Электрический усилитель руля - тема, которая давно на слуху у автомобилистов, но все же до сих пор малоизвестна. Сегодня речь пойдет о перспективах развития усилителей рулевого управления как за рубежом, так и, что самое интересное, на вазе.

Лет десять назад руководство волжского автозавода приняло решение о разработке и доводке рулевого механизма с гидроусилителем для автомобиля ваз-2121 совместно с ведущей немецкой фирмой zf.

Так или иначе, но результатом этой работы стала доведенная конструкция, прошедшая полномасштабные испытания. Однако по ряду причин выпуск усилителей освоен только на западе для тюнинговой комплектации наших "нив". Далее, пару лет назад в дирекции по техническому развитию ваза появилась партия усилителей итальянской фирмы icaro. Поскольку они были червячной конструкции, их установили на автомобили ваз-21213 и 2123. По конструкции усилители icaro были двух типов - чисто гидравлические и электрогидравлические. В первом случае насос для нагнетания рабочей жидкости механически связан с двигателем через клиновой ремень и, соответственно, постоянно вращается при работающем моторе. Во втором случае насос приводится в действие электродвигателем, который смонтирован в одном блоке с насосом. Это дает ряд преимуществ: монтаж блока в удобном по компоновке месте и меньший расход энергии, так как электродвигатель включается только тогда, когда уменьшается давление в масляной магистрали гидроусилителя.

Автомобили, укомплектованные усилителями, были просто сказкой. Кто ездил на "нивах", знает, какой там тяжелый руль, особенно когда приходится парковаться в неудобном месте. У меня, впервые севшего в машину с усилителем руля, остались самые приятные впечатления: это была просто "ласточка" - рули не хочу. И сейчас, катаясь на обычных автомобилях, часто ловлю себя на мысли, что не помешал бы усилитель. А что говорить о слабом поле? один знакомый рассказывал, что после такого переоборудования его "ниву" забрала себе его дочь - настолько комфортно стало ездить.

Если с "нивой" все ясно, то, казалось бы, зачем усилитель на переднеприводных автомобилях? однако весь мир уже давно ставит их и на машины более малого класса, чем, например, "десятки". Волжский автозавод здесь тоже старается не отступать: есть лицензионное соглашение с той же фирмой zf на разработку рулевого механизма с гидроусилителем для автомобилей семейства "2110", и сейчас уже проведены две фазы испытаний по доводке конструкции. Для этого фирмой в свое время был поставлен на ваз и сейчас успешно используется стенд для определения характеристик и испытаний на долговечность таких механизмов.

Надежен ли электроусилитель?

если честно, многие сомневаются, впервые услышав про такой вариант усилителя, когда рулевой вал разрезается пополам для введения тоненького торсиончика и затем ставится червячный редуктор с моторчиком. Все, конечно, хорошо, но это там - у них, за "бугром". Как будет вращаться руль, если что-то случится с нашей неизвестно как работающей электрикой? ведь вроде известно, что червячный механизм - одностороннего действия, с очень большим передаточным отношением. Оказывается, все очень просто: во-первых, берется многозаходный червяк с не такой уж и большой передачей и хорошим покрытием как червяка, так и колеса, и получается, что можно осуществлять вращение в обоих направлениях. Результаты испытаний показали, что момент сопротивления вращению за червячное колесо составляет всего 1 н м - это значит, что вал можно запросто повернуть рукой, взявшись за шлицевую часть. А если закрепить рулевое колесо, то сопротивление практически не ощущается.

Во-вторых, торсиончик, который, собственно, является датчиком крутящего момента, и должен быть тоненьким, а значит, и чувствительным для моментального включения электродвигателя в нужную сторону, как только начинаем поворачивать руль. Если вдруг мощности усилителя не хватит, то через небольшой угол торсион разгружается специальным поводком - и крутите свой руль, сколько здоровья хватит. Ну и, в-третьих, о нашей электрике.

Оказывается, не перевелись еще богатыри на земле российской, есть и у нас заводы, в частности оборонные, способные сделать очень даже серьезные вещи. Так, в воронеже и махачкале совместно с вазом активно идут работы по разработке и доводке таких электроусилителей для комплектации как перспективных автомобилей ba3-2123 и -1118, так и существующих ваз-2110 и -21213. Такой большой модельный ряд объясняется просто: электрическое решение легче, компактнее, гибче и оставляет конструкторам значительную свободу выбора, а именно в каком месте рулевой колонки разместить компактный модуль. Система отличается удобствами при техническом обслуживании и отсутствием неэкологичных материалов (масел), а также коротким временем сборки и установки. В последнем мне удалось убедиться лично - присутствовал при монтаже усилителя на ва3-2110: вместо штатного рулевого вала к карданному шарниру у рулевого механизма присоединили рулевую колонку с электроусилителем, корпус которого через переходной кронштейн закрепили на усилителе щитка передка. Усилитель этот установили снизу щитка (просверлив дополнительно пару отверстий). Панель приборов немного доработали. Протянули провода, подключили датчики и прочую электронику. Поставили и кнопку управления, на которой светодиоды сигнализируют о нормальной работе устройства.

Отличия моделей усилителя заключаются только в разной конструкции кронштейнов крепления и, конечно, в самих "мозгах" - электронном блоке управления. Это довольно-таки умный блок, способный держать в памяти различные характеристики и обрабатывать одновременно целую кучу параметров: скорость автомобиля, заведен ли двигатель, с какой скоростью мы вращаем руль, но самое главное - он четко следит, с какой силой это делаем. Ибо основное требование - не более нескольких килограммов. Все остальное за вас должен делать усилитель. Но чтобы усилитель, не дай бог, не стал и рулить за вас, его тщательно проверяют на долговечность и прочность, морозят и греют в климатических камерах. Но самое важное - испытывают на управляемость и устойчивость. Кстати, были и сравнения с иномарками: данные испытаний "рено твинго", тоже с электроусилителем руля, показали результаты, схожие с нашими. И только после всех доработок и настроек каждому усилителю будет выдан сертификат для установки на конкретный вид автомобиля - с рулевым управлением шутки плохи. Ну а нам остается только ждать, когда все эти новшества дойдут и до широкого потребителя.

Общие данные по электроусилителям.

Назначение:

- уменьшение управляющего усилия на рулевом колесе;

- активный возврат управляемых колес;

- защита от ударов, приходящих от колес.

Состав:

- электродвигатель;

- редуктор червячный трехзаходный с небольшим передаточным числом; - датчик крутящего момента - торсионный вал;

- датчик угла поворота рулевого колеса;

- электронный блок управления;

- силовое реле;

- разъемы для подключения.

Энергопотребление:

- гидравлический усилитель рулевого управления увеличивает расход топлива на 8%;

- электрогидравлический усилитель - на 2%;

- электрический усилитель (потребление тока при номинальном моменте - не более 22 а, максимально - 50 а) - на 0,5%.

Долговечность:

150 тыс. Км или 6400 часов эксплуатации.

Алгоритм работы блока управления. Перед тем как рассчитать необходимое дополнительное усилие, прикладываемое для поворота колес и, соответственно, регулирования мощности электродвигателя, блок управления обрабатывает поступающую информацию с датчиков по определенным зависимостям. Это как жесткие функциональные характеристики, так и адаптивные, которые изменяются при движении.

По первым характеристикам обрабатываются данные:

- обороты двигателя - на заглушенном автомобиле усилитель будет отключен, чтобы не разрядить аккумулятор;

- скорость автомобиля - это нужно для того, чтобы с возрастанием скорости уменьшить усилие, так как на высокой скорости опасно сильно крутить баранку;

- скорость вращения руля - чем быстрее крутишь руль, тем больше надо усиливать;

- угол поворота руля - в конце хода руля необходимо уменьшить усилие для предотвращения удара об упор рейки;

- режим управления - назначается самим водителем в зависимости от дороги и стиля вождения. Понятно, что на льду лучше поворачивать потихоньку, чтобы наш усилитель не рванул куда-нибудь в сторону.

По адаптивным характеристикам:

- изменение момента на руле - по заданию усилитель должен поддерживать силу на руле не выше нескольких килограммов на радиусе рулевого колеса. Кстати говоря, это основное требование к усилителям;

- при необходимости - активный самовозврат колес в прямолинейное положение при отпускании руля после выполнения маневра;

- определение скорости возврата руля - для гашения колебаний при проезде препятствия одним колесом.

Владимир аксенов ("семь верст").