Активное рулевое управление у BMW

Активное рулевое управление у bmw, а именно Active Front Steering (AFS), разработанная инженерами этой компании, проста, как все гениальное (партнерами, кстати, выступили компании ZF и Bosh). Главная часть Active Front Steering — планетарная передача, в которой может вращаться при помощи электромотора корпус. Она управляется командами компьютера и встроена в разрезанный рулевой вал.

Что оно нам может дать?

Не будем торопиться. Вначале вкратце обрисуем границы проблемы. Имеется ввиду управляемость, которая в нашем случае зависит от передаточного числа механизма рулевого управления. Чем оно меньше, тем быстрее автомобиль среагирует на поворот руля. Это довольно удобно, тем более в случае, когда вы пакуетесь: не надо бесконечное количество раз вертеть баранку. Однако на высокой скорости достоинства могут обернуться недостатками. Небольшое движение руками — и автомобиль уже метнулся в сторону отбойника у обочины трассы. Вот и ищут производители автомобилей компромисс между комфортабельностью, безопасностью и, управляемостью «усредняя» данные характеристики. Система Active Front Steering дает нам возможность изменять передаточное отношение привода руля в очень широких пределах. Компьютер управляет чувствительностью, и в него можно загрузить любую программу. Следовательно, при помощи системы Active Front Steering можно избавиться от вечного противоречия: или «чувствительной» руль на низкой скорости и очень плохая реакция на высокой, или спокойное вождение на большом ходу, но «неповоротливый» руль в случае парковке. На «пятерке» BMW, которая выпускается серийно, передаточное отношение механизма руля составляет примерно 1: 18, в данном случае – это компромиссный вариант. Из-за помощи электромотора системы Active Front Steering данная цифра в режимах низкой скорости понижается до 1: 10 — это меньше чем два оборота руля от начала до конца. Пакроваться с подобным «быстрым» рулем весьма удобно! А чтобы с ростом скорости машина не становится «нервной» в управлении, по мере разгона электроника постепенно снижает активность электрического двигателя.

Планетарный механизм встроен в разрез рулевого вала. Если не работает электродвигатель, то сателлиты соединяют шестерню рулевого механизма и вал напрямую. Если электродвигатель работает, через «червяк» он поворачивает эпициклическую шестерню и, взяв в рассмотрение направление движения, или уменьшает, или увеличивает угловую скорость вала. Когда система отказывает, червяк запирает электромагнит аварийного фиксатора, при этом, блокируя механизм, который изменяет передаточное отношение.

Система активного рулевого укравления состоит из следующих компонентов:

·датчик определения отклонения от выбранного направления движения

·электронный блок управления

·гидроусилитель руля с электромотором и планетарным механизмом

Сама суть работы системы активного управления заключает в следующем: с повешением скорости угол поворота направленных колес уменьшается при одинаковом угле поворота управляющего колеса. Когда скорость начинает снижаться (особенно сильно это заметно при парковке) управляемые колеса хотят отклониться, на больший угол.

Активное управление у bmw сохраняет рулевую механическую колонку, которая постоянно соединяет руль с передними колесами машины. Это не только может гарантировать полное сохранение всех функций управления рулем в случае, если одна из дополнительных систем перестанет работать в необходимом режиме или даже вовсе выйдет из строя, однако обеспечивает хорошее "чувство руля", а оно очень важно для хорошего водителя. Однако прежний неограниченной свободы водителю, скорее всего, уже не видать — планетарный механизм все-таки может помогать повороту управляемых колес на 6—9 градусов исходя из команд электроники на борту. То есть машина может подруливать сама! Получается, что система активного рулевого управления объединяет в себе преимущества "управления по проводам" чисто электронной системы, в которой вовсе не предусмотрено механическое соединение между передними колесами и рулем, и подлинное "чувство руля", которое в наше время можно обеспечить лишь с механикой.

Управление по проводам.

Преимущества электронного управления перед гидравлическим очевидны: она не только может точнее подстроиться под движения рук пилота, но заметно меньше по весу, также она надежнее (в ней на порядок меньше деталей). А также подобная система управления легче монтируется, так как проложить пару кабелей заметно проще, чем уложить гидравлические шланги. Повороты руля отслеживает определенный датчик. Получая информацию о вертикальных и боковых ускорениях и скорости, электронный блок посылает сигнал на актуаторы - электромоторы, которые поворачивают колеса. В критической ситуации машину сможет самостоятельно (даже быстрее чем вы) повернуть колеса на необходимый угол. К примеру, системе стабилизации не получилось предотвратить занос, и авто, как волчок, закрутилось на обледеневшей трассе. Опросив датчики, быстродействующая электроника повернет руль, куда и на тот градус, который нужно, и притормозит пару или одно колесо. Самостоятельность машины намного упростит вам жизнь: к примеру, компьютер успешно припаркуется.

Концептов без управления, в привычном понимании, уже немало. Технология by-wire, пришедшая из авиации уже довольно часто применяется на машинах, особенно – в «электронной» педали газа.

BMW AG пошла еще дальше: в Z22 данная технология стала внедряться в тормозную систему и активное рулевое управление. Руль находится на привычном месте, однако колонка ликвидирована. Баранка «насаживается» на ось электрического мотора постоянного тока, который дает нам возвратное действие на руле. Приборы следят за углом поворота руля, по их сигналам, которые обработаны электронным блоком, пара электромоторов перемещают рейку механизма рулевого управления. Взяв в расчет углы поворота колес и от того, как они взаимодействуют с дорогой, определяется нужная водителю обратная связь. Плюсы в этом случае на лицо – от увеличенной свободы в размещении узла педалей (так как отсутствует колонка) до простой реализации переменных характеристик управления руля.