Система активного рулевого управления

Что такое система активного рулевого управления

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.

    датчик угла поворота руля;

вал рулевого колеса;

датчик момента на рулевом колесе;

электронный блок управления;

  • шестерня усилителя.
  • 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.

    Читайте также  Профессиональный ремонт Хендай

    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:

    Интегральное активное рулевое управление

    Данный механизм состоит из коронной эпициклической и солнечной шестерен, а также блока сателлитов и водила. Планетарный редуктор размещается на рулевом валу.

    Электродвигатель вращает коронную шестерню через червячную передачу. При вращении этого зубчатого колеса меняется передаточное отношение механизма.

    Система активного рулевого управления AFS

    Необходимы для измерения различных параметров. При работе AFS используются: Имеется ввиду управляемость, которая в нашем случае зависит от передаточного числа механизма рулевого управления. Чем bmw что такое активное рулевое управление меньше, тем быстрее автомобиль среагирует на поворот руля.

    Это довольно удобно, тем более в случае, когда вы пакуетесь: Однако на высокой скорости достоинства могут обернуться недостатками. Небольшое движение руками — и автомобиль уже метнулся в сторону отбойника у обочины трассы.

    Система Active Bmw что такое активное рулевое управление Steering дает нам возможность изменять передаточное отношение привода руля в очень широких пределах. Компьютер управляет чувствительностью, и в него можно загрузить любую программу. Все вышесказанное хорошо представлено на следующем видеоролике Активное рулевое управление начало устанавливаться на автомобили BMW 5-ой серии с модели е 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 Особенность активной рулевой рейки — наличие планетарного редуктора с электродвигателем В разрез рулевого вала встроен планетарный механизм.

    За счет соединения с активным рулевым управлением на переднем мосту образуется дополнительный угол поворота, и радиус поворота, а также необходимый поворот руля остаются на привычном уровне. В итоге благодаря координации вмешательств bmw что такое активное рулевое управление рулевого управления на переднем и заднем мостах перестроение происходит увереннее без ущерба для маневренности.

    Объединение активного рулевого управления с подруливанием задними колесами дает преимущество во всех скоростных режимах. Если регулятор динамики ICM распознает отклонение режима движения от задаваемого водителем значения, то он инициирует определенную коррекцию управления передними и задними колесами.

    Интегральное активное рулевое управление

    Быстрая стабилизирующая коррекция динамики практически незаметна для водителя. Можно с легкостью отказаться от притормаживания с помощью DSC. Результат — автомобиль становится более управляемым и меньше кренится. Если водитель на высокой скорости слишком поздно войдет в поворот, то из-за недостаточной поворачиваемости он рискует не вписаться в. По идее это обусловлено принципом действияактивное рулевое управление должно было бы реагировать только на избыточную поворачиваемость автомобиля.

    Интегральное активное рулевое управление с подруливающими задними колесами bmw что такое активное рулевое управление теперь корректировать динамику и при недостаточной поворачиваемости, что дополнительно повышает активную безопасность. При экстренном торможении водитель обычного автомобиля должен принять соответствующие контрмеры. При таком так называемом раздельном торможении регулятор динамики создает стабилизирующий момент вращения автомобиля вокруг вертикальной оси за счет поворота задних колес в сторону, противоположную направлению поворота передних колес.

    В результате возникает большой момент вращения автомобиля вокруг вертикальной оси bmw что такое активное рулевое управление часовой стрелки, что приводит к заносу вправо. При скорости ок. По форме сигнала образец обкатки звеньев цепи определяется наличие цепей противоскольжения.

    Отдельные сигналы комбинируются блоком управления HSR всегда по общему критерию. Для функции сохранения работоспособности учитываются сигналы датчиков правого переднего и правого заднего колес.

    Что такое система активного рулевого управления

    Функция распознавания цепей противоскольжения активируется при наличии следующих условий: За счет такого распределения усилий, механизм позволяет маневрировать на большой скорости, обеспечивая максимальную безопасность bmw что такое активное рулевое управление.

    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.

    Системы активного рулевого управления

    Почему вообще возникла потребность в изменении передаточного отношения руля? Дело в том, что фиксированное соотношение – это всегда компромисс. Компромисс между маневренностью и комфортом. Например, можно посмотреть на болиды Формулы-1 и сделать так, чтобы от упора до упора руль “гражданского” автомобиля совершал не более одного оборота. Тогда можно будет в два счета парковаться, а любые виражи проходить без перехвата руля. Но одновременно с этим машиной станет и чрезвычайно сложно управлять на скорости – на малейшие подруливания автомобиль будет отзываться мгновенным уводом в сторону.

    Такая резкость, конечно, хороша для гонщика, «отлавливающего» на высоких скоростях свой болид, но для обычного водителя она будет чрезвычайно утомительной. Поэтому инженеры делают руль менее острым, то есть увеличивают его передаточное отношение, жертвуя удобством на меньших скоростях ради спокойствия на высоких.

    Таким образом, колеса современного автомобиля поворачиваются в крайнее положение за два-три оборота руля, что, как показывает практика, в большинстве случаев является оптимальной настройкой. Правда, лишь до пор пока водитель не захочет поехать быстрее или на дороге не возникнет внештатная ситуация – в этот момент лишние обороты напоминают о себе, и вращать руль приходится очень быстро, что для неподготовленного человека становится неприятным сюрпризом. Это и вынуждает, производителей мощных динамичных автомобилей обращаться к идее переменного передаточного отношения.

    Самое простое воплощение этой идеи – рулевая рейка с переменным шагом зубцов. В центре они расположены плотно, обеспечивая повышенное передаточное отношение рулевого механизма, т.е. спокойные реакции автомобиля на малые отклонения руля. Но по мере удаления от центра зубцы постепенно становятся шире, передаточное отношение уменьшается, а руль, соответственно, делается тяжелее и острее. Все логично и эффективно: чем больше угол поворота рулевого колеса, тем резче реакции.

    Читайте также  Представлен новый супер-роскошный Range Rover SVAutobiography

    Однако некоторые разработчики пошли дальше и создали активное рулевое управление, в котором передаточное отношение изменяется по команде электроники, принимающей во внимание не только угол поворота руля, но и скорость движения автомобиля и даже действующие на него перегрузки!

    Пионером в этой области является BMW с его системой активного рулевого управления Active Front Steering, появившейся вместе с нынешней пятой серией. Суть предложенного механизма в редукторе, вставленном в разрез рулевого вала и служащим для увеличения или уменьшения скорости его вращения.

    Схема системы активного рулевого управления

    Конструкция

    Редуктор изменения передаточного отношения состоит из следующих узлов:

    Стопор серводвигателя предусмотрен в целях безопасности, в случае неисправности он блокирует червячную передачу.

    Принцип действия

    Главным элементом активного рулевого управления является редуктор изменения передаточного отношения без люфта. Редуктор изменения передаточного отношения представляет собой планетарный механизм с 2 входами и одним выходом. Первым входом является нижний вал рулевого управления. Второй вход образует червячный редуктор на планетарном механизме.

    Серводвигатель приводит в действие (активизирует через ЭБУ AL) червячную передачу планетарного механизма. Передаточное отношение от червяка к червячному колесу составляет 20,5:1. На случай неисправности предусмотрена функция самоторможения червячного редуктора.Червячный редуктор вносит изменение в поворот управляемых колес по сравнениюс прямым приводом от вала рулевого управления. Создаваемый на шестерне рулевого механизма суммарный угол состоит из:

    угол, на который повернуто рулевое колесо

    угол, который получается с помощью серводвигателя на редукторе изменения передаточного отношения

    Изменение задаваемого водителем угла поворота зависит от параметров динамики движения, особенно от скорости.При низких скоростях (например, во время парковки) активное рулевое управление значительно изменяет поворот управляемых колес по сравнению с прямым приводом от вала рулевого управления. Рулевое управление становится очень острым.

    На высоких скоростях серводвигатель работает в противоположном направлении относительно угла поворота рулевого колеса, задаваемого водителем. Общее передаточное отношение рулевого управления становится менее острым.

    Стопор серводвигателя производит его блокировку: в случае неисправности при стоящем автомобиле. При этом стопор входит в зубчатое зацепление на червячном редукторе. В исходном положении он находится под воздействием пружины и при подаче питания удерживается против усилия пружины. Прекращение подачи питания приводит, таким образом, к блокировке. Благодаря блокировке редуктора изменения передаточного отношения возможно продолжение управления водителем. Рулевое управление работает при этом как обычное рулевое управление. Чисто механическая связь между рулевым колесом и передними колесами всегда сохраняется.

    Условия включения активного рулевого управления:
    зажигание включено
    двигатель работает
    После запуска двигателя синхронизируются положение рулевого колеса и поворот колес.Тем самым обеспечивается совпадение положения рулевого колеса и поворота колес после вращения рулевого колеса, например, на стоящем автомобиле при выключенном зажигании.
    Примечание:
    Вращение рулевого колеса или движения колес при синхронизации! Вращение рулевого колеса или движение колес при синхронизации могут быть заметными.Во время движения выполняется только очень медленная синхронизация.

    Альтернативное решение нашла Toyota, оснастившая системой VGRS (Variable Gear Ratio Steering) дорогие автомобили Lexus. Для изменения передаточного отношения вместо планетарной передачи они использовали волновую, изобретенную еще в 1955 году американским инженером Уолтоном Массером.

    Идея её хитроумна и в то же время проста: в одну шестеренку с внутренними зубцами вставлено другая – гибкая с немного меньшим диаметром и числом внешних зубцов. А внутрь всей этой конструции помещен овальный кулачок, который деформирует гибкую шестерню, обеспечивая её прижим к внешнему кольцу в двух, диаметрально противоположным местах. Соответственно, вращение этого кулачка (он еще называется генератором волн) вызывать смещение точек контакта шестерен, а вместе с этим и их медленный проворот относительно друг друга.

    Остается только присоединить входной и выходной вал к шестерням, обеспечить электропривод кулачка – и механизм динамического изменения передаточного отношения готов.

    У такой конструкции по сравнению с планетарным редуктором есть несколько преимуществ. Во-первых, благодаря малой разнице диаметра шестерен, в зацеплении одновременно участвует множество зубцов, что позволяет волновой передаче передавать крутящий момент в несколько раз больший, чем планетарной с теми же габаритами и массой. На практике это позволило японцам сделать VGRS в пять раз компактнее, чем AFS от BMW! А во-вторых, волновая передача надежна: если отказывает электромотор, то шестерни, а соответственно и валы, остаются жестко связанными, в то время, как у планетарной передачи под нагрузкой может начать прокручиваться внешнее зубчатое колесо, а выходной вал при этом останется неподвижным. Правда, на такой случай инженеры BMW предусмотрели специальный электромагнитный фиксатор, блокирующий эпициклическую шестерню от проворота.

    По-видимому, эти преуимущества волновой передачи оказались весьма значительны, поскольку вслед за Lexus, аналогичное по конструкции рулевое упралвние появилось и на Audi A4.

    Вне зависимости от конструкции достоинства активного рулевого управления очевидны: наконец-то можно безо всяких оговорок совместить мягкость реакций на большой скорости и маневренность на низкой. Правда, на практике диапазон изменения оказывается не столь широк, как можно было бы ожидать. Дело в том, что значительная перемена чувствительности руля может привести к ошибкам водителя. Представьте, что вы мчитесь по шоссе, а спустя мгновение вынуждены резко тормозить и быстро перестраиваться в другой ряд – привыкнув к “ленивому” рулю, вы можете легко отправить автомобиль в кювет, ведь после торможения баранка стала уже гораздо острее.

    Поэтому от перехвата рук во время парковки подобные системы не избавляют, хотя и позволяют обходится без него в большинстве случаев. А единственный момент, когда проявляется нелинейность рулевого управления, имеет место при торможения на дуге – по мере снижения скорости электроника доворачивает колеса, и при неизменном положении руля автомобиль начинает уходить внутрь поворота.

    Однако одним лишь удобством управления достоинства “активного” руля не исчерпываются – умение автомобиля самостоятельно поворачивать колеса очень пригождается системе стабилизации. Например, зафиксировав снос передней оси, электроника даст команду не только подтормозить внутреннее заднее колесо, но и на мгновение уменьшить угол поворота передних колес, чтобы те смогли вновь зацепиться за асфальт. Если же автомобиль начиает соскальзывать задней осью, то она скорректирует увод, немного вывернув колеса в сторону заноса. Вкупе с высоким быстродействием и мягкостью работы, это позволяет системе стабилизации дольше сохранять устойчивость и стремительно гасить начавшиеся скольжения, оставаясь при этом незаметной для водителя.

    Приверженцы чистой механики, как среди покупателей, так автопроизводителей, настороженно восприняли появление систем изменения передаточного отношения руля. Их можно понять, ведь после электронной педали газа, автоматических трансмиссий и тормозных систем, подконтрольных АБС, рулевое управление единственное до сих пор оставалось беспрекословно подчиненным водителю механизмом управления, прямым каналом связи между автомобилем и человеком. Но прогресс не остановить, и активное рулевое управление – неизбежный шаг эволюции автомобиля на пути к беспилотному средству передвижения. Хотим мы этого или нет.

    Система активного рулевого управления AFS

    AFS (Active Front Steering) – это система активного рулевого управления, которая по своей сути является усовершенствованной классической системой рулевого управления. Основное назначение AFS – верное распределение усилия между всеми составляющими рулевой системы, а главная цель – повысить эффективность управления автомобилем на различных скоростях. Водитель же, при наличии в автомобиле активного рулевого управления, получает повышенный комфорт и уверенность в движении. Рассмотрим принцип работы, устройство AFS, а также его отличия от классической системы рулевого управления.

    1. Принцип работы
    2. Устройство и основные составляющие
    3. Преимущества и недостатки
    4. Применение
    Читайте также  Назначение техосмотра авто

    Принцип работы

    Активное рулевое управление включается в работу вместе с запуском двигателя. Режимы работы системы AFS зависят от текущей скорости автомобиля, угла поворота рулевого колеса и типа дорожного покрытия. Таким образом, системе удается оптимально изменять передаточное отношение (усилие от рулевого колеса) в рулевом механизме в зависимости от режима движения автомобиля.

    При начале движения автомобиля включается электродвигатель. Он начинает работать после сигнала от датчика угла поворота руля. Электромотор посредством червячной пары начинает вращать внешнюю шестерню планетарного редуктора. Основная функция внешнего зубчатого колеса – изменение передаточного отношения. При максимальной скорости вращения шестерни оно достигает наименьшего значения (1:10). Все это способствует снижению количества оборотов руля и повышению комфорта при маневрировании на низкой скорости.

    Увеличение скорости автомобиля сопровождается замедлением скорости вращения электромотора. Из-за этого постепенно (пропорционально увеличению скорости движения) растет передаточное отношение. Электромотор прекращает вращаться на скорости 180-200 км/ч, при этом усилие от рулевого колеса начинает передаваться непосредственно на рулевой механизм, а передаточное отношение становится равным значению 1:18.

    Если скорость автомобиля продолжает увеличиваться, электродвигатель снова запускается, однако в этом случае он начинает вращаться в другом направлении. Значение передаточного отношения при этом может достигнуть 1:20. Рулевое колесо становится наименее острым, его обороты до крайних положений увеличиваются, что обеспечивает безопасное совершение маневров на большой скорости.

    Система AFS также способствует стабилизации движения автомобиля при потере сцепления задней оси с дорожным покрытием, а также при торможении на скользких участках дороги. Курсовая устойчивость машины сохраняется с помощью системы динамической стабилизации (DSC – Dynamic Stability Control). Именно после сигналов от ее датчиков AFS корректирует угол поворота передних колес.

    Еще одна особенность активного рулевого управления – это невозможность его отключения. Данная система функционирует постоянно.

    Устройство и основные составляющие

    Основные составляющие AFS:

    • Рулевая рейка с планетарным редуктором и электромотором. Планетарный механизм изменяет скорость вращения рулевого вала. Данный механизм состоит из коронной (эпициклической) и солнечной шестерен, а также блока сателлитов и водила. Планетарный редуктор размещается на рулевом валу. Электродвигатель вращает коронную шестерню через червячную передачу. При вращении этого зубчатого колеса меняется передаточное отношение механизма.
    • Входные датчики. Необходимы для измерения различных параметров. При работе AFS используются: датчик угла поворота рулевого колеса, датчики положения электродвигателя, датчики системы динамической стабилизации, датчики суммарного угла поворота. Последний датчик может отсутствовать, а угол рассчитывается на основании сигналов с остальных датчиков.
    • Электронный блок управления (ЭБУ). В него приходят сигналы со всех сенсоров. Блок обрабатывает сигнал, а после отправляет команды на исполнительные устройства. ЭБУ также активно взаимодействует со следующими системами: электрогидравлический усилитель руля Servotronic, система управления двигателем, DSC, система доступа в автомобиль.
    • Рулевые тяги и наконечники.
    • Рулевое колесо.

    Преимущества и недостатки

    Система AFS обладает неоспоримыми преимуществами для водителя: она повышает безопасность и комфорт во время движения автомобиля. AFS – электронная система, являющаяся более предпочтительной, нежели гидравлика, благодаря следующим своим преимуществам:

    • точная передача действий водителя;
    • повышенная надежность из-за меньшего количества деталей;
    • высокое быстродействие;
    • малый вес.

    Существенных недостатков у AFS не выявлено (не считая его стоимости). Активное рулевое управление редко дает сбои. Если все же удалось повредить электронную начинку, то самостоятельно настроить систему не получится – необходимо везти автомобиль с AFS в сервис.

    Применение

    Active Front Steering является фирменной разработкой немецкого автоконцерна BMW. На текущий момент AFS устанавливается в качестве опции на большинство машин данной марки. Впервые активное рулевое управление было установлено на автомобили BMW в 2003 году.

    Выбирая машину с активным рулевым управлением, автолюбитель получает комфорт и безопасность при езде, а также легкость управления. Повышенная надежность системы Active Front Steering гарантирует продолжительную эксплуатацию без поломок. AFS – это опция, которой не стоит пренебрегать при покупке нового автомобиля.

    Система активного рулевого управления

    Система активного рулевого управления (Active Front Steering, AFS) предназначена для:

    · изменения передаточного отношения рулевого механизма в зависимости от скорости движения;

    · корректирования угла поворота передних колес при прохождении поворотов и торможении на скользком покрытии.

    Система AFS является совместной разработкой фирм Bosch и ZF. В настоящее время система устанавливается на большинство моделей автомобилей BMW в качестве опции и является фирменным атрибутом данной марки. Конкурентными преимуществами данной системы являются повышение комфорта и безопасности при эксплуатации автомобиля.

    Система активного рулевого управления в своей работевзаимодействует с другими системами, в т.ч. с гидроусилителем руля Servotronic, системой динамической стабилизации DSC.

    Система AFS имеет следующее общее устройство:

    Схема системы активного рулевого управления

    Планетарный редуктор служит для изменения скорости вращения рулевого вала. Он устанавливается на рулевом валу. Планетарный редуктор включает солнечную шестерню, блок сателлитов и коронную (эпициклическую) шестерню. На входе рулевой вал соединен с солнечной шестерней, на выходе – с блоком сателлитов.

    Эпициклическая шестерня имеет возможность вращения. При неподвижной шестерне передаточное число планетарного редуктора равно единице и рулевой вал передает вращение напрямую. Вращение эпициклической шестерни в одну или другую сторону позволяет увеличить или уменьшить передаточное число планетарной передачи, чем достигается изменение передаточного отношения рулевого механизма. Вращение шестерни обеспечивает электродвигатель, соединенный с ее внешней стороной посредством червячной передачи.

    Для реализации функций системы активного рулевого управления создана система управления. Электронная система управления включает следующие элементы:

    · электронный блок управления;

    Входные датчики предназначены для измерения параметров работы системы и преобразования их в электрические сигналы. Система AFS в своей работе использует следующие датчики:

    · датчик положения электродвигателя;

    · датчик суммарного угла поворота;

    · датчик угла поворота рулевого колеса;

    · датчики системы динамической стабилизации (скорости вращения автомобиля вокруг вертикальной оси и вертикального ускорения).

    Датчик суммарного угла поворота рулевого механизма может не устанавливаться, в этом случае угол рассчитывается виртуально на основании сигналов других датчиков.

    Электронный блок управления принимает сигналы от датчиков, обрабатывает их и в соответствии с заложенным алгоритмом формирует управляющие воздействия на исполнительные устройства. Электронный блок управления имеет соединение и осуществляет взаимодействие с блоками управления других систем автомобиля:

    · системы динамической стабилизации DSC;

    · системы управления двигателем;

    · системы доступа в автомобиль.

    Исполнительными механизмами системы AFS являются:

    · сигнальная лампа на панели приборов.

    Электродвигатель обеспечивает вращение эпициклической шестерни планетарного редуктора. Электродвигатель оборудованаварийным электромагнитным фиксатором, блокирующим червячную передачу. В исходном положении передача заблокирована. При подаче тока на электродвигатель, срабатывает электромагнит, и фиксатор, преодолевая усилие пружины, освобождает ротор электродвигателя. При возникновении неисправности в системе AFS, прекращается подача тока на электродвигатель, фиксатор блокирует червячную передачу.

    Возникновение неисправностей в системе сопровождается срабатыванием сигнальной лампы на панели приборов. При этом на информационном дисплее появляется сообщение системы самодиагностики.