Устройство электрических рулевых реек. | Автопрактик

Современные электрические рейки руля постепенно заменяют гидравлические. По аналогии с другими техническими новинками помимо преимуществ у них имеются и недостатки, постепенно устраняемые изготовителем по мере выхода детали в массовое производство.

Главные плюсы и минусы электрореек

• Отсутствие переходников, шлангов, иных элементов гидравлики, подверженных естественному изнашиванию.
• Система работает без гидравлической жидкости, требующей постоянно заправки.
• Устройство электрических рулевых реек обеспечивает узлу меньший вес.
• Процесс рулевого управления подлежит автоматизации, например, при выполнении парковочных маневров.
• Ускорение ремонта и обслуживания.

В ходе разработки и изготовления рулевых электрореек выявляется комплекс проблем, относящихся к минусам данного элемента управления:

• Участившиеся отказы электрооборудования из-за повышенной сложности электронного управления.
• Более трудная оптимизация обратной связи рулевого управления в электроусилителе руля.
• Усложнение кинетической схемы рулевого управления из-за присутствия дополнительного редуктора на электроприводе, что также повышает риск отказов, усложняет ремонт электрической рулевой рейки.
• Электропривод усилителя руля постоянно испытывает нагрузки при движении авто, работает прерывисто, что становится причиной появления экстратоков, повышающих износ электромотора.

В момент включения зажигания автомобиля система электроусилителя руля, в центре которой находится управляющий блок, начинает самодиагностику. Блок управления проводит опрос сенсоров и исполнительных устройств системы, при обнаружении неполадки ошибка выводится на панель приборов. Стандартные сообщения об ошибке электроусилителя руля представлены в виде пиктограммы руля.

Приведение руля в среднее положение, отвечающее нулевому углу поворота, электропривод рулевого электроусилителя остается без управляющего напряжения, поэтому он не двигается. При смещении руля в одну из сторон для маневра датчики углового смещения поворотов передают сведения об этом в управляющий блок, где информация обрабатывается, повышаются управляющие токи, направляемые на ключевой исполнительный механизм – электропривод.

В свою очередь эта деталь оказывает поддержку в перемещении рулевой рейки в нужном направлении. Когда руль возвращается на место после окончания маневра ЭУР обеспечивает возвращение рулевого колеса в нейтральное состояние.

На современных авто устанавливается две системы ЭУР, различных по конструкции:

• электропривод помещен на рулевую стойку;
• электропривод находится на рейке.

Со временем применение электрореек расширяется. С учетом способа, которым происходит передача усилия от электропривода, устройства делятся на:

• прямоприводные (встречаются на Lexus);
• со вспомогательной шестерней;
• параллельноприводные.

Электропривод представлен обособленным узлом либо конструкционной частью рейки.

Принципы работы электрореек включают использование показаний различных сенсоров:

• углового размещения, расположения руля;
• коленвала;
• частоты поворота колес;
• скорости авто;
• крутящего момента.

Ряд названных датчиков относится к прочим системам: ABS, ЭБУ двигателя. Для связи с ними применяется CAN-шина. Все это делает работу системы ЭУР сложнее, что также провоцирует сбои в работе.

Какие бывают рейки с электроусилителем

Основные варианты конструкций:

• С дополнительной шестеренкой. Электропривод ЭУР оснащается червячной передачей, обеспечивающей вращение шестеренки, аналогичной то, что присутствует на вале руля. Работа электропривода дублирует рулевой. Электродвигатель привода монтируется на рейку руля в отдельном корпусе. При необходимости выполнить ремонт это также удобно: не нужно снимать рейку в сборе, можно демонтировать с нее электропривод ЭУР и выполнить его обособленное обслуживание.
• С параллельным приводом. Электропривод передает вращение на пару «винт-гайка» через ременную передачу. На штоке одновременно присутствует резьба и зубья.
• С прямым приводом. Конструкция такого типа предполагает наличие общего корпуса для рейки и электропривода ЭУР. Преимущества строения заключаются в меньшем количестве деталей, что одновременно выступает минусом – в случае поломки электропривода ЭУР придется выполнять замену корпуса реечного механизма целиком, что обойдется недешево. В остальном прямой привод по конструкции не отличается от реек с параллельным приводом: крутящий момент передается через пару «винт-гайка».

В числе конструктивных особенностей РР с ЭУР – территориальное размещение электронных управляющих блоков ЭУР. С позиции обеспечения максимальной защиты электроники более рациональным будет размещение ЭБУ на удалении от рейки, эксплуатируемой в условиях повышенных нагрузок, при сильном загрязнении, с риском попадания влаги и механических повреждений.

Азиатские производители делают именно так. От электропривода и сенсоров ЭУР отходят длинные шлейфы кабелей, при этом сама электроника находится под защитой от механических и климатических воздействий. Европейские автоконцерны, ориентируясь на качество автодорог в регионе, устанавливают управляющий блок рядом с рейкой, делая электропроводку минимальной. Оба варианта обладают своими плюсами и минусами. В ремонте европейский вариант проще поддается восстановлению.

Причины неполадок электрореек, способы устранения

Основные причины неисправности электрических рулевых реек заключаются в следующем:

• остановка работы электропривода по причине износа, загрязнение рабочих узлов, попадание внутрь влаги;
• отказ электроники, управляющего блока;
• неисправности электропроводки, предохранителей;
• прерывание связи по CAN-шине;
• неполадки датчиков системы ЭКР;
• механическое изнашивание реечного механизма под воздействием попавшей внутрь пыли, влаги, изношенности пыльников.

Для точной определения типа неполадок реечного механизма (электроника либо механика), требуется проведение диагностики. Манипуляции проводятся в два этапа. На первом система ЭУР подвергается компьютерной проверке, рейка не демонтируется. Работы проводятся с помощью мультисистемных либо дилерских сканеров в зависимости от модели ТС. Если компьютерная диагностика на первом этапе не смогла определить характер неполадки, либо у неисправности механическая причина, переходят ко второму этапу диагностики.

Перед второй стадией выполняется демонтаж электрорейки. После этого механизм размещается на специальном стенде.

Нетипичная работа ЭУР

На наличии механических неполадок могут указывать следующие признаки:

• Заклинивает руль, «закусывается» пара. Неисправность такого типа возникает при попадании под поврежденный или треснувший пыльник влаги и грязи. Вода провоцирует развитие коррозии, под действием которой меняются геометрические размеры механизма. Из-за пыли буквально стираются зубья. При смеси пыли и воды получается абразивный состав, значительно ускоряющий износ механизмов. Если воздействие такой среды будет продолжительным, присутствующая в механизме смазка полностью утрачивает свои качества. Износ становится заметен невооруженным глазом.
• Сокращение эффекта усиления (возрастает усилие на руле) в системах с рейками с параллельным приводом появляется от проникновения влаги в область ременной передачи. Это приводит к сильному изнашиванию ремня и необходимости его замены.
• Сильные механические шумы, гул появляются из-за износа подшипников электропривода. При такой проблеме требуется демонтаж электродвигателя, проведение тестов под нагрузкой, а в ситуации, когда точно будет установлено, что шум вызывает электромотор привода, выполняются регламентные работы, включая замену подшипников.
• Нетипичное поведение системы ЭУР. Неполадки такого рода проявляют себя в виде барьера для вращения руля в нужном направлении, либо, напротив, при малых углах поворота руль начинает сильно уводить в сторону поворота. Данный эффект наблюдается при поломке ЭБУ или одного из датчиков системы. Ключевым сенсором считается датчик крутящего момента. С учетом важности рулевого управления в системе безопасности авто, производители продумали аварийную работу электронного управления ЭУР при отказе одного из датчиков. Если такое происходит, электроника принимает в расчет данные с других датчиков. Если поломка случается в самом блоке, ремонт приобретает сложный характер. В большинстве случаев выполняется замена всего блока управления ЭУР, так как выполнение прошивки или использование специальных программирующих устройств в рамках услуг автосервиса не предусмотрено. С этой целью необходимо обращаться в специализированные организации или лаборатории.
• Значительное изнашивание штока. При таком раскладе повреждения резьбы и зубьев вызывают ощутимые биения руля. Решением проблемы становится замена штока на новую деталь, так как изношенная не подлежит восстановлению.

Адаптация системы электрорейки

После ремонта электрорулевой рейки и монтажа работающей детали на авто требуется провести ее адаптацию на машине. Это обязательная процедура, игнорирование которой приводит к негативным последствиям:

• на панели приборов останется включенным индикатор неисправности ЭУР;
• при совершении поворотных маневров на предельных оборотах система усилителя не будет их уменьшать, что приведет к разрушению механизма;
• автомобиль не будет двигаться по прямой при нейтральном положении руля.

Для адаптации рулевого управления необходимо провести компьютерную диагностику всех систем машины. После этого удаляют все обнаруженные ошибки. Если найденные ошибки по ABS не подлежат удалению, высока вероятность неудачной адаптации рулевого управления, так как ЭУР работает с сигналами сенсоров вращения колес, установленных в системе ABS. По указаниям диагностического сканера руль поворачивается в крайние положения. По завершении адаптации выполняется пробный заезд.

Рекомендации по использованию авто с электрорейками руля

В начале каждого сезона использования ТС следует выполнять тщательный осмотр рулевой рейки с проверкой целостности пыльников, элементов корпуса, контролировать качество крепежных деталей.

При появлении первых сообщений о неполадках системы ЭУР требуется как можно быстрее провести ее компьютерную диагностику. Обнаруженные на ранней стадии причины неполадок существенно сокращают стоимость ремонта. Не исключено, что будет достаточно провести простую профилактику.

Не стоит нагружать электрорейку, заставлять ее работать на пределе возможностей. Без острой надобности не нужно резко выворачивать руль в крайние положения.

Если машина попала в яму, выбоину на большой скорости, а также после ДТП следует проверить на работоспособность электроусилитель руля. Не исключается повреждение в процессе пыльников, рулевой стойки. О таких неполадках лучше узнавать заранее, не дожидаясь их проявления.

Помните, что надежность рулевого управления является залогом безопасности водителя и пассажиров в салоне ТС.