Поиск сообщества

Рулевое управление Audi A3 модели 2004 года Основной целью разработки ходовой части автомобиля Audi A3 было выполнение повышенных требований технического задания в отношении спортивных характеристик автомобиля, его управляемости, безопасности и комфортабельности. Эти отчасти противоречивые требования были удовлетворены благодаря использованию ряда новых технических решений и усовершенствованию отдельных деталей. Особо стоит отметить новую конструкцию задней многорычажной подвески и электромеханический усилитель руля. Электромеханический усилитель руля (EPS) EPS - electrical power steering Уже многие годы наличие усилителя руля на легковом автомобиле является признаком совершенства его конструкции. Необходимое для поворота управляемых колес усилие создается как за счет работы мускулов водителя, так и в результате использования энергии вспомогательного источника. До недавнего времени для этой цели использовались гидравлические приводы и их комбинации с электроприводом. В последние годы специально для автомобилей малого и среднего класса были разработаны усилители руля, в которых используется только электрический привод. Усилитель этого типа применен фирмой Audi впервые на автомобиле A3 модели 2004 года. В данном случае применена система с двумя шестернями. Усилитель действует на рейку рулевого механизма через вторую шестерню, которая установлена параллельно с основной шестерней. Шестерня усилителя приводится от электромотора. Передаваемый на основную шестерню крутящий момент измеряется предназначенным для этого датчиком. Величина развиваемого усилителем крутящего момента устанавливается электронным блоком управления в зависимости от момента на рулевом колесе, скорости авто, угла поворота колес, скорости поворота рулевого вала и других вводимых в него данных. Преимущества электромеханического усилителя Снижение расхода топлива на 0,1-0,2 л/100 км за счет включения усилителя только по потребности. Простота регулирования усилителя в зависимости от скорости авто, эффективное демпфирование передаваемых с колес усилий с обеспечением оптимальной реакций на рулевом колесе. Малая чувствительность к ударам, возникающим при переезде неровностей дороги. Снижение числа модификаций усилителя до двух (для авто с правым и с левым рулем), так как его функциональные возможности изменяются соответствующим программированием. Реализация активного возвращения колес в среднее положение. Низкий уровень шума, передаваемого в салон авто. Компоненты усилителя руля Двигатель электромеханического усилителя руля V187 Электродвигатель и редуктор размещены в общем алюминиевом корпусе. На конце вала двигателя нарезан червяк. Червячная передача служит для привода шестерни усилителя. Между червячным колесом и шестерней установлен демпфер, который исключает резкое нарастание усилия на рейке при включении усилителя. Двигатель V187 является асинхронным. Асинхронные двигатели отличаются простотой конструкции (не содержат щеток) и благодаря этому обладают большой надежностью. Высокая реакционная способность делает их пригодными для усиления быстрых поворотов рулевого колеса. Развиваемый двигателем момент достигает 4,4 Н•м. При неподвижном роторе двигатель также обладает достаточно большим крутящим моментом. Датчик частоты вращения и положения ротора G28 Положение (угол поворота) ротора электродвигателя V187 определяется с помощью датчика, принцип действия которого основан на магниторезистивном эффекте*. Этот датчик встроен в двигатель и не доступен снаружи. Датчик вырабатывает два сигнала, по которым определяется угловое положение ротора: один сигнал описывается функцией синуса, а другой – функцией косинуса. Два сигнала упрощают контроль за работой датчика со стороны блока управления. В блоке управления J500 информация о положении ротора используется для определения момента, который должен развить усилитель руля. При возникновении неисправности в системе управления усилителем руля производится его "мягкое" отключение. При этом в качестве управляющей функции используется скорость поворота рулевого вала, которая определяется по сигналу угла его поворота. * Магниторезистивный эффект В данном случае используется эффект изменения сопротивления проводника в продольном и поперечном направлениях в зависимости от направления действующего на него магнитного поля. Блок управления усилителем руля J500 Блок управления жестко закреплен на двигателе усилителя. Он изготовлен с применением микрогибридной технологии. Требуемое в каждый момент усилие на рейке блок управления определяет по входным сигналам. При этом он рассчитывает и регулирует ток, который проходит по обмотке возбуждения электродвигателя V187. В блок управления встроен датчик температуры. Он служит для измерения температуры выходных ступеней. Если эта температура повысилась до недопустимого уровня, блок управления ограничивает потребляемую усилителем мощность, снижая тем самым развиваемый им момент. Входные и выходные сигналы блока управления усилителя руля J500 Датчик момента на рулевом колесе G269 Действие этого датчика основано на магниторезистивном эффекте. На рулевым вале установлено магнитное кольцо, которое жестко связано с верхней частью торсиона. Чувствительный элемент датчика соединен с валом шестерни рулевого механизма и связан таким образом с нижней частью торсиона. Сигнал снимается с датчика через витой кабель. Торсион закручивается точно в соответствии с усилиями, прилагаемыми к рулевому валу. При этом магнитное кольцо перемещается относительно чувствительного элемента датчика. В результате действия магниторезистивного эффекта изменяется сопротивление чувствительного элемента, величина которого определяется блоком управления. При неисправности датчика необходимо заменить весь рулевой механизм в сборе. Если системой управления обнаружен дефект датчика, она производит "мягкое" отключение усилителя. При этом усилитель не отключается полностью, а переводится на ражим управления по резервному сигналу, который образуется в блоке управления из сигналов угла поворота рулевого вала и частоты вращения ротора двигателя усилителя. Датчик угла поворота рулевого вала G85 Этот датчик позволяет измерять угол поворота рулевого вала. Обработка сигналов датчика производится блоком управления электроникой на рулевой колонке J527. Помимо угла поворота для определения задаваемого усиления руля блок управления рассчитывает скорость поворота рулевого вала. По конструкции и принципу действия этот датчик аналогичен датчику для авто Audi A4. При замене датчика G85 и/или блока управления системой ESP J104, необходимо заново произвести калибровку и инсталляцию датчика, а блок управления J104 должен быть вновь подвергнут кодировке. Контрольная лампа K161 Контрольная лампа расположена в комбинации приборов. Она сигнализирует о наличии системных неисправностей. Одновременно с включением контрольной лампы подается трехкратный сигнал гонга. Принцип действия усилителя руля Водитель поворачивает рулевое колесо, прикладывая к нему определенный крутящий момент. Под действием этого момента закручивается торсион. Датчик момента G269 измеряет величину его закрутки и направляет соответствующий сигнал на вход блока управления J500. При этом с датчика G85 поступают сигналы, соответствующие моментальному углу поворота рулевого колеса и скорости его поворота. Блок управления рассчитывает крутящий момент, который должен развивать двигатель усилителя в зависимости от момента на рулевом колесе, скорости автомобиля, частоты вращения вала двигателя, угла и скорости поворота рулевого вала, а также с учетом записанных в его памяти характеристик. Рассчитанная таким образом величина служит для управления электродвигателем усилителя. Перемещение рейки рулевого механизма происходит под действием суммарного усилия, создаваемого как в результате преобразования крутящего момента на рулевом колесе, так и момента двигателя усилителя. Если водитель перестал вращать рулевое колесо или отпустил его, торсион полностью раскручивается. При этом момент на шестерне рулевого механизма снижается до нуля. Ввиду определенной геометрии подвески при повороте колес возникают реактивные усилия, которые стремятся вернуть их в исходное положение. Обычно эти силы настолько малы, что не могут преодолеть силы трения в механизмах рулевого управления и вернуть колеса в среднее положение. Эта ситуация распознается блоком управления J500 по сигналу датчика угла поворота рулевого вала G85. Блок управления рассчитывает крутящий момент, который должен развивать двигатель усилителя для поворота колес автомобиля в среднее положение. Величина этого момента зависит от момента на рулевом колесе, скорости авто, частоты вращения вала двигателя, угла и скорости поворота рулевого вала; она определяется с учетом записанных в памяти блока управления характеристик. В результате включается двигатель усилителя, который поворачивает колеса авто в среднее положение. При этом максимальный момент на шестерне усилителя ограничивается величиной 25 Н•м. Работа системы в аварийных условиях При отключенной или неисправной аккумуляторной батарее и работающем двигателе блок управления бортовой сетью обеспечивает питание электромеханического усилителя от генератора. При необходимости производится отключение определенных потребителей электроэнергии, имеющих более низкий приоритет подключения к сети. При отключении усилителя по причине системной неисправности рулевое управление полностью сохраняет свою работоспособность, а авто – управляемость. Обмен данными через шины CAN * В зависимости от направления движения (направо или налево) Цифры, приведенные в скобках после указания вида передаваемых данных, обозначают блок управления, который данную информацию получает и обрабатывает; например, данные о величине нагрузки и потребляемом токе обрабатываются блоком управления J519, имеющим номер 6. Функциональная схема рулевого управления J500 - Блок управления усилителем руля V187 - Двигатель электромеханического усилителя руля G269 - Датчик момента на рулевом колесе Техническое обслуживание Все системные компоненты электромеханического усилителя руля находятся под контролем системы самодиагностики. Программирование характеристики усилителя В памяти блока управления усилителем руля записано несколько различных характеристик. Для автомобиля Audi A3 модели 2004 года используется в зависимости от его полной массы комплекс характеристик 6 или 7. Нужные характеристики могут быть задействованы персоналом сервисного предприятия с помощью диагностического прибора VAS 5051 в режиме направленного поиска неисправностей или при проведении сеанса самодиагностики (через функцию 10 – "Согласование"). Выполнение этой операции необходимо, например, при замене блока управления. Адаптация усилителя к упорам поворота колес Чтобы избежать удары рулевого привода об упоры, в программном обеспечении усилителя предусмотрена функция виртуальных упоров, которые вступают в действие за 5° до физических. Эта функция вызывает снижение момента усилителя при определенных углах поворота рулевого вала. Ввод значений углов, соответствующих виртуальным упорам, производится посредством диагностического прибора VAS 5052 в режиме базовых установок. Калибровка датчика угла поворота рулевого вала G85 У всех переднеприводных авто калибровка этого датчика производится через блок управления системой ESP J104. У всех авто с приводом quattro с начала их производства калибровка датчика производится через блок управления электромеханическим усилителем J500. Рулевая колонка Автомобили Audi A3 оснащаются регулируемой от руки рулевой колонкой. Диапазон ее перемещения в продольном направлении равен 45 мм, а по высоте она перемещается в пределах 40 мм. Блокировка колонки как в продольном направлении, так и по высоте производится затяжкой пакетов пластин, расположенных с двух ее сторон. Каждый из пакетов содержит 5 пластин. Привод блокирующих устройств и принцип их действия такие же, как на автомобилях Audi A4. Каретка и консоль рулевой колонки изготовлялись ранее из алюминиевого сплава. Начиная с 25-ой недели 2003 года, эти детали изготавливаются из магниевого сплава. Одновременно с переходом на новый материал была изменена конструкция этих деталей. Каретка соединена с консолью посредством отрывной пластины. При аварии авто эта пластина создает определенное сопротивление перемещению каретки, на которую давит тело водителя. Специально подобранная форма отрывной пластины обеспечивает нарастание силы ее сопротивления по мере продвижения каретки. Источник: https://autoholding.net/605_rulevoe_upravlenie_Audi_AIII_modeli_IIOOIV_goda.html