Модернизация системы активного рулевого управления Infiniti Q50 | Статья в журнале «Молодой ученый»

Отправьте статью сегодня! Журнал выйдет 26 сентября, печатный экземпляр отправим 30 сентября.

Опубликовать статью в журнале

Библиографическое описание:

Модернизация системы активного рулевого управления Infiniti Q50 / Д. А. Свечников, А. Б. Чембулатов, П. В. Чусов [и др.]. — Текст : непосредственный // Молодой ученый. — 2020. — № 30 (320). — С. 75-78. — URL: https://moluch.ru/archive/320/72820/ (дата обращения: 18.09.2020).



Статья раскрывает сущность активного рулевого управления Infiniti Q50, а также высвечивается проблема, которая может возникнуть в ходе управления данным транспортным средством

Ключевые слова: активное рулевое управление, Infiniti Q50, BMW

Известно активное рулевое управление BMW (рис.1), имеющее в качестве редуктора планетарный редуктор, водило которого перемещается электродвигателем через червячную передачу, регулированием оборотов которого достигается управление передаточным числом редуктора. Недостатком его является наличие червячной передачи, сложность технологии изготовления, а также необходимость применения мощного высоко моментного двигателя [1].

Активное рулевое управление

Рис. 1. Активное рулевое управление

Прототипом модели является механическое рулевое управление Infiniti Q50 (рис.2), включающее в себя: рулевое колесо, рулевой вал, соединенный с ним электродвигатель обратной связи, датчик угла поворота рулевого колеса, три электронных блока управления, два электродвигателя, соединенных с рейкой рулевого привода, электромагнитную муфту, установленную между рулевым колесом и рейкой рулевого привода. Недостатком его является то, что при любом отказе включается аварийный режим, обеспечивающий жесткую связь между рулевым колесом и рулевой рейкой. Следует отметить, что блоки управления имеют тройное резервирование, силовые электродвигатели — двойное, что практически делает отказ невозможным событием. Однако отказ электродвигателя обратной связи вполне возможен [2].

Механическое рулевое управление Infiniti Q50

Рис. 2. Механическое рулевое управление Infiniti Q50

Данный недостаток можно устранить, что обеспечит штатную работу блоков управления и силовых электродвигателей, при отказе электродвигателя обратной связи с одновременным сохранением силового следящего действия на рулевом колесе.

Устраняется данный недостаток таким образом: в активном рулевом управлении механического транспортного средства между рулевым валом будет установлена электромагнитная муфта, которая в случае отказа элементов обеспечит жесткую связь рулевого колеса с рулевой рейкой.

Модернизированное рулевое управление Infiniti Q50

Рис. 3. Модернизированное рулевое управление Infiniti Q50

На рисунке 3 изображено рулевое управление, где: 1 — рулевое колесо, 2 — электродвигатель обратной связи, 3 — три блока управления, 4 — два электродвигателя, 5 — устройство блокировки стакана в положении для движения транспортного средства прямо, 6 — электромагнитная муфта, 7 — рулевой вал, 8 — датчик угла поворота рулевого колеса, 9 — рейка рулевого привода.

Детализированное изображение, с размещением новых узлов в рулевом управлении Infiniti Q50

Рис. 4. Детализированное изображение, с размещением новых узлов в рулевом управлении Infiniti Q50

На рисунке 4 изображены стакан, устройство блокировки стакана в положении для движения транспортного средства прямо, торсион и электродвигатель обратной связи, где: 1 — рулевое колесо, 2 — электродвигатель обратной связи, 3 — стакан, 4 — торсион, 5 — устройство блокировки стакана в положении для движения транспортного средства прямо, 6 — электромагнитная муфта, 7 — рулевой вал.

Активное рулевое управление механического транспортного средства, содержит рулевое колесо 1, рулевой вал 7, соединенный с ним электродвигатель обратной связи 2, датчик угла поворота рулевого колеса 8, три электронных блока управления 3 (рис.3), два электродвигателя 4 (рис.3), соединенных с рейкой рулевого привода 9 (рис.3), электромагнитную муфту 6, установленную между рулевым колесом 1 и рейкой рулевого привода 9 (рис.3), при этом рулевое колесо 1 не имеет связи с рулевым валом 7, а соединено с одним концом дополнительно введенного торсионного вала 4 (рис.4), установленного внутри корпуса электромагнитной муфты 6, находящейся между рулевым колесом 1 и стаканом 3 (рис.4), который жестко соединен с корпусом электромагнитной муфты 6, второй конец торсионного вала 4 (рис.4) установлен в шлицы стакана 3 (рис.4), внешняя поверхность которого выполнена в виде шестерни соединенной с шестерней электродвигателя обратной связи 2, дополнительно введено устройство блокировки стакана в положении для движения транспортного средства прямо 5, состоящее из соленоида и штыря, входящего в отверстие стакана 3 (рис.4), при этом электромагнитная муфта 6, установленная между рулевым колесом 1 и рейкой рулевого привода 9 (рис.3) дополнительно жестко соединяет рулевой вал 7, стакан 3 (рис.4) и рулевое колесо 1.

Активное рулевое управление работает следующим образом: при повороте рулевого колеса 1 перемещение рейки рулевого привода 9 (рис.3) в нужную сторону обеспечивают два электродвигателя 4 (рис.3), скорость вращения этих двигателей зависит от сигналов приходящих с трех независимых блоков управления 3 (рис.3), которые в свою очередь получают сигналы с датчика угла поворота рулевого колеса 8 (рис.3) и датчика скорости движения транспортного средства. Силовое следящее действие на рулевом колесе обеспечивает торсион 4 (рис.4), вставленный в шлицы стакана 3 (рис.4) и электродвигатель обратной связи 2, воздействующий на шестерню стакана 3 (рис.4), подкручивая его в противоположную сторону. Таким образом, усилие на рулевом колесе изменяется пропорционально углу его поворота и скорости движения транспортного средства.

В случае поломки электродвигателя обратной связи 2, срабатывает устройство блокировки стакана в положении для движения транспортного средства прямо 5, штырь которого блокирует стакан 3 (рис.4) при положении рулевого колеса соответствующего прямолинейному движению, при этом усилие на рулевом колесе будет обеспечивать только торсион 4 (рис.4) пропорционально углу его поворота, но работоспособность трех блоков управления 3 (рис.3) и двух электродвигателей 4 (рис.3) будет прежней, т. е. рулевое управление по прежнему остается активным.

В случае критической поломки других элементов системы управления, срабатывает электромагнитная муфта 6, которая осуществляет жесткую связь между стаканом 3 (рис.4), рулевым валом 7 и рулевым колесом 1. При этом рулевое управление из активного превращается в обычное (с постоянным передаточным числом), а силовое следящее действие на рулевом колесе обеспечивается весовой и скоростной стабилизациями.

Достоинством данной модели по сравнению с прототипом является повышение надежности рулевого управления, так как при отказе электродвигателя обратной связи рулевое управление остается активным с одновременным обеспечением силового следящего действия на рулевом колесе.

Литература:

  1. Журнал «За рулем», № 10, 2002, «На пути к джойстику» А. Фомин стр. 68,70,72 (Дата обращения 21.07.2020)
  2. Системы современного автомобиля. URL http://systemsauto.ru/wheel/direct-adaptive-steering.html (Дата обращения 21.07.2020)
Основные термины (генерируются автоматически): рулевое колесо, обратная связь, транспортное средство, активное рулевое управление, рулевое управление, электромагнитная муфта, BMW, рулевой привод, силовое следящее действие, устройство блокировки стакана.


Ключевые слова

Похожие статьи

Анализ конструктивных схем активного рулевого управления

Рулевое управление — это система управления направлением движения транспортного

Ярким примером такого рулевого управления является рулевое управление автомобиля

Силовое воздействие на рулевое колесо обеспечивает электродвигатель обратной связи...

Общий анализ неисправностей рулевого управления...

Рулевое управление является одной из важнейших систем, влияющих на безотказность дорожного движения. Повышение показателей надежности рулевого управления является важной задачей.

Анализ повреждений рулевого управления современного...

Рулевое управление является одной из важнейших систем автомобиля, обеспечивающих его активную безопасность. В предлагаемой работе проведен анализ повреждений деталей рулевого управления при ДТП с позиции их влияния на дальнейшую эксплуатацию...

Конструктивный анализ усилителей рулевого управления

Статья раскрывает сущность усилителей рулевого управления, принцип работы

Принцип работы лопастного насоса (рис.3). Привод насоса гидроусилителя осуществляется от

Рулевое управление — это система управления направлением движения транспортного...

Анализ систем активной безопасности | Статья в журнале...

Рулевое управление — это система управления направлением движения транспортного средства с помощью рулевого колеса, оно состоит из механизмов, преобразующих положение руля в пропорциональное изменение положения управляемых колёс или аналогичных...

Анализ конструктивных схем поворота колесных машин

рулевое управление, рулевое колесо, дорожное покрытие, шаровой шарнир рулевых тяг, механическое повреждение элементов, рулевой... Исследование управляемости транспортного средства при... Для того чтобы поворот плоскости колеса с поворотной цапфой проходил в...

Переходные характеристики машины при скачкообразном...

Рис. 1.1. Переходные характеристики рулевого управления при различных передаточных числах скорость движения 20 км/ч рулевого управления: 1–12,8; 2–16,2; 3–21,5; 4–31,0. При расчетах время, за которое рулевое колесо поворачивалось на угол 65°, принималось равным...

Исследование на прочность шарового пальца рулевой сошки...

Рулевое управление и тормозная система являются основными системами, обеспечивающими управление транспортным средством, любая неисправность в них полностью исключает выпуск в рейс. Именно поэтому проведение прочностных расчетов данной детали...

Выбор оптимального метода диагностирования рулевого...

Суммарный люфт в рулевом управлении проверяют на неподвижном транспортном средстве количественно, с использованием приборов, фиксирующих угол поворота рулевого колеса и начало поворота управляемых колес совместно.

Анализ современных систем головного освещения транспортного...

Обеспечение безопасности при управлении транспортным средством всегда является одной из основных задач производителей.

Рулевое управление является одной из важнейших систем автомобиля, обеспечивающих его активную безопасность.

Похожие статьи

Анализ конструктивных схем активного рулевого управления

Рулевое управление — это система управления направлением движения транспортного

Ярким примером такого рулевого управления является рулевое управление автомобиля

Силовое воздействие на рулевое колесо обеспечивает электродвигатель обратной связи...

Общий анализ неисправностей рулевого управления...

Рулевое управление является одной из важнейших систем, влияющих на безотказность дорожного движения. Повышение показателей надежности рулевого управления является важной задачей.

Анализ повреждений рулевого управления современного...

Рулевое управление является одной из важнейших систем автомобиля, обеспечивающих его активную безопасность. В предлагаемой работе проведен анализ повреждений деталей рулевого управления при ДТП с позиции их влияния на дальнейшую эксплуатацию...

Конструктивный анализ усилителей рулевого управления

Статья раскрывает сущность усилителей рулевого управления, принцип работы

Принцип работы лопастного насоса (рис.3). Привод насоса гидроусилителя осуществляется от

Рулевое управление — это система управления направлением движения транспортного...

Анализ систем активной безопасности | Статья в журнале...

Рулевое управление — это система управления направлением движения транспортного средства с помощью рулевого колеса, оно состоит из механизмов, преобразующих положение руля в пропорциональное изменение положения управляемых колёс или аналогичных...

Анализ конструктивных схем поворота колесных машин

рулевое управление, рулевое колесо, дорожное покрытие, шаровой шарнир рулевых тяг, механическое повреждение элементов, рулевой... Исследование управляемости транспортного средства при... Для того чтобы поворот плоскости колеса с поворотной цапфой проходил в...

Переходные характеристики машины при скачкообразном...

Рис. 1.1. Переходные характеристики рулевого управления при различных передаточных числах скорость движения 20 км/ч рулевого управления: 1–12,8; 2–16,2; 3–21,5; 4–31,0. При расчетах время, за которое рулевое колесо поворачивалось на угол 65°, принималось равным...

Исследование на прочность шарового пальца рулевой сошки...

Рулевое управление и тормозная система являются основными системами, обеспечивающими управление транспортным средством, любая неисправность в них полностью исключает выпуск в рейс. Именно поэтому проведение прочностных расчетов данной детали...

Выбор оптимального метода диагностирования рулевого...

Суммарный люфт в рулевом управлении проверяют на неподвижном транспортном средстве количественно, с использованием приборов, фиксирующих угол поворота рулевого колеса и начало поворота управляемых колес совместно.

Анализ современных систем головного освещения транспортного...

Обеспечение безопасности при управлении транспортным средством всегда является одной из основных задач производителей.

Рулевое управление является одной из важнейших систем автомобиля, обеспечивающих его активную безопасность.

Задать вопрос