Диагностика рулевого управления с усилителем

Двадцать пять лет назад, когда вышел из строя гидроусилитель руля, диагностировать систему было легко. Самой сложной проблемой для диагностики была «утренняя тошнота», которая преследовала некоторые автомобили, когда они были холодными. Сегодня внедрение чувствительного к скорости рулевого управления, электроусилителя руля и компьютерного управления сделало диагностику усилителя рулевого управления более сложной.

Эпоха гидроусилителя руля

Существует два типа традиционных систем рулевого управления с усилителем. В первом типе используется гидравлический цилиндр, прикрепленный к тяге и шасси. К концу тяги прикреплен регулирующий клапан, заменяющий конец рулевой тяги, а привод клапана соединен коническим валом с шатуном.

Во втором типе используется гидроцилиндр, являющийся составной частью рулевого механизма и соединенный с рециркуляционной шариковой гайкой, расположенной на рулевом валу. Поворотный регулирующий клапан соединен с торсионом, который является частью рулевого вала. Гидроцилиндр реечного рулевого механизма является частью реечного механизма, а гидрораспределитель соединен торсионом с рулевым валом.

В каждом типе системы гидроусилителя руля насос подает жидкость к регулирующему клапану. Клапан управления открывает поток под давлением к гидравлическому цилиндру и от него и реагирует непосредственно на вход со стороны сошки или рулевого вала. Приведение в действие управляющего клапана основано на входном сигнале, ориентированном на более низкие скорости автомобиля, когда помощь требуется больше всего. Эта конфигурация делает рулевое управление более чувствительным на высоких скоростях.

Изменение потока от насоса к цилиндру началось как метод снижения чувствительности к высокой скорости в 1980-х годах. Эта система управления называется электронной регулируемой диафрагмой (EVO). Клапан EVO установлен на выходе насоса гидроусилителя рулевого управления и использует электронный контроллер для создания изменений магнитного поля в его электромагнитной катушке. Штифт клапана, прикрепленный к дроссельному клапану, входит в катушку соленоида, и магнитное поле, создаваемое катушкой соленоида, втягивает штифт в катушку. Это вытягивающее действие регулирует поток через клапан. Клапан и контроллер можно использовать с реечной и обычной системами.

Электронный контроллер изменяет магнитное поле в катушке соленоида, посылая на катушку напряжение с широтно-импульсной модуляцией (ШИМ). Контроллер регулирует усилие рулевого управления в зависимости от скорости автомобиля, поступающей в контроллер, и положения рулевого колеса. Ввод скорости автомобиля обычно поступает от модуля управления двигателем (ECM).

Положение рулевого колеса определяется датчиком скорости маховика (HWSS). HWSS измеряет скорость поворота рулевого колеса и выдает переменный аналоговый сигнал напряжения на контроллер. Сигнал будет изменяться от высокого напряжения до низкого напряжения и снова станет высоким, когда рулевое колесо будет повернуто на 180º. В зависимости от скорости автомобиля и скорости поворота рулевого колеса от контроллера к электромагнитной катушке будет передаваться ШИМ-сигнал, изменяющий степень помощи.

Во время парковочных маневров, когда скорость автомобиля не подается, дроссельный регулирующий клапан не имеет магнитного поля и обеспечивает высокую подачу насоса для снижения усилия на рулевом колесе. На высоких скоростях магнитное поле дроссельного регулирующего клапана увеличивается, чтобы уменьшить поток пропорционально скорости автомобиля, чтобы увеличить усилие на рулевом колесе и снизить чувствительность рулевого колеса. Когда контроллер получает как входные данные о скорости автомобиля, так и входные данные HWSS, он увеличивает магнитное поле, чтобы уменьшить давление и поток, чтобы обеспечить меньшую помощь и увеличить усилие рулевого управления.

HWSS имеет четыре цепи делителя напряжения и «очиститель» для сенсорного колеса. Делители напряжения изготовлены из резистивного материала на пленке, запитываемой опорным напряжением 5 В, и образуют четыре 90-градусных чувствительных элемента. У очистителя есть контакт, который перемещается по резистивной пленке и подает выходной сигнал на контроллер. Сигнал колеблется от 0,5 до 4,5 вольт с точностью ±0,3 вольта. Например:датчик выдает от 0,2 до 4,8 вольт при повороте рулевого колеса на 90º. Затем датчик выдает от 4,8 до 0,2 вольта для следующих 90º поворота руля в том же направлении. Когда рулевое колесо повернуто на 360º, напряжение изменится с 0,2 до 4,8, с 4,8 до 0,2, с 0,2 до 4,8 и с 4,8 до 0,2 вольта в виде постоянного повышения и понижения напряжения.

Виды отказов и их последствия

Что происходит, когда катушка в клапане EVO выходит из строя? Насос гидроусилителя руля подает полное давление и объем в гидравлический цилиндр. Управление автомобилем будет более чувствительным, чем при работающем клапане, и будет существовать при любых условиях движения.

Что происходит, когда клапан выходит из строя в закрытом положении? Управление транспортным средством потребует больше усилий, так как помощи будет мало или совсем не будет.

Что происходит, когда датчик выходит из строя? Скорее всего будет периодический сбой. Периодическое прерывание ввода скорости автомобиля в контроллер приведет к увеличению мощности. Это состояние можно обнаружить во время движения автомобиля, поскольку рулевое колесо чувствительно к малейшим воздействиям. Контроллер находится в режиме парковки, а насос обеспечивает полное рулевое управление.

Прерывистое прерывание работы HWSS при движении автомобиля приведет к минимальному усилению мощности. Это будет обнаружено как внезапное увеличение усилия на рулевом колесе, когда автомобиль поворачивает за угол.

Диагностика

Некоторые автомобили будут иметь диагностические коды неисправностей (DTC) для сбоев ввода и вывода. Перечислены общие диагностические коды неисправностей OBDII:

• C0472 — Низкий уровень сигнала датчика скорости рулевого штурвала V;
• C0473 — Высокий уровень сигнала датчика скорости рулевого штурвала V;
• C0495 — Ошибка отслеживания EVO;
• C0498 — Цепь питания привода управления усилителем рулевого управления. Низкий;
• C0499 — Цепь питания соленоида управления усилителем рулевого управления, высокий уровень сигнала;
• C0503 — Низкий уровень сигнала в цепи возврата соленоида управления усилителем рулевого управления; и
• C0504 — Высокий уровень сигнала в цепи возврата соленоида управления усилителем рулевого управления.

Инструмент сканирования может помочь быстро диагностировать проблему. Еще одним ценным инструментом является цифровой мультиметр, который может измерять ширину импульса и предоставлять информацию для диагностики и проверки компонентов. Некоторые из наиболее важных диагностических и ремонтных решений могут быть получены из сервисной информации. Там может быть TSB, который описывает состояние и ремонт автомобиля. Воспользуйтесь всеми возможностями диагностики перед началом ремонта.