Что такое сервотроник в рулевой рейке

Сервотроник — что это за устройство в КАПЕ…

Так получилось, что столкнулся с проблемой — были небольшие сопли с правой стороны рулевой рейки… Соответственно как хороший хозяин своего авто решил их устранить, и вот, что получилось:
* После перебора рейки автосервисом перестал работать сервомеханизм — рейки (((( пройди и вникни в суть проблемы.

Теперь сухое описание —
принцип работы рулевой рейки с сервотроником:
На месте его можно прокрутить одним пальцем, однако на скорости становится неимоверно твердым. Это обеспечивает машине отличную устойчивость на высоких скоростях.Данную систему назвали сервотроником.
Что это такое? Сервотроник – это электронная система, позволяющая регулировать усиление на рулевом колесе в зависимости от скорости движения автомобиля. Система служит для обеспечения комфорта и управляемости.
Как работает рейка рулевая с сервотроником почти не отличается от обычной. Исключение составляют всевозможные датчики и блок управления. Условно сервотроник можно разделить на две части – информирующую и исполнительную. Для считывания данных, в системе предусмотрены входные датчики: *Усилителя руля.
*Угла поворота рулевого колеса (для автомобилей с системой ESP).
С их помощью система определяет положение руля относительно угла поворота передних колёс. Также в системе имеется датчик Холла. Он информирует о положении коленвала в двигателе. А датчик спидометра передает данные о текущей скорости машины. Таким образом, в блок управления поступает сразу несколько сигналов. Затем система обрабатывает эту информацию и задает определенный алгоритм работы исполнительным устройствам. К таковым относится камера обратного действия с золотником и поршнем. Чтобы регулировать давление гидравлической жидкости, в системе имеется электромагнитный клапан сервотроника.
Что это за элемент? Он взаимодействует с блоком сервотроника. При повороте руля, через золотник пропускается жидкость на цилиндр гидроусилителя. Последний начинает воздействовать на механизм поворота колеса. В это же время поступает сигнал на электромагнитный клапан. Он открывается и жидкость заполняет собой камеру обратного действия. Таким образом, давление в цилиндре падает. Поршень обратного действия блокирует золотник. Усиление на руль возрастает. С падением скорости автомобиля, клапан закрывается. При парковке, он закрыт вовсе, что дает возможность легко вращать руль на месте. Как только скорость движения превышает 20 километров в час, клапан постепенно открывается. Водителю требуется прилагать больше усилий для поворота, чем обычно.
То есть, работа сервотроника основана на дросселировании гидравлической жидкости в системе ГУРа путем открытия, либо закрытия электромагнитного клапана. При этом в блок регулярно поступают сигналы и текущей скорости транспортного средства и положении самого рулевого колеса. Блок управления сервотроником обычно располагается у перчаточного ящика.
Неисправности
В случае выхода системы из строя, водитель сразу заметит изменения в поведении авто. Рейка с сервотроником будет управляться как обычная, с ГУРом. На высоких скоростях руль будет таким же легким, как и на малых. Из-за этого автомобиль будет менее устойчив на дороге.

Это было описание, а теперь факты — была моя рейка рабочаЯ с подтеком, а стала неисправная из-за результата ремонта… Завтра буду дальше бороться ))))
И еще раз про предыдущую запись в БЖ в друг кому поможет…

Servotronic на BMW: что это такое и как работает

В 1985 году концерн BMW представил систему Servotronic предназначенную для регулировки рулевого управления в зависимости от скорости. Данная система позволяет уменьшить усилия, необходимые для поворота рулевого колеса в зависимости от скорости движения или дорожных условий. Ввиду конструктивных особенностей Servotronic может быть установлен только на автомобили с гидравлическим или электрическим усилением руля. Наличие такой системы положительно сказывается на комфорте и точности управления транспортным средством.

Устройство и принцип работы Servotronic

Система Servotronic делится на три основных сегмента: информирующий, вычислительный и исполнительный. Каждый из них состоит из определенных узлов и компонентов. Сегмент сбора данных состоит из ряда датчиков:

• усилителя руля (угла поворота рулевого колеса);
• датчик Холла на коленчатом валу;
• спидометр;

Датчики Сервотроника собирают информацию о скорости движения авто, угле поворота руля относительно колес и других параметров авто. Собранные данные поступают в вычислительный блок, где интерпретируются в инструкции для исполнительных механизмов.

Сегмент исполнительных механизмов включает в себя камеру с обратным поршнем. В камере размещен электромагнитный клапан, управляемый сигналами вычислительного блока. Клапан и поршень, соединенный с золотником гидроусилителя и выполняют основные функции системы.

Во время поворота рулевого колеса золотник открывается, пропуская гидравлическое масло в цилиндр гидроусилителя. Одновременно с этим электромагнитный клапан получает данные, интерпретированные вычислительным блоком, и наполняет камеру обратного хода.

Так давление в цилиндре ГУР снижается, поршень в камере обратного хода, в свою очередь, блокирует золотник. Усилие на руль возрастает вместе с ростом комфорта управления.

В случае с электрическим усилением руля сигналы вычислительного блока поступают на сервопривод, который связан с рулевой стойкой через планетарный блок. Механическое соединение рулевой стойки и рейки в таком случае сохраняется. В случае выхода из строя сервопривод блокируется, и возможность управления транспортным средством сохраняется.

Во время движения автомобиля по прямой гидравлическое масло циркулирует в основной магистрали между насосом ГУР и накопительной емкостью. Поворот руля служит сигналом для изменения путей циркуляции. В зависимости от стороны поворота, жидкость поступает в одну из камер силового цилиндра. Из противоположной камеры она отправляется в накопитель. В результате получается разность давлений, которая передает усилие на рулевую рейку. Та, в свою очередь, давит на рулевые тяги и происходит поворот.

Наибольшая эффективность гидравлического усилителя руля отмечается при работе на небольших скоростях, к примеру, во время маневрирования по городу или парковки. Так происходит из-за обратной зависимости скорости работы гидравлического насоса и скорости движения автомобиля. Чем ниже вторая, тем выше первая.

Плюсы и минусы Сервотроника

Servotronic – сравнительно новая и специфическая технология. У нее есть свои приверженцы и те, кто выражает антипатию. Определиться с собственным мнением поможет приведенный ниже список достоинств и недостатков.

Достоинства

1. Компоненты Сервотроника разнесены друг от друга и не занимают много места в кузове. Сложностей с компоновкой или установкой системы не возникает.
2. Повышение комфорта рулевого управления.
3. Системы безопасности сохраняют рулевое управление даже в случае поломки Servotronic.
4. Облегчение маневрирования на низких скоростях, к примеру, во время парковки.
5. Повышенная точность управления на высокой скорости.
6. Экономные режимы работы.

Недостатки

1. Продолжительное нахождение колес в крайнем положении может привести к выходу системы из строя в результате перегрева гидравлического масла.
2. Снижение информативности руля при движении на высокой скорости.

Читайте также: Что такое ГУР в автомобиле и для чего он нужен.

Система ZF-Servotronic 2

В основе системы Servotronic 2 — проверенное временем рулевое управление с реечным механизмом и гидравлическим усилителем, или, при необходимости, расположенный ниже компактный сервопривод. При этом используется модифицированный управляющий клапан рулевого управление с реечным механизмом и гидравлическим усилителем. За счет применения современной электроники, электрогидравлического преобразователя и изменений в конструкции управляющего клапана Servotronic 2, в отличие от обычных типов сервоприводов, может работать в зависимости от скорости движения автомобиля.

Для применения Servotronic 2 необходим либо электронный тахометр, либо соответствующий блок управления ABS. Сигналы о текущих параметрах скорости от этих измерительных приборов поступают на электронный блок управления, который может представлять собой либо отдельный узел, либо может быть встроен в систему электронного управления автомобиля. Микропроцессор блока управления Servotronic обрабатывает сигналы о скорости движения и преобразует их в управляемые электрические импульсы для работы электрогидравлического преобразователя. Он устанавливается непосредственно на корпусе клапана и определяет степень гидравлического сопротивления управляющего клапана и, таким образом, момент привода рулевого колеса.

За счет применения для вращения руля системы с изменением усилия при вращении рулевого колеса, зависящего от скорости движения автомобиля, при стоящем автомобиле, а также при движении на малой скорости (парковка) требуется минимальное усилие. Поскольку гидравлическое противодействие изменяется в зависимости от скорости движения, усилие на рулевом колесе увеличивается с ростом скорости (см. рис.1). Поэтому на высокой скорости сохраняется особенно хороший контакт с дорожным покрытием, а отклик колес на вращение рулевого колеса становится четким и понятным для водителя.

Еще одно преимущество системы Servotronic 2 заключается в том, что давление и поток гидравлической жидко- сти остаются постоянными в любой момент времени, поэтому в особых ситуациях, например, при корректировке направления движения, система работает безотказно.

Указанные свойства обеспечивают крайне высокую степень точности управления и безопасности вождения автомобиля при сохранении оптимального комфорта управления.

УСТРОЙСТВО МЕХАНИЧЕСКОЙ ЧАСТИ

Пример рулевого управления — схематическое изображение ZF-Servotronic® 2: 1) электронный тахометр в автомобиле; 2) электронный блок управления (микропроцессор); 3) электрогидрав-лический преобразователь; 4) рулевое управление с реечным механизмом и гидравлическим усилителем; 5) насос ГУР; 6) резервуар гидравлической жидкости с тонким фильтром; 7) шланг; 8) рулевая колонка с ручной регулировкой.

В основе конструкции — система рулевого управление с реечным механизмом и гидравлическим усилителем, описание которой приведено выше.

1) электронный тахометр; 2) электронный блок управления; 3) электрогидравлический преобразователь; 4) радиальная канавка подающей линии; 5) радиальная канавка; 6) радиальная канавка; 7) камера обратной магистрали; 8) камера обратного действия; 9) поршень обратного действия; 10) подпорная пружина; 11) отсечной клапан; 12) диафрагма; 13) шарик; 14) центрирующий фиксатор; 15) торсионный стержень; 16) упругая муфта; 17) золотниковая втулка; 18) поршень; 19) корпус; 20) шестерня; 21) зубчатая рейка; 22) поперечная рулевая тяга; 23) управляющая канавка подающей магистрали; 24) управляющая кромка подающей магистрали; 25) осевая канавка; 26) регулирующая канавка обратной линии; 27) управляющая канавка обратной магистрали; 28) редукционный клапан; 29) насос ГУР; 30) резервуар гидравлической жидкости ZL рабочий цилиндр — слева, ZR рабочий цилиндр — справа.

Для распределения необходимой для гидравлического усиления жидкости применяется специальный управляющий клапан, модифицированный для Servotronic 2. Важные элементы указанного клапана: упругая муфта (16), у которой не менее 6 дросселирующих канавок на корпусе, и золотниковая втулка (17), которая соединена с шестерней (20). В желонке золотниковой втулки имеются осевые канавки. Центрирование (нейтральное положение) упругой муфты осуществляется за сет торсионного стержня (15), который связывает золотник, шестерню и золотниковую втулку.

Для усиления центрирующего эффекта используются заключенные в призму шарики (13) между соединенным с золотниковой втулкой центрирующим фиксатором (14) и перемещаемым под действием пружины (10) поршнем обратного действия (9) (по аналогии с торсионным стержнем с фиксацией по центру). Вы в значительной степени определяете усилие гидравлического противодействия. Соосно перемещаемый поршень обратного действия направлен внутрь и поддерживается двумя осевыми шариковыми направляющими в сочетании с упругой муфтой, которые служат для предотвращения осевого смещения поршня.

ПРИНЦИП ДЕЙСТВИЯ

На низкой скорости, например, при выполнении парковочного маневра, лишь некоторые сигналы от электронного тахометра (1) или от блока управления ABS поступают на микропроцессор, интегрированный в блок управления (2). После обработки сигналов определяется объемный поток в электрогидравлическом преобразователе (3). За счет возникающего в определенной ситуации максимального объемного потока закрывается клапан распределителя и прекращается поступление гидравлической жидкости из радиальной канавки (4) в камеру обратного действия (8). Наличие диафрагмы (12) гарантирует, что в камере обратного действия поддерживается также уровень давления обратной гидравлической линии. Поэтому клапан Servotronic® 2 в данной ситуации действует так же, как и обычный золотниковый

клапан. Благодаря отсутствию противодействия, управление становится легким, и для вращения рулевого колеса не требуется прикладывать больших усилий.

Функционирование при низкой скорости движения

Функционирование при низкой скорости движения: 1) электронный тахометр; 2) электронный блок управления; 3) электрогидравлический преобразователь; 4) радиальная канавка подающей линии; 5) радиальная канавка; 6) радиальная канавка; 7) камера обратной магистрали; 8) камера обратного действия; 9) поршень обратного действия; 10) подпорная пружина; 11) отсечной клапан; 12) диафрагма; 13) шарик; 14) центрирующий фиксатор; 15) торсионный стержень; 16) упругая муфта; 17) золотниковая втулка; 18) поршень; 19) корпус; 20) шестерня; 21) зубчатая рейка; 22) поперечная рулевая тяга; 23) управляющая канавка подающей магистрали; 24) управляющая кромка подающей магистрали; 25) осевая канавка; 26) регулирующая канавка обратной линии; 27) управляющая канавка обратной магистрали; 28) редукционный клапан; 29) насос ГУР; 30) резервуар гидравлической жидкости ZL рабочий цилиндр — слева, ZR рабочий цилиндр — справа.

С возрастанием скорости движения увеличивается число поступающих сигналов, после их обработки микропроцессором электрогидравлический преобразователь уменьшает поступление потока гидравлической жидкости. За счет этого открытие клапана преобразователя согласуется с моментальной скоростью движения, в подающей линии гидравлической жидкости ограничивается поток от радиальной канавки (4) в камеру обратного действия (8). Диафрагма (12) препятствует отеканию большого количества гидравлической жидкости в камеру обратного действия (7), поэтому в ней устанавливается повышенное давление. За счет этого возникает повышенное давление гидравлической жидкости на поршень обратного действия (9), а прижимное усилие шариков в призматических направляющих возрастает (13). Если автомобиль движется прямолинейно, то это способствует правильной центровке клапана. При работе клапана управления рост нагрузки на шарики дополнительно препятствует вращению упругой муфты. Поэтому в условиях указанного гидравлического противодействия требуется зависимый, увеличенный момент привода рулевого колеса, чтобы определенное гидравлическое усиление установилось в правой (ZR) или левой камере цилиндра (ZL).

При движении автомобиля на высокой скорости, например, на скоростной магистрали, когда поток жидкости мал для работы преобразователя или вообще отсутствует, управляющий клапан в нем открыт полностью. За счет этого максимальное давление устанавливается в системе противодействия, жидкость поступает через радиальную канавку приточной линии (4).

Функционирование при высокой скорости движения: 1) электронный тахометр; 2) электронный блок управления; 3) электрогидравлический преобразователь; 4) радиальная канавка подающей линии; 5) радиальная канавка; 6) радиальная канавка; 7) камера обратной магистрали; 8) камера обратного действия; 9) поршень обратного действия; 10) подпорная пружина; 11) отсечной клапан; 12) диафрагма; 13) шарик; 14) центрирующий фиксатор; 15) торсионный стержень; 16) упругая муфта; 17) золотниковая втулка; 18) поршень; 19) корпус; 20) шестерня; 21) зубчатая рейка; 22) поперечная рулевая тяга; 23) управляющая канавка подающей магистрали; 24) управляющая кромка подающей магистрали; 25) осевая канавка; 26) регулирующая канавка обратной линии; 27) управляющая канавка обратной магистрали; 28) редукционный клапан; 29) насос ГУР; 30) резервуар гидравлической жидкости ZL рабочий цилиндр — слева, ZR рабочий цилиндр — справа.

При вращении рулевого колеса вправо повышается рабочее давление в системе, а также давление противодействия, в работу вступает поршень противодействия, к которому поступает поток жидкости из камеры обратного действия (8).

Как только давление противодействия вращению рулевого колеса достигает верхней границы, в целях исключения дальнейшего повышения давления гидравлической жидкости открывается отсечной клапан (11) и жидкость поступает в камеру обратной линии (7). При этом момент

привода рулевого колеса не увеличивается и сохраняется оптимальный контакт колес с дорожным полотном.

БЕЗОПАСНОСТЬ

Даже в случае выхода из строя электросети автомобиля или отказа отдельных ее элементов, рулевой привод остается полностью работоспособным. В условиях аварийной ситуации Servotronic 2 функционирует за сет принудительного механического открытия клапана преобразователя с максимальным гидравлическим противодействием (характеристика на высокой скорости движения).

В случае неожиданного отсутствия сигналов во время движения, например, при разрыве контакта или выходе из строя тахометра, высокопроизводительный микропроцессор в электронном блоке управления способен рассчитать величину потока на основании последних поступивших сигналов. Поэтому до момента выключения двигателя обеспечивается безошибочная работа рулевого управления. При следующем запуске двигателя в соответствии с характеристикой на высокой скорости движения обеспечивается максимальное гидравлическое противодействие.

СПЕЦИАЛЬНОЕ ОСНАЩЕНИЕ

В целях оптимальной работы системы управления и адаптации ее к различным условиям кинематики и различным силовым агрегатам, Servotronic 2 может иметь целый ряд вариантов дополнительного оснащения.

ПЕРЕМЕННОЕ ПЕРЕДАТОЧНОЕ ОТНОШЕНИЕ

Помимо постоянного передаточного отношения, Servotronic 2 может иметь переменное передаточное отношение. При этом зубья зубчатой рейки могут различаться по форме и углу зацепления. За счет этого, с одной стороны, реакция рулевого колеса при прямолинейном движении остается прежней. А с другой стороны, передаточное отношение при повороте рулевого колеса на значительный угол (вправо и влево) уменьшается, а управление становится более активным. Различие между максимальным и минимальным передаточным отношением не должно превышать 35%. При этом возникает крайне низкое соотношение поворота руля (до двух полных оборотов) и перемещения зацепления зубчатой рейки.

Servotronic 2 с переменным передаточным отношением используется для оснащения автомобилей среднего класса, легких грузовиков, а также спортивных автомобилей. Система обеспечивает точную, быструю работу рулевого управления при движении на большой скорости, исключение опасности «перекрутить» руль, а также оптимальное управление при парковке и развороте на узких участках дороги и безопасное прохождение крутых поворотов.

ДЕМПФИРОВАНИЕ В КОНЦЕ ХОДА

Если производители автомобиля сочтут необходимым, то система Servotronic 2 в составе ограничителей хода может иметь полимерные элементы. Работа демпфера перед концом хода ощущается в виде шумов при максимальном развороте колес.

Сервотронік. Що за звір і з чим його їдять?

Сервотронік — це система, яка регулює зусилля на кермі залежно від швидкості руху. Завдяки системі на малих швидкостях кермо крутиться дуже легко, а при збільшенні швидкості стає «жорсткіше». Це забезпечує додатковий комфорт і безпеку автомобіля на дорозі — при маневруванні на парковці Вам не потрібно додаткових зусиль, зате коли Ви будете їхати по трасі на великій швидкості кермо стане «спортивним» і чуйним.

Система Servotronic включає вхідні датчики, електронний блок управління і виконавчий пристрій.

Система буває двох різних модифікацій — з електрогідравлічним підсилювачем і с гідропідсилювачем, в яких використовуються такі виконавчі пристрої: електродвигун насоса, електромагнітний клапан в гідросистемі. У першому випадку зміна продуктивності гідропідсилювача здійснюється за рахунок зміни швидкості обертання електродвигуна. По-другому, за рахунок зміни прохідного перетину гідросистеми (відкриття-закриття клапана).

Вхідними датчиками системи є датчик підсилювача керма (датчик кута повороту кермового колеса — на автомобілях, обладнаних ESP), датчик спідометра. Крім датчиків, система використовує інформацію про частоту обертання колінчастого вала двигуна, що надходить від системи управління двигуном.

Всі датчики збирають інформацію і подають її на електронний блок управління, який обробляє інформацію і відповідно до встановленої програмою впливає на виконавчий пристрій: подає команду або на електромагнітний клапан (якщо автомобіль з ГПК), або на двигун електрогідравлічного насоса.

Якщо нам треба «зробити кермо мʼякше», то в системі з ГПК електромагнітний клапан закривається, тим самим вся рідина нагнітається насосом йде в кермову рейку. В системі з ЕГПК збільшуються обороти електромотора і насос качає більше рідини. З ростом швидкості автомобіля в першому варіанті — клапан відкривається, нацьковуючи частина рідини в «обратку»; у другому варіанті — обороти електромотора зменшуються, як наслідок обсяг вихідний рідини також зменшується. Ремонт кермової рейки з сервоклапанів має ряд особливостей докладніше.

Обидва варіанти систем працюють ефективно і надійно. Але гідравлічний насос забирає сили у двигуна, а значить, той зʼїдає зайве паливо, шкодить екології. Особливо небажаний такої «нахлібник» малопотужним моторам. Завдяки електрогідравлічним підсилювачів автомобіль економить близько 0,2 л/100 км. Ми успішно займаємося реставрацій електрогідравлічних підсилювачів керма докладніше

Не дивлячись на ці плюси — гідросистема має ряд недоліків, тому більшість сучасних автомобілів вже обладнані кермовим управлінням з електропідсилювачем.

Записатися на діагностику та ремонт кермового управління можна за телефоном 067 650 18 00.
м. Одеса, вул. Житомирська 46.
З любов’ю �� до своєї справи, команда АвтоДоктор