Активне рульове керування AFS: пристрій і принцип роботи

AFS (Active Front Steering) — це система активного рульового управління, яка за своєю суттю є вдосконаленою класичною системою рульового управління. Основне призначення AFS — вірне розподіл зусилля між всіма складовими рульової системи, а головна мета — підвищити ефективність управління автомобілем на різних швидкостях. Водій же, при наявності в автомобілі активного рульового управління, отримує підвищений комфорт і впевненість у русі. Розглянемо принцип роботи, пристрій AFS, а також його відмінності від класичної системи рульового управління.

Принцип роботи

Загальний вигляд AFS BMW 7

Активне рульове керування включається в роботу разом з запуском двигуна. Режими роботи системи AFS залежать від поточної швидкості автомобіля, кута повороту рульового колеса і типу дорожнього покриття. Таким чином, системі вдається оптимально змінювати передавальне відношення (зусилля від рульового колеса) в рульовому механізмі в залежності від режиму руху автомобіля.

При початку руху автомобіля включається електродвигун. Він починає працювати після сигналу від датчика кута повороту керма. Електромотор за допомогою черв’ячної пари починає обертати зовнішню шестерню планетарного редуктора. Основна функція зовнішнього зубчастого колеса — зміна передавального відношення. При максимальній швидкості обертання шестерні воно досягає найменшого значення (1:10). Все це сприяє зниженню кількості оборотів керма і підвищення комфорту при маневруванні на низькій швидкості.

Збільшення швидкості автомобіля супроводжується уповільненням швидкості обертання електромотора. Через це поступово (паралельно зі збільшенням швидкості руху) зростає передавальне відношення. Електромотор припиняє обертатися на швидкості 180-200 км / год, при цьому зусилля від рульового колеса починає передаватися безпосередньо на рульовий механізм, а передавальне відношення стає рівним значенню 1:18.

Якщо швидкість автомобіля продовжує збільшуватися, електродвигун знову запускається, однак в цьому випадку він починає обертатися в іншому напрямку. Значення передавального відношення при цьому може досягти 1:20. Рульове колесо стає найменш гострим, його обороти до крайніх положень збільшуються, що забезпечує безпечне вчинення маневрів на великій швидкості.

Система AFS також сприяє стабілізації руху автомобіля при втраті зчеплення задній осі з дорожнім покриттям, а також при гальмуванні на слизьких ділянках дороги. Курсова стійкість машини зберігається за допомогою системи динамічної стабілізації (DSC — Dynamic Stability Control). Саме після сигналів від її датчиків AFS коригує кут повороту передніх коліс.

Ще одна особливість активного рульового управління — це неможливість його відключення. Дана система функціонує постійно.

Пристрій і основні складові

Схема AFS: 1 — насос гідропідсилювача керма, 2 — шланги, 3 — бачок для робочої рідини, 4 — електронний блок управління, 5 — шина обміну даними, 6 — електродвигун, 7 — датчик кута повороту електродвигуна, 8 — клапан системи Servotronic, 9 — планетарний редуктор, 10 — аварійний фіксатор, 11 — датчик сумарного кута повороту, 12 — рульовий механізм

Основні складові AFS:

  • Рульова рейка з планетарним редуктором і електродвигуном. Планетарний механізм змінює швидкість обертання рульового вала. Даний механізм складається з коронною (епіциклічних) і сонячної шестерень, а також блоку сателітів і водила. Планетарний редуктор розміщується на рульовому валу. Електродвигун обертає коронну шестерню через червячную передачу. При обертанні цього зубчастого колеса змінюється передавальне відношення механізму.
  • Вхідні датчики. Необхідні для вимірювання різних параметрів. При роботі AFS використовуються: датчик кута повороту рульового колеса, датчики положення електродвигуна, датчики системи динамічної стабілізації, датчики сумарного кута повороту. Останній датчик може бути відсутнім, а кут розраховується на підставі сигналів з інших датчиків.
  • Електронний блок управління (ЕБУ). У нього приходять сигнали з усіх сенсорів. Блок обробляє сигнал, а після відправляє команди на виконавчі пристрої. ЕБУ також активно взаємодіє з наступними системами: електрогідравлічний підсилювач керма Servotronic, система управління двигуном, DSC, система доступу в автомобіль.
  • Кермові тяги і наконечники.
  • Рульове колесо.

Переваги і недоліки

Система AFS має незаперечні переваги для водія: вона підвищує безпеку і комфорт
під час руху автомобіля. AFS — електронна система, яка є більш кращою, ніж гідравліка, завдяки таким своїм перевагам:

  • точна передача дій водія;
  • підвищена надійність через меншої кількості деталей;
  • високу швидкодію;
  • малу вагу.

Істотних недоліків у AFS не виявлено (не рахуючи його вартості). Активне рульове керування рідко дає збої. Якщо все ж вдалося пошкодити електронну начинку, то самостійно налаштувати систему не вийде — необхідно везти автомобіль з AFS в сервіс.

застосування

Active Front Steering є фірмовою розробкою німецького автоконцерну BMW. На поточний момент AFS встановлюється в якості опції на більшість машин даної марки. Вперше активне рульове управління було встановлено на автомобілі BMW в 2003 році.

Вибираючи машину з активним рульовим керуванням, автолюбитель отримує комфорт і безпеку при їзді, а також легкість управління. Підвищена надійність системи Active Front Steering гарантує тривалу експлуатацію без поломок. AFS — це опція, якою не варто нехтувати при покупці нового автомобіля.