0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Сервотроник бмв что это

Servotronic на BMW: что это такое и как работает

В 1985 году концерн BMW представил систему Servotronic предназначенную для регулировки рулевого управления в зависимости от скорости. Данная система позволяет уменьшить усилия, необходимые для поворота рулевого колеса в зависимости от скорости движения или дорожных условий. Ввиду конструктивных особенностей Servotronic может быть установлен только на автомобили с гидравлическим или электрическим усилением руля. Наличие такой системы положительно сказывается на комфорте и точности управления транспортным средством.

Устройство и принцип работы Servotronic

Система Servotronic делится на три основных сегмента: информирующий, вычислительный и исполнительный. Каждый из них состоит из определенных узлов и компонентов. Сегмент сбора данных состоит из ряда датчиков:

  • усилителя руля (угла поворота рулевого колеса);
  • датчик Холла на коленчатом валу;
  • спидометр;

Датчики Сервотроника собирают информацию о скорости движения авто, угле поворота руля относительно колес и других параметров авто. Собранные данные поступают в вычислительный блок, где интерпретируются в инструкции для исполнительных механизмов.

Сегмент исполнительных механизмов включает в себя камеру с обратным поршнем. В камере размещен электромагнитный клапан, управляемый сигналами вычислительного блока. Клапан и поршень, соединенный с золотником гидроусилителя и выполняют основные функции системы.

Во время поворота рулевого колеса золотник открывается, пропуская гидравлическое масло в цилиндр гидроусилителя. Одновременно с этим электромагнитный клапан получает данные, интерпретированные вычислительным блоком, и наполняет камеру обратного хода.

Так давление в цилиндре ГУР снижается, поршень в камере обратного хода, в свою очередь, блокирует золотник. Усилие на руль возрастает вместе с ростом комфорта управления.

В случае с электрическим усилением руля сигналы вычислительного блока поступают на сервопривод, который связан с рулевой стойкой через планетарный блок. Механическое соединение рулевой стойки и рейки в таком случае сохраняется. В случае выхода из строя сервопривод блокируется, и возможность управления транспортным средством сохраняется.

Во время движения автомобиля по прямой гидравлическое масло циркулирует в основной магистрали между насосом ГУР и накопительной емкостью. Поворот руля служит сигналом для изменения путей циркуляции. В зависимости от стороны поворота, жидкость поступает в одну из камер силового цилиндра. Из противоположной камеры она отправляется в накопитель. В результате получается разность давлений, которая передает усилие на рулевую рейку. Та, в свою очередь, давит на рулевые тяги и происходит поворот.

Наибольшая эффективность гидравлического усилителя руля отмечается при работе на небольших скоростях, к примеру, во время маневрирования по городу или парковки. Так происходит из-за обратной зависимости скорости работы гидравлического насоса и скорости движения автомобиля. Чем ниже вторая, тем выше первая.

Плюсы и минусы Сервотроника

Servotronic – сравнительно новая и специфическая технология. У нее есть свои приверженцы и те, кто выражает антипатию. Определиться с собственным мнением поможет приведенный ниже список достоинств и недостатков.

Достоинства

  1. Компоненты Сервотроника разнесены друг от друга и не занимают много места в кузове. Сложностей с компоновкой или установкой системы не возникает.
  2. Повышение комфорта рулевого управления.
  3. Системы безопасности сохраняют рулевое управление даже в случае поломки Servotronic.
  4. Облегчение маневрирования на низких скоростях, к примеру, во время парковки.
  5. Повышенная точность управления на высокой скорости.
  6. Экономные режимы работы.

Недостатки

  1. Продолжительное нахождение колес в крайнем положении может привести к выходу системы из строя в результате перегрева гидравлического масла.
  2. Снижение информативности руля при движении на высокой скорости.

Читайте также: Что такое ГУР в автомобиле и для чего он нужен.

Что такое сервотроник?

Сервотроник является чувствительным к скорости усилителем рулевого управления. В зависимости от текущей скорости, Servotronic регулирует рулевое усиление в момент различных дорожно-транспортных ситуациях. Благодаря сервотронику на высоких скоростях рулевое управление автомобиля становится более упругим, входы более точными, а водитель чувствует себя комфортно и безопасно. При более низких скоростях наличие сервотроника позволяет провести легкую маневренность и парковку.

Легкую маневренность при парковке в сочетании с легкой отзывчивостью и стабильностью на высоких скоростях дает Servotronic. Он регулирует количество рулевого усиления в зависимости от текущей скорости, повышает комфорт водителя за счет снижения усилий, необходимых для поворота рулевого колеса.

Сервотроник регулирует количество рулевого усиления в зависимости от скорости транспортного средства. Электромагнитный клапан точно контролирует количество силы, приложенной руководящей гидравликой, что позволяет достаточно точно обеспечить рулевое управление, которое подходит в определенный момент вождения. Обычные системы рулевого управления, напротив, регулируют усилитель руля в отношении к оборотам двигателя. Электромеханическая система рулевого управления использует электродвигатель для достижения такого же эффекта.

Читать еще:  Тойота прадо 2020 года

Благодаря Servotronic, проезжая по узким улицам или во время парковки, становится легче, так как такие маневры требуют минимальных усилий для поворота руля. Усиление постепенно уменьшается, когда автомобиль ускоряется, обеспечивая большую стабильность, улучшение точности и гладкого поведения транспортного средства.

Функции системы

Функциональность сервотроника обеспечивается блоками управления, среди которых блок управления сервотроника (SVT), предоставляющий заданные показатели для осуществления активизации клапана сервотроника и находится в автомобиле за перчатным ящиком. Блок управления соединяется с шинами.

Система динамического контроля устойчивости сигнализирует о скорости движения.

Сервотроник имеет немаловажное значение в управлении автомобилем и его основными функциями является инициализация сервотроника, отслеживание скорости транспортного средства, питание клапана сервотроника, а также распознавание пониженного и повышенного напряжения в бортовой сети.

Сервотроник способен активизировать клапан сервотроника, который установлен в рулевом механизме, являясь исполнительным механизмом и электрогидравлическим преобразователем. Благодаря клапану сервотроника дросселируется поток гидравлической жидкости, уменьшая при этом давление в гидравлическом контуре.

Клапан приводится в действие при помощи блока управления.

Сервотроник отличается эффективной и надежной работой. Однако гидравлический насос уменьшает силовую направленность двигателя, в результате чего он поглощает лишнее топливо, что наносит вред окружающей среде. Особенно нежелательно устанавливать такую систему на автомобилях с маломощным двигателем. Разработчики нашли альтернативное решение, суть которого заключается в нагнетании давления рабочей жидкости электрическим насосом. Блок управления получает информацию от датчиков вращения руля и скорости автомобиля. Благодаря таким инновациям экономия топлива составляет примерно 0,2 л на 100 км.

Неисправности

В случае неисправности севотроника загорается контрольная лампа и на дисплее управления появляется сообщение, предупреждающее водителя о возникших проблемах. Отклик на поворот руля будет другой. Водитель может продолжить свой путь на умеренной скорости и проявлять должную осторожность. Система должна быть проверена как можно скорее.

Удаление сервотроника из рулевого механизма

Снятие Servotronic — непростая работа. Для проведения этой работы необходимо наличие специальных инструментов. Если у вас нет их, постарайтесь придумать свой собственный метод удаления винтов.

Статьи

Рулевое управление предназначено для изменения направления движения автомобиля посредством поворота передних колес. Автомобильное колесо появилось еще до нашей эры, но поворотные оси появились на конных экипажах лишь в начале XIX века. Эта конструкция перешла и на первые автомобили. Позднее родилась рулевая трапеция. В те далекие годы, конечно, никто не предполагал, что рулевое управление станет таким сложным: механика вступит в союз с гидравликой и даже электроникой.

Работа гидроусилителя

Большинство современных автомобилей оснащаются усилителями рулевого управления — ЭУР и ГУР. Усилители рулевого управления предназначены для комфортного управления автомобилем, а также чтобы уменьшить усилие на рулевом колесе и удержать автомобиль после резкого маневра. Сегодня даже в базовой комплектации автомобиль получает усилитель рулевого управления.

До недавнего времени существовали два варианта рулевых механизмов со встроенными гидроусилителями: реечные и «винт — шариковая гайка — сектор». Последние ставили на большие автомобили и внедорожники. Сегодня и на тяжелых машинах все чаще появляются компактные «рейки».

Вспомним принцип действия реечного механизма с гидроусилителем. В корпусе — распределительный клапан с чувствительным элементом — торсионом, связанным с рулевым валом. Водитель поворачивает баранку, торсион, закручиваясь, перемещает золотник. Тот приоткрывает отверстия масляных каналов, идущих к силовому цилиндру гидроусилителя. Последний подталкивает рейку, снижая усилие на руле. Едва водитель перестает крутить штурвал, торсион возвращается в исходное положение, а жидкость перепускается обратно в бачок.

Производительность насоса, приводимого ремнем от коленвала, должна быть такова, чтобы при работе мотора на холостом ходу водитель мог крутить руль без «закусываний» со скоростью не меньше 1,5 оборота в секунду. Избыточное давление стравливает перепускной клапан.

Сделать управление комфортным как при парковках, так и на скоростной трассе, помогают рулевые механизмы с переменным передаточным отношением: в центре рейки зубья нарезаны с маленьким шагом, на концах — шаг больше. При незначительных углах поворота машина не так остро реагирует на действия рулем, что очень важно на больших скоростях, зато, разворачиваясь, крутить баранку приходится меньше.

Сервотроник

Дополнительный комфорт и безопасность привнесли системы, регулирующие усилие на руле в зависимости от скорости. Пример — «Сервотроник», устанавливаемый на «Ауди».

В верхней части распределителя находится так называемая камера обратного действия. В ней двигается поршень, связанный с золотником.

Читать еще:  Переводим машину на сжиженный газ

Представим, что водитель поворачивает направо. Золотник открывает путь жидкости к силовому цилиндру, помогающему рейке поворачивать колеса. Одновременно масло через электромагнитный клапан (им управляет электронный блок, получающий информацию от датчика скорости) начинает поступать в камеру обратного действия. Один из перепускных клапанов открывается, возникает разница давлений, и поршень, опускаясь, ограничивает ход золотника. Давление в силовом цилиндре гидроусилителя падает, а усилие на руле, напротив, возрастает. Когда водитель перестает крутить баранку — золотник и обратный клапан закрываются.

При повороте влево открывается другой перепускной клапан, а поршень поднимается, вновь корректируя передвижение золотника, давление стравливается в другой части силового цилиндра.

При парковке и движении черепашьим шагом (примерно до 20 км/ч) электромагнитный клапан, ограничивающий подачу жидкости в камеру обратного действия, закрыт — руль можно повернуть одним пальцем. С ростом скорости клапан постепенно открывается и усилие на штурвале возрастает.

Устройство работает эффективно и надежно. Но гидравлический насос забирает силы у двигателя, а значит, тот съедает лишнее топливо, вредит экологии. Особенно нежелателен такой «нахлебник» маломощным моторам. Конструкторы нашли иное решение: давление рабочей жидкости нагнетает электрический насос. Блок управления получает информацию от датчиков вращения руля и скорости автомобиля.

Производители скрупулезно подсчитали, что благодаря электрогидравлическим усилителям автомобиль экономит около 0,2 л/100 км. Немаловажно, что инженерам проще подбирать характеристики, настраивать устройство для конкретной модели.

Активное рулевое управление. Руль с коробкой передач.

Следующий шаг — так называемое активное управление (Active Steering). Главное преимущество — возможность изменять передаточное отношение между рулем и колесами. На пути от баранки к рулевому механизму с гидроусилителем встроена планетарная передача с электромотором.

Когда вы отъезжаете от тротуара, передаточное отношение минимально, а количество полных оборотов руля не более двух. С ростом скорости машины управление становится менее чувствительным, а стоит вырваться на загородную трассу — электромотор, подкручивая водило планетарного редуктора, увеличит передаточное отношение.

Активное рулевое управление, сотрудничая с другими системами, способно помочь и в сложных ситуациях. Например, машину занесло. Компьютер, опросив датчики угла поворота руля и скорости вращения колес, включит электромотор. Тот уменьшит передаточное отношение, чтобы водителю было легче удержать автомобиль на нужной траектории. Активный руль полезен и при экстренном торможении с АBS: если остановиться вовремя не удается, шоферу проще уйти от столкновения.

Первыми из серийных моделей подобное устройство примерили автомобили BMW пятой серии. Вероятно, вскоре такие системы пропишутся на многих автомобилях, пока им на смену не придет так называемое управление по проводам.

Электромеханические усилители

Успешные попытки вытеснить гидравлику из рулевого управления предприняли в конце прошлого века. Сегодня на некоторых автомобилях уже работают электромеханические усилители.

Принцип действия электро- и гидроусилителя во многом схож. Поворачивая штурвал, водитель закручивает торсион — чувствительный элемент, посылающий сигнал компьютеру. Тот отдает команду электромотору, который подкручивает рулевой вал, снижая усилие на руле.

Широкое распространение электро- и гидроусилителей сдерживает нынешний 12-вольтовый стандарт электрооборудования автомобиля. Поэтому пока они встречаются лишь на небольших автомобилях.

Управление по проводам

И все-таки будущее, видимо, не за хитрой механикой или гидравликой, усложненными электроникой. Гранды автомобилестроения вовсю работают над системами без механической связи между рулем и колесами — так называемым управлением по проводам (steering by wire).

Вращение руля отслеживает специальный датчик. Электронный блок, получая информацию о скорости, боковых и вертикальных ускорениях, посылает сигнал на актуаторы — электромоторы, поворачивающие колеса.

Преимущества такой системы очевидны. В критической ситуации автомобиль сможет самостоятельно (причем быстрее человека!) повернуть колеса на нужный угол. Допустим, системе стабилизации не удалось предотвратить занос, и машина, как волчок, закрутилась на обледеневшем шоссе. Быстродействующая электроника, опросив датчики, повернет руль, куда и на сколько нужно, и притормозит одно или пару колес.

Самостоятельность автомобиля намного упростит жизнь водителю: например, компьютер ловко припаркуется. А когда машины научат хорошо «видеть», они смогут даже объезжать препятствия.

Такие системы выгодны и технологически: протянуть провода куда проще, чем вал с шарнирами. Рулевая трапеция получает отставку — разные углы поворота колес задают сами электромоторы. Кстати, и с точки зрения пассивной безопасности такая конструкция лучше.

Концептов без традиционного управления уже немало. Видимо, серийные автомобили появятся в обозримом будущем. А потом, глядишь, привычный руль заменит многофункциональный джойстик — им водитель будет корректировать не только направление, но и скорость.

Читать еще:  Датчик кислорода лямбда зонд

Зачем нужен сервотроник и какие функции он выполняет?

Движение автомобиля обеспечивается посредством поворота передних колёс. Это производится с помощью рулевой трапеции. Сначала руль выполнял лишь одну функцию, но сегодня он обзавёлся дополнительными возможностями, которые включат в себя гидравлику, электронику и сервотроник.

Зачем он нужен

Каждый водитель хочет получить от автомобиля как минимум комфортную поездку. Многие системы рулевого управления имеют существенные недостатки, за счёт которых усложняется манёвренность и плавность движения. Решают эту проблему специальные системы, которые берут на себя корректировку управления и поворотов, делая их более точными или плавными, что зависит от скорости движения и поведения машины.

Впервые Servotronic был представлен 25 лет назад. Производством занималась компания ZF, которая производила внедрение системы гидроусилителей. Главной задачей такого оборудования была оптимизация скорости движения.

Принцип действия

Устройство сервотроник необходимо для обеспечения безопасного рулевого управления. Оно способно уберечь автомобиль от резких заносов на малой скорости и медленной реакции системы управления при быстром движении.

На сегодняшнее время производством сервотроников занимается компания ZF Lenksysteme, которая поставляет изделия более чем для 13 популярных автоконцернов. В общем количестве за 25 лет было создано и успешно внедрено 11 миллионов приборов.

Работа рулевой рейки

В первую очередь усиление рулевого управление рассчитывалось на габаритный транспорт, которому было тяжело проделывать манёвры на большой скорости. Система управления также проявляла большой недостаток при быстром движении — повороты руля создавали достаточно резкие движения, поэтому даже плавное управление могло произвести сильный занос.

Сервотроник решал эту проблему. Он позволял даже большому транспорту иметь точное и плавное управление. Правда, зачастую проблема с манёвренностью на быстром движении сохранялась — снижалось усиление и увеличивалась жёсткость руля.

Сегодня для предотвращения подобных ситуаций используют электрогидравлический преобразователь, клапаны отсечного и обратного действия, специальные поршни. На деле бортовой компьютер направлял сигналы в управляющий механизм, затрагивая элементы сервотроника, за счёт чего происходила корректировка скорости и качества движения. Отличную работу показывает сервотроник Ауди, который считается одним из лучших.

Вариации электронного управления

За время своего существования система сервотроник получала много модернизаций. В ней был заменён роторный поршень на клапан с затворкой, что в 1998 году дало начало запуску производства Servotronic 2. Само пропорциональное регулирование руля зависит от скорости движения автомобиля. Вскоре компания ZF внедрила в эту систему электрический усилитель, который бы контролировал прилагаемое усилие.

Поскольку раньше роль усилителя выполнял гидравлический элемент, он не всегда мог иметь нормальную работу. Электронный же вариант приводился в действие, когда рулевое усиление действительно требовалось. Такой сервотроник BMW уже использует не один год. Благодаря ему автомобили этого бренда способны показать отличные возможности манёвренности не только на высокой скорости, но и при экстремальных погодных условиях.

Принцип действия гидравлического и электрического управления очень похожий. При повороте руля закручивается торсион, который подаёт сигналы бортовому компьютеру. После этого команда передаётся электромотору, от которого производится подкручивание рулевого вала, что и уменьшает усилие. Датчик сервотроника является решающим звеном, ведь именно он отвечает за подачу гидравлической жидкости через клапаны, что и создаёт регулирование движения.

Перспективы развития

В дальнейшем производители планируют полноценно уйти от механических систем управления, перейдя на полный контроль электронными устройствами. Это необходимо не только для удобства, чтобы не совершать лишних движений, но и для большей безопасности, ведь такое устройство сможет самостоятельно остановить неконтролируемое движение. Это очень полезно при заносах, когда водитель не справляется с управлением — сервотроник зафиксирует проблемы, просканирует элементы руля и остановит движение, сделав это гораздо быстрее человека.

Среди перспектив можно отнести расширение возможностей этой системы. Планируется, что когда автомобили будут оборудованы большим количеством датчиков, станет возможным полная автоматизация движения, включая объезд препятствий или парковку в сложных местах.

Использование сервотроника сегодня очень востребовано. Не всегда водитель может профессионально управлять автомобилем, а иногда и машина способна не справиться с управлением. В этих случаях контроль усилия руля сможет скорректировать ход, исключив заносы. Эту систему внедряют во всё большее количество автомобилей.

У многих бывают трудности при управлении автомобилем. Чтобы обезопасить себя от них, люди стараются покупать машины с сервотроником. Это удобно и повышает безопасность, но покупать такую систему нужно только у проверенных брендов, ведь она несёт ответственность за безопасность водителя на дороге.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector
×
×