что такое интегральное активное рулевое управление bmw это
Установил Интегральное рулевое управление
А конкретно о установке системы регулировки угла бокового увода колес заднего моста (HSR), называется интегральным активным рулевым управлением, или в простонародье задняя подруливающая подвеска. Опция дополнительного оборудования 2VH.
При низких скоростях автомобиль имеет высокую проходимость и маневренность, обеспечиваемую вращением задних колес в противофазе с передними. Это значительно снижает диаметр поворота.
Маневренность и устойчивость:
Приятный легкий ход и маневренность в городских условиях. Независимость и устойчивость на полосе движения для автострад.
При малых углах поворота рулевого колеса в более высоком диапазоне скоростей задние колеса управляются в одном направлении. Это обеспечивает повышенную комфортность езды в результате спокойного, устойчивого движения по прямой.
Для дооснащения данной системы требуется замена рулевой рейки и установка актюатора с встроенным серводвигателем. Замена рулевой рейки крайне не бюджетно и не целесообразно, поэтому дооснащение было решено сделать без замены рулевой рейки. Имеющаяся рейка была доработана и перешита под соответствующую для опции интегрального рулевого управления. Так что для установке мне потребовался только сам актюатор.
Сам привод крепится вместо креплений поперечных рычагов расположенных на подрамнике, и на их же место прикручивается сам механизм (даже болты менять не надо. Процедура занимает от силы минут 30-40. После чего остается его только подключить, схема подключения так же проста, как сама установка привода. Подключение состоит из двух силовых проводов, один из которых прикручивается к токораспределителю расположенному в багажном отделении а второй к кузову.
Так же идет дополнительный провод зажигания, который подключается к блоку предохранителей в ногах пассажира, попутно с ним тянутся два провода шины flaxray по которым собственно она и получает команды на управления механизмом. Эти провода так же тянутся в ноги переднего пассажира и подключаются к блоку BDC.
Немного о системе: ЭБУ HSR осуществляет управление серводвигателем, встроенным в актюатор системы регулировки угла бокового увода задней оси. Встроенный в ЭБУ HSR датчик температуры контролирует выходной каскад серводвигателя.
Электромеханический исполнительный механизм оснащен серводвигателем, двигающим обе поперечные рулевые тяги с помощью привода шпинделя. Поперечные рулевые тяги соединены с маятниковыми рычагами.
Актюатор рассчитан на максимальный ход 8 мм, что соответствует углу поворота колеса макс. 3°. Привод шпинделя управления задними колесами имеет функцию самоторможения.
В случае отказа системы динамика автомобиля идентична той, которая наблюдается при отсутствии рулевого управления задней осью.
S217A Активное рулевое управление (AFS): Теория и ремонт
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.
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
Интегральное активное рулевое управление (2VH)
Видеообзор
Описание
Что это такое?
Интегральное активное рулевое управление представляет из себя комбинацию следующих функций:
Принцип работы системы
В зависимости от скорости система автоматически изменяет передаточное отношение рулевого механизма, а также необходимое усилие для поворота рулевого колеса.
Например, на малых скоростях система увеличивает вспомогательное усилие, облегчая этим вращение рулевого колеса. Также изменяется передаточное отношение, что позволяет при небольшом повороте руля поворачивать колёса на бо́льший угол. В дополнение к этому задние колёса поворачиваются в противоположную от передних сторону, сокращая тем самым диаметр повотора. Это особенно удобно при парковке и маневрировании на ограниченных участках.
На больших же скоростях система работает противоположным образом. Вспомогательное усилие и передаточное отношение уменьшаются, так нет необходимости поворачивать колёса на большой угол. Величина хода рулевого колеса увеличивается в целях повышения комфорта при движении по трассе. Задние колеса поворачиваются с одном направлении с передними, обеспечивая тем самым комфортное и устойчивое движение на высоких скоростях.
Преимущества системы
Интегральное активное рулевое управление делает автомобиль более проходимым и маневренным в городских условиях благодаря согласованному взаимодействию нескольких вспомогательных систем.
Комфорт и устойчивость
Автомобиль становится более предсказуемым и устойчивым при движении на высоких скоростях, обеспечивая повышенную комфортность езды по прямой.
Работа системы
Преимущества регулировки угла бокового увода колес заднего моста:
Исполнительный механизм для регулировки угла бокового увода колес заднего моста (HSR) образует с блоком управления HSR единый блок.
ЭБУ HSR осуществляет управление серводвигателем, встроенным в актюатор системы регулировки угла бокового увода задней оси. Встроенный в ЭБУ HSR датчик температуры контролирует выходной каскад серводвигателя.
Электромеханический исполнительный механизм оснащен серводвигателем, двигающим обе поперечные рулевые тяги с помощью привода шпинделя. Поперечные рулевые тяги соединены с маятниковыми рычагами. Актюатор рассчитан на максимальный ход 8 мм, что соответствует углу поворота колеса макс 3°. Привод шпинделя управления задними колесами имеет функцию самоторможения. В случае отказа системы динамика автомобиля идентична той, которая наблюдается при отсутствии рулевого управления задней осью.
Серводвигатель представляет собой бесщеточный двигатель трехфазного тока. Подача напряжения к серводвигателю в механизме наложения угла поворота осуществляется через три фазы (= провода): U, V, W. В случае короткого замыкания серводвигатель может продолжать вращаться под действием внешних сил (блокировка серводвигателя отсутствует). Следствием этого является заметный для водителя перекос рулевого колеса до 45°!
Блок управления HSR подключен к FlexRay.
1 — ЭБК HSR; 2 — Серводвигатель; 3 — Левое соединение заднего моста; 4 — Датчик положения; 5 — Штекерное соединение 6-пол. (бортовая сеть); 6 — Разъем 2‐контактный (серводвигатель); 7 — Правое соединение заднего моста; 8 — Электрическое соединение с датчиком положения (неразъемное).
В серводвигатель встроен датчик положения ротора. Сигналы датчика положения ротора анализируются блоком управления HSR.
Датчик положения двигателя состоит из магниторезистивного элемента и постоянного магнита. Постоянный магнит расположен на торцевой стороне вала ротора серводвигателя. Магниторезистивный элемент измеряет направление магнитного поля в горизонтальной и вертикальной плоскости. Диапазон измерения датчика положения двигателя составляет 180°. От датчика положения двигателя поступают 2 сигнала напряжения. Одному обороту на 360° соответствуют 2 последовательности сигналов. На основании обоих сигналов напряжения рассчитывается положение двигателя. Блок управления HRS считает количество полуоборотов и записывает его в память при выключении зажигания.
На устройстве регулировки угла бокового увода колес заднего моста (HSR) установлен датчик положения.
Датчик положения требуется, если в режиме движения наблюдается потеря напряжения. В этом случае распознается положение управления задними колесами и снова восстанавливается исходное положение (в течение одного поворота серводвигателя).
В режиме регулировки с помощью датчика положения проверяется достоверность сигнала датчика положения ротора.
1 — Исполнительный механизм регулировки бокового увода заднего моста; 2 — Датчик положения; 3 — Штекерное соединение с блоком управления HSR (неразъемное).
В датчике положения установлены 4 датчика Холла и магнит на ходовом винте. Датчики Холла сигнализируют о точном положении управления задними колесами.
«Активный рулевой» BMW: как работает, почему ломается, как не погубить его преждевременно
Эпитеты «легкое», «острое», «информативное», «ватное» рулевое управление и так далее, которыми в описаниях той или иной модели автомобиля характеризуют ее способности к управляемости и маневренности, являются не столько техническими, сколько образными терминами, с помощью которых потребителям дается представление, чего ждать от машины, если они ее купят.
Отражают образные характеристики чувствительность, с которой направляющие колеса автомобиля откликаются на вращение руля водителем, а также указывают на усилия, прилагаемые водителем к рулевому колесу во время управления автомобилем.
В системах рулевого управления с гидроусилителем (ГУР) корпус рулевого реечного механизма одновременно является силовым цилиндром ГУР. В зависимости от того, в какую сторону поворачивается руль, в ту или иную полость корпуса нагнетается жидкость, давление которой на поршень вала рейки помогает водителю управлять автомобилем, затрачивая минимум мускульных усилий.
Это азы, о которых необходимо было напомнить перед нашим разговором с руководителем сервисного центра STEERING.BY Михаилом Бандиком об отличиях активного рулевого управления, по каким причинам «активный руль» выходит из строя, что должен знать и делать владелец автомобиля, чтобы эта система прослужила как можно дольше и не потребовала ремонта преждевременно.
Достигается изменение передачи благодаря появлению в конструкции рулевой рейки Active Steering планетарного редуктора. Приводится редуктор электродвигателем, а его работой управляет электронный блок, который руководствуется показаниями датчиков.
К настоящему времени появилось уже пять поколений Active Steering. В первых двух было по пять датчиков, затем датчик суммарного угла поворота рулевого колеса убрали (этот угол стал рассчитываться по показаниям других датчиков), после чего датчиков стало четыре.
В системе предусмотрен электрический стопор. Если бортовая диагностика обнаружит какие-то неисправности в Active Steering, стопор блокирует планетарный редуктор. По сути, это аварийный предохранитель, после срабатывания которого рейка управляется напрямую. Передаточное число больше не изменяется, на бортовом компьютере высвечивается предупреждение, что хозяину машины нужно двигаться на сервис для диагностики и устранения возникшей проблемы.
После Е60 «активный руль» получили многие другие модели BMW, но повторюсь, что ставился Active Steering в качестве опции, которая называлась SA 217. При этом покупатель мог заказать опцию независимо от комплектации автомобиля, поэтому она встречается как на сравнительно «пустых» машинах с двухлитровым дизелем, так и в «нафаршированных» версиях с пятилитровыми моторами. Сначала Active Steering шел только на версиях с задним приводом, а с 2007 года появился на моделях с полным приводом. Это было третье поколение Active Steering, а первым серийным автомобилем, который его получил, стал BMW Х5 Е70.
За исключением последнего поколения системы, несмотря на появление электромотора, редуктора и управляющей электроники, рулевая рейка Active Steering осталась гидравлическим агрегатом. В этом качестве ее и следует рассматривать в первую очередь.
Если говорить, например, о механической части рулевой рейки BMW Е60, то, судя по нашему опыту, ее ресурс можно оценить примерно в 100 тысяч километров. Дальше должно быть квалифицированное вмешательство, а если оно не последует, то проблемы, которые к этому времени появились, будут усугубляться. Одновременно будет увеличиваться и сумма, которая потребуется для устранения неисправности.
Думаю, сейчас уже каждый второй Е60 или Е61, Е63, Е64, Е70, Е71 ездит с проблемами как минимум в механической части рулевой рейки. Другое дело, что некоторые водители об этом не догадываются, так как подвеска заглушает стуки вала в рейке, а кто-то о проблеме знает, но продолжает ездить, как говорится, до последнего, потому что выяснил, что вариантов ремонта немного, занимается им мало кто, а стоимость новых агрегатов повергает в шок.
Время от времени от сторонних организаций по ремонту и реставрации встречаются предложения дешевле 4000 рублей. Естественно, качество восстановления зависит от компании, выступающей реставратором. Следует предостеречь, что в последнее время все чаще встречаются продавцы, предлагающие восстановленные агрегаты по весьма заманчивой цене. Подобная продукция выдается за рейки, восстановленные в Германии, на заводе ZFLS, а по факту в контрафактной упаковке под именитый бренд лежит деталь, целиком облитая аэрозольной краской. Разумеется, завод-производитель ZFLS или Bosch так не восстанавливает. Покрытие на remanufactured выглядит точно так же, как на оригинальной рейке.
Раз рейки восстанавливают, значит, выпускают для них и запчасти. Вопрос заключается в их недоступности. Сальники и уплотнения в расчет не берем, прежде всего это касается компонентов червячных передач.
Если уровень снизился, его нужно довести до нормы доливкой жидкости, рекомендованной инструкцией по эксплуатации, и контролировать далее. Если выяснится, что есть расход жидкости, надо искать утечку. Наличие утечки негативно сказывается не только на рейке, но и на насосе ГУР, так как масляное голодание еще ничему не пошло на пользу.
Владелец не должен забывать, что проблему лучше предупредить, чем впоследствии «лечить». Поэтому я бы рекомендовал периодически диагностировать рулевое управление, что позволит своевременно выявить проблему на ранней стадии. Тогда и устранение неисправности обойдется гораздо бюджетнее, чем когда проблема запущена.
Многие неисправности можно предупредить визуальным осмотром пыльников. Это гофрированные кожухи, которые защищают все, что находится внутри рейки, от влаги. Через 5-7 лет службы появляется опасность разрыва пыльника. Если разрыв большой, его сможет увидеть и владелец, но часто повреждение в складке гофры имеет размеры иголочного прокола. Его увидишь разве что, если подтекает сальник рейки, по масляному пятну на пыльнике.
Причины течей бывают разными. Сальник может износиться или потерять эластичность от времени, а может вода проникнуть под пыльник и вызвать коррозию вала рейки, которая затем как теркой уничтожит сальник.
Про ресурс механической части рулевой рейки Active Steering говорилось выше, а срок службы маслостойких уплотнений я бы оценил в 5-7 лет, после чего рекомендуется их превентивная замена.
К чему ведет затяжка рулевых тяг с несоблюдением момента затяжки, я рассказывал, но с тягами есть еще одна проблема. Часто ставят тяги, которые не соответствуют параметрам завода-изготовителя. Этим грешат дешевые заменители, а в результате термопластовый пыльник не подходит к тяге и не обеспечивает герметичность, как ни затягивай хомут. Опять же пыльники бывают разного качества. Некачественный пыльник создаст ту же проблему, что и неправильная тяга.
Пока Active Steering работает, вещь эта замечательная. Люди, которые ездили в машинах с этой опцией, после пересадки в автомобиль, где ее нет, реально чувствуют себя некомфортно. К сожалению, с 2003 года, когда появилась эта система, прошло уже 14 лет. Ресурс исчерпан, а цены на запчасти я озвучил. Что остается? Беречь то, чем владеете, чтобы знание о ценах осталось неиспользованным.