Устройство и принцип работы эгур servotronic

Аналоги системы Servotronic

Кроме Сервотроник, есть и другие системы, которые позволяют обеспечить комфортное управление в различных ситуациях. Например, активное рулевое управление (AFS — ActiveFront Steering). Система позволяет ускорить реакцию автомобиля на поворот рулевого колеса. Для того чтобы развернуть колеса с одного крайнего положения в противоположное, достаточно повернуть руль на 360 градусов.

Уже сегодня существуют концепт-кары, в которых отсутствует механическая связь между рулем автомобиля и его колесами

Система активного управления работает за счет планетарного редуктора, оснащенного электромотором. Редуктор встраивается в рулевой вал и по команде блока управления меняет передаточное число между поворотом руля и колес автомобиля.

AFS получает данные с датчиков, установленных на автомобиле: с датчика угла поворота рулевого колеса; датчика суммарного угла поворота и спидометра.

На высоких скоростях передаточное число увеличивается. Дело в том, что при быстром вращении сила трения уменьшается и колеса поворачиваются легче. На низкой скорости, например при парковке, крутить руль намного сложнее из-за возросшей силы трения. Система анализирует данные датчиков и выбирает нужное передаточное число для каждой ситуации.

Уже сейчас существуют концепт-кары, в которых отсутствует механическое рулевое управление. Точнее сказать, отсутствует механическая связь между рулем автомобиля и его колесами. Для осуществления поворота используются электроприводы, которые работают под управлением компьютерной системы.

В салоне автомобиля устанавливается привычное рулевое колесо, но его положение отслеживается датчиком. Также, множество датчиков фиксируют угол поворота колес, скорость движения, положение коленчатого вала. Информация передается в блок управления и колеса поворачиваются с помощью электроприводов.

Система обладает огромными преимуществами, поскольку в критических ситуациях может реагировать быстрее водителя. Например, при заносе автомобиля, система сможет вовремя оценить ситуацию благодаря датчикам и самостоятельно повернуть колеса на необходимый угол, при этом осуществляя торможение. Однако, в ближайшее время серийное производство таких систем невозможно, поскольку законодательство запрещает производство автомобилей, в которых теряется управление при отказе электронных систем — механическое управление должно присутствовать в обязательном порядке.

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 на будущее

Уже ведутся разработки, которые позволят полностью отказаться от механических систем, заменив их электронными.

Подобные устройства смогут автоматически приостанавливать неконтролируемые движения, что будет крайне эффективно при заносах и позволит достичь еще более высокого уровня безопасности.

Помимо этого, в будущем возможно расширение функций данной системы, к примеру, при наличии достаточного количества датчиков, автомобиль сможет передвигаться самостоятельно, в том числе объезжать препятствия и выполнять парковку даже в условиях ограниченного свободного пространства.

Но и в настоящее время наличие сервотроника позволяет значительно упростить процесс управления автомобилем и сделать его безопаснее. Особенно полезно данное устройство будет для начинающих водителей, так как контроль усилия руля поможет практически исключить вероятность заносов и точнее корректировать направление движения.

Характеристики сервоприводов

Устройства выпускаются аналогового и цифрового типов. Приводы внешне ничем не отличаются, но различие между ними существенное. Последние обладают более точной отработкой команд, поскольку управление производится микропроцессорами. Для сервоприводов пишутся и вводятся программы. Аналоговые устройства работают от сигналов микросхем. Их преимуществами являются простое устройство и меньшая цена.

Основными параметрами для выбора являются следующие:

  1. Питание. Подача напряжения производится по трем проводам. По белому передают импульс, через красный — рабочее напряжение, черный или коричневый является нейтральным.
  2. Размеры: большие, стандартные и микроустройства.
  3. Скорость. От нее зависит, за какой промежуток времени вал повернется на угол 600. Недорогие устройства обладают скоростью 0,22 сек. Если требуется высокое быстродействие, она составит 0,06 сек.
  4. Величина момента. Параметр является приоритетным, поскольку при малом вращающем моменте управление затрудняется.

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.

Проблемы мотора N42

Казалось бы, мотор удался. Он производил впечатление даже несмотря на довольно невысокую мощность – всего 114 л.с. и тягу в 175 Нм. Система Double Vanos, представляющую собой фазовращатели на обоих распредвалах, трудилась ради снижения расхода топлива и улучшения экологических показателей двигателя. Однако надежность системы оказалась невысокой. Так как работой муфт заведует гидравлика, то при появлении протечек через многочисленные резиновые уплотнения на управляющих клапанах система работает некорректно. Вдобавок появляется люфт, а за ним и износ муфт.

Система Valvetronic – это отдельный механизм, расположенный в ГБЦ, который регулирует высоту поднятия впускных клапанов. Такая регулировка необходима для того, чтобы мотор мог обходиться без дроссельной заслонки и отмерять количество попадающего в цилиндры воздуха регулировкой открытия клапанов. Однако баварские инженеры все равно оставили дроссельную заслонку, которая регулирует работу двигателя при холодном пуске, прогреве мотора до рабочей температуры и в аварийном режиме, если Valvetronic выходит из строя.

Собственно механика Valvetronic состоит из электромотора, который через червячную передачу проворачивает эксцентриковый вал. Его эксцентрики воздействуют – нажимают – на промежуточные роликовые рычаги, на нижних концах которых находятся лопатки, давящие уже на рокеры клапанов. Эксцентрики, отклоняя промежуточные рычаги, изменяют плечо, через которое кулачки распредвала давят на клапана и открывают их. Таким образом и регулируется высота открытия впускных клапанов.

Механизм Valvetronic занимает немало места под клапанной крышкой

В системе Valvetronic немало слабых мест. Во-первых, из строя выходит сам электромотор. Его корпус сделан герметичным, чтобы графитовая пыль с его щеток не смешивалась с моторным маслом. Поэтому частички графита собираются в корпусе электродвигателя и через некоторое время «начинают коротить» его. На практике сервопривод Valvetronic ходит не более 150 000 км.

Есть и проблема с износом впускного распредвала, на который постоянно давят мощные возвратные пружины промежуточных рычагов. Они прижимают распредвал к верхним бугелям, в которых отсутствуют каналы смазки. Со временем шейки распредвалов или бугели изнашиваются, появляется критичный зазор.

Вдобавок со временем изнашиваются эксцентрики системы Valvetronic. К тому же возвратные пружины промежуточных рычагов могут попросту отломаться и упасть в полость ГБЦ, при этом отключив впускные клапана, чьи промежуточные рычаги они возвращали в первоначальное положение.

На этом фото запечатлен износ эксцентриков и поломка возвратной пружины механизма Valvetronic.

Что такое Сервотроник? Устройство и принцип работы

В автошколе нас учат прежде всего умению обращаться с рулем — от этого будет зависеть безопасность движения и курсовая устойчивость автомобиля. Благодаря такому устройству, как гидроусилитель, вращать руль значительно проще.

Однако, возникают и определенные проблемы, например на малой скорости руль провернуть сложнее, чем на большой, а по идее должно было бы быть наоборот. Согласитесь, что когда вы двигаетесь по городу на небольшой скорости, то руль приходится проворачивать чаще: при парковке, при проезде кольцевых перекрестков, при разворотах и так далее. При этом мы прикладываем определенные усилия.

На прямой трассе картина совсем другая — водитель движется на скоростях 90 км/час и выше, но ГУР работает таким образом, что на такой скорости нужно прикладывать меньше усилий для поворота руля. Одно неверное движение, и автомобиль выезжает на встречную, идет в занос.

На высоких скоростях контролировать ситуацию гораздо сложнее. (Данная проблема решается отключением гидроусилителя на больших скоростях или переходом на другой режим).

Чтобы усилия на разных скоростях распределялись правильно, было создано такое устройство, как Сервотроник, он же Servotronic.

Что оно нам дает?

При движении по городу с Сервотроником нам нужно прикладывать меньше усилий, особенно при параллельной парковке или при въезде задним ходом в бокс, когда руль буквально приходится выворачивать из крайнего левого положения, в крайнее правое. Когда же мы мчимся по трассе, то коэффициент усиления уменьшается, то есть приходится прилагать больше усилий для поворота руля, благодаря чему обеспечивается курсовая устойчивость и плавность хода.

Устройство и принцип работы Сервотроника

Прежде, чем мы схематически опишем устройство системы Сервотроник, нужно сказать, что она применяется на автомобилях концернов Volkswagen, BMW, Volvo, Porsche. ногие другие производители устанавливают электрогидравлические усилители с режимами «Город» и «Трасса», на трассе коэффициент усиления рулевого управления уменьшается, а в городе наоборот возрастает.

Сервотроник — это сложная система, которая состоит из нескольких ключевых элементов. Очень важную роль играет датчик усилителя руля или датчик угла поворота руля, а также датчик спидометра, который анализирует текущую скорость движения. Кроме того на блок управления сервотроником поступает информация от ЭБУ о скорости вращения и положении коленчатого вала.

Все эти датчики собирают информацию и передают ее на блок управления, а тот ее обрабатывает и подает команды либо на перепускной электромагнитный клапан (если стоит ГУР), либо на двигатель электронасоса (электрогидроусилитель). Соответственно, на малых скоростях клапан пропускает больше жидкости гидравлической в силовой цилиндр и усиление рулевого управления увеличивается — усилие передается от тяги и колеса поворачиваются. Если же стоит ЭГУР, то двигатель насоса начинает вращаться быстрее, увеличивая приток жидкости в бачок.

На высоких скоростях происходит прямо противоположное — клапан получает сигнал от блока управления Сервотроником уменьшить приток жидкости, усиление руля уменьшается и водителю приходится прикладывать больше усилий.

Чтобы до конца разобраться в принципе работы Сервотроника, нужно знать, как работают различные системы усиления рулевого управления: гидравлическая, электрогидравлическая или электрическая.

Сервотроник же только немного корректирует их работу, подстраивая коэффициент усиления рулевого управления под конкретные режимы езды. Главными исполнительными элементами в разных системах являются электромеханический клапан или двигатель электронасоса. Ведутся разработки и более совершенных систем, которые со временем значительно упростят и сделают процесс вождения более безопасным.

Сервопривод крышки багажника

Современные автомобили большей частью выпускаются с автоматическим открыванием и закрыванием багажника. Для этого требуется установка сервопривода. Производители применяют 2 способа, чтобы обеспечить авто подобной опцией. Надежным вариантом является пневмопривод, но он стоит дороже. Электропривод управляется несколькими способами на выбор:

  • с пульта;
  • кнопка на дверной панели водителя;
  • ручка на крышке багажника.

Ручное открывание не всегда удобное, особенно зимой, когда замок может замерзнуть. Сервопривод багажника совмещается с замком, что дополнительно защищает авто от несанкционированного проникновения.

Устройства применяются на иномарках, но при желании их можно установить на отечественных моделях. Предпочтительно использовать привод с электродвигателем.

Есть еще устройства с магнитными пластинами, но они сложней и применяются реже.

Самыми дешевыми являются электроприборы, предназначенные только для открывания. Можно подобрать привод багажника, состоящий из электродвигателя с инерционным механизмом, отключающийся при возникновении препятствия перемещению. Дорогие модели состоят из устройства подъема и опускания крышки, доводчика запорного механизма, контроллера и датчиков.

Установка и настройка сервопривода крышки багажника производятся на заводе, но простые устройства могут быть установлены своими руками.

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.

Клапан сервотроника

Сервотроник осуществляет регулировку усиления гидроусилителя рулевого управления в зависимости от скорости. Поток жидкости регулируется по-разному в зависимости от активизации клапана сервотроника. Дросселирование зависит от тока клапана сервотроника. Клапан сервотроника представляет собой электромагнитный клапан.

Обозначение Пояснение Обозначение Пояснение
1 Клапан сервотроника 2 2-контактный разъем

Клапан сервотроника подключен к ЭБУ сервотроника с помощью 2-полюсного штекерного соединения. ЭБУ сервотроника (SVT) управляет клапаном сервотроника посредством напряжения и массы.

Обозначение Пояснение
1 Клапан сервотроника

Что такое Valvetronic, как он работает и зачем нужен? Разбираемся на примере мотора BMW N42B18

С 2000 годов компания BMW начала активную борьбу за эффективность своих моторов, бензиновых и дизельных. На какие только ухищрения они не шли. Так, в 2001 году были представлены 4-цилиндровые атмосферные бензиновые моторы семейства N42, которые получили всё лучшее, что изобрели инженеры их Мюнхена.

Так, моторы BMW N42B18 и BMW N42B20, стали обладателями «Двойного Ваноса» (Double Vanos) – прежде 4-цилиндровые моторы BMW без этой «топовой» системы изменения фаз газораспределения. Вдобавок в ГБЦ поместили сложных механизм системы Valvetronic – это было ее первое появление на серийных моторах. Казалось бы, все удалось. 1,8-литровый атмосферник N42B18 впечатлил судей конкурса «Лучший двигатель года», за что его признали победителем в номинации «от 1,4 до 1,8 литров».

Особенности мотора N42B18 мы подробно обсуждаем в нашем видеоролике

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Андрей Измаилов
Наш эксперт
Написано статей
116
Добавить комментарий