Активное рулевое управление — как это работает?

Фиксированное передаточное число рулевого управления и постоянный усилитель руля постепенно уходят в прошлое. Сегодня все больше и больше автомобилей оснащаются системами активного рулевого управления. Как это работает?

Усилитель руля — изобретение, которому более века, поэтому неудивительно, что он претерпел несколько усовершенствований. В традиционных растворах с фиксированным соотношением оно составляло примерно 1:18. Это означает, что поворот руля на 18 градусов приводил к изменению положения колес на один градус. При этом, например, при парковке оптимальное соотношение составляет около 1:10для легкого маневрирования.

Управлять автомобилем с таким передаточным числом на более высоких скоростях было бы практически невозможно. Для того, чтобы двигаться прямо вперед, необходимо было бы постоянно противодействовать рулению. Следовательно, передаточное число должно увеличиваться со скоростью. На скорости 100 км/ч должно быть около 1:25. Фиксированное передаточное число было компромиссом между маневренностью и устойчивостью автомобиля.

Активное рулевое управление — BMW

Усилитель руля в легковых автомобилях реализуется на практике тремя способами. Гидравлические системы усилителя руля заменяются электрическими системами с электронным управлением или смешанными системами – электрогидравлическими. В смешанной системе гидравлический насос приводится в действие электродвигателем. Электрическая система используется все шире.

В 1981 году в США был запатентован электроусилитель руля, а в 1988 году электроусилитель руля стал использоваться в небольшом автомобиле Suzuki. Почему электропомощь становится все более популярной? Короче говоря, он прост по конструкции и легче, чем гидравлическая система. При этом дешевле, безотказнее и точнее.

Он состоит из электродвигателя, соединенного муфтой с редуктором и рулевым валом. Отдельной частью является электроника, оснащенная датчиками, определяющими усилие, прикладываемое к рулю, и угол поворота руля.

По сравнению с гидравлической системой электрический работает и потребляет энергию только тогда, когда это необходимо. Благодаря этому расход топлива может быть снижен примерно на 5 процентов. (по сравнению с гидравлической системой). При этом электрическая система почти в два раза легче (около 7 кг), чем гидравлическая, а ее основной элемент — электродвигатель — может быть установлен вне моторного отсека, на самом рулевом валу.

Вся система управляется компьютером, который собирает и анализирует сигналы с датчиков силы, скорости и нагрузки двигателя. Система работает, активируя усилитель, когда компьютер обнаруживает, что рулевое колесо находится вне нейтрального положения.

В электрической системе усилитель мощности хранится в компьютере, что позволяет выполнять практически любую регулировку. Кроме того, система электроусилителя руля способна к самодиагностике и информирует водителя о любых повреждениях.

Использование усилителя руля с электронным управлением позволяет интегрировать его с другими системами. Система с переменным передаточным числом, устанавливаемая на BMW 5 и 6 серий, работает с системами Servotronic и DSC.

При небольшом повороте автомобиля вокруг своей оси система активного рулевого управления моментально меняет угол поворота передних колес, корректируя неустойчивость автомобиля. Как видите, такое решение не только удобно, но и безопасно.

Каково будущее систем рулевого управления? В настоящее время концерны работают над созданием системы, в которой механические связи между колесами и рулем будут заменены электрическими проводами. Опорные катки будут вращаться приводом, но управляться им будет электрически. Электронный контроллер преобразует вращение рулевого колеса в электрические импульсы.

Добавить комментарий