Como funciona o AFS - Sistemas de Direção Ativos

A automação, armada com os algoritmos dos melhores engenheiros e testadores do mundo, há muito sabe dirigir carros melhor do que a grande maioria de seus motoristas. Mas as pessoas ainda não estão prontas para confiar totalmente nele, as inovações estão sendo introduzidas gradualmente, mantendo as possibilidades de controle manual. Aproximadamente de acordo com este princípio, o sistema de direção ativa AFS é construído.

Algoritmo de operação do sistema

A principal característica do AFS é a relação variável da caixa de direção. Organizar a dependência desse parâmetro da velocidade, e mais ainda de alguns outros fatores de influência, acabou não sendo tão simples quanto pode parecer aos especialistas em automação. O rígido acionamento mecânico do volante para as rodas de direção teve que ser preservado; o mundo automotivo não passaria em breve para a implementação completa do sistema de controle puramente por fios elétricos. Portanto, a Bosch adquiriu uma patente de um inventor americano, após o qual, juntamente com a BMW, foi desenvolvido um sistema de direção original, chamado AFS - Active Front Steering. Por que exatamente "Front" - existem sistemas do tipo ativo que também envolvem a rotação das rodas traseiras.

O princípio é simples, como todo engenhoso. A direção assistida convencional foi usada. Mas uma engrenagem planetária foi construída na seção do eixo da coluna de direção. Sua relação de transmissão em modo dinâmico dependerá da velocidade e sentido de rotação da engrenagem externa com engrenagem interna (coroa). O eixo acionado, por assim dizer, alcança ou fica atrás do principal. E isso é controlado por um motor elétrico, que através de um entalhe no lado externo da engrenagem com seu acionamento sem fim faz com que ela gire. Com uma velocidade e torque suficientemente altos.

Novas qualidades que o AFS adquiriu

Para quem ficou ao volante dos novos BMWs equipados com AFS, as primeiras sensações beiravam o susto. O carro inesperadamente reagiu rapidamente ao taxiamento, forçando a esquecer o hábito de "enrolar" no volante nos modos de estacionamento e manobrar em baixas velocidades. O carro foi rearranjado na estrada como um kart de corrida, e pequenas voltas do volante, mantendo a leveza, nos forçaram a dar uma nova olhada nos processos de curvas em um espaço apertado. Os temores de que um carro com tais reações seria impossível de dirigir em alta velocidade foram rapidamente dissipados. Ao dirigir a um ritmo de 150-200 km / h, o carro adquiriu uma solidez e suavidade inesperadas, mantendo um estado estável e não tentando escorregar. As seguintes conclusões podem ser tiradas:

• a relação de transmissão do mecanismo de direção, quando alterada pela metade com o aumento da velocidade, forneceu controle conveniente e seguro em todos os modos;
• em condições extremas, à beira de escorregar, o carro mostrou uma estabilidade inesperada, o que claramente não se deveu apenas à relação de transmissão variável da caixa de direção;
• a subviragem sempre foi mantida em um nível de equilíbrio ideal, o carro não tendia a derrapar o eixo traseiro ou o eixo dianteiro;
• pouco dependia da habilidade do motorista, a ajuda do carro era claramente perceptível;
• mesmo que o carro estivesse derrapando intencionalmente por ações deliberadamente agressivas de um piloto experiente, era fácil dirigir nele, e o próprio carro saía assim que as provocações paravam, e com absoluta precisão e sem contra-derrapagens.

Agora muitos sistemas de estabilização são capazes de algo semelhante, mas era apenas o início do século, e apenas a direção estava envolvida, sem torques de frenagem e vetor de tração.

Devido ao que o efeito da direção ativa foi formado

A unidade de controle eletrônico coleta informações de um conjunto de sensores que monitoram o volante, a direção do carro, as acelerações angulares e muitos outros parâmetros. De acordo com o modo fixo, ele não altera apenas a relação de marchas, pois é organizado em função da velocidade, mas organiza a direção ativa, interferindo nas ações do motorista. Este é o primeiro passo para o controle autônomo.

Neste caso, a ligação entre o volante e as rodas permanece inalterada. Quando a eletrônica é desligada, artificialmente ou por mau funcionamento, o eixo do motor elétrico que gira o mecanismo planetário para e para. O gerenciamento se transforma em um mecanismo convencional de pinhão e cremalheira com um amplificador. Sem direção por fio, ou seja, controle por fio. Somente engrenagem planetária com coroa controlada.

Em altas velocidades, o sistema tornou possível reorganizar o carro com muita precisão e suavidade de pista para pista. O mesmo efeito foi parcialmente percebido na direção do eixo traseiro - suas rodas seguiram com mais precisão as dianteiras, sem provocar sobreviragem e derrapagens. Isto foi conseguido alterando automaticamente o ângulo de rotação no eixo controlado.

Claro, o sistema acabou sendo mais complexo do que a direção tradicional, mas não muito. Uma caixa de engrenagens planetária e um acionamento elétrico adicional aumentam ligeiramente o custo, e todas as funções foram atribuídas a um computador e software. Isso possibilitou a implementação do sistema em todas as séries de carros BMW, do primeiro ao sétimo. A unidade mecatrônica é compacta, parece uma direção elétrica convencional, dá ao motorista a mesma sensação de um carro, fornece feedback e se torna intuitiva depois de se acostumar rapidamente com a mudança de nitidez do volante.

A confiabilidade do sistema não é muito diferente do mecanismo tradicional. Há apenas um desgaste um pouco mais intenso da cremalheira e do pinhão devido ao aumento da força de engate. Mas este é um pequeno preço a pagar por uma qualidade completamente nova do carro no manuseio em qualquer velocidade.