Wie funktioniert die elektrische Servolenkung eines Autos? Das Funktionsprinzip des elektrischen Boosters ist ein elektrischer Antrieb, der beim Drehen des Lenkrads zusätzlichen Kraftaufwand erzeugt. Mit diesem Strukturelement müssen Sie das Lenkrad nicht mit beiden Händen drehen. Der Sensor misst das Drehmoment und übermittelt es an das Verstärkersteuergerät. Abhängig vom Drehwinkel berechnet dieser Block die Leistung, die an den Verstärkermotor geliefert werden muss. Der Sensor selbst befindet sich im Lenkstockschalter. Zur Rückmeldung befindet sich ein weiterer Sensor am Motorrotor, der ebenfalls Informationen über die Drehzahl an das Steuergerät übermittelt.
Mitte der neunziger Jahre kam die elektrische Servolenkung auf den Markt. Im Jahr 2016 ist es in der Hälfte aller Autos auf dem Planeten verbaut. Diese große Beliebtheit ist auf eine Reihe seiner Eigenschaften und das nahezu Fehlen von Mängeln zurückzuführen. Seine Vorteile gegenüber hydraulischen Verstärkern sind:
- Kompaktheit;
- Punktanpassung der Eigenschaften;
- die Menge der für die Arbeit bereitgestellten Informationen;
- Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit;
- wenig Lärm.
Einzig seine Leistung ist dem Minus zuzuschreiben, weshalb bei schweren Fahrzeugen noch immer nur eine Servolenkung verbaut ist.
Auf den ersten Blick ist ein so ausgefeiltes System nutzlos, aber es ermöglicht die Berechnung der Kraft auf den Elektromotor im gesamten Lenkbereich. Dieser Aufwand ist abhängig von Parametern wie:
- Das Drehmoment am Lenkrad.
- Die Geschwindigkeit, mit der das Auto fährt.
- Motorumsatz.
- Lenkradgeschwindigkeit.
Bei der Servolenkung wird über den gesamten Bereich ungefähr der gleiche Kraftaufwand ausgeübt.
Steuerungsschemata
Es gibt 3 Schemata für die Installation eines elektrischen Verstärkers. Unabhängig vom Schema besteht der allgemeine Aufbau eines elektromechanischen Verstärkers aus einem Elektromotor, einem mechanischen Getriebe, zwei Sensoren und zwei Zahnrädern oder einem Parallelantrieb.
- Der EUR ist an der Lenksäule montiert. Dies ist die kompakteste Version, bei der das Drehen des Lenkrads keinen großen Kraftaufwand erfordert. Der Elektromotor selbst und das mechanische Getriebe sind unter dem Lenkrad platziert. Ein großes Plus ist die Platzierung in der Kabine und nicht unter der Haube, hier ist das Gerät vor Staub und Schmutz geschützt, was wiederum die Lebensdauer verlängert. Außerdem können Sie im Falle eines Geräteausfalls das Installationsprinzip leicht herausfinden und selbst ändern, was Geld spart. Diese Art der Verstärkerhalterung wird hauptsächlich in Fahrzeugen der Kleinklasse eingesetzt.
- Einbau des Lenkgetriebes. So wird der Verstärker hauptsächlich in Kleinbussen und SUVs verbaut. Hier ist mehr Kraft erforderlich, die über das Getriebe übertragen wird. Denn je größer das Auto, desto mehr wiegt es und desto mehr Kraftaufwand ist beim Wenden erforderlich.
- Installation auf einem Kugelumlaufspindelmechanismus, bei dem über einen Riemenantrieb die Kraft vom Elektromotor auf die Schiene übertragen wird. Diese Methode sorgt für den größten Kraftaufwand des Elektromotors beim Wenden. So wird die elektrische Servolenkung in Traktoren und Busse eingebaut.
Unabhängig vom Mechanismus zum Einbau der elektrischen Servolenkung gibt es Fehler im Steuergerät. Wenn es ausfällt, blockiert es das Lenkrad nicht. Und das Auto kann sicher zum Service gefahren werden, wo es gewechselt oder eingestellt wird.
Das Gerät und Funktionsprinzip des EUR
Wie funktioniert die elektrische Servolenkung sicherheitstechnisch? Die elektrische Servolenkung ist viel einfacher als die Servolenkung. Er verfügt über keine Verbrauchsmaterialien in Form von Flüssigkeiten. Es gibt nicht viele bewegliche Gelenke und Dichtungen (kritische Stellen für Bruch). Deshalb gibt es mittlerweile eine massive Ablehnung alter hydraulischer Verstärker. Sogar inländische VAZ-Hersteller sind auf diese Technologie umgestiegen.
Technische Eigenschaften des elektrischen Verstärkers:
- Versorgungsspannung (nominal) - 12 V;
- maximales Ausgleichsmoment - 35 Nm;
- maximaler Verbrauchsstrom - 50 A;
- Stromverbrauch (die Kraft auf das Lenkrad wird ausgeübt, die Ausgangswelle des Verstärkers ist blockiert) - nicht mehr als 15 A.
Sein Erscheinungsbild hat den Automobilherstellern dabei geholfen, eine Reihe neuer Funktionen zu implementieren, wie zum Beispiel:
- erhöhte Wechselkursstabilität;
- automatisches Parken;
- Einhaltung der Fahrspuren.
Die Hauptbetriebsarten der Servolenkung
Parkmodus
Beim Einparken ist die Geschwindigkeit des Autos gering oder fehlt ganz und die Lenkwinkel, um die wir das Lenkrad drehen, sind groß. Die vom Lenkwinkelsensor übermittelten Informationen werden an das Steuergerät gesendet. Bei minimaler Geschwindigkeit sowie großem Lenkwinkel und Drehmoment wird der Parkmodus aktiviert. Darin wird die maximale Belastung durch den elektrischen Verstärker vorgegeben. Dadurch wird die sogenannte „Leichtlenkung“ gewährleistet.
Stadtfahrmodus
Der Stadtverkehr wird durch ständige Stopps, Abbiegevorgänge und Spurwechsel bestimmt. Hier erfolgt die Bewegung mit einer Geschwindigkeit von 40-60 km/h. Dadurch treten Kräfte im mittleren Bereich auf, das Gerät verarbeitet Informationen über Geschwindigkeit und Drehwinkel und gibt ein Signal an den Elektromotor.
Fahrmodus auf der Strecke
Die Besonderheit dieser Fahrt sind hohe Geschwindigkeiten und ein kleiner Wendewinkel beim Spurwechsel. Dementsprechend wird über einen geringen Kraftaufwand des Motors oder dessen völliges Fehlen entschieden.
Denn wenn Sie die Hilfe nicht rechtzeitig entfernen, biegt das Auto schon bei der kleinsten Drehung des Lenkrads ab, selbst bei einem kleinen Winkel, was zu einem Unfall führt.
Halten Sie die mittlere Position der Räder
Das Steuergerät übernimmt häufig die Funktion, die Mittelstellung der Räder zu halten. Dies ist bei unterschiedlichem Reifendruck erforderlich, alle Informationen werden verarbeitet und korrigiert. Auch beim Drehen des Lenkrads in Bewegung kommt zur Umfangskraft eine Zugkraft hinzu, die auf die Räder wirkt und deren Position verändert. Das Steuergerät berücksichtigt dies und passt die Position an.
Ausfall des elektrischen Verstärkers
Im Falle einer Panne wird ein Fehlersignal ausgelöst, eine Glühbirne, die den Fahrer darauf aufmerksam macht, dass etwas nicht stimmt. Dies kann ein Störungssignal oder eine Warnung von Schutzsystemen sein. Wenn das Lenkrad längere Zeit in extremen Positionen gehalten wird, erwärmt sich die Wicklung und der Schutz schaltet den elektrischen Verstärker ab, um einen Bruch zu vermeiden. Das ist eine Sünde für Autofahrer, die gerne am falschen Ort parken und das Lenkrad so weit drehen, dass ihr Auto nicht evakuiert werden kann.
Eine weitere häufige Fehlerursache ist der Ausfall des Geschwindigkeitssensors. Hier hilft nur ein kompletter Austausch durch ein neues.
In manchen Fällen lohnt es sich, die elektrische Servolenkung zu kalibrieren:
- Achsvermessung;
- Übergang zu neuen Festplatten;
- Ersatz von Ersatzteilen für den EUR oder den EUR selbst.
Durch die Einstellung können Sie das Lenkrad ohne seitliche Abweichungen in der Nullposition ausrichten.
Ergebnis
Als Ergebnis sehen wir, dass die elektrische Servolenkung den hydraulischen Verstärker ersetzt. War der elektrische Verstärker zunächst nur bei Kleinwagen verbaut, so sind sie mittlerweile bei SUVs und Sportwagen angekommen. Auf dem hydraulischen Verstärker verbleibt weiterhin schweres Gerät, aber auch hier setzen sie auf kombinierte Optionen aus zwei Verstärkern. Ja, die geringe Leistung macht es schwierig, den hydraulischen Verstärker vollständig auszutauschen, aber alle seine Vorteile überwiegen einige Nachteile.