Главная
Статьи
Форум

Электроусилитель-2 (ТАЗ)


   ПОЧЕМУ ЭЛЕКТРО. Усилитель рулевого управления на современных автомобилях - вещь необходимая. Как для удобства и комфорта водителя, так и для безопасности. Но какой из усилителей предпочесть - гидравлический или электрический? Как ни странно, особых споров на эту тему у инженеров до недавнего времени не возникало. Использовать жидкость в свое время оказалось проще и, не заставив себя ждать, гидроусилитель занял прочные позиции в автомобиле. Но время шло, взгляды на конструкцию машин менялись, и старина ГУР многих перестал устраивать. Он не обеспечивает столь гибкого управления, как хотелось бы сегодня инженерам, не всегда оставляет водителю нормальную обратную связь, а временами еще и просит обслуживания. К тому же его насос работает постоянно, отнимая 5-7% мощности двигателя. В общем, перед ГУРом замаячила перспектива отправиться на заслуженный отдых. А поскольку свято место пусто не бывает, заявил о себе электроусилитель рулевого управления - ЭУР.
   Дополнительный толчок для развития электроусилителей дала бортовая электроника автомобиля. Ведь такими устройствами можно гибко управлять, меняя усиление в зависимости от любых факторов, вплоть до скорости бокового ветра, если она известна. Управлять силой тока проще, чем производительностью механически связанного с двигателем насоса. Но чтобы использовать достоинства ЭУРа в полной мере, приходится над ним поколдовать.
   "АВИААГРЕГАТ" - "НИВЕ". Отрадно, что техническая мода на этот раз не обошла нашу страну. Несколько лет назад за совместную разработку ЭУРа для новой "Нивы" ВАЗ-2123 взялись махачкалинский завод "Авиаагрегат", новочеркасский НПП "Эметрон" и, собственно, АвтоВАЗ (см. также ЗР, 2000, № 2). Задача первого - отработать конструкцию и подготовить серийное производство, второго - создать мозг электроусилителя и рассчитать сверхнеобычный электродвигатель, а третьего - заказчика - выдать двум первым задания и оценивать, что у них получается, периодически проводя испытания. Сегодня, три года спустя, можно уже сказать: электроусилитель для новой "Нивы" готов. Отрабатываются компоновочные варианты установки ЭУРа на "десятку" и "Калину", но это перспектива - о ней позже. А сейчас заглянем в недра непривычного для нас устройства.
   "НОУ-ХАУ". Для совместимости с любым типом рулевого механизма ЭУР нужно вмонтировать в рулевую колонку, значит, он должен разместиться внутри салона. Это ограничивает его габариты, допустимый уровень шума и электромагнитных помех. Необходимо также гарантировать, что любые теоретически возможные замыкания или пробои не приведут к пагубным последствиям. Иначе говоря, устройство немыслимо без постоянной самодиагностики. Наконец, есть еще два требования, наиболее жестких: хорошая обратная связь (чувство дороги у водителя) и внушительный момент 35 Н.м, который должен выдавать усилитель вседорожника.
   Исходя из всего этого, конструкторы пришли к решению: электродвигатель ЭУРа должен быть бесщеточным. В противном случае, высокий крутящий момент (а значит, и большой ток) потребует массивного щеточного узла со значительным внутренним трением, и водителю будет казаться, что невидимая рука постоянно держит руль, мешая его вращению и возврату "в ноль". Кроме того, традиционные обмотки на роторе электродвигателя при большом токе и малых габаритах неизбежно приведут к его перегреву.
   К сожалению, наиболее распространенный бесщеточный двигатель - вентильный, с несколькими постоянными магнитами на роторе - здесь не подходит. Подбор мощных магнитов, способных обеспечить неравномерность момента в пределах 2% (таковы требования ВАЗа) - в массовом производстве задача трудновыполнимая. Пришлось остановиться на реактивно-индукторном двигателе - сверхсовременном, но при этом и сверхсложном. По сути, это шаговый двигатель: без умного блока управления он способен провернуть ротор лишь на небольшой угол, а дальше... компьютер должен проанализировать положение ротора, изменить "фазу" в обмотках статора и заставить мотор повернуться еще на один шаг. Тут, как понимаете, обеспечить равномерность еще сложнее. Правда, сложность эта уже не технологическая, а конструкторская: сложное чередование фаз, хитрая геометрия ротора (хорошо видна вблизи), непростая программа управления. Справиться с этим сегодня смогли инженеры из Новочеркасска - работы в этой области они начали одними из первых не только в стране, в мире.
   Необычным электродвигателем "ноу-хау", нашедшие место в небольшом агрегате, не ограничиваются. Еще одно достижение, использованное в ЭУРе, - уже технологическое - шлифованный трехзаходный эвольвентный червяк. Только он, обладая большим передаточным отношением (18,3) и малыми размерами, может обеспечить заложенный ресурс 180 тыс. км и минимальные потери на трение в червячной паре. Технологического оборудования, способного обрабатывать такой червяк, в стране не нашлось. Инженеры махачкалинского "Авиаагрегата" приспособили для этого... токарно-затыловочный станок - говорят, не впервые.
   Теперь о мозге электроусилителя. Он работает не только на то, чтобы вовремя чередовать фазы на обмотках двигателя. Встроенная система самодиагностики постоянно контролирует состояние агрегата, анализируя сигналы датчиков и отслеживая температуру электродвигателя. Почувствует, что устройство неисправно - отключит. При подключении к приборам диагностики на СТО компьютер усилителя сможет выдать один из 32 (!) кодов неисправности. В режиме штатной работы система управления ЭУРа запрашивает у автомобиля скорость движения, обороты двигателя и сигнал с замка зажигания. Самостоятельно определяет усилие на руле и его положение. Суммируя накопленную информацию, умный электроусилитель помогает водителю крутить баранку, точно дозируя степень своего вмешательства.
   НА БЛАГО ВОВРЕД. Для начала массового производства, понятное дело, необходим стартовый капитал. С большим трудом заводу удалось его накопить за счет реализации другой автомобильной продукции - насосов и домкратов, идущих на комплектацию вазовских машин. Вырученных средств на первый этап освоения производства хватит. А дальше... завод выиграл тендер правительства России на инвестиции в экономически выигрышные проекты. Выделенных 25 млн. руб. было бы достаточно, чтобы за первые три года создать пять тысяч рабочих мест и принести в бюджеты всех уровней около 300 млн. руб. Но до завода деньги, как это сегодня случается на Руси, не дошли. Видимо, кто-то из чиновников решил использовать средства "на благо" родного края, тем самым беспощадно обкрадывая его. Завод, конечно, найдет выход, но время, время...
   Трехопорный ротор в сборе. За черным диском с прорезями следят три оптических датчика, получая информацию о положении ротора.

По материалам сайта www.zr.ru



Более 2000 руководств
по ремонту и техническому обслуживанию
автомобилей различных марок
 









Рейтинг@Mail.ru