Проще, но еще дороже: что ломается в рулевых рейках с ЭУР, и как их ремонтируют
Изучив самым доскональным образом все недостатки гидравлических усилителей рулевого управления, конструкторы со временем пришли к выводу, что дешевле и надежнее будет отдать «бразды правления» электрическим системам. Достоинств немало: это и отсутствие рабочей жидкости и трубок со шлангами, и меньшая масса всей системы… К тому же благодаря электронному управлению можно заставить руль вращаться самостоятельно, как, например, в системе с автоматической парковкой. Но у любой медали есть оборотная сторона: со временем выявился не меньший, а то и больший объем проблем, нежели в гидравлических системах. Об этих проблемах, а также о способах их устранения мы сегодня и поговорим.
Особенности работы
П еред тем, как начать разговор о типах электроусилителей и их характерных проблемах, скажем пару слов об алгоритме их работы. Сразу после пуска двигателя выполняется самодиагностика системы – подтверждается ее работоспособность. В нейтральном положении электромотор не работает: вся система находится в ожидании активных действий.
Как только вы начали вращать руль, сигнал от датчика угла поворота и крутящего момента поступает в ЭБУ, а тот в свою очередь дает команду электромотору, который облегчает вам жизнь. Причем характер работы электроусилителя будет разным в зависимости от скорости автомобиля: таким образом достигается прогрессивность работы ЭУР. Пройдя поворот и понемногу снимая усилие с руля, система вернет колеса в нейтральное положение.
Наверняка владельцы переднеприводных автомобилей с поперечным расположением двигателя замечали, как автомобиль при активном старте немного уводит в сторону. Обусловлено это разной длиной приводных валов с правой и левой сторон. Так вот, модели с электроусилителем могут еще и немного подруливать колеса, компенсируя тем самым увод. В целом усилие на рулевом колесе полностью под контролем ЭУРа – а потому именно на его совести та «пустота руля» и «искусственность усилия», о которой так часто говорят и на которую сетуют многочисленные журналисты.
Какими бывают электроусилители
Эти системы разделяют прежде всего по месту установки силового блока (электромотора): на рулевой колонке (почти под рулем) или на рулевой рейке. В первом случае рулевой механизм будет самым обычным, например, как в «восьмерке» или Nissan Micra, а во втором в конструкцию интегрирован электромотор или привод. Сегодня на практике мы рассмотрим более интересный вариант с усилителем на рейке.
На самом рулевом механизме электромотор может быть установлен по-разному – либо отдельно, либо являясь частью корпуса этого рулевого механизма. Различают также и тип привода штока рейки: дополнительной шестерней или подвижным соединением винт-гайка.
В последнем случае электромотор может передавать вращение через ременную передачу, либо привод может быть прямым (как в рейках Lexus GS).
Для понимания, когда же и на сколько нужно «помогать» водителю вращать руль, система использует данные с нескольких датчиков – это датчик крутящего момента на валу шестерни рулевого механизма, датчик положения рулевого колеса, датчик частоты вращения коленчатого вала и датчики скорости вращения колес. Единственным датчиком, который относится непосредственно к системе ЭУР, является датчик крутящего момента.
Подробнее об устройстве
Теперь рассмотрим три различных варианта конструкции: рулевые рейки с дополнительной шестерней, рейки с параллельным приводом и рейки с прямым приводом. Каждая из них имеет свои плюсы и минусы – сейчас мы обозначим, какие.
Рейки с дополнительной шестерней имеют в своем составе электромотор, который через червячную передачу вращает шестерню, очень похожую на ту, что мы вращаем через рулевой вал. На самой рейке же в этом случае имеются две насечки зубьев. В этой конструкции все неплохо – вот только потери на трение высоки: все-таки это червячная передача. При этой конструкции электромотор зачастую имеет свой собственный корпус.
Рейки с параллельным приводом – так называют механизм, в котором вращение от электромотора через ремень передается на гайку, или, если сказать точнее, на пару «винт-гайка».
Винтом здесь выступает шток с нарезанной резьбой с одной стороны и насечкой зубьев с другой.
Между гайкой и винтом заложены шарики, через которые передается вращение – они же выступают в роли подшипника. Работает это так: когда вы начинаете вращение рулевого колеса, приходит в действие электромотор, вращающий гайку в ту или иную сторону, помогая вам поворачивать руль.
Рейки с прямым приводом – третий вариант, в котором корпус рулевой рейки частично является корпусом электромотора, а шток рейки проходит внутри него. Вращение от электромотора передается через уже известную нам пару «винт-гайка».
Итак, это основные типы конструкций. Общение с мастером сервиса позволило нам выяснить еще одну немаловажную особенность: есть принципиальная разница между японскими и европейскими рейками. Японцы блок управления электроусилителем «прячут» подальше от самого рулевого механизма – в результате к электромотору тянется длинный шлейф проводов для управления, связи и диагностики. Европейцы же блок управления монтируют рядом с электромотором или прямо на нем.
Какой из подходов верный, сказать тяжело. В случае с «японцами», чтобы снять всю систему, необходимо вытянуть несколько метров проводки и найти сам блок управления – но блок в таком случае находится в безопасности. С европейской же рейкой не будет проблем в плане демонтажа: отсоединил два-три разъема, выкрутил пару болтов крепления – и все. Однако блок управления в такой схеме подвержен различным воздействиям извне.
Первичная диагностика
Первичная диагностика поступившего в сервисную зону автомобиля строится на данных, полученных от хозяина автомобиля: например, стук постоянный или только при вращении, закусывание руля, неравномерное усилие на рулевом колесе или его отсутствие. Основываясь на этом, рейку демонтируют и подключают к специальному стенду (у нас это MSG MS561) и считывают ошибки. С помощью стенда имитируют работу двигателя на различных режимах и более детально изучают работу рулевого механизма. Делается это, чтобы локализовать неисправность и понять, кроется ли проблема в «железе» или в электрике.
По порядку о проблемах
Сначала поговорим о механической части системы. Здесь все так же, как и с другими рейками: практически любая проблема связана с разрывом пыльников рейки и попаданием внутрь нее воды и грязи. Вода – это неизбежная коррозия, а грязь – чрезмерный износ трущихся поверхностей.
Износ боковой втулки – пожалуй, самое безобидное, что может случиться со штоком рейки. Вымывание смазочного материала из пары винт-гайка может привести к закусыванию в паре или даже заклиниванию рулевого механизма в одном положении.
В механизмах с параллельным приводом попадание влаги на ремень приводит к резкому возрастанию его износа и, в конечном итоге, разрыву. Резко возросшее усилие на руле – вот что ощущает водитель в таком случае.
Редко, но бывает так, что из-за влаги подшипник электромотора подвергается коррозии – тогда вы услышите неистовое завывание последнего при работе.
Износ в зубчатом зацеплении вала-шестерни и штока рейки – тоже потенциальная причина разрыва пыльника. Но здесь болезнь можно попытаться вылечить, поджав упор штока.
Справляясь у мастера о влиянии воды на электромотор, если привод прямой, мы узнали, что особых проблем с самим мотором быть не может – добротная изоляция проводов делает свое дело.
Разобравшись с механикой, переходим к «источнику силы» – электрической части. Потенциальных проблем здесь не так много, но почти все они связаны с солидными затратами.
Например, если электронный блок управления системой установлен на рейке, то он зачастую никак не защищен, потому прилетевший откуда-то камешек может разбить крышку блока. И даже если вы заметите это сразу же (что маловероятно), блок все равно придется отправить под замену. При этом, говоря «блок», мы имеем в виду всю рейку, потому как блоки отдельно не поставляют, и на данный момент осуществляются только скромные попытки ремонта этого элемента. Но все попытки разбиваются о неприступную стену отсутствия софта для программирования процессоров ЭБУ.
Выход из строя датчика крутящего момента – еще одна малоприятная ситуация на дороге. В этом случае ЭУР «не понимает», с какой частотой и усилием помогать вам вращать руль и в какую сторону.
Полностью усилитель не отключится, так как он «возьмет» данные датчика скорости и угла поворота рулевого колеса, но на щитке начнет светиться индикатор неисправности ЭУР. Более того, может случиться так, что вращать руль вам будет необходимо вправо, а электромотор будет «крутить» его влево.
Сами датчики могут быть аналоговыми или цифровыми, потому и проблемы у них соответствующие. Аналоговые «страдают» износом: проявляется это в различном усилии на руле или уводе механизма от центрального положения.
Цифровые, впрочем, также страдают от износа, но только не самого датчика, а шлейфа, который может банально перетереться.
Лечим рейку
Механические проблемы со штоком рейки не лечатся никак. Коррозия, чрезмерный износ резьбы или зубьев отправят вас за покупкой нового штока – ни шлифовка, ни какая-либо иная обработка здесь не предусмотрены. Если же со штоком все в порядке, а причиной стука стал износ боковой втулки или увеличенный зазор в зубчатом зацеплении, то втулку можно без проблем заменить, а зазор отрегулировать, подтянув упор штока (так же, как и в случае с гидравлическими усилителями). Собственно, каких-то других решений проблем по «железу» просто нет.
А вот с электрикой, как уже говорилось выше, куда ни глянь – всюду одни расстройства. Если считываемые ошибки связаны с неправильной эксплуатацией, то их можно попытаться удалить – но если это поломки… Тогда решения нехитры, но дороги. Судите сами: малейшая трещина в крышке блока – это в большинстве случаев замена всей рулевой рейки. Коррозия подшипника электромотора означает два пути решения проблемы: замена электромотора с блоком управления или опять-таки замена всей рейки в сборе. Кстати, замена в сборе – это вердикт любого официального дилера: завод-изготовитель обычно попросту не закладывает возможности ремонта и восстановления рулевого механизма с ЭУР.
А если привод прямой, и внутрь попала вода, то что тогда будет с электродвигателем? К счастью, ничего: его промоют бензином, высушат и снова отправят на службу. Касательно этого элемента ЭУР мастер вообще заметил, что еще ни разу не встречал проблем, связанных с выходом из строя мотора системы.
Поломка датчика крутящего момента лечится заменой датчика. Единственным утешением для конструкции с аналоговым датчиком может быть возможность небольшой корректировки (±1°) ЭУРа. Но если гнездо датчика разбито значительно, то корректировка уже не поможет.
Одной из самых распространенных причин выхода из строя датчика является повреждение пыльника, который установлен над ним. Он от постоянной влаги начинает гнить и в конце концов разрушается, отправляя датчик под замену – если такая возможность есть. Если ее нет, то… Вы, наверное, уже догадались: замена рейки в сборе. Но самое обидное, что может случиться, так это банальная поломка разъема на рейке, ведь в этом случае тоже ничего, кроме замены рейки в сборе, уже не поможет.
Если вам повезло, и рейку отремонтировали
По завершении работ рейку собирают и устанавливают на автомобиль.
После установки необходимо произвести инициализацию или адаптацию ЭУР. Действие это крайне важное, поскольку позволяет «научить» рейку видеть все датчики и крайние положения. Если этого не сделать, то электромотор будет крутить «до победного», в результате чего в конце хода шток с немалой силой ударится в упор. После же выполнения адаптации система за 5 градусов до крайнего положения резко снизит усилие, предохранив шток от удара.
Кстати, есть еще один небольшой плюс, связанный с адаптацией и самим принципом работы электрического усилителя. Если помните, в системах с гидроусилителем нельзя длительное время удерживать руль в крайнем положении – это чревато перегрузкой и поломкой насоса. А вот с правильно адаптированным ЭУР в любом положении все будет хорошо.
В завершение
Несмотря на кажущуюся простоту системы электроусилителя рулевого управления и фактическое отсутствие необходимости его обслуживать, стоит помнить, что это по-прежнему одна из самых важных систем автомобиля. Ведь ЭУР помогает контролировать направление движения – иначе говоря, делает передвижение подвластным вашей воле. Используя показания датчиков колес, двигателя, рулевого колеса, ЭУР требует к себе удвоенного внимания – поэтому при появлении малейших странностей в его работе не ждите «восстания машин», а отправляйтесь на диагностику.
Особая благодарность в подготовке материала и консультациях компании Мастер Сервис (MSG), контактные данные +7 (800) 350-99-23 (Москва), +380 (57) 738-33-08 (Харьков).
Ремонт электроусилителя руля и способы устранения ошибок на Ладе Приора
Технологии постоянно меняются, особенно в автомобилях. Независимо от того, связано это с функциями безопасности или модернизацией механических систем, каждый год всегда появляются новые вещи. Фактически, сейчас гораздо больше производителей автомобилей выпускают машины с системами EPS (рулевого управления с электронным усилителем), но большинство транспортных средств все еще используют гидравлические системы.
Преимущества ЭУР перед гидравликой
- Электроусилитель руля обеспечивает лучшую экономию топлива
Автомобили с системами EPS не имеют гидравлических насосов или поршней. Однако они поставляются с более упрощенным электродвигателем, предназначенным для усиления команд рулевого управления, подаваемых водителями. Этот метод снижает вес автомобиля. Кроме того, EPS не использует мощность двигателя, как гидравлика. В целом, система рулевого управления с электроусилителем более эффективна.
- Системы ЭУР требуют меньшего обслуживания
Очевидно, что автомобилям с гидроусилителем руля для работы необходима жидкость. У транспортных средств с EPS на один тип жидкости меньше. Автомобили с электрическими системами легче калибровать, они не требуют обслуживания и позволяют проводить функциональные испытания с помощью диагностической системы. Как правило, все, что требуется, – это небольшая настройка в программировании.
- Охрана окружающей среды
Электрогидравлические системы позволяют сэкономить до 75% энергии, потребляемой обычными системами рулевого управления с усилителем, в зависимости от рассматриваемого варианта. Системы с исключительно электрическим усилителем еще более эффективны и могут даже сэкономить до 90% энергии, потребляемой гидроусилителем.
Благодаря полному отказу от гидравлической жидкости системы EPS оказывают положительное воздействие на окружающую среду: снижение потребляемой энергии вносит значительный вклад в снижение расхода топлива и выбросов CO2.
Типы ЭУР в автомобилях
Благодаря своим широким преимуществам по сравнению с обычным рулевым управлением с гидроусилителем, все более популярными становятся электрогидравлические и электрические системы рулевого управления.
- Электрогидравлический усилитель
В электрогидравлической системе (EHPS) насос гидроусилителя рулевого управления с ременным приводом заменен электрогидравлическим насосом – мотонасосным агрегатом (MPU). Этот MPU объединяет электродвигатель, связанный с ним блок управления, шестеренчатый насос и компенсационный бак для жидкости – все в одном корпусе.
- Электроусилитель руля
Системы управления электроусилителем руля полностью обходятся без гидравлической жидкости. В них движение поддерживается электродвигателем.
- Электроусилитель руля на рулевой колонке
Представляет собой вариант, в котором дополнительный крутящий момент передается на вал через червячную передачу. Используется в небольших машинах, где мало места в моторном отсеке. Из-за места установки требования к сервоприводу значительно менее жесткие в отношении диапазона температур и герметичности по сравнению с условиями в моторном отсеке.
- Электроусилитель руля на рулевой рейке
Управление с электроусилителем и системой рулевой рейки/ременной передачи (EPS с ременным приводом) имеет более высокие характеристики. Эта система отличается точной отзывчивостью рулевого управления и мгновенной обратной связью с дорожным покрытием.
Частые неисправности электроусилителя руля и ремонт
Хороший диагностический прибор, сервисная информация, TSB и способы обновления калибровки важны для успешного ремонта автомобиля. Проблемы в системе EPS обычно сводятся к одной из трех причин: механические, проблемы с электричеством или скрытые, которые заставляют думать, что они связаны с рулевым управлением, хотя на самом деле вызваны другой системой или компонентом. И относительно просто выяснить, какая из трех вызывает неисправность.
Механические неисправности
Механические проблемы EPS проявляются в виде шума, вибрации или других физических проблем системы рулевого управления. Они варьируются от слегка раздражающих до совершенно пугающих, поэтому важно как можно быстрее определить их причину.
Если проблема механическая, ремонт электроусилителя руля приора очень похож на диагностику гидравлической системы. Вы должны отделить вспомогательную часть системы от реальных механических компонентов и посмотреть, изменится ли проблема или исчезнет. Для этого снимите дорожную нагрузку с компонентов рулевого управления и посмотрите, исчезнет ли шум. Механические проблемы все равно будут.
Однако помните, что легкий шум (гудение или тихое завывание) является нормальной рабочей характеристикой.
Если проблема в сборке рулевой колонки и заменены модуля, двигателя или того и другого вместе, ремонт электроусилителя руля приора потребует диагностический прибор, датчик момента и его калибровка, а также правильная настройка системы. Также обратите внимание, что процедуры калибровки датчика положения рулевого колеса и крутящего момента должны выполняться после регулировки. Жалобы на плохое или неравномерное «ощущение» центра или возвращение в центр также можно исправить, выполнив эти процедуры.
Электрические неисправности
Если не работает электроусилитель руля на приоре, проблемы могут проявляться не только в виде кодов неисправности и предупреждающих сообщений. Они могут привести к тому, что рулевое управление будет трудно функционировать или вообще не работать (например, если рулевая колонка перегрелась из-за чрезмерных поворотов от упора до упора – это действительно устанавливает код неисправности).
При проблемах ремонт эур приора лучше всего начать с основ. Самая простая проверка – напряжение аккумулятора. Если в систему поступает недостаточно мощности, невозможно обеспечить достаточный усилитель рулевого управления. Проверьте сигнал напряжения батареи на диагностическом приборе, а также проверьте напряжение на самой 12-вольтовой батарее.
И в соответствии с этим включите предохранитель EPS на 60 ампер в предварительную диагностическую проверку, особенно если автомобиль буксировался, и нет сохраненных кодов неисправности. На некоторых автомобилях предохранитель электроусилителя руля может перегореть.
Однако большинство проблем с электрическими системами устанавливают и сохраняют коды (DTC), поэтому ремонт электроусилителя руля приора рекомендует проверить их, текущие и архивные на ранних этапах диагностики. Если в памяти хранятся коды неисправности, внимательно проверьте соединения, особенно между двигателем EPS и PSCM, убедившись, что разъем не просто подключен, а фактически установлен, при этом не отключается сам по себе. И проверьте фиксацию контактов разъема, особенно если они отсоединялись несколько раз.
Соединения и проводка – хорошее место, чтобы проверить коды истории связи (U-коды). U-коды сложно диагностировать, поскольку они могут быть результатом проблем со связью из других модулей, а не в модуле, хранящем код. TSB могут стать настоящим помощником для U-кодов.
Также не забудьте проверить обновления калибровки на наличие проблем с EPS. Иногда единственные способы устранения проблемы ограничиваются перепрограммированием модуля, поэтому лучше выяснить это заранее.
Однако если не работает эур на приоре, а ваш диагноз указывает на модуль управления, имейте в виду, что в PSCM может потребоваться настройка данных трансмиссии, типа кузова, шин и размера колес, а датчик момента дополнительно калибровать, прежде чем транспортное средство будет работать правильно.
И последнее замечание о диагностике электрического EPS: если вам нужно отключить 12-вольтовую батарею, подождите не менее 25 секунд после выключения зажигания, прежде чем делать это, чтобы предотвратить потерю памяти модуля. Этот совет можно применить ко всем системам, а не только к EPS.
Скрытые проблемы
Проблемы с шумом рулевого управления и передней подвески – лязг, стук, грохот, треск, дрожь, вибрация – включают:
- отбойный бампер контактирует с верхним седлом пружины (на Cobalt и HHR);
- загрязнение шарового пальца тяги стабилизатора;
- РCM и TCM спорили друг с другом;
- расширительный бачок охлаждающей жидкости неправильно установлен на место;
- контакт между валом переднего стабилизатора и его втулками;
- задний нижний рычаг соприкасается с кузовом, потому что резиновая втулка выходит из стальной, особенно в местах, где зимой используется дорожная соль.
Легко подумать, что если не работает электроусилитель руля на приоре, то любая проблема с системой EPS (или любой другой электрической системой в этом отношении) будет вызвана сложным и дорогим компонентом, но часто это совсем не так.
Шумы подвески и компонентов на автомобилях с EPS можно локализовать таким же образом, как и на автомобилях без: ищите следы контакта на втулках (также тех, которые отсутствует или повреждены), изношенные, сломанные, поврежденные или отсутствующие детали и все свежие кузовные работы либо недавно замененные компоненты.
Как заменить электроусилитель руля на Приоре
Бывают случаи, что после выявления неисправности, ремонт эур невозможен, и остается только заменить его. Для такой процедуры идеально обратиться в мастерскую, но если такой возможности нет (например, полевые условия), то вы можете совершить осмотр приора своими руками, самостоятельно не только проверить состояние контактов, но и снять их, совершив после этого ремонт эур (схема подключения аналогичная).
- В первую очередь освободите его блок управления, сняв рулевое колесо с подушкой безопасности, кожух и выключатель зажигания.
- Возьмите головку «8» и снимите контактную группу с вала.
- От серого блока управления эур приора отсоедините всю проводку (внимание, вилки проводов имеют отдельные замки, постарайтесь не повредить их при снятии!).
- Найдите крепление рулевой рейки и кардана, открутите болт и отсоедините их.
- С помощью молотка и зубила ослабьте карданную муфту, после на усилителе открутите крепления (четыре гайки).
- Осторожно по направляющей снимите агрегат.
Для подключения эур действуйте по такой же схеме, только в обратном порядке.
Как заменить или отремонтировать электроусилитель руля
Данное устройство (ЭУР сокращенно) помогает водителю управлять автомобилем более корректно в силу того, что последнему не требуется прикладывать значительных усилий для управления транспортным средством. Раньше усилить воздействие на колеса конструкторы могли лишь, увеличив рычаг, т.е. размер самого руля. Теперь каждый современный автомобиль оборудован данным устройством.
Ниже мы рассмотрим основные характеристики усилителя руля и узнаем, как можно заменить данное устройство. Все его плюсы и минусы.
Классификация рулевых механизмов
Различают основные три типа рулевых механизмов. В основе первого лежит червячная передача. Его в народе и прозвали «червячок». Усилие передавалось червячной передачей. Вращая руль влево или вправо, водитель передавал команду на сошку при помощи выше описанного механизма.
Номер два — механизм, именующийся винтовым. Принцип работы данного устройства лежит в том, что в момент вращения рулевого колеса передается вращательное действие на червячный винт. Последний вращаясь передает усилие рейке. Та в свою очередь поворачивает колеса. Принцип в общем как и у предыдущего механизма, только мудренее.
Третий в нашем списке самый популярный на сегодняшний день тип механизма — реечный. Он применяется не только в легковых автомобилях, но и в тяжелых грузовых.
Электроусилитель — хорошее решение
Данное устройство из новшеств. Принцип работы лежит в передаче управляющих импульсов от специальных считывающих датчиков непосредственно электромотору. Тот в свою очередь выполняет команду, поворачивая руль.
Говоря о преимуществах электроусилителя, нудно обозначить следующее:
— прекрасная согласованность в управлении;
— способность автоматически подстраивать режимы работы исходя из конкретных условий.
Ремонт и замена
Прежде, чем определиться с ремонтом, выясним основные причины неполадок и поломок:
— вышел из строя датчик скорости;
— повреждение в самом устройстве и система не опознается при включении зажигания, а лишь переходит в режим офлайн, дабы не мешать водителю управлять транспортным средством без его помощи.
Для демонтажа нам понадобятся головочные и рожковые ключи. Первым делом снимем руль. Его открутим специальным ключом-шестигранником. Далее вскрываем кожух рулевой колонки. Далее отсоединяем провода от переключателей, расположенных под рулем. Было бы резонно каким-либо удобным способом зафиксировать последовательность подключения, чтоб потом не перепутать все при монтаже. Демонтируем замок зажигания, переведя его в нейтральное положение. Демонтируем рулевую колонку, опустив ее вниз. Вытаскиваем все провода и разъемы в окошко в сторону двигателя.
Монтаж нового устройства или того, что отремонтировано, производим в обратном порядке, учитывая все тонкости.
Подгонка
После окончания монтажа, проверяем качество подгонки всех кожухов и заглушек. Чтобы не качественная подгонка не вылилась потом скрипом и деформацией конструкции.