ПОВОРОТНЫЙ МОМЕНТ
ПОВОРОТНЫЙ МОМЕНТ
В те дальние годы, естественно, никто не подразумевал, что рулевое станет таким сложным: механика вступит в альянс с гидравликой и даже электроникой.
КАК ПО МАСЛУ
Сейчас усилителями управляющего управления оснащают подавляющее большая часть автомобилей. Даже мелкие машинки, обычно, получают легкие штурвалы уже в базисных комплектациях. И не только лишь для комфорта. Невидимый ассистент, понижая усилие на руле, позволяет уменьшить передаточное отношение в управляющем механизме и, соответственно, количество оборотов. Означает, и усмирить взбрыкнувший после резкого маневра автомобиль проще.
До недавнешнего времени существовали два варианта управляющих устройств со встроенными гидроусилителями: реечные и "винт - шариковая гайка - сектор". Последние ставили на огромные авто и внедорожники (к примеру, "волги", "соболи", УАЗы. Подробнее об их конструкции - см. ЗР, 2003, № 9). Сейчас и на томных машинах все почаще возникают малогабаритные "рейки".
Вспомним принцип деяния реечного механизма с гидроусилителем. В корпусе - распределительный клапан с чувствительным элементом - торсионом, связанным с управляющим валом. Шофер поворачивает баранку, торсион, закручиваясь, перемещает золотник. Тот приоткрывает отверстия масляных каналов, идущих к силовому цилиндру гидроусилителя. Последний подталкивает рейку, снижая усилие на руле. Чуть шофер перестает крутить руль, торсион ворачивается в начальное положение, а жидкость перепускается назад в бачок.
Производительность насоса, приводимого ремнем от коленвала, должна быть такая, чтоб при работе мотора на холостом ходу шофер мог крутить руль без "закусываний" со скоростью не меньше 1,5 оборота за секунду. Лишнее давление стравливает перепускной клапан.
Сделать управление комфортабельным как при парковках, так и на высокоскоростной трассе, помогают управляющие механизмы с переменным передаточным отношением: в центре рейки зубья нарезаны с небольшим шагом, на концах - шаг больше. При малозначительных углах поворота машина не так остро реагирует на деяния рулем, что очень принципиально на огромных скоростях, зато, разворачиваясь, крутить баранку приходится меньше.
1-ое ПРИШЕСТВИЕ ЭЛЕКТРОНИКИ
Дополнительный комфорт и Законодательство привнесли системы, регулирующие усилие на руле зависимо от скорости. Пример - "Сервотроник", устанавливаемый на "Audi".
В высшей части распределителя находится так именуемая камера оборотного деяния. В ней двигается поршень, связанный с золотником.
Представим, что шофер поворачивает вправо. Золотник открывает путь воды к силовому цилиндру, помогающему рейке поворачивать колеса. Сразу масло через электрический клапан (им управляет электрический блок, получающий информацию от датчика скорости) начинает поступать в камеру оборотного деяния. Один из перепускных клапанов раскрывается, появляется разница давлений, и поршень, опускаясь, ограничивает ход золотника. Давление в силовом цилиндре гидроусилителя падает, а усилие на руле, напротив, растет. Когда шофер перестает крутить баранку - золотник и оборотный клапан запираются.
При повороте на лево раскрывается другой перепускной клапан, а поршень подымается, вновь корректируя передвижение золотника, давление стравливается в другой части силового цилиндра.
При парковке и движении черепашьим шагом (приблизительно до 20 км/ч) электрический клапан, ограничивающий подачу воды в камеру оборотного деяния, закрыт - руль можно повернуть одним пальцем. С ростом скорости клапан равномерно раскрывается и усилие на руле растет.
Устройство работает отлично и накрепко. Но гидравлический насос конфискует силы у мотора, а означает, тот съедает избыточное горючее, вредит экологии. В особенности нежелателен таковой "нахлебник" маломощным моторам. Конструкторы отыскали другое решение: давление рабочей воды нагнетает электронный насос. Блок управления получает информацию от датчиков вращения руля и скорости автомобиля.
Производители скрупулезно подсчитали, что благодаря электрогидравлическим усилителям автомобиль сберегает около 0,2 л/100 км. Важно, что инженерам проще подбирать свойства, настраивать устройство для определенной модели.
РУЛЬ... С Коробкой
Последующий шаг - так называемое активное управление (Active Steering). Главное преимущество - возможность изменять передаточное отношение меж рулем и колесами. На пути от баранки к управляющему механизму с гидроусилителем встроена планетарная передача с электромотором.
Когда вы отъезжаете от тротуара, передаточное отношение мало, а количество полных оборотов руля менее 2-ух. С ростом скорости машины управление становится наименее чувствительным, а стоит вырваться на загородную трассу - электромотор, подкручивая водило планетарного редуктора, прирастит передаточное отношение.
Активное рулевое, сотрудничая с другими системами, способно посодействовать и в сложных ситуациях. К примеру, машину внесло. Компьютер, опросив датчики угла поворота руля и скорости вращения колес, включит электромотор. Тот уменьшит передаточное отношение, чтоб водителю было легче удержать автомобиль на подходящей линии движения. Активный руль полезен и при критическом торможении с АBS: если тормознуть впору не удается, шоферу проще уйти от столкновения.
Первыми из серийных моделей схожее устройство примерили новые "пятерки" БМВ (ЗР, 2002, № 10; 2003, № 7, также тест в этом номере). Возможно, скоро такие системы пропишутся на многих автомобилях, пока им на замену не придет так называемое управление по проводам.
БЕЗ Воды
Удачные пробы вытеснить гидравлику из управляющего управления предприняли в конце прошедшего века. Сейчас на неких автомобилях уже работают электромеханические усилители.
Принцип деяния электро- и гидроусилителя почти во всем идентичен. Поворачивая руль, шофер закручивает торсион - чувствительный элемент, посылающий сигнал компу. Тот дает команду электромотору, который подкручивает управляющий вал, снижая усилие на руле (подробнее см. ЗР, 2002, № 3).
Обширное распространение электро- и гидроусилителей сдерживает сегодняшний 12-вольтовый эталон электрического оборудования. Потому пока они встречаются только на маленьких автомобилях. Кстати, таковой планируют устанавливать на VAZ 2110 и "Калину".
БЕЗ... БАРАНКИ
И все-же будущее, видимо, не за хитрецкой механикой либо гидравликой, усложненными электроникой. Гранды автопромышленности вовсю работают над системами без механической связи меж рулем и колесами - так именуемым управлением по проводам (steering by wire).
Вращение руля выслеживает особый датчик. Электрический блок, получая информацию о скорости, боковых и вертикальных ускорениях, отправляет сигнал на актуаторы - электромоторы, поворачивающие колеса.
Достоинства таковой системы явны. В критичной ситуации автомобиль сумеет без помощи других (при этом резвее человека!) повернуть колеса на подходящий угол. Допустим, системе стабилизации не удалось предупредить занос, и машина, как волчок, завертелась на обледеневшем шоссе. Быстродействующая электроника, опросив датчики, повернет руль, куда и на сколько необходимо, и притормозит одно либо пару колес.
Самостоятельность автомобиля намного упростит жизнь водителю: к примеру, компьютер ловко припаркуется. А когда машины обучат отлично "созидать", они сумеют даже объезжать препятствия.
Такие системы прибыльны и технологически: протянуть провода куда проще, чем вал с шарнирами. Управляющая трапеция получает отставку - различные углы поворота колес задают сами электромоторы. Кстати, и исходя из убеждений пассивной безопасности такая конструкция лучше.
Концептов без обычного управления уже много. Видимо, серийные авто появятся в обозримом будущем. А позже, глядишь, обычный руль поменяет функциональный джойстик - им шофер будет корректировать не только лишь направление, да и скорость.
Может быть, тем, кто просидел за баранкой 10-ки лет, придется привыкать к новенькому управлению. А юные наверное без усилий освоят джойстик. Ведь у многих из их большой опыт вождения компьютерных машинок.