Электромеханический усилитель рулевого управления – устройство и диагностика
Электроусилитель руля (ЭУР или ЭМУРУ) 11186-3450008: 1 — вал рулевого управления, 2 — электродвигатель, 3 — электронный блок управления, 4 — датчик крутящего момента, 5 — датчик положения ротора
В электромеханических усилителях рулевого управления , необходимое компенсационное усилие создается за счет электродвигателя. В общем случае ЭУРсостоит из следующих основных компонентов:
– рулевой вал с торсионным приводом;
– электронный блок управления (ЭБУ);
– датчик крутящего момента;
– датчик положения ротора.
ЭУР устанавливается на рулевом валу, части которого соединены между собой торсионным валом с установленным на нем датчиком крутящего момента. При вращении руля происходит скручивание торсионного вала, которое и регистрируется датчиком крутящего момента. Далее информация с этого датчика поступает в ЭБУ, который вычисляет необходимое компенсационное усилие (с учетом показаний датчика скорости автомобиля), подаваемое на рулевой вал входящим в состав ЭУР электродвигателем. В общем случае ЭУР может располагаться как на рулевой колонке, так и на рулевой рейке. В последнем случае снижается нагрузка на рулевой вал и его сочленения.
Преимуществами ЭУР относительно ГУР являются простота конструкции и компактность механизма. При этом ЭУР активируется только при вращении руля, тогда как насос ГУР работает постоянно, создавая дополнительную нагрузку на двигатель и, соответственно, увеличивая расход топлива. Также ЭУР отличается гибкостью настройки, позволяя за счет изменения управляющей программы менять ощущения от рулевого управления. К плюсам ГУР можно отнести „честную» обратную связь и устойчивость к высоким нагрузкам, что позволяет применять его на внедорожниках, грузовиках и другой тяжелой технике, тогда как ЭУР обычно устанавливается на легковых автомобилях.
В автомобиле LADA KALINA электроусилитель размещен на рулевой колонке. Входящий в состав ЭУР бесколлекторный электродвигатель подключен к рулевому валу через редуктор. Питание электродвигателя ЭУР осуществляется от бортовой сети автомобиля. Э УР сохраняет работоспособность при изменении напряжения бортовой сети в диапазоне 10,8 – 15 В. Номинальное напряжение питания ЭУР равно 13,5 В, для момента нагрузки 35 Нм максимальный потребляемый ток не превышает 50 А.
Рис. 2. Схема электрических соединений электроусилителя руля 11186-3450008
Таблица 1. Назначение выводов разъёмов электроусилителя
Максимальный компенсирующий момент на рулевом валу может достигать 30 Нм, ЭУР обеспечивает такой момент на стоящем автомобиле, с увеличением скорости движения компенсирующий момент пропорционально снижается. Исходными данными для системы управления электродвигателем является информация о моменте на рулевом валу, положении ротора и скорости движения автомобиля, получаемая с соответствующих датчиков.
Для ЭУР 11186-3450008 предусмотрено 4 режима работы: «Самотестирование», «Готовность», «Компенсация», «Отказ». Для индикации состояния ЭУР на приборной панели автомобиля имеется индикатор состояния (рис. 3).
Рис. 3. Расположение индикатора состояния ЭУР
При включении зажигания автомобиля ЭУР переходит в режим «Самотестирование», в котором выполняется проверка исправности системы. Если в процессе самотестирования выявлены неисправности (отрицательный результат самотестирования), ЭУР переход в режим «Отказ», при этом в память блока управления ЭУР заносится код неисправности (см. таблицу 2).
Таблица 2. Коды ошибок ЭБУ электроусилителя
Если неисправности не выявлены (положительный результат самотестирования), система переходит в режим «Готовность» или «Компенсация». Также режим «Самотестирование» периодически активируется в процессе работы системы.
Режим «Готовность» активируется на незапущенном двигателе после включения зажигания автомобиля, при условии положительного результата самотестирования. Отсутствие запуска двигателя определяется по сигналу от тахометра. В режиме «Готовность» индикатор работы ЭУР на приборной панели горит постоянно. Компенсирующий момент на рулевом валу не обеспечивается.
Переход ЭУР в режим «Компенсация» осуществляется из режима «Готовность» при условии, что напряжение бортовой сети автомобиля не ниже 10,8 В, а обороты коленчатого вала превышают 600 об/мин. При переходе в режим «Компенсация» индикатор панели приборов выключается. В случае если напряжение бортовой сети снижается до 10,3±0,2 В и/или обороты двигателя составляют менее 350 об/мин, ЭУР переходит в режим «Готовность». Для ЭУР режим «Компенсация» является основным рабочим режимом, в котором он компенсирует часть момента на рулевом валу.
В режиме «Отказ» индикатор ЭУР горит постоянно, независимо от оборотов двигателя. Для считывания кодов неисправностей можно использовать диагностический сканер ДСТ-2М с картриджем ВАЗ-ИЖ, программное обеспечение МТ-10 или любое другое, поддерживающее работу с ЭБУ данного ЭУР. Кроме того, с помощью средств диагностики можно получить дополнительную информацию о состоянии ЭУР, приведенную в таблице 3.
Таблица 3. Параметры ЭБУ электроусилителя
Также возможно считывание кода ошибки без диагностического сканера. Перевод ЭУР 11186-3450008 в режим индикации неисправности выполняется следующим образом:
2. Замыкают контакты 6 и 7 разъема Х2 (выход «L-линия» и «общий»).
3. Включают зажигание и считывают код неисправности, подсчитывая количество миганий лампы диагностики, при этом необходимо учитывать, что ЭУР индицирует двухзначные коды сокращенного перечня неисправностей (см. таблицу 4). При подсчете количества миганий контрольной лампы следует учитывать, что длительность начальной паузы составляет 2 с, длительность паузы между сигналами — 0,5 с, длительность паузы между кодами — 2 с. Длинному сигналу соответствует включенная в течение 2 с лампа, короткому — включенная в течение 0,5 с лампа.
Таблица 4. Сокращенный список неисправностей электроусилителя руля
В случае если обнаружены ошибки, связанные с недостаточным напряжением бортовой сети или внешними датчиками (коды С1011, С1012,
С1013 и С1014, коды 12, 17, 19 сокращенного списка), следует проверить исправность соответствующих элементов и электрических цепей. Для сброса указанных ошибок ЭУР необходимо выключить и включить зажигание. При обнаружении внутренних ошибок ЭУР (коды С1021-С1080) необходимо выключить и включить зажигание, запустить двигатель и, вращая рулевое колесо, проверить работоспособность ЭУР, после чего провести пробный выезд на скорости до 40 км/ч. В случае если ЭУР все равно переходит в режим «Отказ», его заменяют.
Рекомендации производителя предусматривают только замену ЭУР в сборе, вариант ремонта ЭУР, связанный с его разборкой, не предусмотрен. В то же время в ряде случаев восстановить работоспособность ЭУР можно за счет пропайки ЭБУ и его соединений с датчиками крутящего момента и положения ротора. До выполнения вмешательства в ЭУР целесообразно считать коды ошибок, выяснив, какой именно датчик вызывает переход ЭУР в режим «Отказ».
Согласно имеющихся на тематических форумах рекомендаций стоит обратить внимание на паяные соединения оптронов датчика положения ротора, пайку проводов обмоток и исправность диодов датчика момента, реле, а также цепи обвязки процессора ЭБУ. Кроме того, следует убедиться в надежности подключения разъемов ЭУР.
Для получения доступа к датчику положения ротора:
1. Снимают кожух рулевой колонки.
2. Отключают идущие вдоль рулевой колонки жгуты проводов (от замка зажигания, выключатель указателей поворота и т.д.).
3. Откручивают 4 гайки крепления ЭУР и опускают его, в сборе с рулевым колесом, на водительское сиденье.
4. Отсоединяют колодки разъемов Х1, Х2, ХЗ от ЭУР.
5. Откручивают 3 винта, удерживающие крышку датчика положения ротора, и снимают ее (рис. 4).
Рис. 5. Плата датчика положения ротора
6. Откручивают 3 винта, удерживающие плату датчика положения ротора (рис. 5). При выполнении операции обращают внимание, через какой из винтов на плату датчика подведен «общий провод» автомобиля.
7. Снимают плату датчика и выполняют пайку находящихся на ней оптронов.
Сборка узла выполняется в обратном порядке.