Схема рулевого управления bmw
Рулевое управление состоит из рулевого колеса, рулевого шпинделя, зубчато-реечного рулевого механизма и рулевого привода. Рулевое колесо имеет резьбовое крепление на шпинделе, который передает управляющие движения на рулевой механизм.
Для облегчения управления автомобилем при парковке имеется гидроусилитель руля. Коэффициент усиления рулевого привода зависит от числа оборотов двигателя. При высоких оборотах коэффициент усиления уменьшается, при низких оборотах повышается.
Некоторые модели автомобиля имеют гидроусилитель, коэффициент усиления которого зависит от скорости движения (система Servotronic). Благодаря этому усилие, прикладываемое к рулевому колесу уменьшается на стоящем автомобиле. При высокой скорости движения уменьшается коэффициент усиления руля, что обеспечивает лучший контакт с дорогой и более высокую точность управления.
Гидроусилитель состоит из масляного насоса, резервуара масла и маслопроводов. Масляный насос приводится в движение клиновым ремнем. Насос всасывает масло из резервуара и подает его под давлением к рулевому механизму, где располагается регулировочный элемент гидроусилителя.
Подушка безопасности водителя расположена в рулевом колесе. В случае сильного лобового столкновения блок управления воспламеняет небольшой заряд в воздушной подушке. Образующиеся при этом газы надувают подушку безопасности в течение нескольких миллисекунд. Этого времени достаточно, чтобы амортизировать резкое перемещение вперед верхней части туловища. Затем в течение нескольких секунд подушка сдувается, т. к. газы выходят через отверстия в подушке. По условиям безопасности работы с системой подушки безопасности следует производить в автомастерских фирмы BMW.
Самостопорящиеся гайки обязательно заменяйте на новые. Сварочные и рихтовочные работы на элементах системы управления проводить не допускается. Работы на системе подушки безопасности должны проводиться на СТО. Опасность взрыва!
Дооснащение BMW e39 опцией S245A рулевая колонка с электроприводом/Retrofitting BMW steering column Подвеска в BMW E39 ! Ты должен это знать ! BMW E39 - электро рулевая колонка S245A | прокладка бочка ГУР BMW Е39 кнопочки и их функции
Рассмотрим принцип работы системы активного рулевого управления, плюсы и минусы, устройство и схему. В конце статьи видео-обзор активного рулевого управления для автомобилей BMW. Рассмотрим принцип работы системы активного рулевого управления, плюсы и минусы, устройство и схему. В конце статьи видео-обзор активного рулевого управления для автомобилей BMW.
Активное рулевое управление – усовершенствованная технология обычного рулевого управления. Чаще всего в перечне систем автомобиля обозначается как AFS — Active Front Steering, хотя в работе принимают участи и задние колеса. Основное предназначение правильное распределение усилия между всеми деталями и колесами, так же основная деталь повысить эффективность управления автомобилем на разных скоростях и маневрах.
Что такое активное рулевое управление
Система активного рулевого управления по сути это доработанный механизм обычного рулевого управления. Наличие данной системы на борту автомобиля способствует улучшению динамических характеристик, лучшему управлению машиной, а так же улучшает комфорт. Впервые систему AFS (активного рулевого управления) установили в 2003 году на топовые комплектации автомобилей BMW.
Если рассматривать более детально, то активное рулевое управление может менять передаточное число между рулевым колесом и механизмом поворота колес, в зависимости от скорости движения. К тому же система может самостоятельно корректировать угол поворота передних колес в момент входа в поворот или торможения на скользкой дороге. В дополнение ко всему система активного рулевого управления может подруливать задними колесами, тем самым увеличивая маневренность автомобиля.
Устройство активного рулевого управления
Устройство системы активного рулевого управления не самое простое и одновременно объединяет в себе несколько других систем безопасности. Все же специалисты выделяют основные детали, которые отвечают за поворот колес и стабилизацию, остальные механизмы считаются вспомогательными, в том числе и подруливание задних колес. Среди основных механизмов можно назвать рулевую рейку, датчики, блок управления, непосредственно сам руль и рулевые тяги. Теперь же рассмотрим подробней, какую функцию выполняет каждая из деталей.
Весь процесс срабатывания механизма активного рулевого управления начинается с входных датчиков. Независимо от модели автомобиля они предназначены для снятия разных параметров. Например, датчики угла поворота руля, положение электродвигателя, датчики суммарного угла поворота, а так же датчики динамической стабилизации автомобиля. Хотя, последнее время перестают использовать датчик суммарного поворота, снимая информацию с других датчиков автомобиля.
Получив необходимую информацию с датчиков, она поступает в электронный блок управления (ЭБУ). Можно сказать, что это сердце всей системы и благодаря ему, ведется управление всеми механизмами активного рулевого управления. Задача ЭБУ не сложная, принять сигналы, обработать и передать на исполнительные устройства. Больше всего электронный блок активного рулевого колеса взаимодействует с электроусилителем руля, системой управления двигателем и системой динамической стабилизации автомобиля.
После обработки информации сигналы подаются на рулевую рейку, точней электродвигатель рулевой рейки. За счет чего система может самостоятельно решать насколько повернуть рейку в ту или иную сторону. Сам же электродвигатель вращает коронную шестеренку, в результате чего меняется передаточное отношение механизмов. Что касается рулевого колеса и рулевых тяг, то они выполняют те же функции, что и в обычном управлении автомобилем.
Схема активного рулевого управления автомобиля
Учитывая непростую конструкцию механизма активного рулевого управления, а так же поняв, за что отвечают определенные детали, следует рассмотреть смеху механизма.
На фото представлена схема активного рулевого управления автомобиля
-
датчик угла поворота руля;
Можно сказать, что это основные детали системы активного рулевого управления. Помимо перечисленных элементов, так же к механизму относят бачек для рабочей жидкости, аварийный фиксатор, соединительные шланги, редуктор и клапан системы.
Как работает активное рулевое управление
Весь принцип работы системы активного рулевого управления начинается с момента запуска двигателя автомобиля. Как только автомобиль двигается с места, срабатывает датчик угла поворота руля и включается электродвигатель. За счет червячной передачи, электродвигатель вращает шестерню планетарного редуктора. Далее усилие ложится на внешнее зубчатое колесо, которое в свою очередь может менять передаточное число.
В результате такого взаимодействия и слаженной работы механизмов, система способствует снижению количества оборотов рулевого колеса, а значит, повышается комфорт и маневренность на низкой скорости. Если же скорость автомобиля увеличивается, электродвигатель уменьшает скорость вращения. В результате такого соотношения увеличивается передаточное число. Как показывает практика и различные испытания, работа электродвигателя активного рулевого управления перестает функционировать на скорости от 180 до 220 км/час.
На большой скорости усилие рулевого колеса пропорционально передается на рулевой механизм, минуя остальные составные детали. Соответственно и передаточное соотношение становится 1:18. Еще небольшой нюанс происходит с электродвигателем рулевого управления, если скорость продолжает расти, в таком случае электродвигатель начинает вращаться в обратную сторону. Передаточное соотношение, как правило, достигает отметки 1:20. За счет такого распределения усилий, механизм позволяет маневрировать на большой скорости, обеспечивая максимальную безопасность пассажирам.Помимо указанных моментов работы системы активного рулевого управления AFS, она так же улучшает стабилизацию автомобиля, в момент потери сцепления задней оси с дорогой, в случае резкого маневра или торможении на скользких участках. Основной нюанс системы активного рулевого управления в том, что её никак нельзя отключить, поэтому механизм работает все время с момента старта двигателя, до момента пока его заглушат.
Как небольшое дополнение, в автомобилях BMW система активного рулевого управления работает совместно с системой подруливания задних колес. За счет этого автомобиль намного проще входит в резкие повороты, для разворота требуется меньший диаметр, а сама динамика автомобиля на скорости значительно улучшается.
Преимущества и недостатки системы AFS
Как и любой механизм, система активного рулевого управления имеет положительные и отрицательные стороны. Несмотря на сложность механизма, плюсов намного больше, а вот минусов практически нет. Среди положительных моментов системы AFS можно отметить небольшой вес, повышение надежности в управлении, безопасность, комфорт.
Отрицательных моментов в системы активного рулевого управления практически нет, так как механизм работает безотказно и редко дает сбои. Если все-таки сбой произошел, а чаще всего это сбой или полный выход из строя электроники, то, починить, самостоятельно не получится. Необходимо ехать на специализированные сервисы по ремонту системы AFS.
Стоимость ремонта и деталей для AFS
На сегодня систему AFS можно встретить не только на автомобилях марки BMW. Большую часть премиальных машин укомплектовывают данным механизмом или же предлагают в качестве опции. Например, на авто марки Lexus систему активного рулевого управления можно встретить чаще всего.
Как показывает практика и отзывы владельцев автомобилей, чаще всего выходят из строя датчики положения кузова автомобиля. Немудрено, так как дороги оставляют желать лучшего и частая качка кузова попросту неизбежна. В среднем стоимость замены датчика составляет порядка 150-175 долларов за 1 шт. В зависимости от модели авто, их как минимум 4 штуки и чаще выходят из строя попарно. Сам же датчик обойдется около $100-120, получается 50% от стоимости это сам ремонт. Электронный блок управления AFS обойдется порядка 10000 рублей. Дороже всего обойдется ремонт рулевой рейки, в среднем около $1000.
Некоторые владельцы автомобилей умудряются самостоятельно заменить датчики. Можно сказать, это самое простое в данном механизме и не требует особых навыков или инструмента. К тому же есть немало советов и похож ситуаций, которые описаны в деталях.
Система активного рулевого управления, хоть и сложный механизм, но без него современные автомобили были бы не столь комфортными, а безопасность была бы на порядок ниже. Если же есть возможность заказать AFS систему в качестве опции, доплатив за нее, то это не будет лишним, а разница в управлении будет ощутима с первых километров.
Видео-обзор принципа работы системы AFS:
Управляемость — одно из качеств, благодаря которым BMW покорило не одно сердце. Именно об этом и пойдет речь в данной записи.
Управляемость у BMW действительно хороша. И чтобы сделать ее еще лучше, BMW начало применять в своих автомобилях активное рулевое управление (AFS — Active Front Steering). Что же оно из себя представляет? Как оно работает? Какой эффект? Ответы на эти и другие вопросы представлены ниже.
Активное рулевое управление изменяет передаточное отношение рулевого механизма в зависимости от скорости. Тем самым обеспечивается более острое управление с малыми углами поворота рулевого колеса при низких скоростях и менее острое управление на больших скоростях с регулировкой скорости вращения автомобиля вокруг вертикальной оси. Сложновато для восприятия, но обо всем по-порядку.
Преимущества активного рулевого управление:
— более высокая маневренность;
— более высокая степень комфорта;
— большая безопасность.
Более высокая маневренность
При средних скоростях (около 100 км/ч) автомобиль благодаря большему передаточному отношению рулевого управления воспринимается еще более маневренным и управляемым. Водитель при маневрах намного лучше контролирует автомобиль в сочетании с заметно увеличившейся точностью рулевого управления и снижением усилий при управлении.
Более высокая степень комфорта
Для полного поворота колес из крайнего левого положения в крайнее правое сегодняшние модели BMW еще требуют более трех полных оборотов рулевого колеса. Активное рулевое управление уменьшает количество полных оборотов руля при низкой скорости движения до 2 и меньше. Преимущество: меньше усилий при вращении рулевого колеса для поворотов в городском потоке транспорта или при маневрировании в узких местах на стоянке. Кроме того, при движении с большим количеством поворотов, на извилистых дорогах, благодаря небольшому углу поворота рулевого колеса руки всегда остаются на рулевом колесе в оптимальном положении. Перехватывание или даже перекрещивание рук становится излишним. Многофункциональные клавиши на рулевом колесе в любой ситуации остаются оптимально досягаемыми.
Сравнение количества оборотов обычного рулевого управления и активного на BMW e60
При обычном рулевом управлении для поворота рулевого колеса из одного крайнего положения в другое необходимо сделать около 3,2 оборота, при активном — около 1,8 оборота. Почти в 2 раза, разница ощутимая.
Большая безопасность
Иная ситуация при высокой скорости: опосредованное передаточное отношение при высоких скоростях обеспечивает повышение устойчивости автомобиля при прямолинейном движении (например, на автомагистралях) по сравнению с обычным рулевым управлением. В то же время регулировка скорости вращения автомобиля вокруг вертикальной оси позволяет добиться устойчивости автомобиля при его избыточной поворачиваемости. Если автомобиль, например, при прохождении поворотов демонстрирует избыточную поворачиваемость, то регулировка скорости вращения автомобиля вокруг вертикальной оси может откорректировать угол поворота передних колес. Таким образом, активное рулевое управление в подобной дорожной ситуации поддерживает систему динамического контроля стабильности (DSC). Только если стабилизации за счет рулевого управления недостаточно, тогда вмешивается DSC.
Все вышесказанное хорошо представлено на следующем видеоролике
Активное рулевое управление начало устанавливаться на автомобили BMW 5-ой серии с модели е60. На ролике представлена е39, так как испытания данного управления проводились именно на этой модели.
Активное рулевое управление BMW, как и прежде, имеет рулевую колонку с постоянным соединением рулевого колеса и передних колес. Механическое соединение гарантирует постоянную работоспособность рулевого управления, даже в случае неисправности системы или ее полного выходя из строя. В то же время механическое соединение позволяет добиться настоящего "чувства руля", возникающего у водителя. По сравнению с этим системы с управлением только по проводам в принципе не могут создать настолько реалистичную обратную связь с водителем.
Устройство активной рулевой рейки
В разрез рулевого вала встроен планетарный механизм. Если электродвигатель не работает, то сателлиты соединяют вал и шестерню рулевого механизма напрямую. Если электродвигатель вращается, он через червяк поворачивает эпициклическую шестерню и в зависимости от направления работы или увеличивает, или уменьшает угловую скорость выходного вала. При отказе системы электромагнит аварийного фиксатора запирает червяк, блокируя механизм изменения передаточного отношения.
Все бы хорошо, но данное управление имеет и свои минусы. Один из них это стоимость как самой рейки, так и соответственно ее ремонта. Ввиду своего особого расположения в автомобиле, рулевые рейки в BMW имеют ограниченный срок эксплуатации. К пробегу 280 000 км моя рейка также не выделилась особой надежностью.
Еще при покупке автомобиля мною был обнаружен люфт руля. После полугодовой эксплуатации появился еще и стук. Необходимо было предпринимать какие-либо меры. Вариантов было 4:
— покупка новой рейки;
— покупка б/у рейки;
— ремонт своей рейки;
— переход на обычную рейку.
Много людей советовало поменять рейку на обычную, но мне этот путь не сильно нравился. Для начало надеялся отделаться малой кровью и узнать про ремонт своей рейки. Нашел в клубе людей, которые вроде неплохо ремонтируют рейки. Позиционируют они себя как профессионалы 80-го уровня. Обратился, по моим описаниям проблемы назвали сумму ремонта от 400$ за базовый ремонт рейки (замена ремкомплекта, замер зацепления в червячной паре, проверка рабочих параметров и компонентов системы активного рулевого управления, съем/установка рулевой рейки, комплектующие для ремонта (базовый оригинальный ремкомплект рулевой рейки: сальники, втулки, поршневые кольца, гидробарьерные кольца, маслостойкие резиновые уплотнения, пыльники рулевой рейки 2шт + оригинальные хомуты, оригинальное масло в систему), все необходимые токарные работы по валам, очистка деталей, сборка/разборка агрегата, проверка геометрии валов на стенде, регулировка червячного зацепления рулевой рейки на специализированном оборудовании, адаптация/настройка на специализированном оборудовании, процедура развал/схождения на лазерном стенде) до 1000$ в зависимости от наличия каких-либо серьезных неисправностей рулевого агрегата.
Считая, что ребята знают свою работу и не видя особых проблем по рейке (не считая мелкого люфта по рулю и стука самой рейки) решил, что обойдусь базовым ремонтом. Загнал к ним автомобиль. За полчаса оформления документов другой мастер успел добраться до вала рейки и продемонстрировать мне значительный его износ. Вал болтался туда-сюда как собачье ухо.
Вердикт один — вал под замену. Предложили 2 варианта: замена на б/у вал (ремонт встанет в 700$) и на новый от ZF (1000$). В случае замены на б/у вал и не достижения заводских допусков гарантию они бы не дали. Выбрал второй вариант.
Через 3 дня мой автомобиль был готов. По моей просьбе сделали несколько фотографий основных этапов ремонта
Без рекламы не обошлось. Вверху мой вал, внизу новый — на моем валу заметен износ зубьев по толщине практически вдвое
Рассмотрим устройство и принцип работы динамического рулевого управления. В статье так же представлена схема устройства механизма, плюсы и минусы. В конце видео-обзор принцип работы механизма. Рассмотрим устройство и принцип работы динамического рулевого управления. В статье так же представлена схема устройства механизма, плюсы и минусы. В конце видео-обзор принцип работы механизма.
Система динамического рулевого управления автомобиля, как и любой другой вид механизма управления, предназначена для передачи соотношения поворота рулевого колеса на поворот колес. Основное отличие, это возможность изменения передаточного отношения системы рулевого механизма, в зависимости от угла поворота руля и скорости автомобиля. Рассмотрим более подробно, как устроен механизм динамического рулевого управления, схема и принцип работы, а так же, во сколько в среднем обойдется ремонт.
Что такое динамическое рулевое управление
Если с обычным рулевым управлением все понятно, то чем же отличается механизм динамического рулевого управления. Основное отличие в возможности изменения передаточного числа рулевого механизма, которое зависит от угла поворота руля или скорости автомобиля в целом. Как правило, система работает в пару с механизмом курсовой устойчивости, а так же динамической стабилизации автомобиля. За счет собранный данных система автоматически подруливает передние колеса, тем самым стабилизируя траекторию машины.
Устройство динамического рулевого управления
Как уже говорили, основным и ключевым элементов системы динамического рулевого управления считается суммирующий механизм, способный менять угол поворота управляющих колес автомобиля. В зависимости от условий, угол поворота может увеличиваться или уменьшатся, как с участием водителя, так и без его участия.
Сам же суммирующий механизм динамического рулевого управления располагается на рулевом валу. Как правило, верхняя часть соединяется с гибкой шестерню, за счет шлицевого соединения. Такая шестерня выполнена в овальной форме, поэтому только в двух местах зачастую соединена с зубчатой муфтой. Отличить её от других весьма просто, такая муфта имеет на 2 зуба больше, что помогает функционировать механизму. Сама ж зубчатая муфта жестко соединяется с рулевым валом (его нижней частью).
Стоит понимать, что в отличие от множества систем безопасности и комфорта автомобилей, система динамического рулевого управления может работать постоянно или же в случае необходимости её можно отключить. В зависимости от производителя, механизм и устройство динамического рулевого управления может меняться, поэтому выше рассмотрели основные детали и устройство. Теперь же рассмотрим схему суммирующего элемента и принцип работы системы, а так же основные нюансы.
Схема основного суммирующего механизма
На фото представлен суммирующий механизм
В зависимости от производителя, форма и расположение деталей может меняться, но вот основная форма и набор элементов будет одинаковым для большинства моделей автомобилей.
Принцип работы динамического рулевого управления
Несмотря на возможное разное строение механизма динамического рулевого управления, принцип работы у большинства вариантов будет одинаковым. Рассмотрим два варианта работы механизма, когда системы не активна и активирована. Первый момент, когда система выключена, в таком случае вращение руля передается за счет верхней части рулевого вала, далее на гибкую шестерню и зубчатую муфту, после чего усилие передается на нижнюю часть рулевого вала и на сам рулевой механизм.В таком случае передаточное число не меняется, так как система деактивирована и не может помочь водителю. Как правило, система динамической стабилизации автомобиля тоже отключается или же работает на минимальных возможностях. Зачастую систему выключают на плохом дорожном покрытии или небольшой скорости, где подруливание колес будет только мешать управлению.
В случае, когда механизм динамического рулевого управления активен, принцип работы будет отличаться. На электродвигатель подается ток, за счет чего вращение электродвигателя передается на специальный, овальный подшипник, далее на гибкую шестерню и наконец, на зубчатую муфту. Благодаря такому строению, полный поворот подшипника сдвигает зубчатый вал на 3,5 градуса относительно центра оси. В результате достигается отрицательный или положительный суммирующий момент. Для водителя это означается, что для поворота колес руль нужно будет поворачивать чаще или реже.
Само же управление электродвигателем суммирующего механизма выполняет электронный блок управления. В зависимости от стиля вождения, дорожного покрытия и условий передвижения (все это блок управления получает от специальных датчиков или других систем безопасности), блок управления рассчитывает нужный угол подруливания, а так же количество передаточных моментов. Если говорить о системе динамической стабилизации автомобиля, то здесь так же срабатывает динамическое рулевое управление. В таком случае блок управления рассчитывает момент подруливания управляющих колес в автоматическом режиме, а так же необходимый угол подруливания.
Зачастую, для расчета таких параметров и автоматической работы, система берет за основу скорость передвижения автомобиля (определяется за счет датчика вращения колес) и угол поворота руля, заданный водителем. Так же не исключен вариант, что электронный блок управления будет использовать информацию с других систем безопасности, например датчиков курсовой устойчивости, а так же системы предотвращения столкновений.
Преимущества и недостатки динамического управления
Как и любой механизм, система динамического рулевого управления имеет свои преимущества и недостатки. С преимущества можно отметить помощь водителю в стабилизации автомобиля на большой скорости и улучшении управляемости. Это минимальный список того, что чаще всего стоит ожидать от данного механизма.
Отрицательных моментов намного меньше, но как показывает практика и жизненные ситуации, в отдельные моменты система динамического рулевого управления только ухудшает управляемость, в особенности, когда непредсказуемо резко нужно вывернуть руль и уйти от столкновения или же когда нужно часто вилять рулем из-за плохой дороги.
Как бы там не было, если стоит выбор устанавливать систему динамического рулевого управления или нет – однозначный ответ да, надо. Это дополнительная защита, а в случае потребности её можно отключить в любой момент.
Видео-обзор принцип работы динамического рулевого управления:
Читайте также: