Elektrický posilovač řízení: Vlastnosti a nevýhody — Magazín Za Rulem

Jak již bylo zmíněno, EPS je relativně „mladý“ mechanismus, který byl vyvinut teprve v 90. letech minulého století. Ale první „vlaštovky“ se objevily mnohem dříve. Pokus o něco podobného tedy učinil Henry Ford, kterému se nepodařilo dovést myšlenku do logického konce. Prvním vozem s elektrickým posilovačem řízení byla Toyota MR2. Japonští výrobci si dali za úkol odstranit hydraulické vedení ze stojanu k motoru, což se jim podařilo.

Postupem času se EUR objevilo na evropském kontinentu. Průkopníky zde byl Volkswagen, který do modelu Golf Ecomatic instaloval elektrický posilovač řízení. Výhodou nového zařízení je, že dokáže fungovat i při vypnutém motoru. Postupem času novou technologii přijaly další společnosti – Audi, Mazda, Citroen a tak dále.

Aplikace

Stojí za zmínku, že přes všechny výhody EPS má jasnou nevýhodu – malý točivý moment, který dokáže elektromotor vytvořit. Výsledkem je, že jeho výkon nestačí na nákladní automobily, SUV a velké limuzíny.

Pro taková vozidla se lépe hodí hydraulické posilovače, které jsou omezeny pouze kapacitou čerpadla.

Čtěte také: Označení žárovek VAZ 2115 na přístrojové desce

Zároveň je velmi pravděpodobné, že kompaktní elektromotory s výkonným zdrojem nebudou v dohledné době vynalezeny.

Některé automobilky se pokoušely vyrobit výkonný EPS umístěný odděleně od hřídele řízení, ale takové řešení je extrémně drahé, takže oproti posilovači řízení nemá žádné výhody. V důsledku toho je rozsah použití elektrického posilovače řízení stále velmi omezený.

EUR zařízení

Na rozdíl od klasického posilovače řízení je u elektrického posilovače hlavním akčním členem elektrický pohon (asynchronní motor). Zařízení je sestaveno v jednom bloku (spolu s mechanismem řízení), což zjednodušuje údržbu a opravy (v případě potřeby). Mechanický převod přenáší točivý moment z pohonné jednotky na hřeben řízení.

U šestistupňového EPS přenáší jedna z jednotek točivý moment na hřeben a druhá přenáší rotaci od elektromotoru. Pro zajištění provozuschopnosti je hřeben vybaven zuby, které fungují jako pohon. Druhou verzí je posilovač řízení s paralelním pohonem. V tomto případě je moment přenášen řemenem a kulovým kloubem.

Klíčovým prvkem elektrického zesilovače je řídicí systém. Skládá se z několika uzlů:

1. Vstupní snímače – točivý moment a úhel natočení volantu. Kromě toho jsou přijímány informace ze snímačů otáček a frekvence otáčení klikového hřídele.
2. Elektronická řídicí jednotka (ECU) je zařízení, které přijímá signály a zpracovává příchozí informace. Na základě přijatých dat počítač rozhodne o vyslání příkazu aktoru.
3. Akční členy – elektromotor (asynchronní motor).

Konstrukce EPS se liší v závislosti na typu vozidla:

1. U osobních automobilů se elektrický zesilovač montuje přímo do reproduktoru. To nevyžaduje mnoho úsilí. V důsledku toho je jednotka kompaktní a snadno se vejde do oblasti poblíž volantu. Jsou tam také namontovány senzory. Díky tomu je eliminován vliv negativních faktorů na zařízení. Konstrukce se tedy skládá z následujících prvků: sloupek řízení, elektrický posilovač řízení, mezihřídel a hřebenový mechanismus.
2. U mikrobusů a vozidel 4×4 je potřeba větší síla, takže EPS má konstrukci s paralelními nápravami. Přenos rotace probíhá přes ozubený řemenový pohon. Speciální řemen otáčí maticí, která uvádí do pohybu samotný hřeben řízení.

U těžkých nákladních vozidel není na nich instalován elektrický posilovač.

Funkčnost

Seřídit posilovač řízení je téměř nemožné. Jediná věc je, že je možné nainstalovat stojan s vylepšeným převodovým poměrem. Výsledkem je, že při otáčení pod malým úhlem bude cítit mírná tíha, a pokud je nutné silně otočit volantem, sníží se požadovaná námaha.

Díky tomu bude řízení mnohem jednodušší a pohodlnější, zejména při parkování a jízdě po rušných ulicích.

Výkon se také může lišit výrobce od výrobce. Přitom takové odchylky jsou zcela nevýznamné.

Pokud se budeme bavit o EPS, jeho výkon lze měnit i za jízdy. Tato technologie je nejvíce žádaná v případě sportovních vozů.

V případě potřeby můžete nainstalovat speciální software, který simuluje změnu převodového poměru. Díky tomu není potřeba instalovat drahou kolejnici.

V moderních prémiových vozech nabízí EPS několik dostupných režimů. Mezi nejčastější z nich stojí za to zdůraznit:

• pohodlí. Reakce jsou trochu pomalé, volant se točí velmi lehce;
• normální. K otáčení není potřeba žádné další úsilí, reakce je extrémně přesná;
• sportovní. Síla zde bude zvýšena, nebudou zde žádné vibrace ani náhodné odchylky;
• dráha. Elektrický posilovač řízení funguje na minimum, auto je maximálně stabilní. Pocit při jízdě je velmi přirozený.

Také zajímavé: Jak nainstalovat sady bi-xenonových lamp

Čtěte také: Generátor VAZ 2108: instalace, připojení, schéma

Pokud je taková možnost výrobcem promyšlena, lze změny provádět přímo za jízdy pouhým stisknutím příslušného tlačítka. Díky tomu je elektrický posilovač řízení mnohem pohodlnější a funkčnější.

Princip činnosti EPS

Aniž bychom zabíhali příliš do teorie, princip činnosti EPS je stejný jako u hydraulického posilovače. Jediný rozdíl je v tom, že hlavními prvky zařízení jsou elektronické součástky (motor a řídicí jednotka). Připomeňme si, jak funguje klasický mechanismus.

Zařízení sbírá informace z výše uvedených senzorů a přenáší je do ECU. Na základě přijatých dat zařízení rozhodne o úrovni tlaku oleje v hlavním válci. Současně je dán příkaz k otevření nebo zavření ventilu.

Při jízdě nízkou rychlostí je ventil plně otevřený, což zajišťuje snadné otáčení volantu. S rostoucí rychlostí ventil postupně uzavírá otvor a snižuje tlak. V důsledku toho se volant stává těžším a zaručuje řidiči pohodlné ovládání. Jak probíhá akce v elektrickém posilovači řízení? Zde je algoritmus:

• Při otáčení volantem se torzní tyč kroutí. Síla působící na volant je charakterizována umístěním senzorových prvků;
• Po měření je parametr přenesen do ECU;
• Další snímač zaznamenává úhel natočení volantu a přenáší data do ECU. Zde jsou také přijímány informace o rychlosti vozidla a frekvenci otáčení hřídele;
• Elektronická jednotka provede potřebné výpočty a přenese požadovanou úroveň napětí a polaritu do motoru;
• Servopohon otáčí hřídelí volantu.

Dynamika a spolehlivost

Aby posilovač řízení fungoval, je vozidlo nuceno ztratit část své síly, která pohání čerpadlo. V důsledku toho je dynamika vozidla poněkud snížena. Posilovač řízení není schopen vydržet dlouhodobé zatížení.

Pokud nastavíte volant do krajní polohy, po 10-12 sekundách se systém úplně vypne, takže budete muset vypnout motor a po několika minutách auto znovu nastartovat.

Provoz EPS nevyžaduje odtok energie z energetické jednotky; přídavná zátěž jde do generátoru.

Ten je přitom poměrně malý, protože elektrický posilovač řízení se aktivuje až po otočení kola. Dynamika vozu tak není ovlivněna. K přehřátí může dojít pouze v případě, že velmi prudce otočíte volantem doprava nebo doleva (toto lze provést pouze schválně).

Při jízdě po špatném povrchu vozovky nebo sypkém sněhu se však systém může vypnout (budete o tom informováni signálem alarmu). Zde budete muset zastavit, dokud motor zcela nevychladne.

Provozní režimy

EPS je zařízení, jehož provoz se mění v závislosti na aktuálním režimu. Během parkování, když vůz stojí nebo je rychlost minimální, servomotor pracuje s maximální účinností a aktivuje funkci „lehkého řízení“. Princip je následující:

• Snímač točivého momentu přenáší údaje o prudkých otáčkách volantu;
• Informace o úhlu natočení jsou odesílány do řídicí jednotky;
• Po analýze dat a rychlosti jízdy řídicí jednotka zapne parkovací režim a zrychlí motor.

Městský režim (rychlost do 50 km/h). Zvláštností jízdy ve městě je nutnost neustále točit volantem jedním a druhým směrem. Algoritmus operace EPS je následující:

• Údaje o úhlu řízení a rychlosti pohybu jsou odesílány do řídicí jednotky;
• „Mozky“ zařízení dávají příkaz o potřebě dosáhnout průměrného výkonu otáčení volantu;
• Při rychlostech nad 100 kilometrů za hodinu, kdy je potřeba lepší kontrola, se volant „ztuhne“ („ztěžkne“). Ukazuje se, že při dosažení vysoké rychlosti EPS sotva funguje.

Ve vozech s EPS jsou k dispozici následující funkce:

Aktivní režim návratu kol do původní polohy.

Když se zatížení volantu během pohybu sníží, torzní tyč se odvine. Řídicí jednotka tyto informace vidí a vypočítává rychlost, kterou se kola vrátí do původní polohy. Získaná hodnota je porovnána s aktuálním parametrem, načež je vygenerována požadovaná síla pro návrat kol.

Při otáčení v pohybu se zpravidla objevují další síly, které „tlačí“ kolo do neutrální polohy. Přítomnost tření to však neumožňuje. Úkolem řídicí jednotky je provést potřebné výpočty a pomoci kolům vrátit se do původní polohy.

Čtěte také: Kolik koní Lada Granta vlastně má?

Způsob korekce průměrné polohy.

Tento režim se aktivuje při jízdě v přímém směru. Za nepříznivých povětrnostních podmínek (silný vítr z boku) nebo při různém tlaku v pneumatikách řídící jednotka reguluje sílu a zlepšuje ovladatelnost vozu. Zde jsou dvě možné možnosti:

• Dlouhodobá náprava je relevantní, když je problém dlouhodobý (příklad: pneumatiky v kolech mají různé tlaky);
• Krátkodobá korekce – vyvolaná dočasnými problémy, jako je zvýšený boční vítr.

Výhody a nevýhody elektrického posilovače řízení

Stejně jako u jiných mechanismů má i elektrický posilovač řízení svá pro a proti.

Výhody:

• Jednoduchost ovládání a designu. Při servisu posilovače řízení je důležité sledovat hladinu oleje a vyměňovat jej (doplňovat). V případě EPS je tento problém minulostí;
• Efektivita nákladů. Na rozdíl od posilovače, který funguje bez zastavení, se elektrický posilovač aktivuje pouze v případě potřeby (při natočení volantu). V důsledku toho je část zátěže odstraněna z motoru;
• Snadné nastavení a nastavení. Aby bylo možné upravit charakteristiku systému posilovače řízení, nelze se obejít bez demontáže jednotky a provedení konstrukčních měření. U EPS je vše jednodušší – stačí vyměnit program elektronické jednotky;
• Úspora paliva. Provozní praxe ukázala, že použití elektrického posilovače řízení snížilo spotřebu paliva o 0.5-0.6 litru na 100 kilometrů.

Nevýhody EPS

• Nízký výkon díky nižšímu výkonu elektromotoru;
• Omezená aplikace. Elektrický posilovač řízení je instalován pouze na lehkých vozidlech a není vhodný pro nákladní vozidla;
• Slabá odezva řízení, vysvětlená nízkou zpětnou vazbou.

200911250139_26

asiope

Podle statistik se objevilo poměrně dost stížností na fungování elektrického posilovače řízení u rodinných vozů Lada Kalina. A teď je na cestě Priora. Rozhodli jsme se přijít na to, odkud, jak se říká, vyrůstají kořeny. Vše začalo spoluprací mezi AvtoVAZ a Machačkala’s Aviaagregat. Jejich společným úsilím byl vyvinut elektrický posilovač řízení, který byl následně instalován na prvních várkách Kaliny. Následuje suchá statistika. Mezi prvními výrobními vzorky fungovalo 50 % zesilovačů elektrického výkonu správně. U přibližně 35 % vozidel EPS prostě nefungoval. Zbývajících 15 % bylo rozděleno mezi velmi závažné závady související se zaseknutím převodky řízení, zlomeným hřebenem, případy samovolného otáčení atd. Následkem těchto závad jsou dopravní nehody různé závažnosti. Ve většině případů byla viníkem poruchy převodovka. Ano, ano, přesně ten, který odstartoval historii posilovače řízení! Je to paradox, ne? V Tolyatti se rozhodli dál nepokoušet osud. A když přišla řada na Ladu Priora, závod se obrátil o pomoc na Kalugu, která nabízela elektrický posilovač řízení v bezpřevodovém provedení. Jak už to u nás bývá, první vzorky Kaluga EPS také nejednou trpěly defekty kvůli samovolnému otáčení v nízkých otáčkách. Ale aspoň se nezasekly a nelámaly lamely! Kromě toho bychom měli ocenit společnost Avtoelektronika: závod tvrdě pracoval na zlepšení kvality. Z toho vyplývá, že dnes, pokud se závady vyskytnou, tak za prvé jsou extrémně vzácné, za druhé jsou provozního charakteru, to znamená, že souvisí s najetými kilometry nebo jízdními vlastnostmi vozu. I přes výrazné zlepšení průměrných statistických ukazatelů se VAZ rozhodl hrát na jistotu a zhruba před rokem zařadil na seznam alternativního dodavatele elektrického posilovače řízení – jihokorejskou společnost Mando. Majitelé vozů s EPS této zvučné značky mohou jen závidět: za celou tu dobu je znám jediný případ poruchy korejského zesilovače. Abychom však byli spravedliví, měli bychom poznamenat, že v obecné flotile vozů Togliatti je jen velmi málo vozů s Mando.

Jaký je výsledek?

Elektrický posilovač řízení je moderní high-tech jednotka, která řidiči automobilu výrazně usnadňuje život. Je levnější a ekonomičtější než posilovač řízení a nevyžaduje téměř žádnou pozornost. Co se týče případných závad, na většinu z nich se vztahuje záruka a stejně jako jiné dětské nemoci jsou výrobci postupně odstraňovány. Potíže, které jsme dnes zmínili, se nemusí nutně stát vašemu vozu. Věřte, že kdybychom dnes měli debrífing o posilovači řízení, odhalilo by se mnohem více problémů! Elektrický posilovač řízení: vlastnosti a nevýhody

Předpokládá se, že posilovač řízení je pouze elektrický a hydraulický. Ale ve skutečnosti existují podtypy každého typu zesilovače. Liší se svými provozními vlastnostmi a umožňují vám zažít různé pocity během cesty. Požitek z jízdy konkrétního vozu lze vysvětlit vlastnostmi jeho designu.

V systému řízení hraje důležitou roli typ posilovače řízení. Neméně důležité jsou také vlastnosti podvozku. Konstrukce systému řízení ovlivňuje řadu problémů, jako je špatná zpětná vazba nebo špatná návratnost řízení. Důležitou roli hraje moment setrvačnosti a také ztráty třením.

Jak vybrat posilovač řízení?

Chcete-li to provést, musíte určit své pocity při jízdě. Konstrukce systému řízení se velmi liší. Hydraulický nebo elektrický posilovač má nejen silné, ale i slabé stránky.

Reduktor hydraulického typu

Tento typ se nejčastěji používá v autobusech a nákladních automobilech. Dříve ho bylo možné najít v sedanech například v Mercedesu-Benz. Tento mechanismus má malé vnitřní tření. Je také vybaven hydraulickým posilovačem. Při otáčení volantem se začne otáčet hřídel převodovky se šroubovitými drážkami na vstupu. Kromě toho jsou drážky umístěny uvnitř matice, která je upevněna na hřídeli. Při svém otáčení se matice pohybuje kolem své osy. Tento pohyb se poté stane rotačním, když se vnější povrch matice připojí k výstupnímu hřídeli převodovky pomocí zubů. Tření je sníženo, protože kuličky neustále cirkulují v drážkách. U moderních stojanů se tření uvnitř pouze zvýšilo. Po nástupu elektrického posilovače řízení se k tomu přidala setrvačnost.

Vlastnosti posilovače řízení

I bez posilovače zažívá běžný mechanický hřeben řízení velké vnitřní tření. V systému posilovače řízení se ke všemu ostatnímu přidává tření v těsnění. Klasickou verzi posilovače řízení dnes najdete v různých autech. Poznáte to podle regálu, který má hydraulické okruhy. Dalším znakem je přítomnost expanzní nádrže. V důsledku nového tření se volant hůře vrací do původní polohy. Spojení s povrchem vozovky se také zhoršuje a volant je méně informativní. Pro snížení těchto momentů bylo u nejnovějších modelů automobilů zvýšeno kolečko. Lehce se změnily i hydraulické prvky posilovače, například vlastnosti rozvaděčů a jejich geometrie.

Při použití takových zesilovačů je příčinou problémů nejčastěji hydraulika. Netěsnosti se mohou objevit z vnějších vedení nebo z těsnění. Čerpací systém se často opotřebovává. Ale v případě neodborného zásahu se situace jen zhorší. Při výměně řídicích tyčí technici autoservisů často nahrazují kovové svorky plastovými sponami. Někdy jsou prachovky nainstalovány nesprávně. To vede k pronikání vody do stojanu a korozi. Pokud se situace vyvine, bude nutné vyměnit celou jednotku. Klasický posilovač řízení nezpůsobuje větší problémy a vyžaduje malé náklady při opravách oproti jiným typům zesilovačů.

Vlevo: Posilovač řízení, vpravo: Čerpadlo elektrického posilovače řízení

Popis posilovače řízení

Elektrohydraulický posilovač je variantou hydraulického posilovače v jeho klasické podobě. Při jízdě vytváří stejné pocity a přibližně stejné problémy. Ale v tomto případě je mechanické čerpadlo nahrazeno elektrickým. Současně zůstaly obrysy a charakteristiky hydraulického hřebenu stejné. Při bližším zkoumání se objeví značné rozdíly. Chcete-li určit elektrický posilovač řízení, musíte se podívat na pohon příslušenství, který je umístěn v motoru. Chybět mu bude mechanické čerpadlo. Elektrické čerpadlo je umístěno samostatně. Tento zesilovač je instalován v různých modifikacích vozidel GM. K vidění je i u vozů Renault a Nissan.

Systém je vybaven samostatně umístěným řídicím modulem. Je umístěn společně s elektromotorem čerpadla a jeho hydraulikou. Pokud je těsnění porušeno, voda i olej se mohou dostat do elektronických zařízení, a to se obvykle děje bez povšimnutí řidiče. Když se objeví vážné problémy, opravy se stávají zbytečnými a je třeba vyměnit drahé komponenty. Ale schéma řídicí jednotky má některé výhody. Pokud dojde z jakéhokoli důvodu k většímu úniku oleje ze systému, vypne čerpadlo a zabrání tomu, aby zařízení zemřelo. Také v takových případech nedochází k opotřebení hřebenových dílů, jako u klasického typu hydraulického posilovače.

Popis EPS umístěného ve sloupku řízení

Elektrický posilovač řízení vede ke ztrátám třením v prvcích řízení. Také při jeho použití se objeví moment setrvačnosti. Otočnými zařízeními zabudovanými do samotného stojanu nebo umístěnými samostatně je volantu poskytována potřebná pomoc při otáčení. Rotor každého elektromotoru má hmotnost a moment setrvačnosti, což zabraňuje jeho náhlému zastavení. Není také možné rychle změnit směr otáčení. Elektronika potřebuje nějaký čas na adaptaci. Momentem setrvačnosti se rozumí vznik odporu na volantu při změně směru jeho otáčení za jízdy. EPS, který je zabudován do sloupku řízení, je považován za levnou variantu. Používá se v automobilech, které patří do rozpočtové kategorie.

Mezi zesilovače s elektromotorem patří ve většině případů šnekové převodovky. To platí i pro EPS zabudovaný do sloupu. V důsledku toho se zvyšují ztráty třením. Výrazně klesá i informační obsah volantu a nebude možné seřídit elektroniku, aby se tento nedostatek snížil. To často vede ke zklamání řidiče, který přešel z vozu s posilovačem řízení na vůz s elektrickým posilovačem. V důsledku opotřebovaných těsnění může hydraulika rychle začít prosakovat a oprava této jednotky bude vyžadovat spoustu peněz. Výhodou tohoto typu EPS je, že téměř nikdy neselže elektronika ve sloupku řízení. Tento systém lze z hlediska zdrojů zdrojů přirovnat k hydraulickému systému.

Vlastnosti EPS se šnekovým pohonem

Tento EPS lze identifikovat podle jeho vnějších charakteristik. V blízkosti vstupní hřídele se nachází elektromotor, který je připevněn ke skříni. Tento typ racku má vestavěný zesilovač. Během provozu vozu EPS poskytuje nepříjemné následky, stejně jako předchozí. Ukazatele momentů setrvačnosti a ztrát třením jsou velmi podobné. Protože prvky posilovače řízení jsou umístěny v samotném hřebenu, náklady na opravy mohou být vyšší.

Vlastnosti dvouhřídelového typu EPS

Tento šnekový převod EPS bylo možné dříve nalézt u vozů Lexus a Toyota. Charakteristickým znakem stojanu elektrického typu je, že elektromotor je umístěn v jiné části vstupní hřídele. Převodka řízení má také odlitky pro podpůrné sušenky. Hřídel hřebenu má na obou koncích ozubené páry. První z nich začne fungovat, když řidič při zatáčení stiskne volant. Druhý pár je poháněn elektromotorem vybaveným šnekovým pohonem.

Dvojité tření na výstupu je vytvořeno dalším podpůrným crackerem. Je také spojena s přítomností ozubené tyče a pastorku. Nastavení stojanu vyžaduje speciální přístup, aby neovlivnil informační obsah volantu. Vážné problémy nastávají, když dojde k poruchám. Ale přítomnost další podpory s crackerem vám umožňuje chránit stojan před klepáním v samotném pouzdru.

Jak funguje posilovač řízení s kuličkou a šroubem?

Tento typ kolejnice lze nazvat nejsprávnějším. Hřeben obsahuje vestavěný elektromotor a pohon obsahuje kuličkovou matici. Tato konstrukce rotoru snižuje výstupní tření a snižuje parazitní moment setrvačnosti. Zesilovač lze nastavit tak, aby poskytoval dostatečnou řídicí sílu a dobrou zpětnou vazbu.

Neobvyklou vlastností tohoto typu stojanu je jeho válcové tělo s velkým průměrem. Ale stojan je velmi drahý. Někteří výrobci navíc používají slabá opěrná pouzdra, což vede k klepání v regálu při nízkém počtu najetých kilometrů. Tento problém však lze snadno vyřešit ve specializované dílně, kde vám mohou levně nainstalovat kvalitnější průchodku.

Nevýhodou elektrických stojanů může být porucha výchozí neutrální polohy. Po porušení nastavení na běžícím autě se volant samovolně otočí jedním směrem. Auto ale bude možné ovládat. Chcete-li to provést, musíte v počítači nastavit nulovou polohu. Může být také nutné opravit snímače točivého momentu nebo přeprogramovat modul, který řídí stojan.