуживании, стоит помнить, что это все же одна из самых важных систем автомобиля. В конце концов, EPS помогает контролировать направление движения — другими словами, она делает вождение управляемым для вас. Используя показания датчиков колеса, двигателя и рулевого колеса, ESC требует вдвое больше внимания — поэтому не ждите «восстания машины» и при малейшей неисправности отправляйтесь на диагностику.
Источник: kolesa.ru
