Трансмиссия в рулевом управлении

Получившая название Active Front Steering (сокращенно АFS) система активного рулевого управления от BMW представляет собой обычный реечный механизм с гидроусилителем Servotronic, где рулевой вал разъединен, и в него встроена планетарная передача, корпус которой может вращаться с помощью электродвигателя.

Система Active Front Steering от BMW
Система Active Front Steering от BMW / 2
Система Active Front Steering от BMW / 3

Система Active Front Steering
При проектировании автомобиля конструкторы постоянно сталкиваются с проблемой выбора передаточного числа рулевого механизма, которое невозможно подобрать так, чтобы оно идеально подходило "на все случаи жизни". Так, если сделать передаточное число "поменьше", то при движении на невысоких скоростях руль будет весьма приятным – "отзывчивым" и "острым", не требующим нескольких перехватов. Однако стоит на такой машине дать газу – и езда потребует постоянного напряжения и станет довольно опасной, ведь даже при небольшом движении рулем автомобиль будет сильно швырять в сторону. Соответственно и наоборот: делаем передачу в рейке "побольше" – и получаем уверенные "крейсерские" реакции на высоких скоростях, но "тупой" и "многооборотистый" руль на низких.

Сию дилемму конструкторы всегда решали методом компромисса: проектируя пару "шестерня – рейка", выбирали передаточное число "по-среднему", подогнав его под диапазон основных эксплуатационных скоростей данного автомобиля. Но что поделаешь – таковы законы механики, и оставалось только смириться... Однако если существуют идеалы, то к ним непременно надо стремиться. Тем более что решение таких устройств, изменяющих, в зависимости от скорости движения, угол поворота колес относительно вращения руля, на теоретическом уровне напрашивалось уже как будто само по себе: почему бы не "разрезать" вал рулевой колонки, установив туда специальную трансмиссию, позволяющую менять передаточное число?

Подобные проекты зазвучали во всеуслышание где-то в конце 70-х – начале 80-х годов, когда в технических изданиях стали появляться статьи молодых инженеров, которые печатались в тех же разделах, где стояли публикации на тему "пневмоциклов", "реактивных ранцев" и т. п. Скоро патентные бюро начали выдавать свидельства, среди которых оказался и патент Дина Карноппа, профессора Калифорнийского университета в Дэвисе (США), занимающегося разного рода "транспортом будущего" и продвигающего созданную им науку "мехатронику" – смесь механики и электроники. Такие занятия, может, и выглядят чудаковато, однако изобретенное профессором "мехатронное" рулевое заинтересовало серьезных людей – в 1990 году патент у Карноппа купила фирма Bosch. Систему нашли перспективной в компании BMW, и в 1997 году мюнхенские инженеры взяли рулевое Карноппа на подготовку к серийному выпуску.

Многоликий АFS
Получившая название Active Front Steering (сокращенно АFS) система активного рулевого управления от BMW представляет собой обычный реечный механизм с гидроусилителем Servotronic, где рулевой вал разъединен, и в него встроена планетарная передача, корпус которой может вращаться с помощью электродвигателя. Когда последний не работает, сателлиты соединяют вал и шестерню рулевого напрямую, если же электромотор вращается, то он через "червяк" поворачивает эпициклическую шестерню и в зависимости от направления вращения увеличивает или уменьшает число оборотов на выходном валу.

Такая конструкция позволяет менять передаточные числа в весьма широком диапазоне, как, например, от 1:10 до 1:20 для BMW 5-series при "стандартных" 1:18 и от 1:8 до 1:15 для таких машин, как BMW М3. Больше нет противоречий, и руль автомобилей с АFS оказывается "идеальным" всегда: быстрым и резким на низкоскоростных маневрах и спокойно-уверенным на предельных скоростях!

Выбор "передачи" происходит, разумеется, бесступенчато и автоматически – системой управляет компьютер Power PC, "завязанный" на систему стабилизации DSC. Такое подключение дает возможность использовать рулевое АFS не только как "трансмиссию", но и как систему автоматического управления автомобилем в различных сложных ситуациях – при отработке заносов, сносе передних колес и т. д. По команде компьютера планетарный механизм с электродвигателем может без вмешательства водителя самостоятельно поворачивать колеса на 7 – 8 градусов в нужную сторону и в нужный момент, каковые электроника, в отличие от человека, способна всегда определить безошибочно. И уж само собой, множество новых возможностей получает "электронный тюнинг" – компьютер активного рулевого АFS позволяет заложить в него любую программу, настроив реакции руля индивидуально, по желанию владельца.

Надежность системы поддерживается, прежде всего, самой ее конструкцией – достаточно простой и состоящей из давно уже технически обкатанных узлов и элементов. Впрочем, "на всякий случай" в компьютере установлен второй, дублирующий, процессор, а для "железа" разработан аварийный фиксатор, который при отказе системы блокирует механизм изменения передаточного отношения.

Кстати, справедливости ради надо сказать, что системами, подобными АFS, занимается не только BMW – практически все ведущие автопроизводители сегодня уделяют внимание "активным" рулевым. Однако на настоящий момент Active Front Steering оказывается, пожалуй, впереди всех остальных, будучи самой "готовой" из прогрессивных и самой совершенной среди "готовых".

Смена привычки
Ожидается, что система Active Front Steering впервые появится на машинах BMW 5 Series и 1 Series – будущих автомобилях "гольф"-класса от баварской компании, выпуск которых запланирован на 2004 год. Следом за ними активное рулевое управление получат уже все последующие автомобили BMW в штатной комплектации. Производить систему будут на заводах фирмы ZF, стоимость же активного руля, как предполагается, составит около 1.5 тысячи евро – по крайней мере на автомобилях первых выпусков.

И вполне возможно, что следом за BMW рулевое АFS появится и на машинах других компаний – есть сведения, что к изобретению профессора Карноппа уже прицениваются автопроизводители. Правда, по условиям соглашения с BMW, владелец патента Bosch не имеет права продавать узлы системы другим фирмам в течение двух лет. Поэтому первыми здесь окажутся именно баварские автопроизводители.

В любом случае, будут прочие компании ставить на свои автомобили именно систему АFS или нет, весь мир уже ухватил идею активного рулевого, ясно разглядев реальность подобных устройств, и теперь от внедрения прогрессивного новшества никто не откажется. И в ближайшие 5 – 7 лет мы увидим утверждение нового стандарта рулевых, который заставит всех в корне пересмотреть свои привычные представления об управляемости автомобиля.

 

Добавить комментарий

Для комментирования вам необходимо авторизоваться

Добавить комментарий

Комментарий отправлен
0 комментариев

Новые статьи

Популярные тест-драйвы

Change privacy settings