Princip činnosti elektrického posilovače řízení

Boj za zlepšení komfortu řízení automobilu probíhá již od jeho vynálezu. Zpočátku se otáčení volantu usnadňovalo zvětšením samotného volantu a zavedením ozubeného převodu. Poté se objevily hydraulické posilovače (GUR) a v poslední době se z elektrických posilovačů řízení staly elektrické (EUR). Abychom pochopili rozdíl mezi nimi, stojí za to prostudovat princip fungování elektrického posilovače řízení.

Princip činnosti EPS

Elektrická jednotka, jejímž úkolem je usnadnit otáčení volantu, se skládá z následujících prvků:

• asynchronní elektromotor;
• mechanický pohon, který jej spojuje s mechanismem řízení automobilu;
• vlastní řídicí jednotka se senzory.

U malých vozů, kde je k otáčení kol potřeba jen malá síla, je pod palubní deskou instalována malá jednotka EPS. U vozů střední třídy se elektrický posilovač řízení již nevejde pod palubní desku, a proto je přesunut do prostoru pod kapotou. V obou případech je pohon elektromotorem připojen k hřídeli sloupku řízení.

Při řízení velkých osobních automobilů a těžkých SUV je potřeba vyvinout větší sílu k otáčení kol. Proto se používá pohon EPS, který pracuje přímo s hřebenem řízení. Bez ohledu na umístění elektromotoru a jeho připojení k mechanismu zůstává princip fungování elektrického posilovače řízení nezměněn. Spočívá v automatickém zapnutí elektrického pohonu a přenosu dodatečné síly na mechanismus, když řidič otočí volantem. Velikost točivého momentu generovaného zesilovačem závisí na třech parametrech:

• Úhel řízení. Měří se senzorem zabudovaným do sloupku řízení.
• Síla řízení. Určena speciálním senzorem ve formě torzní tyče, která má mechanické spojení s hřídelí. Čím více se torzní tyč otáčí, tím větší sílu motor vyvíjí.
• Rychlost pohybu. Tato informace pochází z řídicí jednotky a ta ji bere ze snímače rychlosti.

Na základě těchto údajů řídí elektronická jednotka elektrický pohon podle situace. Při nízké rychlosti, silném kroucení a velkém úhlu otáčení (parkovací režim nebo režim otáčení do protisměru) produkuje posilovač řízení maximální výkon. Při jízdě rovně řidič nepotřebuje žádnou zvláštní asistenci, takže EPS se využívá minimálně..

O dalších funkcích elektrických zesilovačů výkonu

Elektrický posilovač řízení je navržen tak, aby v případě potřeby mohl elektromotor otáčet koly automobilu současně s řidičem i samostatně. To dává prostor pro implementaci dalších funkcí:

• automatické „řízení“ pro udržení vozu v přímé trajektorii;
• vrácení kol do rovné polohy po dokončení manévru; EPS to dokáže, když řidič po dokončení zatáčky uvolní volant;
• vytváření „váhy“ na volantu v různých jízdních režimech, aby byl volant informativnější;
• provádět automatické parkování bez zásahu řidiče.

Zároveň EPS nebrání přímému ovládání kol při vypnutém motoru nebo při poruše; mechanické spojení mezi nimi a volantem je zachováno.

Výhody a nevýhody systému EPS

Elektrický posilovač řízení vyvíjí při práci slabý točivý moment ve srovnání s hydraulickým posilovačem řízení. Z tohoto důvodu se používají pouze pro osobní automobily, nákladní automobily jsou stále vybaveny hydraulikou. Toto je jediná významná nevýhoda systémů EPS mezi mnoha výhodami:

• Díky elektrickému pohonu jsou takové zesilovače poměrně spolehlivé a nevyžadují prakticky žádnou údržbu.
• Jednoduchost. Žádné řemeny, čerpadla ani hydraulické kapaliny.
• Snížená spotřeba paliva až o 200 gramů na 100 km ve srovnání s posilovačem řízení, protože EPS neodebírá energii z pohonné jednotky přes řemenový pohon.
• Možnost změny nastavení a získávání hodnot v různých jízdních režimech.

Mezi výhody elektrických zesilovačů patří kompaktnost, protože všechny prvky jsou umístěny v jednom bloku. V případě poruchy však bude nutné vyměnit celý blok, což nebude levné.