Схема рулевого управления bmw

Обновлено: 29.04.2024

BMW 5 series убийца (драйв верните!) › Бортжурнал › Глава II. Система рулевого управления.

И снова здравствуйте. В этот раз очередная запись бортовика посвящается системе рулевого управления bmw e39 (кроме в-образников, в основе там редуктор, а не рулевая рейка).

Наверняка те, кто владел и владеет е39 в той или иной степени сталкивался с проблемами рулевого управления. Ввиду того, что имею определенный багаж знаний в рамках данной темы, опишу в общих чертах, как восстанавливал и усовершенствовал на этом автомобиле систему рулевого управления с гидроусилителем.

На данном автомобиле система рулевого управления состоит из нескольких основных частей: рулевая колонка, рулевая рейка, рукав высокого давления, гидроусилитель, бачек с фильтрующим элементом, шланги «обратки», охладитель жидкости гидроусилителя руля.

По заводу система запитана гидравлическим маслом на минеральной основе спецификации ATF DII, красного цвета. Забегая немного вперед сразу скажу, что в последствии не переводил систему на синтетическую гидравлику Pentosin CHF 11S, так как не посчитал это необходимым, и по прошествии довольно большого промежутка времени, ни разу не пожалел об этом.

Мне посчастливилось в своем роде получить в придачу к данному автомобилю все заводские болячки по гидравлике: стучащую и текущую рейку, работающий с перебоями и воем насос гидроусилителя, сопливящие шланги и бачок. Поэтому заранее подготовился и выбрал в дальнейшем пару дней на аккуратное и неторопливое исправление заводских «косяков».

Часть 1. Насос гидроусилителя руля

Сразу скажу, что внимательным читателям сразу станет понятно, почему я начал именно с насоса.

По заводу на все шестицилиндровые модификации e39 с двигателями m52 и m54 устанавливались насосы гидроусилителя производителя «LUK». «Ходят» они довольно неплохо, но, из результата наблюдений за сотнями е39, в среднем после 200 тыс. км пробега начинается естественный износ агрегата. Зачастую появляется гудение сначала в крайних положениях руля, затем и вовсе постоянно гудит на холостом ходу.

Так же цвет масла в бачке жидкости гидроусилителя может рассказать о многом. В хорошем случае оно будет желтоватого оттенка («выгоревшее» со временем, потерявшее большую часть свойств, масло), в плохом – темного цвета, в худшем – темного цвета с серебристым осадком (пыльцой). Так называемая «пыльца» или металлическая стружка — продукт естественного износа насоса гидроусилителя руля (именно из-за неё чернеет масло), гуляя продолжительное время по всей системе, создаст серьезные проблемы в будущем для владельца автомобиля и для того, кто будет это ремонтировать.

Как обычно, мне очень «повезло», открыв бачек и промокнув щуп на чистую белую ткань, увидел черное масло с примесями серебристой пыльцы…

Пару минут подумав, было решено не ставить оригинальный насос LUK, так как есть кое что другое, что заслужило у меня гораздо больше доверия, а именно насос гидроусилителя ZF Parts (неспроста на дизелях м57 стоят «гидрачи» ZF и выхаживают более 500 тыс. км), в исполнении для м54 е60. Таким образом, был заказан данный насос в сборе с новым оригинальным кронштейном.

Спешу обратить внимание и предостеречь от возможных ошибок: в случае с грязной системой, перед установкой нового насоса гидроусилителя ОБЯЗАТЕЛЬНО необходимо вымыть систему под рабочим давлением начисто на старой гидросистеме, иначе все старания и средства попросту будут потрачены зря. Вымывал всю систему тем же маслом, что в последствии и заливал, BMW Group ATF DIII (на промывку ушло около 5 литров + 1 литр на заливку).

Наконец система вымыта, можно обесточивать то есть сливать. Старый бачек строго в мусорку (читаем внимательно, не промываем, а в мусорку). Долго не буду объяснять почему, так вкратце: в идеал вымыть его все равно не представляется возможным, при наличии стружки на фильтре, остатки снова всплывут в системе, в течение года загудит/ «ляжет» гидроусилитель, проверено годами. Был куплен новый бачек жидкости гидроусилителя, оригинал ZF Parts.

Часть 2. Рулевая рейка

Заранее скажу, полез в переборку рулевого агрегата только лишь благодаря многолетнему опыту их переборки. Любые неумелые действия или эксперименты с рулевым агрегатом в дальнейшем ставят под угрозу жизнь и здоровье всех, кто будет находиться в автомобиле. К тому же при отсутствии определенных навыков в данной работе многие товарищи делают сколы/микротрещины на посадочном в корпусе, пытаясь достать сальники гидроцилиндров.

Рулевые рейки на е39 устанавливались двух типов: без датчика и с датчиком (сервотроник). На данном автомобиле установлена по заводу рейка без датчика.

Течь. Зачастую причиной течи является появление коррозии на валу, вследствие не герметичности пыльников рулевой рейки, но в моем случае вал был чистый, однако течь была. Причиной такого случая является «усталость» резиновой составляющей сальников, попросту говоря большинство резиновых уплотнений «задубело». Все стандартно, установлен оригинал kaco (поставляет сальники на производство ZF Parts), единственная оговорка, сальники продольного вала поставил от е60, более совершенные на мой взгляд. Заменены абсолютно все резиновые уплотнения.

Стук. Причинами стука рулевых реек е39 могут являться износ направляющих втулок основного вала/износ валов (основного и золотникового-распределителя). Проблема износа направляющих втулок была решена установкой оригинальных втулок ZF Parts в исполнении для е60. Основной проблемой стука моей рулевой рейки как и у большинства владельцев е39 являлся неравномерный износ основного вала (выработка в центральном положении). К решению данного вопроса я подошел кардинально. Так как очень давно сотрудничаю с крупнейшей конторой в Западной Европе (которые, кстати, имеют официальную лицензию от производства ZF на восстановление рулевых агрегатов) решено было заказать абсолютно новую червячную пару (основной вал + золотниковый вал-распределитель). В дальнейшем новые детали были успешно установлены в мой старый корпус рулевой рейки.

Установлены новые рулевые тяги и рулевые наконечники, а также пыльники рулевой рейки с оригинальными металлическими обжимными одноразовыми хомутами (комплектующие «лимфердер»). Кстати, рулевые тяги советую использовать либо «лим» либо оригинал: только там кольца нормального соответствующего размера под узкую горловину пыльника, ну и само собой это же касается и пыльников.

Кроме того, были восстановлены перепускные трубки высокого давления между гидроцилиндрами и наполированы все поршни до состояния зеркала (вручную, кстати, да я маньяк в хорошем смысле этого слова=)).

Часть 3. Шланги «обратки»

Проблема до боли знакомая всем владельцем е39 с рядной бензиновой шестеркой под капотом.

Сопливят 2 шланга: первый – от бачка жидкости гидроусилителя руля на гидроусилитель, второй – от бачка на охладитель жидкости гидроусилителя. Решается просто, замена на оригинал BMW Group, в местах соединения с насосом и бачков обязательно необходимо «посадить» на винтовые металлические хомуты, использовал, кстати, оригинал BMW Group)).

По итогу имеем практически новую систему рулевого управления. Рулевая рейка в кузове е39 имеет самое низкое и впереди идущее расположение среди всей передней ходовой, благодаря этому при исправной системе в автомобиле очень четкое и приятное управление, но есть и минусы: из-за такого расположения очень сильно страдает основной вал рулевой рейки при езде по плохим дорогам.

Добавлю, что с новым рулевым механизмом и насосом руль на девятнадцатых катках крутится идеально одной рукой, и соответственно, не так быстро изнашивается алькантара на руле=))

Надеюсь, хоть кто-то кроме меня осилил прочитать полностью эту запись. За возможные грамматические, синтаксические, стилистические ошибки заранее извиняюсь, так как я не филолог=))

Ремонт BMW Е63 с активным рулем (Active Front Steering, AFS)

Система активного рулевого управления (Active Front Steering, AFS) предназначена для:

изменения передаточного отношения рулевого механизма в зависимости от скорости движения;
корректирования угла поворота передних колес при прохождении поворотов и торможении на скользком покрытии.

Схема активного рулевого управления.

Схема подготовлена по материалам SAE International.

насос гидроусилителя руля
шланги
бачок для рабочей жидкости
электронный блок управления
шина обмена данными
электродвигатель
датчик угла поворота электродвигателя
клапан системы Servotronic
планетарный редуктор
аварийный фиксатор
датчик суммарного угла поворота
рулевой механизм.

Система AFS является совместной разработкой фирм Bosch и ZF. В настоящее время система устанавливается на большинство моделей автомобилей BMW в качестве опции и является фирменным атрибутом данной марки. Конкурентными преимуществами данной системы являются повышение комфорта и безопасности при эксплуатации автомобиля.

Система активного рулевого управления в своей работе взаимодействует с другими системами, в т.ч. с гидроусилителем руля Servotronic, системой динамической стабилизации DSC.

Система AFS имеет следующее общее устройство:

планетарный редуктор;
система управления.

Схема системы активного рулевого управления.

Планетарный редуктор служит для изменения скорости вращения рулевого вала. Он устанавливается на рулевом валу. Планетарный редуктор включает солнечную шестерню, блок сателлитов и коронную (эпициклическую) шестерню. На входе рулевой вал соединен с солнечной шестерней, на выходе – с блоком сателлитов.

Эпициклическая шестерня имеет возможность вращения. При неподвижной шестерне передаточное число планетарного редуктора равно единице и рулевой вал передает вращение напрямую. Вращение эпициклической шестерни в одну или другую сторону позволяет увеличить или уменьшить передаточное число планетарной передачи, чем достигается изменение передаточного отношения рулевого механизма. Вращение шестерни обеспечивает электродвигатель, соединенный с ее внешней стороной посредством червячной передачи.

Для реализации функций системы активного рулевого управления создана система управления. Электронная система управления включает следующие элементы:

входные датчики;
электронный блок управления;
исполнительные устройства.

датчик положения электродвигателя;
датчик суммарного угла поворота;
датчик угла поворота рулевого колеса;
датчики системы динамической стабилизации (скорости вращения автомобиля вокруг вертикальной оси и вертикального ускорения).

Датчик суммарного угла поворота рулевого механизма может не устанавливаться, в этом случае угол рассчитывается виртуально на основании сигналов других датчиков.

Электронный блок управления принимает сигналы от датчиков, обрабатывает их и в соответствии с заложенным алгоритмом формирует управляющие воздействия на исполнительные устройства. Электронный блок управления имеет соединение и осуществляет взаимодействие с блоками управления других систем автомобиля:

системы Servotronic;
системы динамической стабилизации DSC;
системы управления двигателем;
системы доступа в автомобиль.

Исполнительными механизмами системы AFS являются:

электродвигатель;
сигнальная лампа на панели приборов.

Электродвигатель обеспечивает вращение эпициклической шестерни планетарного редуктора. Электродвигатель оборудован аварийным электромагнитным фиксатором, блокирующим червячную передачу. В исходном положении передача заблокирована. При подаче тока на электродвигатель срабатывает электромагнит, и фиксатор, преодолевая усилие пружины, освобождает ротор электродвигателя. При возникновении неисправности в системе AFS прекращается подача тока на электродвигатель, фиксатор блокирует червячную передачу.

Принцип работы системы активного рулевого управления.

Система AFS активируется при запуске двигателя. Работа системы заключается в изменении передаточного отношения рулевого механизма в зависимости от скорости и условий движения.

При совершении маневров на низкой скорости в соответствии с сигналом датчика угла поворота рулевого колеса включается электродвигатель. Электродвигатель через червячную пару передает вращение на эпициклическую шестерню планетарного редуктора. Вращение шестерни в определенном направлении с максимальной скоростью обеспечивает наименьшее передаточное отношение рулевого механизма, которое достигает значения 1:10. При этом руль становится острым, уменьшается число оборотов рулевого колеса от упора до упора, чем достигается высокий комфорт в управлении.

С ростом скорости движения выполнение поворотов сопровождается уменьшением частоты вращения электродвигателя, соответственно увеличивается передаточное отношение рулевого механизма. На скорости 180-200 км/ч передаточное отношение достигает оптимального значения 1:18. Электродвигатель при этом перестает вращаться, а усилие от рулевого колеса передается на рулевой механизм напрямую.

С дальнейшим ростом скорости электродвигатель снова включается, при этом вращение производится в противоположную сторону. Передаточное отношение рулевого механизма может достигать величины 1:20. При данном передаточном отношении рулевое управление обладает наименьшей остротой, увеличивается число оборотов рулевого колеса от упора до упора, тем самым обеспечивается безопасность маневрирования на высоких скоростях.

Если при прохождении поворота фиксируется избыточная поворачиваемость автомобиля (потеря сцепления задних колес с дорогой) система AFS на основании сигналов датчиков системы DSC самостоятельно корректирует угол поворота передних колес. В результате чего сохраняется курсовая устойчивость автомобиля. В случае, когда система активного рулевого управления не может полностью обеспечить устойчивость автомобиля, подключается система динамической стабилизации.

Аналогичным образом система активного рулевого управления стабилизирует движение автомобиля при торможении на скользком покрытии, чем достигается повышение эффективности антиблокировочной системы тормозов ABS и сокращение тормозного пути.

Система активного рулевого управления постоянно включена и не имеет возможности отключения.

Ремонт этих систем является одним из сложнейших по сравнению с ремонтом других рулевых систем. Конструкция рейки очень сложная и кардинально отличается от всего, что встречается на других автомобилях.

Кроме того, на рейке установлена сложная электроника и датчики, которые отвечают за ее работу. При этом вся электроника рейки активно взаимодействует с другой электроникой автомобиля.

При снятии и установке требуется процедура адаптации.

За ремонт такой сложности берутся только наиболее опытные мастера.

Квалификация сотрудников нашего сервиса позволяет производить ремонт данных систем с гарантией качества. Мы сделаем это быстро. Уже многие наши клиенты убедились в том, что ремонт в нашей компании производится в соответствии с заводскими нормами и позволяет вернуть к жизни практически любую рейку.

Мы гарантируем результат. Вы заплатите только после того, как будет решена Ваша проблема.

Гарантия распространяется на все наши работы на срок 1 ГОД и без ограничения по пробегу. Поэтому Вы ничем не рискуете.

Хотите решить проблемы с рулевым управлением?

Позвоните и запишитесь на диагностику по телефону:

Что такое система активного рулевого управления

Рассмотрим принцип работы системы активного рулевого управления, плюсы и минусы, устройство и схему. В конце статьи видео-обзор активного рулевого управления для автомобилей BMW. Рассмотрим принцип работы системы активного рулевого управления, плюсы и минусы, устройство и схему. В конце статьи видео-обзор активного рулевого управления для автомобилей BMW.

Что такое активное рулевое управление

Система активного рулевого управления по сути это доработанный механизм обычного рулевого управления. Наличие данной системы на борту автомобиля способствует улучшению динамических характеристик, лучшему управлению машиной, а так же улучшает комфорт. Впервые систему AFS (активного рулевого управления) установили в 2003 году на топовые комплектации автомобилей BMW.

Если рассматривать более детально, то активное рулевое управление может менять передаточное число между рулевым колесом и механизмом поворота колес, в зависимости от скорости движения. К тому же система может самостоятельно корректировать угол поворота передних колес в момент входа в поворот или торможения на скользкой дороге. В дополнение ко всему система активного рулевого управления может подруливать задними колесами, тем самым увеличивая маневренность автомобиля.

Устройство активного рулевого управления

Устройство системы активного рулевого управления не самое простое и одновременно объединяет в себе несколько других систем безопасности. Все же специалисты выделяют основные детали, которые отвечают за поворот колес и стабилизацию, остальные механизмы считаются вспомогательными, в том числе и подруливание задних колес. Среди основных механизмов можно назвать рулевую рейку, датчики, блок управления, непосредственно сам руль и рулевые тяги. Теперь же рассмотрим подробней, какую функцию выполняет каждая из деталей.

Весь процесс срабатывания механизма активного рулевого управления начинается с входных датчиков. Независимо от модели автомобиля они предназначены для снятия разных параметров. Например, датчики угла поворота руля, положение электродвигателя, датчики суммарного угла поворота, а так же датчики динамической стабилизации автомобиля. Хотя, последнее время перестают использовать датчик суммарного поворота, снимая информацию с других датчиков автомобиля.

Получив необходимую информацию с датчиков, она поступает в электронный блок управления (ЭБУ). Можно сказать, что это сердце всей системы и благодаря ему, ведется управление всеми механизмами активного рулевого управления. Задача ЭБУ не сложная, принять сигналы, обработать и передать на исполнительные устройства. Больше всего электронный блок активного рулевого колеса взаимодействует с электроусилителем руля, системой управления двигателем и системой динамической стабилизации автомобиля.

После обработки информации сигналы подаются на рулевую рейку, точней электродвигатель рулевой рейки. За счет чего система может самостоятельно решать насколько повернуть рейку в ту или иную сторону. Сам же электродвигатель вращает коронную шестеренку, в результате чего меняется передаточное отношение механизмов. Что касается рулевого колеса и рулевых тяг, то они выполняют те же функции, что и в обычном управлении автомобилем.

Схема активного рулевого управления автомобиля

Учитывая непростую конструкцию механизма активного рулевого управления, а так же поняв, за что отвечают определенные детали, следует рассмотреть смеху механизма.

На фото представлена схема активного рулевого управления автомобиля

Можно сказать, что это основные детали системы активного рулевого управления. Помимо перечисленных элементов, так же к механизму относят бачек для рабочей жидкости, аварийный фиксатор, соединительные шланги, редуктор и клапан системы.

Как работает активное рулевое управление

Весь принцип работы системы активного рулевого управления начинается с момента запуска двигателя автомобиля. Как только автомобиль двигается с места, срабатывает датчик угла поворота руля и включается электродвигатель. За счет червячной передачи, электродвигатель вращает шестерню планетарного редуктора. Далее усилие ложится на внешнее зубчатое колесо, которое в свою очередь может менять передаточное число.

В результате такого взаимодействия и слаженной работы механизмов, система способствует снижению количества оборотов рулевого колеса, а значит, повышается комфорт и маневренность на низкой скорости. Если же скорость автомобиля увеличивается, электродвигатель уменьшает скорость вращения. В результате такого соотношения увеличивается передаточное число. Как показывает практика и различные испытания, работа электродвигателя активного рулевого управления перестает функционировать на скорости от 180 до 220 км/час.

На большой скорости усилие рулевого колеса пропорционально передается на рулевой механизм, минуя остальные составные детали. Соответственно и передаточное соотношение становится 1:18. Еще небольшой нюанс происходит с электродвигателем рулевого управления, если скорость продолжает расти, в таком случае электродвигатель начинает вращаться в обратную сторону. Передаточное соотношение, как правило, достигает отметки 1:20. За счет такого распределения усилий, механизм позволяет маневрировать на большой скорости, обеспечивая максимальную безопасность пассажирам.Помимо указанных моментов работы системы активного рулевого управления AFS, она так же улучшает стабилизацию автомобиля, в момент потери сцепления задней оси с дорогой, в случае резкого маневра или торможении на скользких участках. Основной нюанс системы активного рулевого управления в том, что её никак нельзя отключить, поэтому механизм работает все время с момента старта двигателя, до момента пока его заглушат.

Как небольшое дополнение, в автомобилях BMW система активного рулевого управления работает совместно с системой подруливания задних колес. За счет этого автомобиль намного проще входит в резкие повороты, для разворота требуется меньший диаметр, а сама динамика автомобиля на скорости значительно улучшается.

Преимущества и недостатки системы AFS

Как и любой механизм, система активного рулевого управления имеет положительные и отрицательные стороны. Несмотря на сложность механизма, плюсов намного больше, а вот минусов практически нет. Среди положительных моментов системы AFS можно отметить небольшой вес, повышение надежности в управлении, безопасность, комфорт.

Отрицательных моментов в системы активного рулевого управления практически нет, так как механизм работает безотказно и редко дает сбои. Если все-таки сбой произошел, а чаще всего это сбой или полный выход из строя электроники, то, починить, самостоятельно не получится. Необходимо ехать на специализированные сервисы по ремонту системы AFS.

Стоимость ремонта и деталей для AFS

На сегодня систему AFS можно встретить не только на автомобилях марки BMW. Большую часть премиальных машин укомплектовывают данным механизмом или же предлагают в качестве опции. Например, на авто марки Lexus систему активного рулевого управления можно встретить чаще всего.

Как показывает практика и отзывы владельцев автомобилей, чаще всего выходят из строя датчики положения кузова автомобиля. Немудрено, так как дороги оставляют желать лучшего и частая качка кузова попросту неизбежна. В среднем стоимость замены датчика составляет порядка 150-175 долларов за 1 шт. В зависимости от модели авто, их как минимум 4 штуки и чаще выходят из строя попарно. Сам же датчик обойдется около $100-120, получается 50% от стоимости это сам ремонт. Электронный блок управления AFS обойдется порядка 10000 рублей. Дороже всего обойдется ремонт рулевой рейки, в среднем около $1000.

Некоторые владельцы автомобилей умудряются самостоятельно заменить датчики. Можно сказать, это самое простое в данном механизме и не требует особых навыков или инструмента. К тому же есть немало советов и похож ситуаций, которые описаны в деталях.

Система активного рулевого управления, хоть и сложный механизм, но без него современные автомобили были бы не столь комфортными, а безопасность была бы на порядок ниже. Если же есть возможность заказать AFS систему в качестве опции, доплатив за нее, то это не будет лишним, а разница в управлении будет ощутима с первых километров.

Видео-обзор принципа работы системы AFS:

BMW 5 series ///M535d › Бортжурнал › 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.

Большая безопасность

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

Рулевое управление БМВ 5 Е39

12.3.1 Рулевое управление
Рулевое управление Общая информация 1 — зубчато-реечный рулевой механизм 2 — рулевая тяга 3 — хомут 4 — гайка 5 — хомут 6 — защитный чехол 7 — гайка 8 — болт 9 — сетка 10 — уплотнительное кольцо 11 — прокладка 12 — блок Servotronic 13 — болт Рулевое управление состоит из рулевого кол.

12.3.2 Снятие и установка рулевого колеса
Снятие и установка рулевого колеса Обязательно ознакомьтесь с Разделом Меры безопасности при работе с подушкой безопасности. СНЯТИЕ 1. Отсоедините кабель массы от аккумуляторной батареи. Батарея находится в багажнике позади правой боковой облицовки. При отсоединении .

12.3.3 Снятие и установка верхней облицовки рулевой колонки
Снятие и установка верхней облицовки рулевой колонки СНЯТИЕ 1. Опустите рулевую колонку полностью вниз и полностью выдвиньте. 2. Выверните болт (стрелка на сопроводительной иллюстрации). 3. Нажмите на верхнюю облицовку с обеих сторон в районе, показанном на сопроводительной и.

12.3.4 Снятие и установка наконечника рулевой тяги
Снятие и установка наконечника рулевой тяги СНЯТИЕ 1. Пометьте краской положение колеса относительно ступицы. Благодаря этому отбалансированное колесо может быть установлено в прежнее положение. Ослабьте болты крепления колеса на стоящем на земле автомобиле. Поднимите и установите авт.

12.3.5 Снятие и установка рулевой тяги
Снятие и установка рулевой тяги СНЯТИЕ 1. Пометьте краской положение колеса относительно ступицы. Благодаря этому отбалансированное колесо может быть установлено в прежнее положение. Ослабьте болты крепления колеса на стоящем на земле автомобиле. Поднимите и установите автомобиль на п.

12.3.6 Крепление гидронасоса
Крепление гидронасоса 1 — гидронасос 2 — масляный радиатор 3 — трубопровод возврата 4 — рулевой механизм 5 — напорный трубопровод 6 — полый болт 7 — резервуар 8 — всасывающий шланг D — уплотнительное кольцо Крепление гидронасоса представлено на сопроводительной иллюстрации. 1 —.

12.3.7 Удаление воздуха и заполнение гидросистемы усилителя руля жидкостью
Удаление воздуха и заполнение гидросистемы усилителя руля жидкостью Воздух из гидросистемы необходимо удалять, если она вскрывалась. Систему заполняйте обязательно только новой жидкостью, т. к. даже небольшие загрязнения могут привести к нарушениям в ее работе. Типы применяемых масел приведены в.

12.3.8 Проверка и регулировка углов установки колес
Проверка и регулировка углов установки колес Достижение оптимальных ходовых параметров автомобиля и минимального износа шин возможно только при правильном положении колес. При повышенном и неравномерном износе шин, а также неустойчивом движении автомобиль при прямом положении рулевого колеса и п.

12.3.9 Меры безопасности при работе с подушкой безопасности
Меры безопасности при работе с подушкой безопасности • Замену и контроль подушки безопасности следует проводить только на СТО. Ни в коем случае нельзя проводить каких-либо конструктивных изменений на подушке. • Рулевое колесо, имеющее подушку безопасности, следует заменять только на .

Система активного рулевого управления AFS

Принцип работы

Активное рулевое управление включается в работу вместе с запуском двигателя. Режимы работы системы AFS зависят от текущей скорости автомобиля, угла поворота рулевого колеса и типа дорожного покрытия. Таким образом, системе удается оптимально изменять передаточное отношение (усилие от рулевого колеса) в рулевом механизме в зависимости от режима движения автомобиля.

При начале движения автомобиля включается электродвигатель. Он начинает работать после сигнала от датчика угла поворота руля. Электромотор посредством червячной пары начинает вращать внешнюю шестерню планетарного редуктора. Основная функция внешнего зубчатого колеса – изменение передаточного отношения. При максимальной скорости вращения шестерни оно достигает наименьшего значения (1:10). Все это способствует снижению количества оборотов руля и повышению комфорта при маневрировании на низкой скорости.

Увеличение скорости автомобиля сопровождается замедлением скорости вращения электромотора. Из-за этого постепенно (пропорционально увеличению скорости движения) растет передаточное отношение. Электромотор прекращает вращаться на скорости 180-200 км/ч, при этом усилие от рулевого колеса начинает передаваться непосредственно на рулевой механизм, а передаточное отношение становится равным значению 1:18.

Если скорость автомобиля продолжает увеличиваться, электродвигатель снова запускается, однако в этом случае он начинает вращаться в другом направлении. Значение передаточного отношения при этом может достигнуть 1:20. Рулевое колесо становится наименее острым, его обороты до крайних положений увеличиваются, что обеспечивает безопасное совершение маневров на большой скорости.

Еще одна особенность активного рулевого управления – это невозможность его отключения. Данная система функционирует постоянно.

Устройство и основные составляющие

Основные составляющие AFS:

Преимущества и недостатки

Система AFS обладает неоспоримыми преимуществами для водителя: она повышает безопасность и комфорт во время движения автомобиля. AFS – электронная система, являющаяся более предпочтительной, нежели гидравлика, благодаря следующим своим преимуществам:

точная передача действий водителя;
повышенная надежность из-за меньшего количества деталей;
высокое быстродействие;
малый вес.

Существенных недостатков у AFS не выявлено (не считая его стоимости). Активное рулевое управление редко дает сбои. Если все же удалось повредить электронную начинку, то самостоятельно настроить систему не получится – необходимо везти автомобиль с AFS в сервис.

Применение

Active Front Steering является фирменной разработкой немецкого автоконцерна BMW. На текущий момент AFS устанавливается в качестве опции на большинство машин данной марки. Впервые активное рулевое управление было установлено на автомобили BMW в 2003 году.

Выбирая машину с активным рулевым управлением, автолюбитель получает комфорт и безопасность при езде, а также легкость управления. Повышенная надежность системы Active Front Steering гарантирует продолжительную эксплуатацию без поломок. AFS – это опция, которой не стоит пренебрегать при покупке нового автомобиля.

Современное рулевое управление

История колеса насчитывает более 5000 лет, 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.

Сегодня усилителями рулевого управления оснащают подавляющее большинство автомобилей. Даже маленькие машинки, как правило, получают легкие штурвалы уже в базовых комплектациях. И не только для комфорта. Невидимый помощник, уменьшая усилие на руле, позволяет сократить передаточное отношение в рулевом механизме и, соответственно, количество оборотов. Значит, и усмирить взбрыкнувший после резкого маневра автомобиль проще.

До недавнего времени существовали два варианта рулевых механизмов со встроенными гидроусилителями: реечные и винт - шариковая гайка - сектор. Последние ставили на большие автомобили и вседорожники (например, волги, соболи, УАЗы). 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.

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 новые пятерки БМВ (ЗР, 2002, № 10; 2003, № 7). 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. Поэтому пока они встречаются лишь на небольших автомобилях. Кстати, такой планируют устанавливать на ВАЗ-2110 и Калину.
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.

Возможно, тем, кто просидел за баранкой десятки лет, придется привыкать к новому управлению. А молодые наверняка без труда освоят джойстик. Ведь у многих из них большой опыт вождения компьютерных машинок.

Читайте также: