Nsk e

>

Электроусилители руля для крупногабаритных машин: объединение компонентов и улучшение технических характеристик strong>

Благодаря своим компоновочным преимуществам и увеличенной удельной мощности, колонки рулевого управления с электроусилителем (C-EPS) все чаще применяются для более крупных автомобилей. Высокоэффективные электроусилители руля C-EPS на европейском рынке имеют мощность 8,5кН и используются в таких моделях, как, например, Renault Mgane Scenic.

Количество автомобилей с электроусилителем руля или системой управления с электроусилителем (EPS/EPAS) постоянно растет. Согласно данным изучения рынка, опубликованным Frost & Sullivan в 2009 году, в 2007г. около 40% всех новых автомобилей Европы были оснащены электроусилителем руля, а через год их количество достигло 45%. Предполагается, что в будущем году эта цифра составит уже 65%, а к 2015 году – 75%. Такую тенденцию легко объяснить: спрос на удобство использования систем усилителя руля растет даже у пользователей малолитражных автомобилей, которые хотят наслаждаться такого рода дополнительными функциями без увеличения расхода топлива. Еще один момент развития – это использование таких систем в высокотехнологичных малолитражных автомобилях и замена гидравлических или электрогидравлических усилителей руля в крупногабаритных автомобилях, которые расходуют на 0,25л больше топлива на 100км.

Различные типы электроусилителей руля

Производители автомобилей могут выбрать любой тип электроусилителя руля: электромотор, который подает вращающий момент на рулевой механизм с приводом, устанавливается либо на шестерню рулевого вала (P-EPS), на рейку рулевого механизма (R-EPS) или на колонку рулевого управления (тип C-EPS).

Тип C-EPS является наиболее популярным типом электроусилителя руля для малолитражных автомобилей. Одно из его преимуществ это то, что он легко умещается в отсеке двигателя. Подразделение компании NSK, занимающееся производством автомобильных систем рулевого управления (Automotive Steering Business Unit), разработало самую маленькую систему, доступную сегодня на автомобильном рынке, которая используется в модели Toyota iQ. Эта система рулевого управления является первой, где датчик крутящего момента, который посылает сигнал активации на узел рулевого управления с усилителем, и электронный блок управления (ЭБУ) объединены в единый компонент. Объединение электромотора, ЭБУ и датчика крутящего момента позволило уменьшить вес рулевого механизма на 12%, а потребность в энергии – на 6%. Для управления узлом рулевого управления с усилителем используется высокоэффективный электромотор. Плотность мощности такого мотора на 60% выше, чем у традиционных моторов щеточного типа. Благодаря компактной конструкции рулевого механизма, разработчики модели смогли еще больше уменьшить передний свес автомобиля.

И для крупногабаритных автомобилей в том числе

Благодаря своей конструкции, электроусилитель рулевого управления типа C-EPS (устанавливающегося на колонку рулевого управления) имеет серворуль с ограниченной величиной крутящего момента, хотя этот предел постоянно растет в последние годы. Наиболее мощный тип электроусилителя руля, представленный на Европейском рынке и имеющий мощность 8,5кН, был также разработан компанией NSK и используется на таких моделях, как, например, Renault Mgane Scenic.
Что касаемо технических характеристик и удельной мощности электроусилителей руля типа C-EPS, компания NSK устанавливает новые эталоны на мировом уровне, представляя систему рулевого управления для новой модели Toyota Sienna. Эта система обладает мощностью 12,5кН и становится классическим примером замены гидравлических усилителей рулевого управления или ЭУР реечного типа, и может применяться на различных классах автомобилей: от малолитражек до машин с объемом двигателя более 3л.
Базовый вариант разработки может быть отрегулирован под определенные требования рынка. Так, например, характеристики рулевого управления для систем рулевого управления с усилителем, разработанные для Toyota Sienna, соответствуют предпочтениям и потребностям японского рынка. Удельная мощность такого узла на 23% выше, чем у самых мощных типов ЭУР массового производства доступных ранее, которыми оснащались такие модели, как Toyota RAV-4, и которые также были разработаны NSK. В модели для Toyota iQ объединение мотора и ЭБУ обеспечило компактность конструкции: система на 800г легче и на 11% компактнее. В тоже время, ее беспроводная конструкция обеспечивает большую эффективность.

Усовершенствование электроники – движение вперед

Высокий крутящий момент обеспечивается частично за счет оптимизированной обмотки электродвигателя и инновационной системы управления двигателем. Алгоритмы управления хранятся в ЭБУ, сокращают механические импульсы и компенсируют противодействующую силу рулевого управления.
Таким образом, электроника играет важную роль в стремлении к модернизации систем рулевого управления с электроприводом. Для реализации таких возможностей компания NSK в сентябре 2010г. учредила совместное предприятие с компанией Toshiba. Компания ADTech Corporation находится в Токио, и будет заниматься развитием систем рулевого управления с электроусилителем. Вклад в совместную деятельность со стороны NSK это ноу-хау в области мехатроники, Toshiba же обладает огромным опытом и наработками в разработке и производстве полупроводников. Цель новой компании заключается в дальнейшем усовершенствовании электроники и программного обеспечения электроусилителя рулевого управления. Один из основных аспектов – интегрирование сигналов, посылаемых системой предупреждения водителя.

Технологический центр для нужд европейского рынка

Несмотря на глобализацию автомобильных рынков и стремление к стандартизации, отдельные рынки предъявляют разные требования к системам рулевого управления и их характеристикам. И для того чтобы соответствовать этим требованиям, несколько лет назад компания NSK совместно с европейскими производителями автомобилей организовала Европейский Технологический Центр (ЕТЦ). Центр объединяет научно-исследовательские возможности компании в Европе и располагает современными площадками, где можно проводить всесторонние испытания систем рулевого управления.
Сейчас ЕТЦ значительно расширяется ввиду увеличения спроса на системы рулевого управления с электроусилителем у европейских производителей автомобилей. Это позволит работать над более серьезными и масштабными проектами разработок, включая и проведение специальных испытаний. Таким образом, NSK Europe сможет предложить своим заказчикам широкий спектр инженерных услуг, не вовлекая в эту деятельность японские центры разработок. В свою очередь, это сокращает процесс координации и сроки на разработку, укрепляя, тем самым, сотрудничество с заказчиками по проектам разработок.
Расширение ЕТЦ обосновано успехом NSK на европейском автомобильном рынке. Премия Volkswagen Group Award 2010 служит доказательством того факта, что системы рулевого управления, разработанные (или совместно разработанные) ЕТЦ выполнены по строгим стандартам качества. Компания NSK получила премию за систему рулевого управления с электроусилителем, которую она разработала для модели VW Polo Global. При дальнейшей модификации и настройке в соответствии с требованиями конкретной модели, в будущем эта система может использоваться и на других машинах производства Volkswagen AG. На этапе разработки и координации инженеры из Головного офиса Фольксваген в Вольфсбурге (Германия) тесно сотрудничали с разработчиками NSK в Маебаши (Япония) и ЕТЦ в Ратингене (Германия).

Каков предел?

Согласно текущим оценкам NSK, максимальная мощность электроусилителей руля C-EPS (располагающихся на рулевой колонке) больше не увеличится. Специалисты компании полагают, что системы типа R-EPS (электроусилитель на рейке рулевого механизма) и, в основном, P-EPS (электроусилитель руля на шестерне рулевого вала) продолжат доминировать на европейском рынке, выдавая мощность 10кН или более. Для этих типов ЭУР компания NSK разработала решения, отличающиеся высокой удельной мощностью и весьма компактной конструкцией. NSK прогнозирует, что электроусилители руля C-EPS будут пользоваться спросом среди серворулей до 8кН, в то время как электроусилители R-EPS займут лидирующие позиции для автомобилей, для которых требуется до 15-16кН.