РУЛЕВОЕ УПРАВЛЕНИЕ

Привод рулевого управления

1. Общие сведения

   
   

   • Привод рулевого управления включает в себя корпус, электродвигатель, редуктор, первичный вал, выходной вал и механизм блокировки.

     

     *1	Механизм блокировки	*2	Первичный вал
     *3	Витой кабель	*4	Корпус
     *5	Электродвигатель	*6	Выходной вал
     *7	Редуктор	-	-
     *a	От рулевого колеса	*b	К рулевому механизму

2. Электродвигатель

   
   

   • В системе используется компактный мощный малошумящий бесщеточный электродвигатель, помещенный внутрь корпуса.

   • Электродвигатель состоит, прежде всего, из магнита, обмотки и вала. Вал электродвигателя соединен с генератором волн редуктора, благодаря чему его вращение передается редуктору.

   • Электродвигатель управляется сигналом, передаваемым ЭБУ рулевого управления, и может вращаться по часовой стрелке или против часовой стрелки, в зависимости от направления поворота рулевого колеса.

   • Направление и угол поворота вал электродвигателя определяются датчиком угла поворота.

     

     *1	Обмотка	*2	Датчик угла поворота
     *3	Магнит	*4	Вал электродвигателя
     *a	К редуктору (генератору волн)	-	-

3. Редуктор

   
   

   • В редукторе используется волновой передаточный механизм, который обеспечивает большое передаточное число (1:50) при минимальном количестве деталей и характеризуется компактностью и высокой точностью.

   • Редуктор состоит, главным образом, из ведомой шестерни, шестерни статора, гибкого колеса и генератора волн.

     

     *1	Шестерня статора	*2	Гибкое колесо
     *3	Ведомая шестерня	*4	Генератор волн
     *a	От рулевого колеса	*b	К рулевому механизму

     Конструкция редуктора

     Позиция	Конструкция
     Шестерня статора (первичная)	Имеет жесткий корпус, кольцеобразную форму и 102 зубцов на внутренней окружности. Располагается параллельно ведомой шестерне. Соединена с корпусом привода рулевого управления.
     Ведомая шестерня (выходная)	Имеет жесткий корпус, кольцеобразную форму и 100 зубцов на внутренней окружности. Располагается параллельно шестерне статора. Соединена с выходным валом привода рулевого управления.
     Гибкое колесо	Имеет нежесткий металлический корпус в форме ремня и содержит 100 зубцов на внешней окружности. Помещается снаружи генератора волн и располагается таким образом, чтобы его зубцы были сцеплены с внутренними зубцами шестерни статора и ведомой шестерни.
     Генератор волн	Состоит из кулачка овальной формы и шарикового подшипника, смонтированного на кулачке. Соединен с валом электродвигателя; вращается внутри гибкого колеса, прижимая его к шестерне статора и ведомой шестерне.

   
   

   1. Принцип работы редуктора

   
   

   1. Гибкое колесо размещено внутри ведомой шестерни и шестерни статора, как показано на рисунке. При этом внутрь гибкого колеса встроен генератор волн. Генератор волн, вращаясь, заставляет гибкое колесо деформироваться, принимая овальную форму. Зубцы, расположенные на концах большой оси полученного овала, входят в зацепление с зубцами ведомой шестерни и шестерни статора, а зубцы на концах малой оси оказываются свободными.

      

      *1	Шестерня статора	*2	Гибкое колесо
      *3	Генератор волн	*4	Ведомая шестерня

   2. Пока шестерня статора остается неподвижной, генератор волн вращается по часовой стрелке, и гибкое колесо подвергается упругой деформации. В результате находящиеся в зацеплении части гибкого колеса, ведомой шестерни и шестерни статора постепенно смещаются.

      

      *1	Шестерня статора	*2	Гибкое колесо
      *3	Генератор волн	*4	Ведомая шестерня

   3. Поскольку гибкое колесо имеет на 2 зубца меньше, чем шестерня статора, при совершении генератором волн одного оборота оно смещается против часовой стрелки на 2 зубца. Ведомая шестерня и гибкое колесо имеют равное количество зубцов, поэтому они вращаются одинаково. Таким образом, ведомая шестерня (выходная) также смещается на 2 зубца.

      

      *1	Шестерня статора	*2	Гибкое колесо
      *3	Генератор волн	*4	Ведомая шестерня
      *a	Шестерня статора смещается по часовой стрелке на 2 зубца	-	-

   4. В соответствии с описанным выше принципом работы, когда вал электродвигателя поворачивается по часовой стрелке, вращательное движение генератора волн (который связан с валом электродвигателя) передается ведомой шестерне (которая связана с выходным валом). В результате выходной вал поворачивается против часовой стрелки с передаточным числом 1:50. Угол поворота привода добавляется к текущему углу поворота рулевого колеса, таким образом, изменяя угол поворота передних колес.

      

      *1	Электродвигатель	*2	Корпус
      *3	Генератор волн	*4	Гибкое колесо (100 зубцов)
      *5	Шестерня статора (102 зубца)	*6	Ведомая шестерня (100 зубцов)
      *7	Выходной вал	-	-
      *a	Шестерня статора смещается по часовой стрелке на 2 зубца	*b	К рулевому механизму

4. Механизм блокировки

   
   

   • В системе рулевого управления используется механизм блокировки, механически блокирующий вал электродвигателя в случае возникновения неисправности с тем, чтобы он не мог вращаться. При этом корпус и выходной вал оказываются сцепленными.

   • Механизм блокировки смонтирован на электродвигателе. Он состоит, главным образом, из блокировочного фиксатора, закрепленного на валу электродвигателя, рычага блокировки, который смонтирован на корпусе, и соленоида блокировки, приводящего в действие рычаг блокировки.

     

     *1	Привод рулевого управления в сборе	*2	Блокировочный фиксатор
     *3	Рычаг блокировки	*4	Соленоид блокировки
     *5	Вал электродвигателя	-	-
     *a	Сечение A - A	-	-

   • Когда механизм блокировки приводится в действие, ЭБУ рулевого управления обесточивает соленоид блокировки, и возвратная пружина прижимает рычаг блокировки к блокировочному фиксатору. В результате рычаг блокировки входит в зацепление с канавкой на блокировочном фиксаторе, механически блокируя движение вала электродвигателя. При снятии блокировки ЭБУ рулевого управления возобновляет подачу тока в соленоид блокировки, рычаг блокировки и блокирующий фиксатор расцепляются, и вал электродвигателя освобождается.

     

     *1	Рычаг блокировки	*2	Возвратная пружина
     *3	Соленоид блокировки (в выключенном состоянии)	*4	Блокировочный фиксатор
     *5	Соленоид блокировки (во включенном состоянии)	-	-
     *a	Состояние при блокировке	*b	Состояние при разблокировке

5. Передача крутящего момента рулевого управления

   
   

   1. Диапазон низких и средних скоростей

   
   

   1. В диапазоне низких скоростей (где требуется уменьшить усилие на рулевом колесе) и диапазоне средних скоростей (где необходима более быстрая реакция) система вращает вал привода рулевого управления в положительном направлении.

   2. Например, когда водитель поворачивает рулевое колесо по часовой стрелке, крутящий момент передается, как показано на рисунке ниже.

   3. Чтобы установить требуемый угол поворота привода рулевого управления, определенный ЭБУ рулевого управления, электродвигатель в приводе рулевого управления вращается против часовой стрелки. Вращение электродвигателя посредством генератора волн передается редуктору. Вращательное движение замедляется с передаточным числом 1:50 и снимается с выходного вала, движущегося по часовой стрелке. Рабочий угол поворота привода рулевого управления прибавляется к углу поворота рулевого колеса. Таким образом, выходной вал поворачивается по часовой стрелке дальше, чем рулевое колесо, на рабочий угол поворота привода рулевого управления. В результате передние колеса разворачиваются вправо в большей степени.

      

      *1	Привод рулевого управления в сборе	*2	Электродвигатель
      *3	Генератор волн	*4	Выходной вал
      *a	Угол поворота рулевого колеса	*b	Рабочий угол привода рулевого управления (в положительном направлении)
      *c	Рабочий угол привода рулевого управления	*d	Угол поворота рулевого колеса
      *e	Поворот вправо	*f	Действие системы VGRS

   2. Диапазон высоких скоростей

   
   

   1. В диапазоне высоких скоростей (где чрезмерная чувствительность рулевого управления автомобиля нежелательна) вал привода рулевого управления незначительно поворачивается в отрицательном направлении.

   2. Например, когда водитель поворачивает рулевое колесо по часовой стрелке, крутящий момент передается, как показано на рисунке ниже.

   3. Чтобы установить требуемый угол поворота привода рулевого управления, определенный ЭБУ рулевого управления, электродвигатель в приводе рулевого управления вращается по часовой стрелке. Вращение электродвигателя посредством генератора волн передается редуктору. Вращательное движение замедляется с передаточным числом 1:50 и снимается с выходного вала, движущегося против часовой стрелки. Рабочий угол поворота привода рулевого управления вычитается из угла поворота рулевого колеса. Таким образом, выходной вал поворачивается по часовой стрелке меньше, чем рулевое колесо, на рабочий угол поворота привода рулевого управления. В результате передние колеса разворачиваются вправо в меньшей степени.

      

      *1	Привод рулевого управления в сборе	*2	Электродвигатель
      *3	Генератор волн	*4	Выходной вал
      *a	Угол поворота рулевого колеса	*b	Рабочий угол привода рулевого управления (в отрицательном направлении)
      *c	Рабочий угол привода рулевого управления	*d	Угол поворота рулевого колеса
      *e	Поворот вправо	*f	Действие системы VGRS

      Tech Tips

      Когда привод рулевого управления поворачивается в отрицательном направлении, угол его поворота не превышает угол, на который рулевое колесо поворачивается водителем.

Общие сведения

1. ЭБУ рулевого управления вычисляет требуемый рабочий угол привода рулевого управления по сигналу датчика угла поворота рулевого колеса, который отражает положение рулевого колеса, и сигналу скорости автомобиля, который передается из ЭБУ системы противоскольжения. Затем он поворачивает привод рулевого управления до тех пор, пока не будет установлен требуемый рабочий угол. ЭБУ рулевого управления регулирует углы поворота передних колес, добавляя рабочий угол привода рулевого управления к углу, на который рулевое колесо поворачивается водителем. Таким образом, передаточное число рулевого управления изменяется в зависимости от условий движения. В результате на любой скорости автомобиля и в любом диапазоне частот вращения обеспечиваются повышенная чувствительность управления и превосходная курсовая устойчивость.

   

2. ЭБУ рулевого управления сохраняет в своей памяти нейтральное положение привода рулевого управления. В процессе управления ЭБУ использует это положение как опорное. Более того, ЭБУ рулевого управления непрерывно сохраняет в своей памяти рабочий угол поворота привода рулевого управления. Эти данные не удаляются из памяти даже при отсоединении выводов аккумуляторной батареи.