Системы рулевого управления, устанавливаемые на автомобили, можно условно разделить на три типа: (1) Механические гидравлические системы рулевого управления; (2) Электрогидравлические системы рулевого управления; (3) Электрические системы рулевого управления.

Я. Электроусилитель рулевого управления (ЭУС)

1. Полное английское название — Electronic Power Steering, сокращенно EPS. Оно использует энергию, вырабатываемую электродвигателем, для помощи водителю при управлении рулем. Хотя конструктивные компоненты различаются в зависимости от автомобиля, базовая структура EPS в значительной степени схожа. Обычно она включает в себя датчик крутящего момента (рулевого управления), электронный блок управления, электродвигатель, редуктор, механический рулевой механизм и аккумуляторную батарею.

2. Основной принцип работы: Во время маневрирования рулевым управлением датчик крутящего момента (рулевого управления) определяет приложенный к рулевому колесу крутящий момент и предполагаемое направление вращения. Эти сигналы передаются по шине данных в электронный блок управления. На основе входных данных, таких как приложенный крутящий момент и предполагаемый угол поворота руля, ЭБУ выдает команды управления контроллеру двигателя. Затем двигатель генерирует соответствующий противодействующий крутящий момент для облегчения рулевого управления. Когда рулевое управление не осуществляется, система остается неактивной в режиме ожидания, ожидая активации. Благодаря особенностям работы электроусилителя рулевого управления водители обычно ощущают улучшенную управляемость и большую устойчивость на высоких скоростях, что часто описывается как «рулевое управление, которое не кажется расхлябанным или нечетким». Кроме того, его неработающий режим во время простоя рулевого управления способствует экономии энергии. Этот тип системы усилителя рулевого управления широко используется в автомобилях премиум-класса.

По сравнению с механическими гидравлическими системами рулевого управления, электроусилитель рулевого управления требует только электричества и исключает множество компонентов. Он избавляет от масляного насоса, маслопроводов, клапанов регулирования давления/расхода, резервуара и других элементов гидравлической системы. Это приводит к уменьшению количества деталей, упрощению компоновки и снижению веса.

Кроме того, это исключает паразитные потери и потери из-за утечек жидкости. В результате электроусилитель руля обеспечивает экономию энергии примерно на 80% в различных условиях движения, повышая эксплуатационные характеристики автомобиля. Следовательно, он получил широкое распространение в последние годы и представляет собой будущее развития систем гидроусилителя руля.

Некоторые автомобили, позиционируемые как оснащенные электроусилителем руля, на самом деле не используют чисто электрическую систему; им по-прежнему требуется гидравлическая система, хотя и питаемая от электродвигателя. В традиционных гидравлических системах усилителя руля масляный насос приводится в движение двигателем.

Для обеспечения легкого рулевого управления во время стоянки или маневрирования на низкой скорости рабочий объем насоса определяется расходом на холостом ходу двигателя. Однако, поскольку транспортные средства большую часть времени движутся со скоростью выше холостого хода и по прямой, большая часть выходного потока масляного насоса должна возвращаться в резервуар через регулирующие клапаны, что приводит к значительным паразитным потерям.

Для уменьшения этих потерь используется масляный насос с электроприводом. При движении по прямой двигатель работает на низкой скорости, а при поворотах руля — на высокой. Регулируя скорость вращения двигателя, можно изменять расход и давление масляного насоса, тем самым уменьшая паразитные потери.

II. Механические гидравлические системы рулевого управления

1. Механические гидравлические системы рулевого управления обычно включают в себя гидравлический насос, маслопроводы, корпус клапана регулирования давления и расхода, клиноременную передачу, резервуар и другие компоненты.

2. Эта система работает непрерывно независимо от поворота руля. При резких поворотах на низких скоростях гидравлический насос должен подавать большую мощность для обеспечения существенной помощи, что в некоторой степени приводит к растрате ресурсов. Рассмотрим такой пример: при управлении такими автомобилями, особенно при поворотах на низких скоростях, рулевое управление кажется тяжелым, а двигатель заметно работает с перегрузкой. Более того, высокое давление, создаваемое гидравлическим насосом, может легко повредить систему гидроусилителя руля. Кроме того, механические гидравлические системы гидроусилителя руля включают в себя гидравлические насосы, трубопроводы и цилиндры. Для поддержания давления система остается активной независимо от потребности в помощи рулевого управления, что приводит к большему потреблению энергии – еще одному фактору, способствующему расходу ресурсов. Такие системы часто встречаются в седанах эконом-класса.

III. Электронно-управляемая гидравлическая система рулевого управления

1. Основные компоненты: резервуар, блок управления гидроусилителем руля, электронасос, рулевой механизм, датчик гидроусилителя руля и т. д., при этом блок управления гидроусилителем руля и электронасос образуют единый узел.

2. Принцип работы: Электронная гидравлическая система рулевого управления преодолевает недостатки традиционных гидравлических систем. Ее гидравлический насос больше не приводится в движение непосредственно приводным ремнем двигателя, а вместо этого использует электрический насос. Все рабочие состояния определяются электронным блоком управления, который рассчитывает оптимальные условия на основе таких сигналов, как скорость автомобиля и угол поворота руля. Проще говоря, при поворотах на низкой скорости и большом угле поворота ЭБУ приводит в действие электрический гидравлический насос на высокой скорости, обеспечивая большую мощность и снижая усилие на руле для водителя. На высоких скоростях блок управления гидравлической системой работает с электрическим насосом на более низких скоростях, экономя мощность двигателя без ущерба для отзывчивости рулевого управления на высоких скоростях.