В НЕДРАХ ЭУРа

В НЕДРАХ ЭУРа

ТЕХНИКА

Сделано в России

В НЕДРАХ ЭУРа

Завершается подготовка серийного производства электроусилителя рулевого управления

для вазовских машин

Александр БУДКИН

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» VAZ 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.

Ошибка в тексте? Выделите её мышкой! И нажмите: Ctrl + Enter

Читать комментарии

Самые новые