ЭГУР Servotronic — устройство и принцип работы

Гидравлические усилители руля получили своё дальнейшее развитие, когда потребовалось изменять лёгкость вращения рулевого колеса в зависимости от скорости автомобиля. Крайне нежелательно при высоком темпе движения оставлять водителю совершенно «пустой» руль, одно неверное движение которым вынесет автомобиль с дороги. Неплохим решением стало применение управляемого гидронасоса с электроприводом, которое позволяло получить и некоторые иные преимущества.

Особенности работы системы Servotronic

Вся суть обычного классического ГУР в новой схеме сохранилась. Добавились лишь дающие новые качество дополнительные функции. Связаны они с переменным режимом работы электромотора, который в нагнетающем насосе заменил механический привод от двигателя автомобиля.

Общим принципом стало изменение частоты вращения электродвигателя, а значит и отдаваемой им мощности от скорости автомобиля. В режимах максимального усиления, которые нужны при практически нулевых скоростях, то есть парковке и прочих поворотах руля на месте, руль будет облечен насколько это возможно. Электронасос станет отдавать всю свою производительность. Давление на поршень гидроцилиндра максимально, водитель не прикладывает практически никаких усилий, лишь слегка задавая направление поворота и угол отклонения колёс вращением «невесомого» руля.

Естественно, сохранять ту же лёгкость руля на большой скорости очень небезопасно. Само появление тяжести в поворотах на ободе рулевого колеса уже будет мобилизовать водителя на осторожность, подстраховывая его и от случайных резких поворотов. Которые тем более опасны, когда эффективные гидроусилители позволили сильно снизить передаточное число рулевого редуктора. Количество оборотов «баранки» от упора до упора уменьшилось примерно вдвое. Поэтому по мере роста скорости мощность, подводимая к электрическому насосу от блока управления, уменьшается.

Состав и взаимодействие узлов системы

Схема устройства содержит электронный набор компонентов, электромеханику в виде привода насоса и гидравлику, непосредственно исполняющую команды:

• набор датчиков, в который входят устройства, сигнализирующие о начале поворота руля, угле отклонения от нейтрального положения, скорости автомобиля и частоте вращения вала двигателя;
• модуль электронного управления, по имеющейся программе считывающий показания датчика и формирующий управляющие силовые токи;
• насосная часть, в которой мощность электромотора преобразуется в давление и скорость циркуляции рабочей жидкости;
• исполнительный гидроцилиндр с поршнем, оказывающим усиливающее давление на рейку рулевого механизма.

В некоторых системах электродвигатель может отсутствовать, тогда насос с приводом механического типа работает на регулирующий электромагнитный клапан. В то время, как распределяющий золотник основного клапана с приводом от торсиона рулевой колонки переключает силовое давление на одну из сторон поршня гидроцилиндра, электромагнитный регулятор перераспределяет часть потока на противоположную сторону. Часть давления компенсируется, и усилие на руле повышается. Работа клапана обеспечивается электронным блоком, вырабатывающим сигнал по примерно тому же алгоритму, что и для управления электродвигателем насоса. Такая система менее совершенна с точки зрения точности управления и экономичности, но позволяет задействовать большую мощность за счёт прямого привода насоса от двигателя автомобиля.

Преимущества и недостатки системы электрогидравлического усиления

Появление подобной гибридной конструкции можно было бы считать неким переходным этапом к чисто электрическим усилителям руля, но она используется на ряде автомобилей параллельно с ГУР и ЭУР, став таким образом совершенно самостоятельным техническим решением. Это получилось в результате взвешенного подхода конструкторов к плюсам и минусам системы.

Достоинства:

• обеспечение нужной зависимости степени усиления от скорости автомобиля;
• достаточная экономичность, утверждается о снижении расхода топлива примерно на 0,2 литра на 100 километров пробега за счёт работы насоса только когда это действительно необходимо, и не всегда на полную мощность;
• полученная лёгкость во вращении руля при медленном маневрировании превосходит показатели ГУР;
• возможна регулировка обратной связи водителю по положению и проскальзыванию управляемых колёс;
• конструкция может работать при выключенном двигателе;
• повышается комфорт водителя во время управления на всех скоростях.

Недостатки:

• увеличение стоимости устройства в сравнении с обычным ГУР;
• недостаточная мощность гидронасоса для применения на тяжёлых автомобилях;
• повышенный расход электроэнергии, заставивший вносить изменения во всю бортовую сеть автомобиля.

Тем не менее, системы производятся серийно самыми различными автомобильными компаниями, преимущественно занимающимися производством машин высокого класса. В этой сфере принято платить даже за самые небольшие изменения в комфорте автомобиля и точности управления. Электрические усилители, несмотря на очевидную их перспективность, до сих пор не вытеснили ЭГУР и маловероятно, что это произойдёт в ближайшем будущем.