26Сен

Рулевое управление это: История развития рулевого управления автомобиля

Содержание

История развития рулевого управления автомобиля

Современные водители имеют весьма общее представление о рулевом управлении. Кто-то знает меньше, кто-то изучал вопрос более дотошно. Но как создавалось рулевое управление и его элементы, знают единицы.

О, этот вопрос заслуживает отдельной статьи!

Как создавалось рулевое управление

Конструкторы всего мира разрабатывали и доводили до ума агрегаты и узлы рулевого управления в разное время и по частям: придумали рычаги - управляемость хромает, сделали меньше передние колеса - особо не разгонишься. Каждое новое изобретение вытаскивало на свет новые трудности и сопутствующие проблемы - как обычно и бывает при нормальном прогрессе.

Десятки инженеров, изобретателей и просто мечтателей в свое время приложили руку к созданию удобного и эффективного рулевого управления. И знаменитые Готлиб Даймлер, Вильгельм Майбах и Карл Бенц, конечно же, не остались в стороне.

В 1886 году немецкий инженер Готлиб Даймлер сконструировал самоходный аппарат, похожий на карету, которая развивала скорость до 18 километров в час.

На эту повозку его коллега Вильгельм Майбах установил двигатель внутреннего сгорания мощностью 1,1 л.с. Этот автомобиль был оснащен реечным рулевым механизмом. Минусы такого автомобиля состояли в том, что у колес был одинаковый угол поворота (как у карет), что плохо сказывалось на управляемости, особенно на большой скорости.

Дело в том, что у карет передние и задние колеса были разного диаметра (задние значительно больше) и поворачивались под одинаковым углом. Такая конструкция не способствовала маневренности.

Поэтому в 1893 году другой известный автоконструктор Карл Бенц доработал систему рулевого управления: создал рулевую трапецию, которая позволила поворачивать ведущие колеса по разновеликим радиусам. Внутреннее (к центру поворота) управляемое колесо поворачивается на больший угол, чем внешнее. Таким авто стало проще управлять, водители больше не боялись “прилечь” на бочок на повороте, да и шины изнашивались не так быстро.

Карл Бенц и Готлиб Даймлер - великие автоконструкторы

Рулевая трапеция позволила сделать колеса одинаковыми и гораздо меньшего диаметра.

Первый автомобиль-трицикл Карла Бенца

Автомобиль Готлиба Даймлера

Так благодаря усовершенствованному рулевому управлению автомобиль отошел от образца конных экипажей.

Как появился руль

Первые самоходные машины отличались от карет наличием двигателя и рычагом для управления колес. Он назывался румпелем - этот вид управления пришел из судостроения. Из-за румпеля (предка руля), который находился  на стойке управления по центру, машины прозвали “кофемолками”.

Румпель вместо руля на автомобилях-кофемолках

У первых автомобилей была та же проблема, что и у конных карет: при повороте передняя управляемая ось проворачивалась по центру, маневренности не было. Управлять автомобилем с помощью румпеля было сущим мучением.

Каталог рулевых реек

Перейти

Первый круглый руль появился на автомобиле Panhard 4hp благодаря растущей популярности автогонок. Руль в относительно привычном для нас виде в 1894 году придумал Альфред Вашерон - заядлый автогонщик. Руль он сконструировал как раз к гонке “Париж - Руан”, когда готовил автомобиль к состязаниям. Он сдвинул стойку управления назад и вместо “ручки кофемолки” поставил руль, но еще не наклонный, а параллельный полу. Руль приводил в движение систему рычагов, шарниров и тяг, а они передавали движение к колесам.

Автомобиль Panhard 4hp (1894г.)

В тоже время компания Panhard-Levassor провела сравнительные испытания автомобилей с румпелем и авто с рулем. Конечно же, руль превзошел румпель по всем показателям. Поэтому в 1898 году все модели Panhard выпускались с круглым рулем. Так Panhard-Levassor задала тренд в мире автомобилей: с этого времени практически все автомобильные концерны выпускали автомобили с круглым рулем. И уже в течение следующих 10 лет румпель  был вытеснен с автомобильного рынка.

Автоконструкторы-новаторы продолжали улучшать и модернизировать рулевое колесо, и вот тогда же в 1898 году француз Артур Константин Кребс предложил  наклонить рулевую колонку. Управлять таким рулем оказалось в разы удобнее.

Руль конструкции “Банджо”

Но сама конструкция руля оставалась неудобной: он был четырехспицевым, металлическим и страшно бил в руки водителю на неровностях дороги. Конструкторы предложили решение - установить более мелкие спицы. Так появился руль системы “Банджо”.

В конце 20-х годов Эдвард Лобелл презентовал регулируемый руль, однако его изобретение было забыто на долгие 30 лет.

Впоследствии руль мало менялся, отличался только материалами и дизайном, количеством спиц. И только в 90-е годы ХХ века появился прообраз мультируля - с дополнительными кнопками и рычагами.

Ее Величество рулевая рейка

Сегодня механизм рулевой рейки (про неё подробнее читайте по ссылке) встречается на многих современных переднеприводных легковых авто. Многие считают, что рулевая рейка - современный агрегат, но это не так. Первые автомобили конца 19 века были оснащены как раз такой конструкцией. Изначально она называлась “шестерня-рейка”. В начале ХХ века рейку ставили на отдельных моделях автомобилей BMW.

Но потом пошла тенденция на использование более сложных механизмов, как например, редуктор. И о рулевой рейке забыли. Забвенье отчасти объясняется тем, что автоконструкторы хотели уйти от слабых мест рейки: слишком хорошо она передавала удары от колес на руль, изнашивалась быстро, ее нельзя было использовать на плохой и сложной дороге. К тому же, она плохо сочеталась с рессорами, балками и т.д. Плюс, вращать руль без усилителя было не каждому водителю по плечу.

Механическая рулевая рейка

Рулевая рейка  на десятилетия получила звание архаичного агрегата. Вспомнили о ней в 1948 году, когда американский инженер Эрл Макферсон (на тот момент он работал в компании Ford) презентовал свою подвеску. И автопроизводители повально перешли на передний привод с подвеской McPherson.

Это соединение реечного механизма и подвески McPherson оказалось  настолько удачным, что с тех пор и до наших дней в большинстве легковых автомобилей колеса управляются с помощью реечной передачи.

Создание гидроусилителя руля

В те далекие времена руль был таким тугим, что одному водителю часто было не под силу вращать рулевое колесо. В некоторых моделях авто это делало сразу несколько человек! Поэтому автоконструкторы задумались о механизме, который помог бы водителям вращать руль.

Неясно, кто изобрел усилитель первым. Как обычно, многие автоконструкторы вели разработки параллельно и независимо друг от друга: например, в 1902 году англичанин Фредерик Ланчестер запатентовал вакуумный усилитель руля и "управление рулевым механизмом, который приводится в действие гидравлической энергией", американка Клара Гэйлис запатентовала аналогичное устройство, Чарлз Хаммонд разрабатывал усилители рулевого управления в Канаде.

Американский инженер Фрэнсис Дэвис, конструктор гидроусилителя руля

Но официально признанным конструктором ГУРа считается американский инженер Фрэнсис Дэвис. Он работал в компании Pierce-Arrow, которая специализировалась на производстве грузовиков и пожарных автомобилей. Там  на месте Дэвис создавал и испытывал усилители руля. В 1925 году он запатентовал и продемонстрировал первый гидроусилитель. General Motors сразу же переманила талантливого инженера к себе в компанию. Однако  в течение семи лет в процессе разработки гидроусилителя на легковые автомобили Дэвис так и не смог интегрировать свое детище. С началом Второй мировой войны Дэвис подался в военное автомобилестроение и пришел к тому, с чего начал, - к большегрузным машинам. Дэвис нашел свое признание.

Гидроусилитель отлично показал себя на военных автомобилях. В послевоенные годы Дэвису все-таки удалось установить ГУР на легковой автомобиль - сначала на свой собственный. Поначалу ГУР устанавливали на элитные автомобили, а потом и на обычные легковушки. Первый доступный по цене широким массам автомобиль с ГУР выпустила компания Chrysler Corporation в 1951 году.

В компании General Motors, в которой ранее Дэвис пытался интегрировать гидроусилитель, подумали-подумали и в 1952 году выпустили свой собственный автомобиль с ГУР. Так появился Cadillac Series 62.

Cadillac Series 62 с ГУР (1954 г.)

Гидроусилитель пережил такую паузу в развитии из-за сложностей массового изготовления: по тем временам агрегат считался сложным, создать такой стоило немалых трудов и затрат. Взять хотя бы ремкомплект насоса гидроусилителя - сегодня изготовить, установить и заменить ремкомплект не проблема, но 100 лет назад автопроизводители не знали, как это сделать без лишних затрат. Благодаря автоматизации производства ГУР стал доступным по стоимости и ворвался на рынок автомобилестроения.

Позднее гидроусилитель многократно дорабатывали и видоизменяли другие автоконструкторы, однако звание создателя ГУРа по праву принадлежит Фрэнсису Дэвису.

Еще был промежуточный этап развития усилителя руля - пневматический усилитель. Использовался в 1930-е годы на большегрузных машинах в США. Но система потерпела фиаско - была слишком ненадежной, большой и очень шумной.

Как создавался ЭУР

Многие источники утверждают, что время создания ЭУРа - 80-е года ХХ века. Это заблуждение, ведь электроусилителю уже 120 лет!

Первый электроусилитель был сконструирован и интегрирован в легковой автомобиль в 1903 году в модели Columbia. Инженеры установили электродвигатель на рулевую колонку, а вместо золотника на торсион рулевой колонки поставили переменный резистор.

Первый электроусилитель руля на автомобиле Columbia (1903 г.)

Идея простая до невозможности, но на поток поставлена не была. Вероятно, проблема была связана с высокой себестоимостью электроначинки для автомобилей тех времен, да и не дружили легковушки с электрикой. В те времена гидравлические и пневматические усилители хромали на обе ноги, а электросистемы автомобилей отставали даже от них. Поэтому в единичных вариантах электроагрегаты “выстреливали” и пантентовались по всему миру, однако в массовое производство не попадали.

И вот через полвека в 1988 году в Японии электроусилитель появился в автомобиле Suzuki Cervo. Запатентовала ЭУР компания Mitsubishi. В этом случае электродвигатель устанавливали прямо на рулевую рейку.

С 1988 года электроусилители модернизировали, дорабатывали и всячески изменяли. Инженеры столкнулись с проблемой перегрева электродвигателя, поэтому поначалу ЭУР устанавливали преимущественно на малолитражки. Сегодня электроусилитель устанавливают даже на мощных внедорожниках. Но и сейчас автоконструкторы не унимаются и продолжают совершенствовать этот агрегат.

Современные инженеры пророчат электроусилителю великое будущее: они утверждают, что в ближайшие 10 лет ЭУР полностью вытеснит ГУР с рынка. Что ж, поживем - увидим.

Большой выбор рулевых реек

Перейти в магазин

Благодаря всем вышеперечисленным агрегатам в наши дни рулевое управление стало простым и удобным, хоть с ГУР, хоть с ЭУР и даже без усилителя.

Вот так, казалось бы, привычные агрегаты - рулевая рейка, сам руль или усилитель - прошли непростой путь развития, взлетов и падений популярности на рынке. За всеми этими изобретениями стоят десятки и даже сотни инженеров и конструкторов. Хочется верить, что они были бы приятно удивлены, если бы увидели, как эволюционировали их творения!

Проверка системы рулевого управления авто

Диагностика – важнейший комплекс процедур, без которых не обходится ни один ремонт или замена запчастей и агрегатов рулевого управления. И нет, диагностика рулевого управления – это не только покрутить руль из стороны в сторону, проверить пыльники и заглянуть в бачок ГУРа.

Что проверяют в рулевом управления автомобиля?

Ответ на этот вопрос простой – все. Состояние любого элемента отражается на работе всей системы, поэтому в рулевом управлении проверяют:

  • рулевую рейку – механическую, с ГУР или ЭУР;
  • рулевой редуктор (альтернатива рейки) – механический или с ГУР;
  • насос ГУР или ЭГУР;
  • рулевую колонку – механическую или с ЭУР;
  • рулевые тяги и наконечники;
  • перепускные трубки, бачок и масло ГУР;
  • блок ЭУР (если есть).

Диагностика насоса ГУР на специализированном стенде

Виды диагностики рулевого управления

Диагностика рулевого управления бывает двух видов – комплексная и узконаправленная. Комплексная диагностика рулевого управления нужна, если:

  • давно не использовали автомобиль. В этом случае обязательно нужно проверить все узлы и агрегаты рулевого управления, чтобы, насколько они работоспособны и надежны. Во время простоя детали рулевого управления быстрее ржавеют и закисают, застоявшееся масло меняет свойства под действием температур;
  • в последнее время часто ездите по неровной и ухабистой дороге или по пересеченке. Это, в первую очередь, сказывается на элементах рулевого управления и подвески. И последствий от такой езды масса – расшатываются рулевые тяги и наконечники; люфтят шток рейки, вал распределителя и валы колонки; течет масло; гудит насос; руль крутится рывками, проваливается или становится тугим. Одним словом, комплексная диагностика необходима;
  • долгое время не меняли старое, отработанное и засоренное масло ГУР. Конечно, до такого доводить нельзя. Но если вы почему-то не поменяли масло вовремя, готовьтесь –  в ближайшем будущем всю систему рулевого управления нужно будет проверять, разбирать и чистить. В старом масле циркулирует мелкая металлическая стружка, которая появляется из-за износа металлических деталей. Такая жижа в системе быстро выведет из строя не только насос ГУР, но также повредит рулевую рейку и засорит все трубки и шланги;
  • покупаете подержанный автомобиль. Тут сам бог велел проверить не только рулевое, а вообще все системы. Вы ведь не знаете точно, насколько добросовестным был предыдущий владелец и в каком состоянии автомобиль на самом деле;
  • механики СТО не могут точно определить причину поломки. Если вы посещаете специализированные и профессиональные СТО, то такая ситуация скорее всего не возникнет. Однако бывают случаи, когда даже опытный механик не может сразу определить причину поломки и нужна комплексная проверка всех агрегатов и элементов рулевого управления.

Диагностика рулевых тяг

С узконаправленной диагностикой все гораздо проще – она нужна, когда мастер СТО при первичном осмотре нашел неисправность. Тогда сломанный агрегат снимают с автомобиля и повторно диагностируют на оборудовании для проверки рулевого управления или с помощью специнструментов, чтобы точно определить неисправность и ее причины.

Этапы диагностики рулевого управления

Диагностика рулевого управления начинается с первичной проверки. Мастер проверяет ход рулевого колеса, состояние масла, прослушивает работу насоса ГУР и рейки, проверяет состояние ремня ГРМ, пыльников, тяг и наконечников. После первичной проверки возможны три варианта действий:

  • если неисправен агрегат, его снимают, диагностируют на стенде и ремонтируют. После ремонта агрегат снова проверяют на стенде, чтобы убедиться, что все в порядке. Затем его ставят на автомобиль и проверяют, как работает вся система;
  • если система работает некорректно из-за отдельной детали, например, тяги, наконечника или ремня ГРМ, элемент меняют на новый. После этого проверяют работу системы рулевого управления;
  • если причина поломки до конца не ясна, проводят комплексную диагностику всей системы.

Когда нужна диагностика рулевого управления

  • Если руль крутится туго, двигается рывками, закусывает, вибрирует, болтается, не возвращается в нейтральное положение, колеса с запозданием откликаются на повороты руля.
  • Если появились посторонние звуки во время езды и поворотов руля. Если в рулевом управлении что-то стучит, скрипит, хрустит, гудит, свистит или воет, то первым делом езжайте на СТО – не стоит ждать, когда этот оркестр сыграет финальные аккорды.
  • Люфты при езде и поворотах руля. Если есть осевой или поперечный люфт, стоит проверять состояние рулевой колонки и рейки.
  • Течет, пенится или темнеет масло ГУР. Масло – это кровь гидроусилителя руля. Если масло испортилось, его нужно быстро заменить, иначе насос ГУР, распределитель и рейка будут изнашиваться намного быстрее.

В любом из описанных выше вариантов, в первую очередь, стоит обратиться на специализированное СТО и записаться на диагностику. И чем раньше вы это сделаете, тем больше шансов, что рулевое управление вашего автомобиля еще можно спасти.

Система активного рулевого управления

С каждым годом современные автомобили становятся все “умнее”, помогая водителю в управлении, обеспечивая безопасность и комфорт. «Автоматы», электронные дроссельные заслонки, системы стабилизации, электрогидравлические тормоза… Но рулить-то надо самому! Это святое. Однако не обошли стороной эти тенденции и рулевое управление.

AFS (Active Front Steering), разработанная инженерами BMW, проста, как все гениальное (партнерами выступили Bosh и ZF). Главная часть AFS — планетарная передача, корпус которой может вращаться с помощью электромотора. Она встроена в разрезанный рулевой вал и управляется командами компьютера.

Что это дает? Не будем торопиться. Сначала вкратце очертим границы проблемы. Она касается управляемости, которая в данном случае зависит от передаточного числа рулевого механизма. Чем оно меньше, тем быстрее машина реагирует на поворот руля. Весьма удобно, особенно при парковке: не требуется бесчисленное количество раз крутить баранку от края до края.

Однако на большой скорости достоинства оборачиваются недостатками. Малейшее движение руками — и машина уже метнулась в сторону очень твердого на вид отбойника у обочины шоссе. Вот и ищут автопроизводители компромисс между управляемостью, безопасностью и комфортабельностью, «усредняя» эти характеристики. Система AFS позволяет изменять передаточное отношение рулевого привода в очень широких пределах.

Чувствительностью управляет компьютер, а в него можно заложить любую программу. А это значит, что с помощью системы AFS можно избавиться от извечного противоречия: или «острый» руль на малой скорости и слишком нервные реакции на высокой, или спокойное поведение на большом ходу, но «тупой» руль при парковке.

На серийной «пятерке» BMW передаточное отношение рулевого механизма составляет 1:18, и это компромиссный вариант. Благодаря помощи электромотора системы AFS эта цифра в низкоскоростных режимах снижается до 1:10 — это менее двух оборотов руля от упора до упора. Парковаться с таким «быстрым» рулем очень удобно! А чтобы с ростом скорости автомобиль не становился «нервным» в управлении, электроника по мере разгона постепенно снижает активность электродвигателя. На 180—200 км/ч он вообще отключается — передаточное отношение возвращается к стандартному.

А на максимальных скоростях электромотор вновь вступает в действие, но начинает вращаться в противоположную сторону. Ведь система AFS способна не только увеличивать чувствительность рулевого управления, но и уменьшать ее, повышая передаточное отношение до 1:20 и более!

Устройство системы активного рулевого управления

В разрез рулевого вала встроен планетарный механизм. Если электродвигатель не работает, то сателлиты соединяют вал и шестерню рулевого механизма напрямую. Если электродвигатель вращается, он через червяк поворачивает эпициклическую шестерню и в зависимости от направления работы или увеличивает, или уменьшает угловую скорость выходного вала. При отказе системы электромагнит аварийного фиксатора запирает червяк, блокируя механизм изменения передаточного отношения.

Компоненты системы Active Steering

Компоненты системы рулевого управления Active Steering: гидроусилитель руля (3) с планетарным механизмом и электромотором, электронный блок управления (1) и датчик определения отклонения от заданного направления движения (2)

Суть работы системы Active Steering в следующем: с увеличением скорости угол поворота управляемых колес уменьшается при неизменном угле поворота рулевого колеса. При снижении же скорости (особенно сильно это проявляется в режиме парковки) управляемые колеса стремятся отклониться, наоборот, на больший угол. Заметьте, на рисунках угол поворота руля одинаков.

Как работает AFS

Active Steering от BMW сохраняет механическую рулевую колонку, постоянно соединяющую руль с передними колесами автомобиля. Это не только гарантирует полное сохранение всех функций рулевого управления в случае, если одна из вспомогательных систем перестанет работать в заданном режиме или даже полностью выйдет из строя, но обеспечивает подлинное “чувство руля”, которое столь важно для настоящего водителя.

Но прежней неограниченной свободы водителю, тем не менее, уже не видать — планетарный механизм с электромотором все-таки может доворачивать управляемые колеса на 7—8 градусов по команде бортовой электроники. То есть автомобиль может подруливать самостоятельно! Таким образом, система Active Steering сочетает в себе преимущества чисто электронной системы “управления по проводам”, в которой вообще не предусмотрено механическое соединение между рулем и передними колесами, и настоящее “чувство руля”, которое на данный момент можно обеспечить лишь с механической системой рулевого управления.

Управление по проводам

И все-таки будущее, видимо, не за хитрой механикой или гидравликой, усложненными электроникой. Конструкторам автомобилей не дает покоя привычка, которую больше века назад ввел в обиход Вильгельм Майбах, конструктор знаменитого «первого настоящего» автомобиля Mercedes Simplex, — рулить круглым рулем, а газовать и тормозить двумя напольными педалями.

Гранды автомобилестроения вовсю работают над системами без механической связи между рулем и колесами – так называемым управлением по проводам (steering by wire). Преимущества электроники перед гидравликой очевидны: она не только точнее передает движения рук пилота, но и меньше весит, надежнее (содержит меньше деталей), а также легче дублируется, поскольку проложить второй-третий кабель проще, чем гидравлические шланги.

Вращение руля отслеживает специальный датчик. Электронный блок, получая информацию о скорости, боковых и вертикальных ускорениях, посылает сигнал на актуаторы – электромоторы, поворачивающие колеса. В критической ситуации автомобиль сможет самостоятельно (причем быстрее человека!) повернуть колеса на нужный угол. Допустим, системе стабилизации не удалось предотвратить занос, и машина, как волчок, закрутилась на обледеневшем шоссе. Быстродействующая электроника, опросив датчики, повернет руль, куда и на сколько нужно, и притормозит одно или пару колес. Самостоятельность автомобиля намного упростит жизнь водителю: например, компьютер ловко припаркуется.

А когда машины научат хорошо “видеть”, они смогут даже объезжать препятствия. Такие системы выгодны и технологически: протянуть провода куда проще, чем вал с шарнирами. Рулевая трапеция получает отставку – разные углы поворота колес задают сами электромоторы. Кстати, и с точки зрения пассивной безопасности такая конструкция лучше.
Концептов без традиционного управления уже немало. Пришедшая из авиации технология by-wire уже довольно часто применяется в автомобилях , главным образом – в «электронной» педали газа.

BMW AG пошла дальше: в Z22 эта технология «внедрена» в рулевое управление и тормозную систему. Рулевое колесо – на привычном месте, но колонка ликвидирована. Баранка «насажена» на ось электромотора постоянного тока, который обеспечивает возвратное действие на руле. Датчики следят за углом поворота баранки, по их сигналам, обработанным электронным блоком, два электромотора перемещают рейку рулевого механизма. В зависимости от угла поворота колес и от того, как они контактируют с дорогой, определяется необходимая водителю степень обратной связи. Плюсы очевидны – от дополнительной свободы в размещении педального узла (в связи с исчезновением колонки) до легкой реализации переменных характеристик рулевого управления.

Компания Siemens представила систему Connected Truck для седельных тягачей. В ней управление агрегатами грузовика сделано электронным, а руль больше не имеет прямой связи с колесами, превратившись в подобие манипулятора для компьютерных игр. По мнению Siemens, ее система в десять раз сокращает количество соединений между шасси и кабиной, экономя место, материалы и время для ремонта или замены неисправных узлов.

Управление автомобилем при помощи джойстика

Чем же мы будем рулить в будущем? Компьютерным «джойстиком», как у концепт-кара Mercedes F200 образца 1996 года? Штурвалом с мотоциклетными вращающимися гашетками «газа» и тормозными эспандерными рукоятками, как на концепт-каре GM Hy-Wire 2004 года?
Citroen предлагает еще один вариант: электронное рулевое управление.

Колеса поворачивает мощный электромеханический усилитель, встроенный в рулевую «рейку», — подобный тому, что имеют Mazda RX-8 или Lexus Rh500h. Но ни малейшего подобия рулевой колонки здесь нет — сигнал подается по проводам. Сам руль — это штурвал, как для компьютерных игр. И как работает все это хозяйство? Штурвал можно повернуть всего на 60° — это меньше, чем в Формуле-1.

Отклоняешь рогатую конструкцию — под капотом немедленно раздается энергичное жужжание мощной «рулевой машинки», и большой Citroen шарахается в сторону, как испуганная лошадь! С непривычки управлять таким автомобилем довольно сложно! При каждом повороте или торможении кузов кренится и клюет носом. Угадать, на какой угол повернет автомобиль в каждый конкретный момент, непросто — ведь чем медленнее едет экспериментальный Citroen, тем «острее» становится штурвал. Хорошо хоть, что усилие на нем присутствует, и немалое — его обеспечивает специальный генератор обратной связи.

Производители автомобилей давным-давно поняли, что техническим достижениям радуется лишь небольшая часть покупателей, а остальных приходится уговаривать и убеждать. Во многом прогресс в области автостроения сдерживается именно консерватизмом автомобилистов. Наверняка, тем, кто просидел за баранкой десятки лет, придется привыкать к новому управлению. А молодые скорее всего без труда освоят джойстик. Ведь у многих из них большой опыт вождения компьютерных машинок.

Неисправности рулевого управления

Основные признаки неисправности рулевого управления:

  • увеличенный свободный ход (люфт) рулевого колеса,
  • тугое вращение рулевого колеса или заедание в рулевом механизме,
  • стуки в рулевом управлении,
  • течь смазки из картера рулевого механизма.

Содержание статьи

Устранение неисправностей рулевого управления без ГУР

Увеличенный свободный ход рулевого колеса возможен по следующим причинам: наличие зазоров в шарнирах рулевых тяг передних колес, нарушение регулировки зацепления червяка и ролика или повышенный их износ, износ втулок или оси маятникового рычага, ослабление крепления картера рулевого механизма или кронштейна маятникового рычага. Для определения зазоров в шарнирах рулевых тяг рекомендуется одному человеку резкими движениями поворачивать рулевое колесо вправо-влево, а второму на ощупь или визуально выявлять зазоры, прижав пальцы к двум деталям, соединяемым шарнирами.

Если одна деталь соединения перемещается, а другая неподвижна, то имеется люфт; если же перемещаются обе детали одновременно, то люфта нет . Определить люфт в шарнирных соединениях можно также перемещением тяги руками в продольном направлении. Если, например, продольная тяга перемещается вместе с сошкой, то люфт в шарнирном соединении отсутствует. Обнаруженный даже малый зазор в шарнире необходимо устранить (заменить шарнир).

Нарушение регулировки зацепления червяка и ролика или повышенный их износ также определяются при резком покачивании рулевого колеса (вправо-влево от среднего положения) по возникновению при этом стуков в рулевом механизме. Можно это сделать и непосредственно, покачивая рукой сошку рулевого привода. Устраняется неисправность регулировкой зацепления червяка и ролика, а в случае их большого износа — заменой деталей.

Износ втулок или оси маятникового рычага определяется по скрипу и стукам при повороте колес вправо и влево, а также при непосредственном покачивании маятникового рычага вверх и вниз. Устраняется неисправность подтяжкой гайки оси маятникового рычага или заменой изношенных деталей. Ослабление крепления картера рулевого механизма и кронштейна маятникового рычага устраняется подтяжкой соответствующих болтов и гаек.

Тугое вращение рулевого колеса или заедание в рулевом механизме может быть из-за неправильной регулировки бокового зазора в зацеплении червяка, чрезмерной затяжки подшипников червяка, увеличенного износа ролика или червяка, погнутости рулевых тяг, недостаточного количества масла в картере рулевого механизма, загустевания смазки при низкой температуре воздуха, пониженного давления в шинах передних колес.

Если при движении автомобиля ощущается тугое вращение рулевого колеса или заедание в рулевом механизме, то, прежде всего, необходимо проверить давление воздуха в шинах и смазку в картере рулевого механизма. Затем проверить состояние рулевых тяг. Если тяги погнуты — их надо выправить или заменить, а затем обязательно отрегулировать схождение колес. Если заедание не исчезло — нужно разобрать рулевой механизм и заменить изношенные и поврежденные детали. Стуки в рулевом управлении имеют те же причины, что и увеличенный свободный ход рулевого колеса. Их определение и способы устранения были рассмотрены выше.

Течь смазки из картера рулевого механизма может происходить вследствие износа сальника вала сошки или червяка, ослабления крепления крышки картера или повреждения прокладок. Дефект устраняется заменой изношенных сальников или поврежденных прокладок, протяжкой болтов крепления крышки.

Обслуживание системы рулевого управления с ГУР

На автомобилях с гидравлическим усилителем рулевого управления люфт измеряют при работающем двигателе. Как правило, рулевой механизм с гидроусилителем обладает высокой надежностью и не требует сложного обслуживания при эксплуатации автомобиля.

Даже в случае отказа насоса усилителя, движение на автомобиле можно продолжать, хотя для поворачивания рулевого колеса в этом случае потребуется прикладывать значительно больше усилий, чем даже на автомобиле без гидроусилителя. Причиной полного отказа гидроусилителя чаще всего является обрыв приводного ремня насоса. Регулярно проверяйте состояние ремня – он может быть изношен или слабо натянут. Одним из признаков слабого натяжения ремня является появление отдачи (обратного толчка) на рулевом колесе. Обычно это заметнее всего при трогании автомобиля с места, когда колеса повернуты до отказа.

Поддерживайте на должном уровне количество жидкости в бачке усилителя. При необходимости доливайте жидкость только указанной в руководстве по обслуживанию марки. Учтите, что жидкость, предназначенную для АКПП, можно использовать не для всех гидроусилителей рулевого управления. В продаже имеется много разных марок жидкостей.

Неподходящая жидкость может испортить все сальники в системе. Так как жидкость используется не только как рабочее тело гидросистемы, но и как смазочный материал, очень важно, чтобы ее уровень не опускался ниже нормы, иначе насос может выйти из строя. Следите также за чистотой жидкости. Грязная или просроченная жидкость быстро разрушит насос и уплотнения гидросистемы, расположенные на реечном механизме, что потребует потом дорогостоящего ремонта. Замена жидкости требуется редко. Если же вы хотите слить жидкость, необходимо открыть крышку расширительного бачка, отсоединить один из трубопроводов системы и несколько раз повернуть рулевое колесо из стороны в сторону для выдавливания жидкости из гидросистемы.

Специальное отверстие для слива жидкости обычно отсутствует. Заправка новой жидкости производится через расширительный бачок. Как правило, при этом в гидросистеме образуются воздушные пробки, нарушающие ее работоспособность. Их следует удалить. Проще всего сделать это следующим образом. Запустите двигатель, откройте крышку расширительного бачка и прокачайте систему, поворачивая руль несколько раз из одного крайнего положения в другое.

По мере прокачивания гидросистемы уровень жидкости в бачке будет понижаться. Повторяйте эту процедуру до тех пор, пока он не стабилизируется. После этого долейте жидкость до требуемого уровня и закройте крышку, предварительно проверив, не засорено ли в ней вентиляционное отверстие (если оно имеется).

Наиболее частой неисправностью гидроусилителей является течь жидкости. У некоторых старых гидросистем допускалось небольшое просачивание жидкости через подшипники, валы и т.п., поскольку их практически невозможно сделать полностью герметичными. Регулярно осматривайте узлы системы со всех сторон для своевременного обнаружения возможных подтеканий из трубопроводов и штуцеров, а также из не туго закрепленных трубопроводов и других деталей. Выясните, не трутся ли трубки и шланги о детали шасси и подвески.

Неисправность гидропровода может приводить к прорыву жидкости через чехлы. Производя проверку, поворачивайте рулевое колесо из одного крайнего положения в другое. Небольшие течи часто можно устранить, введя в жидкость специальные герметизирующие добавки, которые имеются в продаже. Однако это будет только кратковременной мерой. В случае неисправности насоса его можно отремонтировать, воспользовавшись ремонтным комплектом новых сальников. Замена сальников мало что исправит, если насос сильно изношен.

Для тех, кто любит делать все самостоятельно, ремонт насоса не представит больших трудностей. Однако прежде чем устанавливать отремонтированный насос на автомобиль, желательно проверить его на стенде. Если вы подозреваете, что насос изношен, то обратитесь к специалисту по гидроусилителям, чтобы он проверил его рабочее давление и правильно определил неисправность. Вообще говоря, многочисленные достоинства руля с гидроусилителем во много раз перевешивают проблемы, создаваемые ее возможными неисправностями. Стоит после того, как вы поездили на автомобиле с современной системой, пересесть на автомобиль, не имеющий гидроусилителя рулевой системы, и вы немедленно “почувствуете разницу”.

Неисправности рулевого управления с гидроусилителем и способы их устранения

Признак неисправности Причины неисправности Способы устранения
Неустойчивое движение автомобиля на дороге (требуется
регулярная корректировка заданного направления движения рулевым колесом)
и стук в рулевом механизме
1. Наличие зазора в зацеплении ‘”гайка -поршень –
зубчатый сектор вала сошки”
2. Люфт в шлицевом соединении сошки с валом сошки.
3. Ослабления крепления рулевого механизма к лонжерону.
1. Отрегулировать зазоры в зацеплении.

2. Затянуть гайку крепления сошки.

3. Подтянуть детали крепления.

Повышенное усилие на рулевом колесе 1. Недостаточное натяжение ремня привода насоса.
2. Неисправен насос.
1. Подтянуть ремень.

2. Заменить насос.

Скачкообразное изменение усилия на рулевом колесе при
его вращении или заедание рулевого колеса при изменении направления его
вращения
1. Наличие воздуха в гидросистеме (мутное масло, пена в
бачке) рулевого усилителя.
2. Засорение клапанов насоса.
1. Прокачать гидросистему.

2. Промыть клапана.

Повышенный шум в гидросистеме рулевого усилителя 1. Недостаточный уровень масла в бачке
2. Наличие воздуха в гидросистеме.
1. Долить масло.

2. Прокачать гидросистему.

Увеличение шумности работы гидросистемы в крайних
положениях рулевого колеса, когда упоры на сошке касаются лонжеронов
Насос частично потерял работоспособность (задраны
рабочие торцы деталей качающего комплекта)
Заменить насос.
Заклинивание насоса или снижение эффективности работы
рулевого усилителя (постоянное повышенное усилие на рулевом колесе)
1. Попадание абразивных или металлических частиц в насос.

2 Разрушение фильтрующего элемента

Слить из гидросистемы загрязненное масло, заменить насос
и бачок, заправить и прокачать гидросистему.

Общее устройство и принцип работы рулевого управления автомобиля

Рулевое управление автомобиля – система, отвечающая за передвижение в выбранном водителем направлении. Наряду с тормозами, это важнейшие элементы контроля и безопасности движения авто. Исторически применялись различные виды рулевого управления, среди которых  встречались:

  • червячный тип – обеспечивает повышенную маневренность за счет возможности поворота колес на большие углы, мало подвержен ударным нагрузкам. К недостаткам относят конструктивную сложность и недостаточный комфорт при управлении.
  • винтовой тип – схожий с червячным управлением, чаще применяется в крупногабаритной технике за счет того, что позволяет создать большее усилие на руль.
  • реечный тип – практически повсеместно устанавливается на легковые автомобили. Обеспечивает легкость и безопасность управления, при этом имеет достаточно простую конструкцию. Его единственный недостаток — чувствительность к повышенным ударным нагрузкам. На нем проще всего объяснить принцип работы рулевого управления.

Основная конструкция

Устройство рулевого управления автомобиля любого типа имеет общие черты, которые отражены в его конструкции. Независимо от марки, типа и назначения, система рулевого управления состоит из:

  1. Рулевого колеса, с помощью которого водитель непосредственно управляет системой и задает нужное направление движения. Часто оснащается кнопками сигнала, управления мультимедийной системой, в него может встраиваться и подушка безопасности.
  2. Рулевой колонки или вала, передающей усилие от рулевого колеса на элементы рулевого механизма. Чаще всего – это вал с шарнирным или карданным соединением, со специальными фиксирующими элементами. Возле рулевой колонки расположен замок зажигания.
  3. Рулевого механизма, преобразовывающего поворот руля в поворот привода колес. Это редуктор, с заданным передаточным числом. Для повышения эффективности может оснащаться усилителем.
  4. Рулевого привода, передающего заданное усилие непосредственно на рулевые кулаки колес.

Для повышения комфорта водителя рулевое управление может оснащаться дополнительными амортизаторами, электронными, гидравлическими и другими системами.

Принцип работы

Принцип действия рулевого управления достаточно прост и базируется на правилах работы рычагов и передаточных механизмов. Рулевое колесо крепится на верхнюю часть вала и жестко закрепляется на нем.  На нижней части вала так же жестко закрепляется шестерня. В результате вращение руля усилие и угол поворота точно передается на нижнюю часть вала, заставляя таким же образом проворачиваться и шестерню.

Шестерня через пазы, соответствующие ее зубцам, соединена с металлической рулевой рейкой. Поэтому данные механизмы рулевого управления называются реечными. С помощью болтов или резьбового соединения на рейке закрепляются рулевые тяги, представляющие собой прочные цельнометаллические валы.

На тяги наворачивается важнейший элемент, от которого зависит работа рулевого управления автомобиля – рулевые наконечники. В них установлены рулевые пальцы, которые вставляются в рычаги поворотных кулаков, закрепляясь гайкой.

В поворотные кулаки вставляются колесные ступицы, тормозные диски и управляющие колеса автомобиля. Таким образом, усилие от руля через систему рычагов передается для их поворота на нужный угол.

Особенности конструкции, обеспечивающие долговечность и безопасность работы

Чтобы исключить попадание влаги и грязи, механизм рулевой рейки и шестерни закрывается кожухом. Это позволяет избежать неисправности рулевого управления, связанной с преждевременным износом этого узла, который подвергается повышенным нагрузкам. Для его герметизации дополнительно устанавливают резиновые пыльники. Чтобы облегчить управление автомобилем, на рулевой механизм дополнительно может ставиться гидравлический или электрический усилитель.

Важная деталь системы управления — рулевой наконечник, состоящий из рулевого пальца, укрепленного между верхним и нижним вкладышем. Чтобы они обжимали палец, в верхней части наконечника устанавливается пружина и конструкция плотно затягивается. Для защиты от пыли и влаги на наконечник устанавливают резиновый пыльник.

Сам палец затягивается в рычаг поворотного кулака специальной корончатой гайкой, чтобы она была зафиксирована на пальце. Гайка сначала затягивается, потом одна из прорезей короны совмещается с отверстием на пальце и шплинтуется. В некоторых моделях вместо этой системы используются самоконтрящиеся гайки.

Такая конструкция позволяет передавать усилие с рулевого колеса на механизм синхронно. Но в результате эксплуатации, сильных динамических ударов и стандартного износа, вкладыши разбиваются пальцем, и появляется люфт рулевого управления. Это приводит к тому, что усилие с рулевого колеса передается с запаздыванием, не синхронно.

При длительной эксплуатации это явление проявляется на обоих наконечниках и реечном соединении, это называется суммарный люфт в рулевом управлении. Определить его можно по величине свободного хода руля, когда он поворачивается, а усилие на управляющие колеса не передается. Большой суммарный люфт говорит о сильном износе рулевого управления и необходимости его ремонта.

Важным моментом ухода за рулевым управлением является отслеживание цельности резиновых пыльников. Попадание пыли и грязи в защищаемые ними элементы приводит к их быстрому износу. Их своевременная замена позволяет избежать дорогостоящего ремонта.

В автомобилях рулевой вал не является цельной конструкцией, он состоит из трех частей – вал рулевого колеса, рулевого механизма и карданной передачи. Такая конструкция позволяет регулировать руль по высоте. Для фиксации настроек используется специальный фиксатор.

Заключение

Значения рулевого управления автомобиля является определяющим для безопасного передвижения. Его неожиданная поломка в большинстве случаев приводит к серьезным авариям. Если это случилось, требуется немедленно остановиться и вызвать эвакуатор, который доставит машину в гараж или на СТО. Чтобы этого не случилось, нужно делать своевременную диагностику этого узла.

Каждый водитель должен самостоятельно следить за состоянием рулевого управления своего автомобиля. Его суммарный люфт не должен превышать нормы, допустимой производителем, при повороте рулевого колеса не должно быть никаких посторонних звуков. Периодически нужно осматривать пыльники, а при их повреждении немедленно делать замену. В этом случае неприятностей с этим важнейшим узлом можно будет избежать. 

Рулевое управление: так ли просто влево-вправо?

Рулевое управление современного автомобиля в наше время, не только сложная система механизмов и замысловатых деталей. Это и интеллектуальная электроника, помогающая водителю управлять и не допускать грубых ошибок при сложных дорожных ситуациях.

Рулевое управление влияет на комфорт езды. От неё требуются высокая надёжность, наравне с тормозной системой. Инженеры постоянно её совершенствуют, выдавая новые технические решения.

Поговорим о рулевом управлении современных авто и выясним, каким оно бывает и как работает.

Рулевое управление. Теория

Для начала немного сухой технической информации.

Итак, рулевое управление – это комплекс механизмов, которые обеспечивают преобразование угла поворота руля в пропорциональный ему угол поворота колёс.

За многолетнюю историю автомобильной промышленности эта система практически не претерпела кардинальных изменений, хотя инженеры постоянно трудятся на тем, чтобы сделать контроль над машинами удобнее.

Конечно же, одной баранкой в данном процессе ограничиться нельзя, и многие ответственные компоненты этого узла срыты от глаз в недрах авто.

Система рулевого управления любой современной легковушки включает в себя:

  • рулевое колесо;
  • колонка;
  • рулевой механизм;
  • привод.

Рулевое колесо

Итак, руль. Тут вряд ли чем-то можно вас удивить. Этот элемент машины знаком всем, и автолюбителям, и тем, кто никогда не сидел на водительском месте.

Для повышения эрудиции: диаметр баранки у обычных легковушек, как правило, варьируется в пределах от 380 до 425 мм, у спортивных и гоночных машин он немного меньше, а у автобусов и грузовиков – больше.

 

Рулевая колонка.

Непосредственно к ней крепится сама баранка, а её главная функция заключается в посредничестве между рулём и рулевым механизмом.

Колонка представляет собой вал, разбитый несколькими шарнирами и имеющий возможность регулировки как по вылету, так и высоте. Кстати, у современных авто этот элемент выполнен таким образом, чтобы сложиться в случае аварии и как можно меньше навредить водителю в случае ЧП.

Рулевой механизм

Этот механизм — устройство, который преобразует вращение вала в поступательные движения привода колёс.

Чтобы выполнить такую непростую процедуру, инженерами были разработаны различные типы устройств, но до наших дней дожило лишь два основных: червячный и реечный, причём наиболее массовым является последний.

Конструкция реечного механизма элементарна – на валу колонки установлена зубчатая шестерня, которая связана с зубчатой рейкой. При повороте руля шестерня вращается и передвигает рейку вправо или влево. Конечно же, мы немного упростили, и в реальных конструкциях используются более сложные устройства, например с переменным передаточным числом шестерни и прочие.

Привод

Ещё один элемент системы – рулевой привод. Это один из посредников между баранкой и колёсами. Он состоит из комплекса тяг и шарниров, поворачивающих колёса авто в заданном направлении.

Конструктивно привод может быть механическим, требующим от водителя иметь неплохую физическую подготовку, чтобы без проблем рулить машиной продолжительное время, а может оборудоваться гидроусилителем или электрическим усилителем, что значительно упрощает жизнь человека, вращающего баранку.

Многие разработки инженеров направлены именно на этот узел. Так, к примеру, существуют адаптивные (активные) усилители рулевого управления, которые меняют угол поворота колёс в зависимости от скорости машины.

Если что-то поломалось – сразу в сервис

Система рулевого управления является очень важным и ответственным узлом, поэтому ни в коем случае нельзя пренебрегать его регулярным обслуживанием, а также всегда внимательно следить за его состоянием.

Как Вы уже поняли, он выполнен из множества механических элементов, которые находятся в постоянном контакте друг с другом, из-за чего частенько изнашиваются. При первых признаках неисправностей нужно сразу же обращаться в сервис. Вот некоторые из них:

  • увеличение люфта руля;
  • необычные стуки или биения в системе;
  • разболтанные резьбовые соединения;
  • заедание руля.

Следите за новыми публикациями. Счастья вам и удачи на дорогах!

 

определение рулевого управления по The Free Dictionary

Группа, которой мы теперь руководили (хотя среди самых ранних европейских открытий в Южных морях, она была впервые посещена в 1595 году), по-прежнему проживает в квартирах существа, столь же странные и варварские, как и всегда. Чарли, который руководил, Казалось, у него был инстинкт для такой работы. Монтгомери, который был рулевым, поднес лодку ко мне, поднялся, схватил и привязал моего маляра к румпелю, чтобы буксировать меня, потому что на борту не было места.Прежде чем они достигли его подножия, они прошли еще одну большую тропу, повернув немного правее вершины горы. В наших самых тривиальных прогулках мы постоянно, хотя и неосознанно, рулим, как пилоты, по известным маякам и мысу, и если мы выходим за пределы нашего обычного курса, мы все еще держим в уме направление какого-нибудь соседнего мыса; и только когда мы полностью потеряемся или не повернемся - так как человеку нужно только один раз обернуться с закрытыми глазами в этом мире, чтобы погибнуть, - мы не ценим необъятность и странность природы.«Ты мне не понравишься, если ты столкнешь меня с кирпичной стеной», - сказала она, когда машина с треском упала на бордюр. «Обрати внимание на рулевое управление». Когда я вернулся на палубу, я обнаружил, что Волк Ларсен управляет в основном одной рукой В то время как другой рукой он держал морские очки и изучал положение лодок, уделяя особое внимание положению Македонии. Да это и не очень легкое дело; потому что в его задней части огромное выступающее рулевое весло время от времени ударяет его по пояснице, а заднее весло совершает возвратно-поступательные движения, стуча его коленями впереди.А потом я остался совсем один на корме, управляя своим кораблем, который то и дело шёл против ветра с плавучей лифтом, и даже немного покачивался. Мне пришлось приложить усилие, чтобы отвлечься от его взгляда и обратить внимание на рулевое управление. Одной рукой я нащупал над головой линию парового свиста и поспешно дернул визг за визгом. Сам инструмент находится под палубой, привязан как к рулевому устройству, так и к рычагам управления. Все говорят, что вы. матрос-крекерджек, - так она сказала, - крекерджек.- И я поехал на ее китовой лодке, Адаму Адам управлял и выглядел торжественно, как на похоронах.

Рулевое управление

Рулевое управление Паб

Управление поворотом означает многое для многих лыжников, и вы, вероятно, услышите, что это используется во многих контекстах, но в целом под рулевым управлением подразумевается, что прилагает активные усилия для направления и крутит лыжи вокруг поворота , усилий для поворота и направить лыжи в другом направлении, или направить лыжи по повороту, что очень связано с поворотом (что означает активное скручивание ног с более плоской лыжей).

Рулевое управление включает в себя соответствующее сочетание всех четырех навыков с более сильным акцентом на поворотах ног для создания более медленных округлых форм поворота. Когда рулевое управление выполнено правильно, от начала до конца поворота должна оставаться колея шириной 30 см. Презентация APSI 2019 Interski 1

Другие определения описывают это более конкретно как любое сочетание кромки и поворота. 2 , но мы предпочитаем определение выше.

Поскольку в наши дни большинство лыж спроектировано таким образом, чтобы поворачиваться при наведении на край (через боковой вырез), независимо от того, являются ли они «резными» или нет, рулевое управление часто противопоставляется резьбы, а чаще всего означает «перенаправление» : и просто означает любой способ заставить лыжи поворачиваться без резьбы, и, поскольку есть много способов добиться этого и избежать путаницы, мы рассматриваем это как отдельную, более общую концепцию, и у нее есть собственная тема: Перенаправляем , и мы оставляем управление означает просто активное ведение лыж или приложение «крутящего момента» к лыже в повороте:

Рулевое управление означает активное ведение лыж вокруг поворота с активным усилием нижней части тела при повороте стопы.

Вот хорошее видео от Josh Foster :

Обратите внимание, что некоторые относятся к повороту как к простому вращению ступней, не считая его активным (поворот лыж) или пассивным (после поворота лыж), и часто возникает путаница между разделением и поворотом. Давайте посмотрим ...

Рулевое управление и поворотное устройство

Хотя эти понятия используются взаимозаменяемо во многих контекстах, основное различие между понятиями поворота и рулевого управления заключается в том, что поворот обычно считается более сильным усилием поворота более плоской лыжи, в то время как рулевое управление представляет собой более совершенное сочетание навыков . , но все еще имеет компонент поворота ног.Поворот лыж может происходить только тогда, когда лыжи достаточно ровные на снегу, с очень маленькими углами кромок или когда лыжи не утяжелены и вытянуты из снега (как в повороте hop ).

Этот тип поворота является обычным, когда лыжник находится на местности, которая слишком крута для текущего уровня мастерства, или когда вам нужно быстро изменить направление лыж на небольшой скорости (на более высоких скоростях отклонение тела по склону требует большего определенное зацепление края).

Мы считаем, что для того, чтобы научиться кататься на лыжах эффективно и профессионально, вы должны активно воздерживаться от поворотов лыж.Вот почему мы продолжаем рекомендовать вам избегать катания на лыжах, которые слишком круты для вашего текущего уровня мастерства. Суть в том, чтобы не превращать поворот лыж в вашу «технику гото». .

Рулевое управление и разделение

Когда лыжа поворачивается из-за конструкции лыжи и взаимодействия снега (скажем больше в отношении карвингового спектра), в нижних конечностях возникает определенное напряжение, необходимое для отделения верхней части тела от нижней части тела, где нижняя часть Тело «следует» за лыжами на повороте, а верхняя часть - нет (т. е. наматывание или противодействие).

В этом разница между пассивным вращением стопы и активным вращением стопы . Мы считаем, что отсутствие неоднозначности между этими двумя «состояниями» является основой многих недоразумений в отношении управления.

Рулевое управление является активным, поэтому - любое усилие, направленное на направление лыж вокруг поворота, сверх пассивного вращения стопы, необходимого для отрыва. .

Во время высокопроизводительного перехода , когда лыжи пересекаются под скрученным телом, также требуется некоторое активное сопротивление в ступнях и ногах, чтобы не позволить телу раскручиваться, хотя на этот раз это усилие требуется, чтобы не позволял лыжам повернуть без веса, так, чтобы прямо противоположно рулевому управлению .

{{Property photo = http: //cdn.razie.com/Public/effective/mik-gs-uncoiling.jpg caption = Чистая смена края требует натяжения лапки}}

Более подробное обсуждение см. В разделе «Управление и намотка», а также вращение бедренной кости.

Рулевое управление и щётка

Существует концепция брашированной резьбы . Отличие от рулевого управления состоит в том, что при чистке не акцентируется усилие направляющего или активного вращения стопы. Лыжник выполняет те же движения, что и в резном повороте, за исключением того, что, управляя меньшим углом кромки, как в резном повороте, лыжник не позволяет лыжам сильно зацепиться, и лыжа несколько скользит.

В целом, когда чистит , хвост следует за кончиками, как при резном повороте, но с немного большим смещением (скольжением). Таким образом, чистка отличается от рулевого управления тем, что не требует дополнительных вращательных движений лыж, с использованием тех же техник и движений, что и карвинг, но с тем же простым контролем скорости, что и при заносе в поворотах, с пассивным вращением стопы , о котором мы говорили выше *.

Рулевое управление и обрезное

Поворот и вращение ступней может быть эффективным при малых углах, с относительно плоской лыжей, которая может легко поворачиваться / скользить.Когда кромки сцеплены под маленькими углами, управление больше связано с созданием и поддержанием разделения и скручивания за счет поворота ног в тазобедренных суставах, чем с сильным направлением лыж, см. Вращение бедра.

Когда кромки лыжи хорошо сцеплены, при больших углах кромок, поворотное усилие могло бы поднять хвосты и освободить кромки, но в действительности хвосты важны во второй части поворота при высокопроизводительном катании на лыжах. так что вам нужно быть осторожным, чтобы избежать этого.

... и еще одно хорошее видео от Josh Foster :

Угол поворота рулевого колеса

Это связанное понятие, определяемое по отношению к направлению лыж на снегу: насколько лыжа поворачивается или поворачивается против направления движения. Подумайте об этом так: в каждой точке поворота, если бы лыжа была полностью зацеплена, она указывала бы в определенном направлении, которое является касательной к дуге (для упрощения игнорируя изгиб лыжи).

Когда мы делаем хоккейную остановку, угол поворота максимальный, или 90 градусов, в то время как когда мы режем кромку с фиксацией, угол поворота равен нулю.Угол поворота также можно объяснить как величину смещения носа и хвоста из полностью задействованного или чисто карвингового положения.

Интересно отметить, что некоторые из лучших лыжников в мире думают об угле поворота: они создают его не с активным вращением стопы, а с помощью механизма перенаправления:
Внутреннее вращение бедра происходит за счет опрокидывания и окантовки. Угол поворота [...] возникает из-за движения ноги вперед / назад. Рейли МакГлашан, Наследие, часть 1 1

Перенаправление

Еще одним связанным термином являются избыточная поворачиваемость и перенаправление , т.е.е. заставляет лыжи делать более короткий поворот, чем конструкция лыжи могла бы сделать в противном случае, и для этого есть несколько механизмов, помимо поворота и поворота:

  • уменьшенные углы кромки: поместите лыжи под малым углом кромки, где она не сможет резать (лыжа хочет поворачиваться даже под небольшим углом)
  • смещение веса вперед / назад: если мы слишком вперед или даже немного назад на лыжах, хвосты имеют тенденцию свободно скользить, заставляя хвосты разворачиваться быстрее и сокращая поворот
  • толкание хвоста
  • синхронизация давления и закругления кромок (небольшой угол кромки и большее давление приводят к скольжению лыжи)
  • толкание лыжи вперед вокруг поворота (в отличие от поворота лыжи)

Все эти механизмы можно использовать поверх конструкции лыжи, чтобы сократить поворот, т.е.е. заставить лыжи двигаться быстрее.

Чтобы устранить неоднозначность терминов и создать подробные мысленные модели, необходимые для спортивного катания на лыжах, мы предпочитаем сосредоточиться на перенаправлении, и, как вы видите, это не только насильственный поворот лыж (т.е.с сильным вращением).

Варианты

Многие из следующих вариаций рулевого управления - это техники, которые использовались еще во времена длинных прямых лыж без карвинга. Некоторые из них используются на супер крутых спусках, экстремальном горном карвинге и т. Д.

Поворот лыж в сочетании с прыжком в переходе, так называемые поворотов с прыжком . Обычно это наблюдается на очень крутых склонах.

Педальные повороты также используются на крутых склонах.

Толкание пяткой - это вариант, когда вы более сильно выталкиваете пятки, что приводит к еще более короткому повороту, который обычно не одобряется как слишком сильный.

Термин "толкатель хвоста" является уничижительным для тех, кто может повернуться, только вытолкнув хвосты наружу.Используйте с осторожностью, когда рядом есть другие :).

Стимуляция - это техника, встречающаяся в гонках, когда лыжник оказывается «слишком горячим», ему приходится немного терять скорость и перенаправлять лыжи в начале поворота.

Плюсы и минусы

Я абсолютно уверен, что вы уже проехали много поворотов и знаете, что это такое: мозг находит, что очень легко просто повернуть лыжи, подсознательно добавляя немного «рулевого управления», когда это необходимо.

Рулевое управление позволяет нам справляться с рельефом, на который мы не способны кататься и кататься на лыжах, используя конструкцию лыж или дополняя ее.В гонках используется некоторое рулевое управление, когда требуемая линия не позволяет лыжнику проложить дугу к дуге, но, как упоминалось выше, существует множество способов перенаправить лыжи, и гонки слишком динамичны, чтобы указать только один (т.е. вращательный ввод).

Одна из основных причин, по которой мы не рекомендуем полагаться на рулевое управление посредством поворота, заключается в том, что оно включает в себя множество крупных мышц, которые приводят в движение дополнительные угловые моменты, которые затем требуют внимания к управлению, заставляют лыжи нарушать сцепление со снегом и т. Д.

Биомеханика

Доступен контент только для пользователей (114 слов) .
Чтобы увидеть больше по этой теме, вам необходимо членство. (Базовый)

Доступен контент только для пользователей (126 слов) .
Чтобы увидеть больше по этой теме, вам необходимо членство. (Золото)

Подробнее:

Артикул:


Рулевое управление включает в себя целый ряд полезных навыков, когда мы катаемся на лыжах с вещами, которые выходят за рамки наших нынешних возможностей.Хорошей идеей будет стремиться контролировать лыжи в основном с помощью кантов, давления и баланса, а также используя конструкцию лыж для лучшего баланса.


Это было полезно? Спасибо!
По : Рази | 2015-09-12 .. 2020-12-18 | Теги : вики , техника Вам нужно войти, чтобы оставлять комментарии!

определение рулевого управления и синонимы рулевого управления (английский)

Часть рулевого механизма автомобиля: рулевая тяга, рулевой рычаг, ось шкворня (на шаровых опорах).

Рулевое управление - это термин, применяемый к сбору компонентов, рычагов и т. Д., Которые позволяют судну (кораблю, лодке) или транспортному средству (автомобиль, мотоцикл, велосипед) следовать заданным курсом. Исключением является случай железнодорожного транспорта, на котором железнодорожные пути, объединенные со стрелочными переводами (также известные как «точки» в британском английском языке), обеспечивают функцию рулевого управления.

Введение

Наиболее обычное устройство рулевого управления заключается в повороте передних колес с помощью рулевого колеса с ручным приводом, которое располагается перед водителем через рулевую колонку, которая может содержать универсальные шарниры (которые также могут быть частью конструкции складной рулевой колонки. ), чтобы позволить ему несколько отклониться от прямой линии.Другие устройства иногда встречаются на различных типах транспортных средств, например, румпель или рулевое управление задними колесами. Гусеничные транспортные средства, такие как бульдозеры и танки, обычно используют дифференциальное рулевое управление - то есть гусеницы заставляют двигаться с разной скоростью или даже в противоположных направлениях с использованием сцеплений и тормозов, чтобы вызвать изменение курса или направления.

Рулевое управление колесной техники

Базовая геометрия

Геометрия рулевого управления Ackermann

Угол ролика θ указывает на линию поворота шкворня, а серая область указывает на шину транспортного средства с колесом, движущимся справа налево.Положительный угол кастера способствует курсовой устойчивости, поскольку колесо имеет тенденцию буксовать, но большой угол затрудняет управление.

Основная цель рулевого управления - обеспечить направление колес в желаемом направлении. Обычно это достигается с помощью набора рычагов, стержней, шарниров и шестерен. Одна из фундаментальных концепций - это угол поворота - каждое колесо управляется с точкой поворота впереди колеса; это заставляет рулевое управление самоцентрироваться по направлению движения.

Рулевые тяги, соединяющие рулевой механизм и колеса, обычно соответствуют вариации геометрии рулевого управления Аккермана, чтобы учесть тот факт, что в повороте внутреннее колесо фактически движется по пути меньшего радиуса, чем внешнее колесо, так что степень схождения, подходящая для движения по прямой дороге, не подходит для поворотов. Угол поворота колес относительно вертикальной плоскости также влияет на динамику рулевого управления (см. Угол развала ), как и шины.

Рейка и шестерня, рециркуляционный шар, червяк и сектор

Реечный рулевой механизм: 1 Рулевое колесо; 2 Рулевая колонка; 3 Рейка и шестерня; 4 Анкерный стержень; 5 Шкворня. Блок реечной передачи установлен в кабине шасси спортивного автомобиля Ariel Atom. В большинстве случаев при крупносерийном производстве он обычно устанавливается с другой стороны этой панели.

Многие современные автомобили используют реечные механизмы рулевого управления, в которых рулевое колесо вращает ведущую шестерню; шестерня перемещает рейку, которая представляет собой линейную шестерню, которая зацепляется с шестерней, преобразуя круговое движение в линейное движение вдоль поперечной оси автомобиля (движение из стороны в сторону). Это движение передает крутящий момент рулевого управления на шаровые опоры шарнирного пальца, которые заменили ранее использовавшиеся шкворни поворотной оси управляемых колес, через рулевые тяги и короткое плечо рычага, называемое рулевым рычагом.

Реечная конструкция имеет преимущества большой степени обратной связи и прямого «ощущения» рулевого управления. Недостатком является то, что ее нельзя регулировать, поэтому, когда она изнашивается и образует ресницы, единственным выходом из нее является замена.

В более старых моделях часто используется шаровой механизм с рециркуляцией, который до сих пор используется на грузовиках и грузовых автомобилях. Это разновидность более старого червя и конструкции сектора; рулевая колонка вращает большой винт («червячная шестерня»), который входит в зацепление с сектором шестерни, заставляя ее вращаться вокруг своей оси при повороте червячной передачи; рычаг, прикрепленный к оси сектора, перемещает рычаг Питмана, который соединен с рулевым механизмом, и таким образом управляет колесами.Версия этого устройства с рециркуляцией шариков снижает значительное трение за счет размещения крупных шарикоподшипников между зубьями червяка и винта; на обоих концах устройства шары выходят между двумя частями во внутренний канал коробки, который соединяет их с другим концом устройства, таким образом, они «рециркулируют».

Механизм с рециркуляцией шаров имеет гораздо большее механическое преимущество, так что он был найден на более крупных и тяжелых транспортных средствах, в то время как рейка и шестерня изначально использовались только для более мелких и легких; Однако из-за почти повсеместного применения рулевого управления с усилителем это больше не является важным преимуществом, что приводит к все более широкому использованию реечной передачи на новых автомобилях.Конструкция с рециркуляционным шаром также имеет заметный люфт или «мертвую точку» в центре, где небольшой поворот рулевого колеса в любом направлении не перемещает рулевое устройство; это легко регулируется с помощью винта на конце рулевого механизма для учета износа, но полностью исключить его невозможно, поскольку в других положениях возникают чрезмерные внутренние силы, и механизм изнашивается очень быстро. Эта конструкция до сих пор используется в грузовиках и других крупных транспортных средствах, где скорость рулевого управления и непосредственное ощущение менее важны, чем надежность, ремонтопригодность и механические преимущества.

Червяк и сектор были более старой конструкции, использовавшейся, например, в автомобилях Willys и Chrysler, а также Ford Falcon (1960-е годы). [1]

Существуют и другие системы рулевого управления, но они не используются в дорожных транспортных средствах. В детских игрушках и картингах часто используется очень прямая связь в виде рычага (также известного как рычаг Питмана), прикрепляемого непосредственно между рулевой колонкой и рулевыми рычагами, а также использование рулевых тяг с тросиком (например, Механизм шпиля и тетивы) также можно найти на некоторых самодельных автомобилях, таких как мыльницы и лежачие трехколесные велосипеды.

Усилитель руля

Основная статья: Усилитель руля

Рулевое управление с усилителем помогает водителю транспортного средства управлять, направляя часть его мощности для помощи в повороте управляемых колес вокруг их рулевых осей. По мере того, как автомобили становились тяжелее и переходили на передний привод, особенно с использованием геометрии с отрицательным смещением, наряду с увеличением ширины и диаметра шин, усилие, необходимое для поворота колес вокруг их оси поворота, увеличивалось, часто до такой степени, что возникали серьезные физические нагрузки. потребовалась бы, если бы не помощь власти.Чтобы смягчить эту проблему, автопроизводители разработали системы рулевого управления с усилителем: или, точнее, рулевое управление с усилителем - на дорожных транспортных средствах должно быть механическое соединение в качестве отказоустойчивого. Есть два типа систем рулевого управления с усилителем; гидравлический и электрический / электронный. Возможна также гидравлическая электрическая гибридная система.

Гидравлический усилитель рулевого управления (HPS) использует гидравлическое давление, создаваемое насосом с приводом от двигателя, чтобы способствовать повороту рулевого колеса. Рулевое управление с электроусилителем (EPS) более эффективно, чем рулевое управление с гидроусилителем, так как электродвигатель рулевого управления с электроусилителем должен оказывать помощь только при повороте рулевого колеса, тогда как гидравлический насос должен работать постоянно.В EPS размер помощи легко настраивается в зависимости от типа автомобиля, скорости движения и даже предпочтений водителя. Дополнительным преимуществом является устранение опасности для окружающей среды, вызванной утечкой и утилизацией жидкости гидроусилителя рулевого управления. Кроме того, электрическая помощь не теряется, когда двигатель выходит из строя или глохнет, тогда как гидроусилитель перестает работать, если двигатель останавливается, что делает рулевое управление вдвойне тяжелым, поскольку теперь водитель должен крутить не только очень тяжелое рулевое управление - без какой-либо помощи - но и Сама система гидроусилителя.

Рулевое управление, чувствительное к скорости

Результатом рулевого управления с усилителем является рулевое управление, чувствительное к скорости, когда рулевому управлению сильно помогают на низкой скорости и незначительно - на высокой. Автопроизводители понимают, что автомобилистам, возможно, придется прибегать к большим усилиям рулевого управления при маневрировании для парковки, но не при движении на высокой скорости. Первым автомобилем с этой функцией был Citroën SM с его компоновкой Diravi [ цитирование необходимо ] , хотя вместо того, чтобы изменить объем помощи, как в современных системах рулевого управления с усилителем, он изменил давление на центрирующий кулачок, который заставлял рулевое управление колесо попытается «пружинить» обратно в положение для движения по прямой.Современные чувствительные к скорости системы рулевого управления с усилителем уменьшают механическую или электрическую помощь по мере увеличения скорости автомобиля, обеспечивая более прямое ощущение. Эта функция постепенно становится все более распространенной.

Управление на четыре колеса

Управление всеми четырьмя колесами в зависимости от скорости.

Ранний пример управления всеми четырьмя колесами. Фотография 1910 года 80-сильного трактора Caldwell Vale в действии.

Mercedes-Benz Type G 5 1937 года с управляемым четырьмя колесами.

Sierra Denali с Quadrasteer, задний угол поворота.

Тяжелый транспортный прицеп с рулевым управлением всеми колесами с дистанционным управлением рулевым, идущим сзади прицепа (2008 г.).

Устройство для внесения сельскохозяйственных удобрений с использованием крабового управления для минимизации уплотнения почвы (2009 г.).

Рулевое управление всеми колесами (или рулевое управление всеми колесами) - это система, используемая некоторыми автомобилями для улучшения реакции рулевого управления, повышения устойчивости автомобиля при маневрировании на высокой скорости или для уменьшения радиуса поворота на низкой скорости.

Активное рулевое управление всеми четырьмя колесами

В активной системе рулевого управления на четыре колеса все четыре колеса поворачиваются одновременно, когда водитель рулит.В наиболее активных четырехколесных системах рулевого управления задние колеса управляются компьютером и исполнительными механизмами. Задние колеса обычно не могут поворачиваться до передних колес. Могут быть элементы управления для отключения заднего поворота и опции для управления только задним колесом независимо от передних колес. На низкой скорости (, например, парковка) задние колеса поворачиваются напротив передних колес, уменьшая радиус поворота до двадцати пяти процентов, что иногда критично для больших грузовиков или тракторов и транспортных средств с прицепами, а на более высоких скоростях как передние, так и задние колеса поворачиваются одинаково (с электронным управлением), так что автомобиль может менять положение с меньшим рысканием, повышая устойчивость при движении по прямой.Таким образом, "эффект змеи", возникающий при движении по автомагистрали при буксировке туристического прицепа, в значительной степени сводится к нулю. [ сомнительные - обсудить ]

Четыре колеса рулевого управления нашли свое наиболее широкое применение в грузовиках-монстрах, где маневренность на небольших аренах имеет решающее значение, а также на больших сельскохозяйственных машинах и грузовиках. Некоторые современные европейские междугородние автобусы также используют четырехколесное рулевое управление для повышения маневренности на автобусных остановках, а также для повышения устойчивости дороги.

Ранее компания Honda предлагала четыре колеса в качестве опции в их моделях Prelude 1987–2000 годов и Honda Ascot Innova (1992–1996). Mazda также предлагала четыре колеса рулевого управления на 626 и MX6 в 1988 году. General Motors предлагала Quadrasteer от Delphi для своих потребительских Silverado / Sierra и Suburban / Yukon. Однако с момента ее внедрения в 2002–2004 годах с этой системой было продано только 16 500 автомобилей. В связи с низким спросом GM прекратил выпуск этой технологии в конце 2005 модельного года. [2] Nissan / Infiniti предлагает несколько версий своей системы HICAS в стандартной комплектации или в качестве опции в большей части своего модельного ряда. Новая система Active Drive представлена ​​в версии 2008 года линейки Renault Laguna. Он был разработан как одна из нескольких мер по повышению безопасности и стабильности. Активный привод должен снизить эффект недостаточного поворота и уменьшить вероятность пробуксовки за счет отвода части перегрузок, возникающих при повороте, с передних на задние колеса. На малых скоростях радиус поворота можно уменьшить, чтобы облегчить парковку и маневрирование.

Серийные автомобили с активным управлением четырьмя колесами
  • BMW 850CSi (опция)
  • BMW 7-й серии (2009 г.в., часть спорт-пакета) [3]
  • BMW 5-й серии (2011 г.в., опция встроенного активного рулевого управления) (колеса движутся в противоположном направлении для маневренности на низкой скорости, в том же направлении для устойчивости на высокой скорости)
  • Chevrolet Silverado (2002–2005) (высокая и низкая скорость)
  • Efini MS-9 (высокая и низкая скорость)
  • GMC Sierra (2002–2005) (высокая и низкая скорость)
  • GMC Sierra Denali (2002–2004) (высокая и низкая скорость)
  • Honda Prelude (высокая и низкая скорость, механическая с 1987 по 1991 год, компьютеризированная с 1992 по 2001 год)
  • Honda Accord (1991) (высокая и низкая скорость, механика)
  • Honda Ascot Innova (1992) (высокая и низкая скорость, компьютеризировано с 1992 по 1996 год)
  • Infiniti FX50 AWD (опция в спортивном пакете) (2008 – настоящее время) (высокая и низкая скорость, полностью электронная)
  • Infiniti G35 Sedan (опция для спортивных моделей) (2007 – настоящее время) (только высокая скорость?)
  • Infiniti G35 Coupe (опция для спортивных моделей) (2006 – настоящее время) (только высокая скорость) [4]
  • Infiniti J30t (туристический пакет) (1993–1994)
  • Infiniti M35 (опция на спортивных моделях) (2006 – настоящее время) (только высокая скорость?)
  • Infiniti M45 (опция на спортивных моделях) (2006 – настоящее время) (только высокая скорость?)
  • Infiniti Q45t (1989–1994) (только высокая скорость?)
  • Lexus GS (2013 г.в., при оснащении дополнительной системой Lexus Dynamic Handling)
  • Mazda 929 (1992–1995) (компьютеризированная, высокая и низкая скорость) (все модели)
  • Mazda 626 (1988) (высокая и низкая скорость)
  • Mazda MX-6 (1989–1997) (высокая и низкая скорость)
  • Mazda RX-7 (опция, компьютеризированная, высокая и низкая скорость)
  • Mazda Eunos 800 (1996–2003) (опционально, компьютеризированная, высокая и низкая скорость)
  • Mercedes-Benz Vito (вариант лондонского такси)
  • Mitsubishi Galant / Sigma (только высокая скорость)
  • Mitsubishi GTO (также продается как Mitsubishi 3000GT и Dodge Stealth) (механический) (только высокая скорость)
  • Nissan Cefiro (A31) (только высокая скорость)
  • Nissan 180SX (опция HICAS)
  • Nissan 240SX / Silvia (опция на моделях SE) (только высокая скорость)
  • Nissan 300ZX (все модели Twin-Turbo Z32) (только высокая скорость)
  • Nissan Laurel (более поздние версии) (только высокая скорость)
  • Nissan Fuga / Infiniti M (только высокая скорость)
  • Nissan Silvia (опция для всех моделей S13) (только высокая скорость)
  • Nissan Skyline GTS, GTS-R, GTS-X (1986) (только высокая скорость)
  • Nissan Skyline GT-R (высокая и низкая скорость)
  • Renault Laguna (только в версии GT 3-го поколения, выпущенной в октябре 2007 г., GT - в апреле 2008 г.)
  • Subaru Alcyone SVX JDM (1991–1996) (японская версия: только "L-CDX") (только высокая скорость)
  • Toyota Aristo (1997) (высокая и низкая скорость?)
  • Toyota Camry / Vista JDM 1988–1999 (дополнительно) [5]
  • Toyota Carina ED / Toyota Corona EXiV (первый в мире двухрежимный переключатель с 2WS на 4WS)
  • Toyota Celica (опция для 5-го и 6-го поколений, 1990–1993 ST183 и 1994–1997 ST203) (двухрежимный, высокая и низкая скорость)
  • Тойота Соарер (UZZ32)
Крабовое рулевое управление

Крабовое рулевое управление - это особый тип активного управления четырьмя колесами.Он управляет всеми колесами в одном направлении и под одинаковым углом. Крабовое управление используется, когда транспортному средству необходимо двигаться по прямой линии, но под углом (например, при перемещении грузов с помощью ричтрака или во время съемки тележкой для камеры), или когда задние колеса могут не следовать за колеями передних колес ( т.е. для уменьшения уплотнения почвы при использовании колесной сельхозтехники).

Пассивное управление задними колесами

Многие современные автомобили предлагают форму пассивного рулевого управления сзади, чтобы противодействовать обычным тенденциям в автомобиле.Например, Subaru использовала пассивную систему рулевого управления для корректировки тенденции заднего колеса к сносу. На многих автомобилях при повороте задние колеса имеют тенденцию слегка поворачиваться за пределы поворота, что может снизить устойчивость. Пассивная система рулевого управления использует поперечные силы, возникающие при повороте (из-за геометрии подвески), и втулки, чтобы исправить эту тенденцию и слегка направить колеса внутрь угла. Это улучшает устойчивость автомобиля на повороте. Этот эффект называется недостаточной поворачиваемостью, и он или его противоположность присутствует на всех подвесках.Типичные методы достижения недостаточной поворачиваемости - использование Watt's Link на ведущей задней оси или использование втулок регулировки схождения на подвеске с поворотной балкой. На независимой задней подвеске это обычно достигается за счет изменения ударов резиновых втулок в подвеске. Некоторые подвески всегда будут иметь избыточную поворачиваемость из-за геометрии, например, ведущие мосты Hotchkiss или полуприцеп IRS.

Пассивное рулевое управление задними колесами не является новой концепцией, поскольку оно используется уже много лет, хотя и не всегда признается таковым.Например, независимая задняя подвеска Jaguar с 1961 года включала в себя небольшое количество пассивного управления задними колесами.

Шарнирно-сочлененное рулевое управление

Фронтальный погрузчик с шарнирно-сочлененной рамой (2007 г.).

Шарнирно-сочлененное рулевое управление - это система, с помощью которой полноприводный автомобиль разделяется на переднюю и заднюю половины, которые соединяются вертикальным шарниром. Передняя и задняя половины связаны с одним или несколькими гидравлическими цилиндрами, которые изменяют угол между половинами, включая переднюю и заднюю оси и колеса, таким образом управляя транспортным средством.В этой системе не используются рулевые тяги, шкворни, рулевые тяги и т. Д., Как в рулевом управлении всеми четырьмя колесами. Если вертикальный шарнир расположен на одинаковом расстоянии между двумя осями, это также устраняет необходимость в центральном дифференциале, поскольку и передняя, ​​и задняя оси будут следовать по одному и тому же пути и, таким образом, вращаться с одинаковой скоростью. В длинных автопоездах, сочлененных автобусах и троллейбусах для внутреннего транспорта используется шарнирно-сочлененное рулевое управление для достижения меньших диаметров поворота, сравнимых с радиусами поворота более коротких обычных транспортных средств. Сочлененные самосвалы обладают очень хорошими внедорожными качествами.

Управление задними колесами

Некоторые типы транспортных средств используют только управление задними колесами, особенно вилочные погрузчики, тележки для тележек, погрузчики с ранней оплатой, автомобиль Dymaxion Бакминстера Фуллера и ThrustSSC. [6]

Управление задними колесами имеет тенденцию быть нестабильным, поскольку в поворотах геометрия рулевого управления изменяется, следовательно, радиус поворота уменьшается (избыточная поворачиваемость), а не увеличивается (недостаточная поворачиваемость). Автомобиль с управляемым задним колесом демонстрирует неминимальное фазовое поведение. [7] Он поворачивает в направлении, противоположном первоначальному рулевому управлению.Быстрое рулевое управление вызовет два ускорения, сначала в направлении поворота колеса, а затем в противоположном направлении: «обратная реакция». Это затрудняет управление автомобилем с управляемым задним колесом на высокой скорости, чем автомобилем с управляемым передним колесом.

Электропроводка

1971 Лунный вездеход (LRV) с джойстиком рулевого управления.

Концепт Honda EV-STER 2012 года с двумя рычагами рулевого управления.

Цель технологии Steer-by-Wire - полностью отказаться от такого количества механических компонентов (рулевой вал, колонка, редукторный механизм и т. Д.)) насколько возможно. Полная замена обычной системы рулевого управления на электрическую имеет ряд преимуществ, таких как:

  • Отсутствие рулевой колонки упрощает дизайн салона автомобиля.
  • Отсутствие рулевого вала, колонки и редукторного механизма позволяет значительно лучше использовать пространство в моторном отсеке.
  • Рулевой механизм может быть спроектирован и установлен как модульный узел.
  • Без механического соединения между рулевым колесом и опорным колесом менее вероятно, что удар при лобовом столкновении вынудит рулевое колесо вторгнуться в пространство для выживания водителя.
  • Характеристики системы рулевого управления можно легко и плавно регулировать, чтобы оптимизировать реакцию и удобство рулевого управления.

По состоянию на 2007 год не существует серийных автомобилей, которые полагались бы исключительно на технологию управления по проводам из-за безопасности, надежности и экономических соображений, но эта технология была продемонстрирована на многочисленных концептуальных автомобилях и аналогичном fly-by-wire технология используется как в военной, так и в гражданской авиации. Удаление механической рулевой тяги в дорожных транспортных средствах потребует принятия нового законодательства в большинстве стран.

Безопасность

Основная статья: Автомобильная безопасность

Из соображений безопасности все современные автомобили оснащены складной рулевой колонкой (энергопоглощающей рулевой колонкой), которая разрушается при сильном лобовом ударе, чтобы избежать чрезмерных травм водителя. Подушки безопасности также обычно входят в стандартную комплектацию. Неразборные рулевые колонки, установленные на старых автомобилях, очень часто пронзали водителей при лобовых столкновениях, особенно когда рулевой механизм или рейка устанавливались перед линией передней оси, в передней части зоны деформации.Это было особенно проблемой для автомобилей с жесткой отдельной рамой шасси без зоны деформации. Большинство современных транспортных средств рулевые коробки / стойки устанавливаются за передним мостом на передней перегородке, в задней части передней зоны деформации.

Складные рулевые колонки были изобретены Белой Бареньи и использовались в 1959 году в Mercedes-Benz W111 Fintail вместе с зонами деформации. Эта функция безопасности впервые появилась [ когда? ] на автомобили, построенные General Motors после обширной и публичной лоббистской кампании, проведенной Ральфом Надером.Компания Ford начала устанавливать складные рулевые колонки в 1968 году. [8]

Audi использовала убирающееся рулевое колесо и систему натяжения ремня безопасности под названием procon-ten, но с тех пор она была снята с производства в пользу подушек безопасности и пиротехнических устройств предварительного натяжения ремней безопасности.

циклов

Рулевое управление имеет решающее значение для устойчивости велосипедов и мотоциклов. Подробности см. В статьях о динамике велосипедов и мотоциклов и противодействии рулевому управлению. Особенно сложно управлять моноциклами и моноциклами.

Рулевое управление гидроцикла

Суда и катера обычно управляются рулем. В зависимости от размера судна, рули направления могут приводиться в действие вручную или управляться с помощью сервомеханизма или системы триммера / сервопривода. Лодки с подвесными моторами управляются за счет вращения всего привода. Лодки с бортовыми двигателями иногда управляются только за счет вращения гондолы гребного винта (например, привода Volvo Penta IPS). На современных судах с дизель-электрическим приводом используются азимутальные подруливающие устройства. Лодки на веслах (т.е. гребные лодки, включая гондолы) или весла (например, каноэ, байдарки, плоты) управляются за счет создания более высокой движущей силы на стороне лодки, противоположной направлению поворота. Гидроциклы управляются за счет крена, вызванного смещением веса, и вектора тяги водяной струи. Водные лыжи и доски для серфинга управляются только креном, вызванным смещением веса.

Рулевое управление самолетов и судов на воздушной подушке

Самолеты, ракеты, дирижабли и воздушные суда обычно управляются с помощью руля направления и / или вектора тяги.Реактивные ранцы и летающие платформы управляются только вектором тяги. Вертолеты управляются с помощью циклического управления, изменяющего вектор тяги несущего винта (ов), и с помощью управления противовращающим моментом, обычно обеспечиваемого хвостовым винтом (см. органы управления полетом вертолета ).

Другие виды рулевого управления

Управление туннельно-буровыми машинами осуществляется за счет гидравлического наклона режущей головки. Рельсовые транспортные средства (например, поезда, трамваи) управляются изогнутыми направляющими, включая стрелочные переводы и сочлененные ходовые части.Сухопутные яхты на колесах и кайт-багги управляются аналогично легковым автомобилям. Управление ледовыми яхтами и бобслеями осуществляется путем поворота передних направляющих по направлению движения. Снегоходы управляются таким же образом, вращая передние лыжи. Гусеничные машины (т. Е. Танки) управляются за счет увеличения движущей силы на стороне, противоположной направлению поворота. Сани, запряженные лошадьми, и собачьи упряжки управляются путем изменения направления тяги. В газонокосилках с нулевым поворотом используется независимый гидравлический привод колес для поворота на месте.

См. Также

Список литературы

  • Энциклопедия немецких танков времен Второй мировой войны Питера Чемберлена и Хилари Дойл, 1978, 1999

Внешние ссылки

.