На смену гидравлическим рулевым рейкам приходят электрические рейки. Как и все новые технические решения, они наряду с преимуществами, имеют недостатки, так называемые детские болезни, которые по мере внедрения в массовое производство постепенно устраняются.
В данной статье мы Вам расскажем:
- Основные преимущества и недостатки электрических реек
- Принцип работы электрореек
Варианты конструкции реек с электроусилителем - Основные причины неисправности электрических рулевых реек. Способы устранения
- Адаптация системы электрической рейки
- Общие рекомендации по эксплуатации автомобилей с электрическими рулевыми рейками
Основные преимущества и недостатки электрических реек
К главным преимуществам электрических реек можно отнести:
- отсутствие шлангов, переходников, других элементов гидравлики, подверженных естественному износу;
- нет необходимости заправлять систему гидравлической жидкостью;
- электрическая система усиления имеет меньшую массу;
- возможность автоматизации процесса рулевого управления, например, во время парковки;
- увеличение скорости ремонта и обслуживания.
В процессе разработки и производства рулевых электрических реек обозначился комплекс проблем, связанных с недостатками такого метода управления:
- усложнение электронного управления увеличило вероятность отказов электрооборудования;
- в электрическом усилителе руля труднее оптимизировать обратную связь рулевого управления;
- наличие дополнительного редуктора на электроприводе электроусилителя руля усложняет кинематическую схему рулевого управления, что также приводит к увеличению вероятности отказов, усложнению ремонтных работ;
- электропривод усилителя руля находится в постоянной работе во время движения, характер его работы прерывистый, что приводит к возникновению экстратоков, увеличивающих износ электродвигателя.
При включении зажигания автомобиля система электроусилителя руля, ядром которой является блок управления, приступает к самодиагностике. Блок управления электроусилителя руля опрашивает все датчики и исполнительные устройства системы, в случае неисправности сообщает об ошибке на приборную панель. Стандартное сообщение об ошибке электроусилителя руля выглядит в виде пиктограммы руля.
При установке руля в среднее положение, соответствующее нулевому углу поворота, на электропривод электроусилителя руля не поступает управляющее напряжение, и он остается неподвижен. Если руль смещается в одну из сторон маневра, датчики углового смещения поворотов сообщают данные о смещении в блок управления, который обрабатывает информацию, усиливает управляющие токи и направляет их на главный исполнительный механизм – электропривод. Электропривод в свою очередь «помогает» перемещать рулевую рейку в требуемом направлении. При возвращении руля в прежнее положение во время окончания маневра ЭУР способствует возвращению рулевого колеса в нейтральное положение.
В настоящее время применяют две системы электроусилителей руля:
- с размещением электропривода ЭУР на рулевой стойке;
- с размещением электропривода на рейке.
Электрорейки со временем получают большее применение. По способу передачи усилия от электропривода к рейке устройства разделяются на:
- прямоприводные рейки (применяется, например, в Lexus);
- приводы с вспомогательной шестерней (дополнительной);
- параллельноприводные рейки.
Электропривод выполняется в виде отдельного узла либо входит в конструкцию рейки.
Система элуктроусилителя руля для работы может использовать показания многочисленных датчиков:
- датчик углового расположения руля;
- датчик коленвала;
- датчики частоты поворота колес;
- датчик скорости автомобиля;
- сенсор крутящего момента.
Некоторые из перечисленных выше сенсоров относятся к другим системам: ЭБУ двигателя, антиблокировочной системе тормозов. Связь с ними может быть организована по CAN-шине. Все это только усложняет работу системы ЭУР, что также способствует сбоям в работе.
Варианты конструкции реек с электроусилителем
- Рейки с дополнительной шестеренкой. Электропривод ЭУР имеет червячную передачу, приводящую во вращение шестеренку, подобную той, которая имеется на вале руля. То есть электропривод работает аналогично рулевому приводу. Электродвигатель привода устанавливается на рулевую рейку в отдельном корпусе. Для проведения ремонтно-восстановительных работ ЭУР это удобно: не надо демонтировать рейку в сборе, можно снять с нее электропривод ЭУР, и лале обслуживать его отдельно.
- Рейки с приводом параллельным. Вращение от электропривода подается на пару «винт-гайка» посредством ремня. На шток одновременно нарезаны и зубья, и резьба.
- Рейки с прямым приводом. В такой конструкции корпус рейки и корпус электропривода электроусилителя руля представляют единое целое. В этом есть плюс – меньшее количество деталей, и одновременно большой минус – в случае неисправности электропривода ЭУР приходится заменять корпус речного механизма в целом, а это очень дорого. В остальном же конструкция прямого привода аналогична рейке с приводом параллельным: передача крутящего момента производится посредством пары «винт-гайка».
К особенностям конструкции рулевых реек с электроусилителем также следует отнести территориальное расположение электронных блоков управления ЭУР. С точки зрения максимальной защиты электроники рациональнее располагать ЭБУ подальше от рейки, которая находится в экстремальных условиях эксплуатации, сильно загрязняется, имеется вероятность попадания влаги, механических повреждений. Азиатские производители поступают именно так. К электроприводу и датчикам ЭУР идут длинные толстые шлейфы проводов, а сама электроника надежно спрятана от климатических и механических воздействий. Европейские производители, уповая на качество своих автодорог, располагают блок управления непосредственно на конструкции рейки, минимизируя электропроводку. И в том и в другом варианте есть свои плюсы и минусы. Ремонтировать европейский вариант проще.
Основные причины неисправности электрических рулевых реек. Способы устранения
к основным причинам неисправностей электрических рулевых реек относятся:
- нарушение работы электропривода, связанное с износом, попаданием влаги и грязи в рабочие узлы;
- отказ электроники, блока управления;
- нарушение электропроводки, предохранителей;
- нарушение связи по CAN-шине;
- неисправность датчиков системы ЭКР;
- механический износ реечного механизма вследствие попадания влаги и пыли, износа пыльников.
Для того, чтобы точно определить какого вида характер неисправности реечного механизма (электронного или механического), необходимо проведение диагностических работ. Диагностические работы выполняются в два этапа. На первом этапе выполняется компьютерная диагностика системы электроусилителя руля без демонтажа рейки. Ее выполняют при помощи мультисистемных или дилерских сканеров в зависимости от модели транспортного средства. Если в результате компьютерной диагностики, на первом этапе не выявлен характер неисправности, либо неисправность явно имеет механическую составляющую, приступают ко второму этапу диагностических работ.
Второй этап диагностики производится после демонтажа электрической рейки. Затем механизм устанавливается на специальный стенд типа MSG MS561.
Признаки нештатной работы ЭУР
О характере механических неисправностей могут свидетельствовать следующие признаки нештатной работы рулевого управления:
- Заклинивание рулевого механизма, «закусывание» пары. Такая неисправность возможна в случае попадания воды и грязи под треснувший или поврежденный пыльник. Вода приводит к эффекту коррозии, которая изменяет геометрические размеры механизма. Пыль приводит к механическому стиранию зубьев. Абразивная смесь вода-пыль многократно усиливает износ механизмов. В результате длительного воздействия такой среды смазочный состав в механизме полностью теряет свои свойства. Износ виден невооруженным глазом.
- Уменьшение эффекта усиления (повышение усилия на рулевое управление) в системах с рейками с параллельным приводом возможно при попадании влаги в область ременной передачи. В таком случае ремень сильно изнашивается. Требуется его замена.
- Появление сильных механических шумов, гула может быть следствием износа подшипников электропривода. В этом случае необходимо демонтировать электродвигатель, протестировать его под нагрузкой и в ситуации, когда будет точно установлено, что причиной шума является электродвигатель привода, произвести регламентные работы, в том числе, замену подшипников.
- Неадекватное поведение системы электроусилителя руля. Такая неисправность проявляется, прежде всего, как препятствование вращению руля в нужном направлении либо, наоборот, при малых углах вращения руль сильно бросает в сторону поворота. Такой эффект возможен в случае неисправности блока управления ЭУР либо одного из датчиков системы. Основным датчиком является датчик крутящего момента.Учитывая важность рулевого управления в системе безопасности автомобиля, производители предусмотрели возможность аварийной работы электронного управления электроусилителя руля в случае отказа одного из датчиков. В таком случае электроника руководствуется показаниями других датчиков. Если из строя выходят «мозги» ЭУР, тогда ремонт становится чрезвычайно сложным. Обычно требуется аппаратная замена (целиком) блока управления ЭУР, так как прошивки и специальные устройства программирования на СТО не поставляются.
- Сильный износ штока. В этом случае повреждение зубьев и резьбы на штоке может достигнуть такой величины, что будут ощутимы биения руля. Как правило, в такой ситуации шток необходимо менять на новый. Восстановлению он не подлежит.
После выполнения ремонта электрической рулевой рейки и установки отремонтированной электрорейки на автомобиль следует выполнить адаптацию ее на автомобиле. Это необходимо выполнить обязательно, иначе:
- на приборной панели будет продолжать светиться значок неисправности электроусилителя руля;
- при предельных поворотах рулевого колеса система усилителя не будет «сбавлять обороты», тем самым приводя к разрушению механизм;
- в нейтральном положении рулевого колеса, автомобиль не будет продолжать движение в прямом направлении.
Для проведения процесса адаптации рулевого управления требуется выполнить компьютерную диагностику всех систем автомобиля. Затем необходимо удалить все имеющиеся ошибки. Если не удалятся ошибки по ABS. скорее всего, произвести адаптацию рулевого управления не удастся, так как электроусилитель руля использует сигналы датчиков вращения колес, задействованных в системе ABS. Далее, следуя указаниям диагностического сканера, производят поворот рулевого колеса в крайние положения. По окончании адаптации производят пробный заезд.
Перед началом каждого сезона эксплуатации транспортного средства производите тщательный осмотр рулевой рейки на предмет целостности пыльников, корпусных элементов, качества крепежных деталей.
В случае появления первых сообщений о неисправности системы электроусилителя ремня, немедленно выполните компьютерную диагностику системы. Помните, выявление причины неисправности на первом этапе значительно уменьшает стоимость ремонтно-восстановительных работ. Возможно, обойдется простой профилактикой.
Не подвергайте электрорейку максимальным нагрузкам. Не выворачивайте резко руль в крайние положения, если этого не требует дорожная обстановка.
После дорожно-транспортного происшествия или в случае попадания в ямы, выбоины на большой скорости проверьте работоспособность электрического усилителя руля. Возможно, произошло повреждение рулевой стойки, пыльников. Не дожидайтесь, пока данные неисправности проявят себя.
