Система Servotronic и ее аналоги

Истори и назначение системы 

В 1985 году на выставке Amsterdam Motor Show на стенде баварского концерна BMW красовалась модель M5. Помимо дизайнерских находок и мощного двигателя, немцы продемонстрировали очередную техническую «фишку». Рулевое колесо в этом М5 можно было повернуть одним пальцем при парковке, но и на высокой скорости точность управления никуда не исчезала. Таким образом, широкой публике был представлен Servotronic.

Назначение сервотроника - регулировать усиление вращения рулевого колеса в зависимости от скорости движения, тем самым обеспечивая комфортное управление автомобилем в любой ситуации.

Servotronic - сравнительно недавнее изобретение. Поскольку работает эта система с приводами рулевого управления, установить такую опцию возможно только при наличии гидро- или электроусилителя руля.

Система Servotronic имеет аналоги, которые выполняют схожие функции, но реализовываются за счет других механизмов. Под именем Servotronic система устанавливается на автомобили BMW, Audi, Volkswagen, Volvo и Porsche. Торговая марка принадлежит американской фирме AM General corp.

Устройство и принцип работы сервотроника

Условно, можно поделить систему на две части: информирующая и исполнительная. Связующим звеном выступает блок управления Servotronic.

Для получения информации система использует входные датчики. Среди них можно выделить датчик усилителя руля, а для автомобилей оснащенных ESP – датчик угла поворота рулевого колеса. С помощью этих устройств определяется положение руля относительно угла поворота колес автомобиля. Кроме вышеперечисленных датчиков используется датчик Холла, который информирует о положении коленчатого вала. Датчик спидометра передает сигнал о скорости передвижения автомобиля.

Информация, полученная со всех датчиков, передается в виде сигнала блоку управления, который обрабатывает данные и задает алгоритм работы исполнительному механизму.

Исполнительная система состоит из камеры обратного действия, внутри которой располагается поршень. Ход поршня связан с золотником гидроусилителя рулевого управления. В конструкцию камеры входит электромагнитный клапан. Именно этот клапан контролируется блоком управления Servotronic.

Для того чтобы развернуть колеса из одного крайнего положения в противоположное, достаточно повернуть руль на 360 градусов

При повороте руля золотник пропускает жидкость к цилиндру ГУР, который воздействует на механизм поворота колеса. В это же время блок управления, исходя из данных полученных от датчиков, открывает электромагнитный клапан, и жидкость заполняет камеру обратного действия. В результате, давление в цилиндре гидроусилителя падает, поршень камеры обратного действия блокирует золотник, и усилие на руль возрастает.

Усилие контролируется клапаном в зависимости от скорости. Чем выше скорость – тем сильнее открыт клапан и наоборот. При парковке клапан камеры обратного действия закрыт полностью, и руль поворачивается максимально легко.

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.