Prijavi se | Registruj se

Tehnički saveti | 2019-04-25 10:13:52

Električna asistencija volana - 1. deo

Električna asistencija volana - 1. deo

Električni servo volana (EPS – Electric power Steering ili MDPS – Motor Driven Power Steering), je prisutan barem dve decenije i nalazi se na većini malih i vozila srednje veličine koja se danas proizvode. Postoje različiti tipovi koji koriste različite tehnologije, ali princip rada je u osnovi isti. Za primer ćemo uzeti sistem koji se nalazi na automobile Hyundai i30, a koji je razvio TRW. Sistem je vrlo sličan svim ostalim sistemima. Kao i bilo koja druga elektromehanička komponenta, MDPS je sklon eventualnom otkazu, bilo mehanilkog, bilo električnog dela sistema.

Mehaničke komponente su relativno jednostavne. Motor pogoni pužno vratilo, koje pokreće pužni zupčanik uz redukciju broja obrtaja i povećanje obrtnog momenta neophodnog za pomoć vozaču u okretanju volana. Pužni zupčanik je spojen na osovinu volana. Kontrolna jedinica prima informaciju o momentu zakretanja koji vozač prenosi na osovinu volana i određuje količinu momenta koji će motor isporučiti kao pomoć vozaču. Sve ovo deluje prilično jednostavno, do tačke kada se detaljnije ne pogleda na to kako su senzori i aktuatori projektovani, posebno imajući u vidu potrebnu pouzdanost.

Baš zbog te pouzdanosti, nema više DC motora sa četkicama i komutatorima, kao ni senzora ugla volana sa ugljeničnim trakama. Moderni sistemi koriste motore bez četkica (tehnologija koja će se sve češće viđati na vozilima) i bezkontaktne optičko elektronske komponente za dobijanje informacije o momentu i obrtajima volana.

DC motor koristi stalne magnete u armaturi rotora. Stalni magneti su od neodijuma koji pravi izrazito jako magnetno polje, pa samim tim nema potrebe za namotajima u rotoru i za mehaničkim komutatorom. Na ovaj način motor je energetski efikasniji i odstranjen je najslabiji element po pitanju pouzdanosti.

EPS sistem koristi motor bez četkica u kome se rotor okreće unutar statora, mada postoje i drugi tipovi. Tri zasebna namotaja statora proizvode elektromagnete. Polaritet magnetnog polja zavisi od smera toka struje, tako da će struja koja teče kroz namotaj A, iz pravca A1 ka A2, proizvesti južni pol na mestu A1 i severni na A2. Promenom smera toka struje od A2 ka A1 će se postići suprotan efekat polarizacije. Prebacivanjem toka struje na namotaj B, magnet rotora se privlači (suprotni polovi se privlače) i rotor se okreće u smeru kazaljke na satu. Uzastopnim i naizmeničnim namagnetisanjem tri namotaja postiže se konstano okretanje rotora. Ukoliko se sekvenca okrene, rotor će se okretati u smeru suprotnom od kazaljke na satu. Kontrola namotaja se radi preko tranzistora, odnosno preko MOSFET-a (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), koji imaju mogućnost da prebace veliku struju pri velikim brzinama, a pri tome generišu manje toplote od klasičnih tranzistora. Na primeru sa slike 3, uključivanjem tranzistora 1 i 6 namagnetisaće se namotaji statora 1 i 2. Uključivanjem tranzistora 3 i 4 će se takođe namagnetisati namotaji 1 i 2, ali će struja teći u suprotnom smeru, tako da će se promeniti i polaritet magneta statora. Kontrolom uključivanja tranzistora kontroliše se pravac okretanja rotora, a korišćenjem PWM modulacije, kontroliše se brzina i obrtni moment motora.

Uključivanje magnetnog polja mora biti sinhronizovano sa pozicijom rotora, što se postiže korišćenjem senzora položaja rotora. Hyundai koristi Halove senzore. Halovi senzori su osetljivi na polaritet i uključuju se i isključuju kako magnetni polovi prolaze preko njega. Koriste se tri halova senzora, što znači da kontrolna jedinica može da definiše poziciju rotora čak i kada je stacionaran.

MDPS sistem na Hyundai i30 modelu koristi kombinaciju senzora momenta volana i senzora položaja. Sam senzor je bezkontaktni što povećava njegovu pouzdanost.

Gornji i donji deo stuba volana su razdvojeni preko torzione osovine koja dozvoljava mala ugaona odstupanja između dve osovine. Ugao odstupanja je proporcionalan momentu koji trpi osovina, a odstupanje je limitirano sa graničnicima.

Diskovi sa prozorima različitih širina su spojeni na gornji i donji deo stuba volana. Diskovi se nalaze između izvora svetlosti i seta fotodioda koje reaguju na svetlo koje propuštaju prozori diska, odnosno na senku koju prave puni delovi diska. Kada se volan okreće, kombinacije “aktivnih” i “neaktivnih” fotodioda se obrađuju od strane kontrolne jedinice i na osnovu toga se proračunavaju obrtni moment, pravac okretanja, ugao položaja volana i brzina okretanja. Sistem koristi dva senzora koji se nalaze jedan nasuprot drugog. Informacije sa oba senzora se zbog sigurnosti porede, a u slučaju otkaza jednog od njih, beleži se greška ali sistem nastavlja da funkcioniše.

Količina asistencije koju će dati motor zavisi od momenta koji je na stubu volana. Kada se volan okreće, moment se meri i odgovarajući dodatni moment se dodaje preko DC motora. Kada se prekine okretanje volana, motor nastavlja da pomera donji deo stuba sve dok ne nestane opterećenje torzione osovine.

Karakteristike servo volana se razlikuju od modela do modela. Na primer, kod većih dizel motora potrebna je veća asistencija nego kod manjih benzinskih motora i ta asistencija je setovana u kontrolnoj jedinici, tako da je ponekad potrebno resetovanje sistema nakon ugradnje. Jedan od potrebnih podataka je i ravan položaj točkova koji se takođe setuje prilikom proizvodnje, ali se mora resetovati nakon ugradnje novog sistema ili senzora, kao i nakon reglaže geometrije točkova. Takođe se ovo setovanje može izgubiti nakon skidanja kleme sa akumulatora, kada je potrebno odraditi podešavanje preko dijagnostičkog uređaja.

Električna asistencija volana - 1. deo
Električna asistencija volana - 1. deo
Električna asistencija volana - 1. deo

BLOG

23
Februar

autoservisi.co.rs

Spremni za odličan start?

Auto serviseri okupljeni na jednom mestu?! Da, super ideja!

pročitaj više +

KURSNA LISTA

KONVERTOR VALUTE

©Copyright 2019. All rights reserved designed & developed by digital3md