Новости

Sep 16, 2023

Гидроусилитель руля: понимание динамики и диагностика

Двадцать пять лет назад, когда гидроусилитель руля вышел из строя, диагностировать систему было невозможно.

Двадцать пять лет назад, когда гидроусилитель руля вышел из строя, диагностировать систему было легко. Самой сложной для диагностики проблемой была «утренняя тошнота», от которой страдали некоторые автомобили, когда они были холодными. Сегодня внедрение чувствительного к скорости рулевого управления, электроусилителя рулевого управления и компьютерного управления сделало диагностику гидроусилителя рулевого управления более требовательной.

Существует два типа традиционных систем гидроусилителя рулевого управления. В первом типе используется гидравлический цилиндр, прикрепленный к тяге и шасси. К концу тяги прикреплен регулирующий клапан, заменяющий конец рулевой тяги, а привод клапана соединен коническим валом с рычагом шатуна.

Во втором типе используется гидроцилиндр, являющийся неотъемлемой частью рулевого механизма и соединенный с шариковой гайкой рециркуляции, расположенной на рулевом валу. Поворотный распределительный клапан соединен с торсионом, который является частью рулевого вала. Гидроцилиндр реечного рулевого механизма входит в состав реечного механизма, а распределительный клапан соединен торсионом с рулевым валом.

В каждом типе системы гидроусилителя рулевого управления насос подает жидкость к регулирующему клапану. Регулирующий клапан открывает поток под давлением к гидравлическому цилиндру и от него и реагирует непосредственно на входные сигналы от шатуна или рулевого вала. Приведение в действие регулирующего клапана основано на входном сигнале, предназначенном для более низких скоростей автомобиля, где помощь требуется больше всего. Такая конфигурация делает рулевое управление более чувствительным на высоких скоростях.

Изменение потока от насоса к цилиндру началось как метод снижения чувствительности к высокой скорости в 1980-х годах. Эта система управления называется электронной регулируемой диафрагмой (EVO). Клапан EVO установлен на выходе насоса гидроусилителя рулевого управления и использует электронный контроллер для создания изменений магнитного поля в своей электромагнитной катушке. Штифт клапана, прикрепленный к дроссельному клапану, входит в катушку соленоида, и магнитное поле, создаваемое катушкой соленоида, втягивает штифт в катушку. Это тянущее действие регулирует поток через клапан. Клапан и контроллер можно использовать с реечными и обычными системами.

Электронный контроллер изменяет магнитное поле в катушке соленоида, посылая на катушку напряжение с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Контроллер регулирует усилие на руле в зависимости от скорости автомобиля, поступающей на контроллер, и положения рулевого колеса. Входные данные о скорости автомобиля обычно поступают от модуля управления двигателем.

Положение рулевого колеса определяется датчиком скорости маховика (HWSS). HWSS измеряет скорость поворота рулевого колеса и выдает на контроллер переменный аналоговый сигнал напряжения. Сигнал будет меняться от высокого напряжения до низкого напряжения и возвращаться к высокому напряжению при повороте рулевого колеса на 180 градусов. Сочетание скорости автомобиля и скорости поворота рулевого колеса будет генерировать сигнал ШИМ от контроллера к катушке соленоида, изменяя величину помощи.

Во время парковочных маневров, когда скорость автомобиля не определяется, дроссельный клапан не имеет магнитного поля и обеспечивает высокий расход насоса при низком усилии на рулевом управлении. На скоростях шоссе магнитное поле регулирующего клапана дроссельной заслонки увеличивается, чтобы уменьшить поток пропорционально скорости автомобиля, чтобы добиться более высокого усилия рулевого управления и снизить чувствительность рулевого колеса.

Когда контроллер получает как входные данные о скорости автомобиля, так и входные данные HWSS, он увеличивает магнитное поле, чтобы уменьшить давление и поток, чтобы обеспечить меньшую помощь и увеличить усилие на рулевом управлении.

HWSS имеет четыре цепи делителя напряжения и «очиститель» для сенсорного колеса. Делители напряжения изготовлены из резистивного материала на пленке, питаемой от источника опорного напряжения 5 В и образующие четыре чувствительных элемента под углом 90 градусов. Стеклоочиститель имеет контакт, который опирается на резистивную пленку и передает выходной сигнал на контроллер. Сигнал колеблется от 0,5 до 4,5 вольт с точностью ±0,3 вольта.