Až na pár výjimek používá BMW u každého modelu hřebenové řízení s posilovačem. Koncepčně se moderní BMW neliší od systémů posilovače řízení z doby před 40 lety – otáčením volantu se otáčí hřídel, která posouvá ozubenou tyč s pomocí hydraulického čerpadla nebo elektromotoru, přičemž tlačí a táhne spojovací tyče na každém z nich. kolo, abyste nasměrovali pneumatiky směrem, kterým chcete jet.
Od původních systémů s ozubenými tyčemi a pastorkem ze 1970. let bylo učiněno několik významných vylepšení a BMW je nyní plně elektrické. Ale miliony hydraulických posilovačů řízení jsou dnes stále na cestách a je třeba je udržovat. Hřebeny řízení jsou drahé a jejich výměna může být velmi invazivní. Preventivní údržba, jako je čerstvá kapalina a výměna netěsných hadic, pomůže prodloužit životnost stojanu. Pohled na posilovač řízení na vašem voze však může být zastrašující, protože motorový prostor křižuje mnoho hadic. Rozložení a funkci vysvětlíme níže.
Všechny hydraulické systémy budou mít 4-5 hadic/potrubí, které vedou hydraulickou kapalinu ze zásobníku, do čerpadla, do stojanu a pak zpět do zásobníku. U pozdějších vozů je jednou z těchto hadic ve skutečnosti kovový chladič, který sedí v proudu vzduchu a ochlazuje kapalinu poté, co opustí stojan. Tovární hadice BMW jsou vyztužené pryží s kovovými koncovkami kromě míst, kde jsou hadice připevněny k nádrži pomocí hadicových svorek. Níže je schéma znázorňující typické rozložení hadice. Toto je pro E46 M3, ale téměř všechna BMW používající čerpadlo PS poháněné řemenem budou mít podobné rozložení hadic.
Rozložení PS hadice zobrazené pro E46 M3. To je typické pro všechny hadice hydraulického posilovače řízení BMW.
A = nádrž na kapalinu | B = Přívodní hadice (“Sací potrubí”) | C = čerpadlo posilovače řízení | D = Tlaková hadice
E = Hřeben řízení | F = Zpětné potrubí | G = Potrubí chlazení kapaliny (“Chladicí spirála”) | H = Vratná hadice (“Vratné vedení chladiče”)
A. Nádrž posilovače řízení, známá také jako „přenašeč oleje“. Toto je umístěno v horní části motorového prostoru, obvykle na straně řidiče. V této nádobě můžete doplňovat nebo doplňovat tekutinu (ujistěte se, že používáte správnou tekutinu – viz níže!). Uvnitř je také filtr, který zachytí kov a jiné cizí částice, aby se nedostaly zpět do systému a nepoškodily čerpadlo nebo stojan. Filtr není opravitelný, takže je skvělý nápad v určitém okamžiku vyměnit nádržku.
B. Přívodní hadice, neboli „sací potrubí“ nebo „sací potrubí“. Gumová hadice vedoucí z nádržky, která zásobuje čerpadlo posilovače řízení kapalinou. Na obou koncích ji připevní zvlněné hadicové svorky. Tyto svorky jsou zalisovány na místo a nelze je znovu použít, takže pokud si objednáváte nové hadice, doporučujeme získat vhodné prémiové tradiční svorky. Stejně jako u jakékoli jiné pryžové hadice bude tato v určitém okamžiku prosakovat buď suchým hnilobou, nebo bobtnáním z nadměrného nasycení.
C. Čerpadlo posilovače řízení, známé také jako «Lamelová pumpa». Vnitřní části čerpadla PS jsou poměrně jednoduché, ale ložiska mohou vyschnout, což vyžaduje kompletní výměnu samotného čerpadla. Čerpadlo PS je obvykle poháněno ze stejného hadovitého řemenu jako alternátor a vodní čerpadlo.
D. Tlaková hadice, neboli „Expanzní hadice“. To běží z čerpadla do stojanu. Na obou koncích je vedení z tvrdého kovu zajištěné šroubem a měděnou podložkou. Hadice má extra délku, takže systém může mít větší kapacitu kapaliny. Bohužel má spoustu armatur, kde se gumová hadice setkává s kovovým vedením. Tyto tvarovky jsou lisované tvarovky swage (“swedge”), které jsou velmi běžné v automobilovém světě. Tyto armatury jsou nejčastější oblastí pro úniky PS na vašem BMW. Je snazší vyměnit celou linku za nový OEM nebo BMW díl, než se pokoušet linku opravit.
E. Hřeben řízení, aka «Hydro Steering Box». Většina BMW používá hřebenové řízení. Pastorek je hřídel řízení a s hřebenem řízení se setkává pod úhlem. Otáčením volantu se hřídel pastorku a zuby pastorku zabírají se zuby hřebene, aby se hřeben pohyboval ze strany na stranu. Tímto způsobem fungují hřebeny posilovače a ručního řízení stejně. Pomocná síla pochází z hydraulické kapaliny, která tlačí na píst, který pohybuje hřebenem. Manuální řízení se nedoporučuje, pokud nemáte ročník 2002 nebo E21 s tenkými pneumatikami.
F. Outlet Pipe, neboli zpětné potrubí. Tato hadice odvádí kapalinu z hřebenu do chladiče řízení. U starších modelů není chladič a tato hadice vede zpět do nádrže. Stejně jako tlaková hadice má kovovou trubku se zalisovanými armaturami, které jsou náchylné k úniku.
G. Chladič posilovače řízení, známý také jako „Chladicí cívka“ nebo „Smyčka řízení“. Toto je tvrdá kovová linka, která se ohýbá zpět na sebe a zdvojnásobuje povrch. Tato trubka je obvykle umístěna v přední nebo spodní části stojanu, takže je v malém proudění vzduchu. Kovová trubka vystavená vzduchu má chladicí účinek na tekutinu uvnitř. Netěsnosti zde nejsou příliš časté, ale rez a koroze ano. A jeho poloha v proudu vzduchu ho také vystavuje kamenům a úlomkům, kde se může poškodit. Starší modely BMW jako E30 325i neměly chladič.
H. Zpětná hadice, známá také jako «Radiator Return Line». BMW má dvě hadice, kterým říkají Return Line. Vyjasníme si věci a hadici, která se připojí k nádrži, nazveme Return. „F“ ve schématu přejmenováváme výstupní hadici. V tomto diagramu přichází Return z chladiče a vrací kapalinu do zásobníku. Stejně jako přívodní hadice (B) má v místě, kde se hadice stýká se zásobníkem, jednorázové upínací hadicové svorky. Úniky jsou zde velmi časté.
BMW kapalina posilovače řízení
Váš posilovač řízení BMW je naplněn buď ATF nebo hydraulickým olejem (CHF) a je důležité, abyste používali správnou kapalinu, protože tyto dvě kapaliny nelze smíchat. Víčko na nádržce na tekutinu bude indikovat, kterou tekutinu použít*. ATF je tradiční kapalina do posilovače řízení po celá desetiletí a můžete použít jakoukoli běžnou značku nebo typ (zdá se, že Dexron III je velmi běžný v obchodech s autodíly za levný doplněk). Ale pokud máte na uzávěru nádržky zelený štítek, musíte použít CHF. Tyto dvě kapaliny nejsou kompatibilní** a nemusí se vzájemně mísit (nemísitelné).
* BMW použilo stejné víčko nádrže pro oba, ale přidalo zelenou nálepku pro vozy CHF. Opravdu měli vydat novou čepici, protože pod nálepkou by čepice mohla říkat ATF! Pokud štítek CHF přijde odlepený a odpadne, může vám zůstat zavádějící čepice! Kapalinu můžete potvrdit kontrolou barvy kapaliny — červená je ATF, zelená je CHF.
** Rozdíl v ATF a CHF se zdá být v typu těsnění použitého v hydraulickém systému. Systém ATF má těsnění, která jsou dostatečně robustní pro práci s ATF na ropné bázi nebo PSF (Power Steering Fluid). Systém původně navržený pro použití CHF má jiný typ pryžového těsnění. Použití ATF na bázi ropy v systému CHF způsobí, že těsnění nabobtná a nakonec se znehodnotí, což způsobí netěsnosti a poškození. Použití syntetického ATF se také nedoporučuje, protože chemické přísady také zhorší těsnění. Použití CHF v systému ATF je přijatelné, protože chemické složení CHF není tak „drsné“ jako ATF, ale obvykle se to neprovádí, protože CHF je dražší. Nejsme chemici ani materiáloví inženýři, ale to je to, co jsme získali z výzkumu.
CHF znamená Central Hydraulic Fluid a znamená to, že vaše vozidlo bylo navrženo tak, aby čerpalo hydraulickou kapalinu z jednoho zdroje. Kapalina pro systém posilovače řízení je sdílena s jiným systémem – jako jsou samonivelační odpružení, Dynamic Drive, servopohony nebo téměř jakýkoli jiný systém, který je poháněn hydraulicky. Nezáleží na tom, zda váš vůz tyto další systémy nemá, BMW dodalo váš vůz z montážní linky za CHF a musíte jej nadále používat. Dodavatel OEM má levnější alternativu CHF zvanou EHF. Nový EHF je na ropné bázi, ale je kompatibilní se syntetickým CHF11S.
Téměř všechny hadice jsou kompatibilní s oběma. Typicky jsou však nová nebo přestavěná čerpadla a stojany určeno pouze pro CHF. Většina průmyslu přešla od ATF (který byl na bázi ropy) k novějšímu syntetickému CHF. Při výměně čerpadla nebo stojanu musíte vypustit celý systém staré kapaliny, důkladně propláchnout novou kapalinou CHF nebo EHF a poté naplnit CHF/EHF a vypustit vzduch. Použití ATF v CHF systému může poškodit těsnění v hydraulickém systému, což vede k netěsnostem nebo špatnému výkonu. Vzhledem k tomu, že některá auta spoléhají na pomoc při brzdění CHF, měli byste používat pouze správnou kapalinu. Mohou existovat i další faktory, jako jsou rozdíly ve viskozitě při různých teplotách.
BMW Kapalina do posilovače řízení pro E46 & E9X dráhová/závodní auta
Zjistili jsme, že za určitých okolností je původní hydraulická kapalina příliš řídká pro použití na trati. Když se zahřeje, stane se ještě tenčí, rozpadne se a vede k selhání čerpadla. Originální hydraulická kapalina je úžasná jako kapalina OEM pro použití na ulici ve všech klimatických podmínkách (zejména v chladu), ale překročení jejích konstrukčních limitů bude mít důsledky. Řešením, které jsme našli, je použití Red Line D4 ATF. “Ale neřekl jsi právě výše, že ATF je špatné?” Ano, ale také přehřívání zásobní kapaliny. Red Line D4 ATF má mnohem hustší viskozitu a má velmi silnou chemickou konstrukci, která se tak snadno nerozpadne pod teplem a stresem. Je to lepší, silnější tekutina pro toto prostředí. Mohlo by to poškodit těsnění a způsobit netěsnosti? Ano a použitím ATF byste ztratili veškeré záruční krytí. Ale zisky v tomto případě převažují nad ztrátami. Tato zvláštní okolnost se skutečně týká pouze vozů s plnou dráhou s velkými lepivými pneumatikami, které dávají systému řízení zabrat. Zjistili jsme, že to platí pouze pro vozy E46 a E9X. Některé modely mají v autě jiné hydraulické systémy, které vyžadují řidší kapalinu CHF11S a nikdy by neměly používat ATF (ani na trati).
Netěsnosti posilovače řízení BMW
Je spodní část vašeho motorového prostoru zaolejovaná? Není neobvyklé vidět povlak oleje v celém motorovém prostoru a úniky oleje BMW lze obvykle vysledovat v několika problémových oblastech: víko ventilů, pouzdro olejového filtru, olejová vana a hadice posilovače řízení. Motorový olej má vždy tmavě hnědou nebo černou barvu. Ale kapalina posilovače řízení je červená (pro ATF) nebo zelená (pro hydraulickou kapalinu), což usnadňuje identifikaci netěsností.
Netěsnosti posilovače řízení obvykle pocházejí ze dvou zdrojů: hadicové spoje k nádrži kapaliny nebo zvlněné kovové armatury používané tam, kde se pryžová hadice setkává s kovovou trubkou. Spojení se zásobníkem kapaliny je provedeno zvlněnou hadicovou svorkou, často označovanou jako svorka Oetiker. Jedná se o jednorázové svorky instalované pomocí speciálních krimpovacích kleští. V průběhu času se zalisovaná část zeslabuje a svorka se nechá roztáhnout, čímž vznikne netěsnost. Vzhledem k tomu, že neexistuje žádné nastavení, nemůžete utáhnout svorku, abyste zastavili únik. Možná však budete moci velmi opatrně odstranit svorku Oetiker a na její místo nainstalovat tradiční svorku. Dokud samotná hadice není poškozená nebo oteklá, můžete svorku utáhnout a zastavit únik.
Sestavy hadic posilovače řízení jsou pryžové hadice kombinované s kovovými trubkami. Většina tlakových nebo výstupních hadic je postavena tímto způsobem, takže se hadice může připojit k hřebenu řízení nebo čerpadlu. Pokud vaše netěsnosti nepocházejí z banjo šroubů a rozdrcených podložek (snadná oprava), pravděpodobně pocházejí ze zvlněného spojení mezi pryží a kovem. Toto není snadná oprava a úplná výměna je obvykle nejlepším postupem. Ačkoli mohou být drahé, v závislosti na tom, jak složitá je hadice, výměna by vám měla poskytnout mnoho let a desítky tisíc kilometrů bez úniku.
BMW Možnosti řízení, systémy a technologie
Myslíte si, že otáčením volantu se otáčí přední kola? Mýlíš se. Mezi volantem a silničním kolem se toho děje mnohem víc, že o tom skoro nikdo neví, natožpak tomu rozumí. Naposledy BMW nabízelo manuální řízení na nejstarší Euro E30! A od té doby systémy a technologie udělaly několik skoků. Druhou stranou mince je, že hřebeny řízení se tolik nezměnily – stále používají hydraulickou kapalinu a mazivo, i když zdroj podpory řízení přešel z hydraulického čerpadla na elektromotory.
Servotronika
Zvýšení námahy při řízení snížením posilovače řízení. Se zvyšující se rychlostí vozidla se snižuje tlak z čerpadla, čímž se zvyšuje síla řízení (těžší řízení). Čím rychleji jedete, tím těžší je řízení. Tato funkce byla vydána na více modelech v omezené míře na konci 1990. let. První verze používaly mechanický odvzdušňovací ventil na čerpadle posilovače řízení, zatímco pozdější elektrické systémy jednoduše snižovaly výkon motoru. Nějaká forma Servotronic existuje na každém BMW od doby, kdy byly představeny elektrické systémy.
Elektrický posilovač řízení (EPS)
Elektrický posilovač řízení pochází z elektromotoru namontovaného na hřebenu řízení nebo na sloupku řízení namísto dálkového čerpadla a nádržky kapaliny. Výhody tohoto systému jej činí atraktivním: méně (nebo žádné) hydraulické vedení v motorovém prostoru, což vede k menšímu úniku oleje, menší údržbě a odstranění parazitního odporu, který má hydraulické čerpadlo na motoru (zlepšení spotřeby paliva a energetické účinnosti ). Pro BMW je také snadné doladit a změnit charakteristiku řízení, tedy těžší řízení u sportovních modelů. Je to také nutnost pro takové technologie, jako je samoparkování a automatizované řízení.
Elektrický posilovač řízení byl poprvé představen u modelů E85 Z4 v roce 2004 a pokračuje téměř u každého dalšího nového modelu poté.
Aktivní řízení
Aktivní řízení je forma elektrického posilovače řízení, ale s jiným převodem v rámci modulu EPS. Aktivní řízení změní úhel natočení kol ve vztahu k natočení volantu a rychlosti vozidla. Větší úhel natočení volantu při nízkých rychlostech, jako je parkování, ale menší úhel při jízdě. Nebudete muset protočit volantem 3-4 otáčky do paralelního parkování, ale řízení nebude odvážné a nervózní při rychlé jízdě.
Aktivní řízení bylo poprvé představeno u E60 5-série v roce 2004, ale zůstalo na přání u všech modelů. U F10 řady 5 pro rok 2011 byla nabídnuta aktualizovaná funkce Integral Active Steering. Systém E60 kombinoval elektrickou a hydraulickou podporu a vytvořil tak velmi komplexní systém. Systém Integral na F10 se stal plně elektrickým a zahrnoval funkci řízení zadních kol.
Řízení zadních kol bylo implementováno u F01 řady 7 a skládá se z akčního členu a řídicí jednotky na zadním zavěšení. Pohon bude tlačit/tahat za zadní horní vodicí tyče v zavěšení a měnit sbíhavost zadních kol. Celkový zdvih byl 8 mm, což se rovnalo maximální změně sbíhavosti o 3°. BMW se pro něj jmenuje Rear Axle Slip Angle Control (HSR) a bylo instalováno pouze na vozy s předním integrovaným aktivním řízením a paketem dynamické manipulace.
Variabilní sportovní řízení
Variabilní sportovní řízení poprvé kombinuje variabilní hřeben řízení s elektromotorem. V minulosti bylo možné měnit odezvu řízení výměnou zubů na hřebenu řízení – jemnější zuby znamenaly rychlejší převod, který se mohl změnit na hrubší zuby a zpomalit odezvu řízení.
Variabilní sportovní řízení bylo poprvé představeno u modelů F25 X3 v roce 2011.
Dynamic Drive a Active Roll Control
Dynamic Drive neboli Active Roll Stabilization (ARS) je sada variabilních výkyvných tyčí na přední a zadní nápravě. Namísto pevné otočné tyče konzistentního průměru používá Dynamic Drive variabilní otočnou tyč. Větší tyče fungují jako velká páka v zavěšení a při extrémních zatáčkách tlačí kola zpět na chodník. Bohužel to má tendenci omezovat dráhu odpružení a dělat jízdu tužší, zejména přes nerovnosti jednoho kola. Dynamic Drive umožňuje jednotlivým kolům přejíždět nerovnosti, aniž by došlo k aktivaci kyvné tyče, čímž je jízda pohodlnější, dokud se systém neaktivuje během ostrého zatáčení. To nemá mnoho společného se systémy řízení, kromě komponent Dynamic Drive a systémy řízení často zabírají stejný prostor uvnitř motorového prostoru a BMW má různé díly pro různá uspořádání. Pokud se díváte na svou přední otočnou tyč a zdá se, že má uprostřed velký elektromotor, namísto jednotného průměru, jedná se o aktuátor Dynamic Drive.
Prodej náhradních dílů BMW:
Klasická BMW jsou auta skutečných řidičů, milovaná pro svůj jedinečný zážitek z jízdy a zároveň nabízí výjimečnou zpětnou vazbu od řidiče. Tato zpětná vazba řidiče pociťovaná prostřednictvím volantu nebyla jen výsledkem vynikajícího naladění podvozku a odpružení, ale také díky výjimečnému hydraulickému systému řízení. Moderní BMW ustoupila s hydraulicky asistovaným řízením ve prospěch systému elektrického posilovače řízení (EPS). Níže si projdeme základy tohoto nového systému, jak funguje a jaké výhody nabízí.
Kdy byl představen elektronický posilovač řízení BMW?
BMW začalo používat elektrický posilovač řízení (EPS) u modelů Z4 E85 Roadster a E86 Coupe (2002-2008). Tento systém první generace je vybaven bezkomutátorovým motorem připojeným k horní části sloupku řízení. Následně byl E92 330d druhým modelem s EPS, ale se systémem druhé generace. Tento revidovaný systém obsahuje elektrický motor připojený paralelně k hřebenu řízení (viz bod 6 níže). Hlavním důvodem přechodu z hydraulického na elektrický byl snížení emisí C02, podrobnější vysvětlení níže.
Jak funguje EPS (elektrický posilovač řízení)?
Hřeben řízení převádí řídicí sílu vyvíjenou řidičem na otáčející se kola prostřednictvím hřebenu a pastorku. EPS je velmi podobný hydraulickému posilovači řízení v tom, že se skládá z hřebenu řízení, ale s jedním rozdílem. Namísto hydraulického čerpadla, které tlačí kapalinu posilovače řízení hřebenem za účelem pomoci, se k hřebenu řízení připojuje elektrický motor, který poskytuje pomoc při otáčení kol. Mechanická spojení mezi systémem EPS a hydraulickým systémem jsou téměř identická v rozsahu od volantu po silniční kola. V důsledku toho je třeba provést minimální změny na vozidle, aby se přizpůsobilo novému systému EPS.
Proč BMW přešlo na elektrický posilovač řízení?
Stejně jako většina nových prvků moderních vozidel je účinnost a nižší emise hnací silou změn v automobilech. Elektrický posilovač řízení tedy není výjimkou. Tradiční hydraulicky podporované čerpadlo řízení neustále běží, obvykle poháněné řemenem z motoru, což ubírá výkon. Existují však případy, kdy není vyžadováno žádné asistované řízení, jako je jízda v přímém směru na dálnici. To je výhoda elektrického posilovače řízení, aktivuje se pouze v případě potřeby. EPS nespotřebovává mechanický výkon motoru, ale elektřinu. Vozidla vybavená EPS jsou naprogramována tak, aby se zapínala pouze podle potřeby. Výsledkem je snížení spotřeby paliva a zvýšení efektivního výkonu spalovacího motoru.
Pro srovnání, když motor běží na volnoběh bez pohybu řízení, motor elektrického posilovače řízení spotřebuje přibližně 10 wattů energie. Naopak hydraulický posilovač řízení využívá 300-400 wattů výkonu. Podobně lze provést srovnání pro výkon požadovaný při vysokých vstupech. Nad vlastnictvím vozidla se tyto úspory účinnosti sčítají. Účinnost elektrického řízení ušetří přibližně 1 mpg. Takže na 14galonové palivové nádrži další zisk 14 mil ujeté vzdálenosti ve srovnání s tradičním hydraulickým systémem. V důsledku toho, když řidič spotřebuje méně paliva, aby ujel dál, emise C02 se snižují.
Co se stane, když během jízdy selže elektromotor?
Bezpečnostní prvek EPS spočívá v tom, že pokud selže elektronický motor, řízení lze stále bezpečně ovládat bez asistence. Na rozdíl od hydraulického řízení NENÍ bezpečné nechat hydraulické čerpadlo řízení nasucho bez maziva. Zničí čerpadlo, protože kapalina posilovače řízení slouží jako mazivo pro vnitřní fungování čerpadla. Provozování čerpadla posilovače řízení bez kapaliny je podobné provozu motoru bez oleje. Kromě toho, zatímco elektronické motory obvykle selžou bez varování, hydraulický systém časem selže a obvykle vydá varovné signály před úplným selháním.
Další výhody EPS (Elektrický posilovač řízení):
➊ Nedostatek kapaliny posilovače řízení je lepší pro životní prostředí
➋ Aktivní návrat středu
➌ Vyladěné řízení je specifické pro toto vozidlo
➍ Izolované od vibrací odpružení, zvyšující komfort
➎ Posilovač závislý na rychlosti (nezávislý na otáčkách)
➏ Úspora paliva přibližně 2 litru na 100 km
➐ Žádné hydraulické úniky
➑ Méně údržby kvůli nedostatku hadic, řemenů atd.
➒ Snižuje výrobní náklady (méně dílů)
➓ Nabízí různé jízdní režimy
Nevýhody EPS (Elektrický posilovač řízení):
➊ Nedostatek pocitu z vozovky, zpětná vazba od řidiče
➋ Méně osobité vozidlo, působí genericky, méně prémiově
➌ Elektromotor může náhle bez varování selhat
➍ Díly obvykle nelze přestavět
Jak se elektrický posilovač řízení vyvíjí a zdokonaluje po každé generaci, systém se výrazně zlepší, aby se přiblížil tradičnímu hydraulickému pocitu. Bude někdy elektronický posilovač řízení při poskytování zpětné vazby řidiči stejně dobrý jako hydraulický systém? Pravděpodobně ne. Starší BMW mají jedinečný zážitek z jízdy, který nelze napodobit vzhledem k moderním předpisům a požadavkům. Další iterace řízení bude „drive by wire“, což znamená, že mezi volantem a natáčecími koly neexistuje žádné mechanické spojení. Hřeben řízení již nebude mít v tomto systému použití, bude existovat pouze spojení vodičů jako spojení mezi volantem a předními koly.
BMW elektrický posilovač řízení
