5Ноя

Устройство рулевого управления: Рулевое управление. Назначение и устройство

Содержание

Рулевое управление автомобиля устройство, принцип работы

Рулевое управление автомобиля это то, без чего не может обойтись ни один автомобиль.

И даже смотря фантастические фильмы, где показаны чудо автомобили, которые без участия водителя перемещаются по городу, мы понимаем, что мы еще долго не сможем отказаться от ручного управления автомобиля, а также влияния водителя на его управление.

Хотя можно с уверенностью сказать, что рулевое управление автомобиля постоянно совершенствуется и в одной из Западных стран уже появились экспериментальные образцы автомобилей, которые на не сложных участках дорог могут двигаться без участия водителя.

Так же можно заметить, что сама философия рулевого управления автомобиля постепенно меняется и вместо привычного рулевого колеса на некоторых экспериментальных машинах можно наблюдать обыкновенный джойстик, который так нам привычен в игровых приставках.

Но давайте из прошлого вернемся в повседневную жизнь и рассмотрим рулевое управление, которое устанавливается на современных автомобилях.

Но прежде давайте дадим ему определение.

Немного теории

Если говорить простым языком, то рулевое управление автомобиля необходимо для обеспечения его движения в направлении, которое задал водитель.

Принципиальную схему рулевого управления Вы можете наблюдать ниже,

и можно с уверенность сказать, что данная схема по основным своим моментам уже долгие годы остается неизменной.

Читайте также:

Какое оно бывает

Вы уже, наверное, заметили, что в современном рулевом управлении в комплекте идет электро усилитель руля.

В других комплектациях может идти гидроусилитель руля, а может и вообще, никакого усилителя нет, что характерно для бюджетных автомобилей.

Так же стоит заметить, что диаметр рулевого колеса может быть разным. Для легковых автомобилей такие показатели рулевого колеса могут быть в пределах от 380 мм до 425 мм. Для грузовых автомобилей в пределах от 440 мм до 550 мм.

В некоторых автомобилей вообще предусмотрена замена рулевого колеса на «вкус» водителя.

Такая замена происходит за доли секунды и обычно это характерно для спортивных автомобилей, где руль стандартного диаметра необходимо заменить на руль меньшего диаметра.

Устройство рулевого управления автомбиля

Чтобы лучше понять устройство рулевого управления автомобиля, давайте разберем подробней назначение его основных узлов и деталей.

Рулевая колонка

Рулевая колонка предназначена для соединения рулевого механизма с рулевым колесом.

Основой рулевой колонки есть рулевой вал, в котором конструктивно предусмотрено несколько шарнирных соединений.

Рулевая колонка может регулироваться иеханическим или электрическими способами (на современных автомобилях). Регулировка может производится, как по вертикали, так и по длине.

Рулевой механизм

Рулевой механизм представляет из себя различные виды специальных редукторов, основная задача которых лежит в увеличении усилия, которое приложил водитель на рулевое колесо и передачи данного усиления основном рулевому приводу.

Самыми распространенными являются реечные рулевые механизмы, которые нашли свое применение в рулевом управлении легковых автомобилях.

Принцип работы реечного механизма заключается в передачи крутящего момента через шестерню, которая установленная на валу рулевого колеса, на зубчатую рейку. В результате этого рейка двигается в разные стороны и в зависимости от стороны вращения рулевого колеса, через установленные рулевые тяги поворачивает автомобиль в нужную сторону.

Рулевой привод

Основная задача рулевого привода, это передать усилия от рулевого механизма на колеса и обеспечить тем самым поворот автомобиля под необходимым нам углом.

А также рулевой привод не дает возможность повернуть колесу в сторону при движении по неровным участкам дорог, когда подвеска автомобиля работает на максимальных режимах и колеса отрываются от поверхности дороги.

Для обеспечения более комфортного вождения автомобиля в рулевом управлении применяются специальные усилители. Данные усилители дают возможность водителю более точно и быстро управлять автомобилем, снижает его усталость.

В разных автомобилях в рулевом управлении могут применяться следующие виды усилителей:

  • гидроусилитель;
  • электро усилитель;
  • редко пневмо усилитель, электро гидроусилитель.

На современном этапе развития автомобилестроения в рулевых управлениях современных автомобилей больше получили распространение гидроусилители руля.

Однако в последнее время их начали заменяться электро усилителями, так как они более дешевы и не дорогие в обслуживании. А это в значительной мере влияет на общую стоимость автомобиля.

Как уже говорилось выше, в рулевом управлении современных автомобилей появляются новых возможности, которые значительно облегчают водить автомобиль.

Так в последнее время на автомобили от мировых брендов начали устанавливать адаптивные усилители рулевого управления, принцип работы которых основан на изменении усилия, которое необходимо приложить водителю к рулевому колесу в зависимости от скорости движения автомобиля.

Читайте также:

Так же можно долго говорить про системы активного и динамического рулевого управления, которые устанавливаются на автомобили BMW и Audi.

В данных системах принцип их работы основан на изменении передаточного числа рулевого механизма в зависимости от скорости движения автомобиля.

Если продолжать тему внедрения новых технологий в рулевое управление автомобиля, то сейчас уже ни кого не удивишь возможностью машины самостоятельно припарковаться, Вам совершенно нет необходимости что-либо делать.

Так что трудно сказать какое будет рулевое управление автомобиля в ближайшие 10 – 30 лет, одно могу сказать, управлять автомобилем будет все удобней и легче.

Так же в ходе эксплуатации рулевого управления автомобиля могут возникнуть неисправности, устранить их может только своевременный ремонт рулевого управления.

Рулевое управление автомобиля с гидроусилителем — принцип работы, видео.

Устройство рулевого управления ВАЗ-2107 | Автолюбители

Рулевое управление

 

1 – боковая тяга;
2 – сошка;
3 – средняя тяга;
4 – маятниковый рычаг;
5 – регулировочная муфта;
6 – нижний шаровой шарнир передней
подвески;
7 – правый поворотный кулак;
8 – верхний шаровой шарнир передней
подвески;
9 – правый рычаг поворотного кулака;
10 – подшипник верхнего вала рулевого
управления;
11 – кронштейн крепления вала рулевого
управления;
12 – труба кронштейна крепления вала
рулевого управления;
13 – верхний вал рулевого управления;
14 – кронштейн маятникового рычага;
15 – ось маятникового рычага;
16 – картер рулевого механизма;
17 – уплотнитель вала;
18 – вал червяка;
19 – карданный шарнир;
20 – промежуточный вал рулевого
управления;
21 – облицовочный кожух;
22 – рычаг переключателя стеклоочистителей
и омывателей ветрового стекла и блок-
фары;
23 – рычаг переключателя света фар;

24 – рычаг переключателя указателей
поворота;
25 – рулевое колесо;
26 – фиксирующая пластина передка
кронштейна;
27 – стяжной болт крепления карданого
шарнира;
28 – лонжерон кузова

Разрез картера рулевого механизма

1 – пластина регулировочного винта вала
сошки;
2 – регулировочный винт вала сошки;
3 – гайка регулировочного винта;
4 – пробка маслоналивного отверстия;
5 – крышка картера механизма;
6 – червяк;
7 – картер рулевого механизма;
8 – сошка;
9 – гайка крепления сошки к валу;
10 – шайба пружинная гайки крепления
сошки;
11 – сальник вала сошки;
12 – бронзовая втулка вала сошки;
13 – вал сошки;
14 – ролик вала сошки;
15 – вал червяка;
16 – верхний шарикоподшипник;
17 – нижний шарикоподшипник;
18 – регулировочные прокладки;
19 – нижняя крышка подшипника червяка;
20 – ось ролика;
21 – игольчатый подшипник;
22 – сальник вала червяка;

В, С – метки
А – совпадение меток
На автомобиле установлено рулевое управление с червячным редуктором и
травмобезопасной рулевой колонкой. Вал рулевого управления составной, состоит из
верхнего 13 (cм. рис. Рулевое управление) и промежуточного 20 валов. Вал 18 червяка и
верхний вал 13 соединяются между собой промежуточным валом 20 с карданными
шарнирами на концах. Шарниры на игольчатых подшипниках, неразъемные.
Верхний вал установлен в трубе кронштейна 11 на двух игольчатых подшипниках с
резиновыми втулками. Подшипники в трубе завальцованы. Кронштейн 11 крепится к
кронштейну панели кузова в четырех точках: снизу болтами с фиксирующими пластинами
26, сверху – на приварных болтах гайками с шайбами.

При лобовом столкновении края фиксирующих пластин деформируются и проскакивают
сквозь отверстия кронштейна 11. За счет складывания вала рулевого управления,
рулевое колесо уходит из зоны грудной клетки водителя, что снижает вероятность и

тяжесть его травмирования.

Вал червяка, у этого типа рулевого управления, имеет большую длину. В нижней части
вала червяка, а так же на торце картера 7 (см. рис. Разрез картера рулевого механизма)
рулевого механизма выполнены метки в виде рисок В и С, при совпадении которых ролик
вала сошки устанавливается по середине червяка. При этом ступица рулевого колеса
должна располагаться горизонтально.

Картер рулевого механизма крепится к левому лонжерону 28 (cм. рис. Рулевое
управление) кузова с внутренней стороны отсека двигателя тремя болтами.

В картере 7 (см. рис. Разрез картера рулевого механизма) расположен червяк 6, который
находится в зацеплении с двухгребневым роликом 14 вала 13 сошки. Передаточное число
червячной пары – 16,4. Червяк вращается в верхнем 16 и нижнем 17 подшипниках, шарики
которых расположены на беговых дорожках торцев червяка. Осевой зазор в подшипниках

червяка регулируется подбором прокладок 18 между картером и крышкой 19. Вал сошки
вращается в двух втулках 12, запрессованных в картер рулевого механизма. На верхнем
конце вала, на игольчатом подшипнике вращается ролик 14, а на нижний конец вала,
имеющий конические шлицы, надевается сошка 8 и крепится гайкой 9. В шлицевом
отверстии сошки выполнены две сдвоенные впадины, а на валу – два сдвоенных
выступа. Поэтому сошку можно установить на вал только в одном положении.

Зацепление ролика с червяком регулируется винтом 2. Осевой зазор между головкой
винта и пазом вала устраняется подбором регулировочных пластин 1.

Рулевой привод включает в себя три тяги – среднюю 3 (cм. рис. Рулевое управление) и
две крайние 1, а также сошку 2, маятниковый рычаг 4 с кронштейном 14 и поворотные
рычаги 9 поворотных кулаков 7. Средняя тяга цельная, имеет по концам шаровые шарниры
для соединения с маятниковым рычагом и рулевой сошкой. Каждая боковая тяга состоит

из двух наконечников с резьбой, соединенных между собой регулировочной муфтой 5.
Муфты фиксируются на тягах с помощью стяжных хомутов. Вращением муфты 5
изменяется длина боковой тяги при регулировке схождения передних колес. Наконечники
крайних тяг с помощью шарниров присоединяются к рычагам 9 поворотных кулаков, к
маятниковому рычагу 4 и к рулевой сошке 2.

Шаровой шарнир тяг состоит из стального пальца, сферическая головка которого охватывается коническим разрезным
пластмассовым вкладышем 4, который поджимается пружиной  к корпусу , за счет чего
создается натяг в соединении пальца с вкладышем и наконечником тяги.

Кронштейн 14 (cм. рис. Рулевое управление) маятникового рычага крепится двумя
болтами к правому лонжерону кузова напротив картера рулевого механизма. В
кронштейне 2 (см. рис. Разрез кронштейна маятникового рычага) установлены две
пластмассовые втулки 8, в которых вращается ось 9. Торцевое уплотнение втулок

обеспечивается уплотнителями 7 и шайбами 6 и 10.

Похожие статьи

описание, виды, назначение, принцип работы, устройство

Каждый узел и механизм автомобиля по-своему важен. Пожалуй, нет такой системы, без которой автомобиль мог бы нормально функционировать. Одна из таких систем – рулевой механизм. Наверное, это одна из самых важных частей машины. Давайте рассмотрим, как устроен этот узел, назначение его, элементы конструкции. А также научимся регулировать и ремонтировать эту систему.

Принцип работы реечной рулевой тяги

Реечный рулевой механизм

Реечный рулевой механизм — является самым распространенным типом механизма, устанавливаемым на легковые автомобили. Основными элементами рулевого механизма являются шестерня и рулевая рейка. Шестерня устанавливается на валу рулевого колеса и находится в постоянном зацеплении с рулевой (зубчатой) рейкой. Схема реечного рулевого механизма

1 – подшипник скольжения; 2 – манжеты высокого давления; 3 – корпус золотников; 4 – насос; 5 – компенсационный бачок; 6 – рулевая тяга; 7 – рулевой вал; 8 – рейка; 9 – компрессионный уплотнитель; 10 – защитный чехол. Работа реечного рулевого механизма происходит следующим образом. При вращении рулевого колеса рейка перемещается влево или вправо. Во время движения рейки перемещаются присоединенные к ней тяги рулевого привода и совершают поворот управляемых колес.

Реечный рулевой механизм отличается простотой конструкции и как следствие,  высоким КПД, а также имеет высокую жесткость. Но такой тип рулевого механизма чувствителен к ударным нагрузкам от неровностей дороги, склонен к вибрациям. По причине своих конструктивных особенностей реечный рулевой механизм применяется на переднеприводных автомобилях 

 

Червячный рулевой механизм

Схема червячного редуктора

Этот рулевой механизм является одним из «устаревших» устройств. Им оснащены практически все модели отечественной «классики». Механизм применяется на автомобилях с повышенной проходимостью с зависимой подвеской управляемых колес, а также в легких грузовых автомобилях и автобусах.

Конструктивно устройство состоит из следующих элементов:

  • рулевой вал
  • передача «червяк-ролик»
  • картер
  • рулевая сошка

Пара «червяк-ролик» находится в постоянном зацеплении. Глобоидальный червяк представляет собой нижнюю часть рулевого вала, а ролик закреплен на валу сошки. При вращении руля ролик перемещается по зубьям червяка, благодаря чему вал рулевой сошки также поворачивается. Результатом такого взаимодействия является передача поступательных движений на привод и колеса.

Рулевой механизм червячного типа имеет следующие преимущества:

  • возможность поворота колес на больший угол
  • гашение ударов от дорожных неровностей
  • передача больших усилий
  • обеспечение лучшей маневренности машины

Изготовление конструкции достаточно сложное и дорогое – в этом главный ее минус. Рулевое управление с таким механизмом состоит из множества соединений, периодическая регулировка которых просто необходима. В противном случае придется заменять поврежденные элементы.

Устройство рулевого управления

Рассмотрим устройство рулевого управления колесных машин с управляемыми колесами. Конструктивно рулевое управление состоит из:

  • рулевого механизма;
  • усилителя;
  • рулевого привода.

Компоновка рулевого управления грузового автомобиля с управляемыми колесами первой оси (КамАЗ, МАЗ) показана на рисунке. Использование регулируемых рулевых колонок позволяет менять угол наклона ступенчато, как правило, с шагом 5° в пределах до 40°. Рулевое управление с передними управляемыми колесами применяется у двух- и трехосных автомобилей. Компоновка и конструкция рулевого управления сравнительно просты и принципиально могут быть сведены к схемам, приведенным на рисунке.

Рис. Схемы рулевого управления автомобилей с управляемыми колесами передней оси: а — с задней неразрезной трапецией; б — с разрезной трапецией и маятниковым рычагом; в — с реечным рулевым механизмом; г — с разрезной трапецией и двумя маятниковыми рычагами; д — с расчлененным рулевым валом; е — с передней неразрезной трапецией; ж — с разрезной трапецией и двумя маятниковыми рычагами, направленными назад; з — с неразрезной трапецией и одним маятниковым рычагом; и — с неразрезной трапецией и объединенным рулевым усилителем; к — с неразрезной трапецией и раздельным рулевым усилителем

На четырехосных автомобилях чаще всего устанавливают рулевое управление с поворотом колес первой и второй осей, первой и четвертой, либо всех осей.

Для многоосных (шестиосных) шасси большой грузоподъемности используют рулевое управление с поворотом колес первых трех осей (в последних схемах для повышения маневренности применяют поворотные колеса самоустанавливающегося типа на шестой оси). При прямолинейном движении автомобиля самоустанавливающиеся колеса, связанные друг с другом приводом, блокируются специальным устройством. При движении в повороте с повышенной кривизной траектории эти колеса разблокируются и свободно поворачиваются в режиме слежения.

Требования к рулевому управлению автомобиля

Согласно стандарту, к рулевому управлению применяются следующие основные требования:

  • Обеспечение заданной траектории движения с необходимыми параметрами поворотливости, поворачиваемости и устойчивости.
  • Усилие на рулевом колесе для осуществления маневра не должно превышать нормированного значения.
  • Суммарное число оборотов руля от среднего положения до каждого из крайних не должно превышать установленного значения.
  • При выходе из строя усилителя должна сохраняться возможность управления автомобилем.

Существует еще один стандартный параметр, определяющий нормальное функционирование рулевого управления — это суммарный люфт. Данный параметр представляет собой величину угла поворота руля до начала поворота управляемых колес.

Значение допустимого суммарного люфта в рулевом управлении должно быть в пределах:

  • 10° для легковых автомобилей и микроавтобусов;
  • 20° для автобусов и подобных транспортных средств;
  • 25° для грузовых автомобилей.

Некоторые особенности работы рулевого управления автомобиля

Большинство современных моделей автомобильного транспорта имеют инновационную систему управления всеми четырьмя колесами. Благодаря этому значительно улучшается динамика движения транспортного средства на местности со сложным рельефом. Помимо этого, рулевое управление автомобиля адаптированное на все колеса позволяет добиться большей маневренности при скоростной езде. Это возможно благодаря повороту каждого из колес.

Примечательно, что в рулевом управлении подруливание колес может осуществляться системой в пассивном режиме. Это возможно благодаря наличию в конструкции задней части подвески специальных упругих резинометаллических деталей. При возникновении крена кузова за счет изменения величины и направления нагрузки осуществляется изменение направления движения. Рулевое управление с функцией подруливания задних колес позволяет эффективно распределить усилие для поворота всех колес. Помимо этого, такая система не позволяет осуществить поворот колес при активном состоянии подвески.

В конструкцию адаптивной системы подруливания входят шарниры и тяги. Шарнир имеет несколько элементов в своем составе, для удобства использования его конструкция представлена в виде снимающегося наконечника. Кинематическую схему рулевого управления автомобиля удобнее всего представить в идее прямоугольника, на каждой из сторон которого находятся:

  • плечи;
  • угол схождения;
  • развал;
  • продольный и поперечный наклон.

Плечи, продольный и поперечный наклон обеспечивают стабилизацию движения, в то время как остальные параметры находятся в постоянном противодействии. Поэтому еще одной задачей рулевого управления является стабилизация всех возникающих в процессе движения сил.

Основные причины неисправности

Устройство системы управления автомобиля, как и все его механизмы, подвержены поломкам.

В большинстве случаев их можно предугадать заранее, по причине наличия предшествующих симптомов.

Системе могут нанести ущерб, события неблагоприятного характера , такие как:

  • неправильная эксплуатация транспортного средства, выраженная в агрессивном стиле езды;
  • некачественное покрытие дороги, наличие выбоин и неровностей;
  • установка запчастей неоригинального производства при проведении процедуры их замены;
  • некомпетентное проведение ремонтных работ ;
  • несвоевременное обслуживание;
  • превышение срока эксплуатации оборудования.

Возникшие неполадки с системой управления авто в процессе движения транспорта, могут стать причиной аварий. Поэтому следует прислушиваться к признакам, которые относятся к предвестникам неприятностей.

Рулевая колонка

Выполняет передачу вращательного усилия, которое создает водитель для изменения направления. Состоит она из рулевого колеса, располагаемого в салоне (на него и воздействует водитель, вращая его). Оно жестко посажено на вал колонки. В устройстве этой части рулевого управления очень часто используется вал, разделенный на несколько частей, соединенных между собой карданными шарнирами.

Такая конструкция сделана не просто так. Во-первых, это позволяет менять угол положения рулевого колеса относительно механизма, смещать его в определенную сторону, что нередко необходимо при компоновке составных частей авто. В дополнение такая конструкция позволяет повысить комфортабельность салона – водитель может менять положение рулевого колеса по вылету и наклону, обеспечивая максимально удобное его положение.

Во-вторых, составная рулевая колонка имеет свойство «ломаться» в случае ДТП, снижая вероятность травмирования водителя. Суть такова – при фронтальном ударе двигатель может сместиться назад и толкнуть рулевой механизм. Если бы вал колонки был цельным, изменение положения механизма привело бы к выходу вала с рулевым колесом в салон. В случае же со составной колонкой, перемещение механизма будет сопровождаться всего лишь изменением угла одной составляющей вала относительно второй, а сама колонка остается неподвижной.

Винтовой рулевой механизм

Винтовой рулевой механизм объединяет следующие конструктивные элементы: винт на валу рулевого колеса; гайку, перемещаемую по винту; зубчатую рейку, нарезанную на гайке; зубчатый сектор, соединенный с рейкой; рулевую сошку, расположенную на валу сектора.

Особенностью винтового рулевого механизма является соединение винта и гайки с помощью шариков, чем достигается меньшее трение и износ пары.

Принципиально работа винтового рулевого механизма схожа с работой червячного механизма. Поворот рулевого колеса сопровождается вращением винта, который перемещает надетую на него гайку. При этом происходит циркуляция шариков. Гайка посредством зубчатой рейки перемещает зубчатый сектор и с ним рулевую сошку.

Винтовой рулевой механизм в сравнении с червячным механизмом имеет больший КПД и реализует большие усилия. Данный тип рулевого механизма устанавливается на отдельных легковых автомобилях представительского класса, тяжелых грузовых автомобилях и автобусах.

Назначение рулевого управления

Для осуществления движения транспортного средства (ТС) по выбираемой водителем траектории служит рулевое управление (РУ), конструкция которого во многом определяет безопасность движения и утомляемость водителя. К рулевому управлению ТС предъявляются специфические требования, основными из которых являются:

  • обеспечение высокой маневренности ТС
  • легкость управления (за счет применения усилителей рулевого управления)
  • обеспечение по возможности чистого качения (без бокового скольжения) всех колес ТС при поворотах (за счет правильной конструкции привода)
  • автоматическая стабилизация управляемых колес, т.е. возвращение их в состояние прямолинейного движения после снятия воздействия со стороны водителя
  • необратимость рулевого управления — отсутствие передачи ударов управляемых колес о неровности дороги на руки водителя
  • обеспечение следящего действия (любое воздействие водителя на рулевое управление должно вызывать соответствующее изменение направления движения)

Рис. Рулевое управление: 1 — масляный радиатор; 2, 4 — валы; 3 — рулевая колонка; 5 — рулевое колесо; 6 — насос гидроусилителя руля; 7 — рулевой механизм; 8 — сошка

Система рулевого управления представляет собой совокупность устройств, служащих для поворота управляемых колес автомобиля при воздействии водителя на рулевой управляющий орган (рулевое колесо).

Устройство системы рулевого управления

Схема рулевого управления

Конструктивно система рулевого управления состоит из следующих элементов:

  • Рулевое колесо (руль) — предназначено для управления водителем с целью указания направления движения автомобиля. В современных моделях оно дополнительно оснащается кнопками управления мультимедийной системой. Также в рулевое колесо встраивается передняя подушка безопасности водителя.
  • Рулевая колонка  — выполняет передачу усилия от руля к рулевому механизму. Она представляет собой вал с шарнирными соединениями. Для обеспечения безопасности и защиты от угона колонка может быть оснащена электрическими или механическими системами складывания и блокировки. Дополнительно на рулевой колонке устанавливается замок зажигания, органы управления светотехникой и стеклоочистителем ветрового стекла автомобиля.
  • Рулевой механизм — выполняет преобразование усилия, создаваемого водителем через поворот рулевого колеса и передает его приводу колес. Конструктивно представляет собой редуктор с некоторым передаточным отношением. Сам механизм соединяет с рулевой колонкой карданный вал рулевого управления.
  • Рулевой привод — состоит из рулевых тяг, наконечников и рычагов, выполняющих передачу усилия от рулевого механизма к поворотным кулакам ведущих колес.
  • Усилитель рулевого управления — повышает усилие, которое передается от руля к приводу.
  • Дополнительные элементы (амортизатор рулевого управления или «демпфер», электронные системы).

Стоит также отметить, что подвеска и рулевое управление автомобиля имеют тесную взаимосвязь. Жесткость и высота первой определяют степень отклика автомобиля на вращение рулевого колеса.

Роль усилителя в системе рулевого управления

Этот элемент помимо того, что позволяет снизить усилие прикладываемое водителем к рулевому колесу, позволяет значительно увеличить точность управления автомобилем. Благодаря наличию усилителя в конструкции рулевого управления появилась возможность использовать в системе элементы, обладающие небольшой величиной придаточного числа. Усилители системы управления делятся на три типа:

  1. Электрический.
  2. Пневматический.
  3. Гидравлический.

Однако большее распространение получил последний тип. Гидравлика отличается надежностью конструкции и плавностью работы, но требует технического обслуживания по замени жидкости. Электроусилитель рулевого управления встречается реже, но все же большинство моделей современной автомобильной техники укомплектовано именно им. Усиление в нем обеспечивает электрический привод. Заметим, что электронное управление отличается наличием расширенного ряда возможностей, но изредка требует проверки и регулировки.

Важность исправного рулевого управления

Любое транспортное средство относится к категории источника повышенной опасности, поэтому, чтобы предотвратить неприятности, связанные с авариями и их последствиями, рекомендуется его содержать в исправности и постоянно контролировать техническое состояние.

Поскольку, основное назначение рулевого управления заключается в предоставлении водителю возможности маневрированного управления машиной, то исправное состояние системы обеспечит водителю уверенность и безопасность, которая, кстати, важна не только для него, но и для пассажиров.

Безопасное рулевое управление упомянуто и в правилах дорожного движения, которые запрещают эксплуатировать авто при выявлении неисправности системы управления, люфтов, при подтекании масла в рейке из-под пересохших сальников, а также наличия постоянных шумов.

Стоит отметить, что исправность системы управления авто оказывает немаловажное влияние на состояние шин, которые в идеальном случае должны изнашиваться равномерно, чтобы избежать впоследствии кидания транспортного средства по дороге и возникших сложностей в управлении даже после устранения проблем в системе управления.

Устройство и техобслуживание рулевого управления МАЗ

Рулевое управление автомобилей МАЗ-64227 и MAЗ-54322 включает в себя рулевой механизм 10 (рис.50) с встроенным распределителем, колонку 2, рулевое колесо 1, силовой цилиндр 9, насос 3, масляный бак 4, а также шланги.

Распределитель, входящий в систему гидроусиления рулевого управления автомобиля МАЗ-5335 и его модификаций, выполнен отдельно от рулевого механизма и соединен непосредственно с силовым цилиндром.

Техническое обслуживание рулевого механизма заключается в периодической проверке и подтяжке креплений, смазывании и проверке герметичности всех уплотнений. При смене масла в гидросистеме, которая производится 2 раза в год (при сезонном обслуживании), следует поднять переднюю ось автомобиля.

Регулировка рулевого механизма автомобилей МАЗ-64227 и МАЗ-54322 включает регулировку подшипников винта и зацепления зубчатого сектора и гайки-рейки.

Регулировка рулевого механизма автомобиля МАЗ-5335 и его модификаций несколько отличается от ранее описанных регулировок рулевого механизма, ввиду другой конструкции привода руля.

Регулировка рулевого механизма включает регулировку подшипника винта и регулировку зацепления зубчатого сектора и гайки-рейки.

После проведения регулировочных работ рулевой механизм можно установить на тягач и, подсоединив его к рулевой колонке и гидроусилителю, проверить работу рулевого управления в целом.

При правильно отрегулированном рулевом управлении усилие на ободе рулевого колеса (рис.55) должно быть не более 200 Н (20 кгс) при негруженом тягаче и при работающем двигателе, а свободный ход рулевого колеса не более 10-15° (рис.56).

Регулировку зазоров в шаровых, пальцах рулевого гидроусилителя автомобиля МАЗ-5335 и его модификаций выполняют после его частичной разборки и поэтому регулировку лучше всего производить на снятом гидроусилителе.

Устройство и техобслуживание рулевого управления МАЗ

5.1. Рулевое управление автомобилей МАЗ. Устройство. Рулевой механизм с встроенным распределителем. — «ВАЖНО ВСЕМ»

Ремонт, обслуживание и эксплуатация автомобилей семейства МАЗ (МАЗ-5335, МАЗ-53352, МАЗ-516Б, МАЗ-5549, МАЗ-5429, МАЗ-504В, МАЗ-64227, МАЗ-54322, МАЗ-5440, МАЗ-6430, МАЗ-5516, МАЗ-64228-9506, МАЗ-6317, МАЗ-63171).

 

 

 

Рулевое управление включает в себя рулевой механизм 10 (рис.78) с встроенным распределителем, колонку 2, рулевое колесо 1, силовой цилиндр 9, насос 3, масляный бак 4, а также шланги.

 

 

Рулевой механизм с встроенным распределителем. Рулевой механизм (рис.79) состоит из винта 2 и шариковой гайки-рейки 4, находящихся в зацеплении с зубчатым сектором 8. Полукруглые резьбовые канавки на винте 2 и гайке-рейке 4 образуют спиральный канал, который заполняется при сборке руля шариками высокой точности 5. Комплектность деталей, принятую при заводской сборке (винт, гайка-рейка, шарики), нарушать не разрешается.
Зубчатый сектор 8 установлен в подшипниках скольжения 13, запрессованных в эксцентричные втулки 12 с рядом отверстий 11 на торцах. Ось наружной поверхности втулок 12 смещена относительно оси отверстия подшипников 13 на величину эксцентриситета «h», что даёт возможность регулировать зубчатое зацепление поворотом втулок 12. Регулировка натяга подшипников 1 осуществляется с помощью прокладок 9.
Распределитель гидроусилителя руля — золотникового типа, встроен в рулевой механизм. В корпусе 6 (рис.80) золотника 26 имеются три кольцевых расточки C, E, D. Средняя расточка Е соединяется с каналом В для подвода рабочей жидкости от насоса, а крайние С и D — с каналам А для отвода жидкости на слив. В трёх реактивных камерах корпуса 6 свободно с возможностью осевого перемещения размещены плунжеры 25.
В центральном отверстии корпуса установлен золотник 26, закреплённый упорными подшипниками 4 и 11 на втулке 12, которая шлицами соединена без бокового зазора с винтом 28 рулевого механизма с возможностью осевого
перемещения, а винтовым соединением с входным валом 18. Шлицевое соединение вала 18 и винта 28 выполнено с зазором. Зазор выбирают из условия обеспечения полного хода золотника. Кроме того, входной вал 18 соединён торсионом 20 с винтом 28 рулевого механизма. В канал средней расточки Е ввёрнут обратный клапан 7.

 

 

При прямолинейном движении автомобиля золотник (рис.80,1) занимает нейтральное положение и рабочая жидкость от насоса 18 поступает к средней расточке Е (см.рис.80) корпуса золотника по маслопроводу 11 (см.рис.81,1) и через крайние расточки С и D(см.рис.80) на слив по маслопроводу 13 (см.рис.81,1), заполняя при этом реактивные камеры между плунжерами 6 и через каналы К и F (см.рис.80) в корпусе по трубопроводам 8 и 12 (см.рис.81,1) полости силового цилиндра 17.
При повороте рулевого колеса против часовой стрелки и, следовательно, входного вала 1 (рис.81,ΙΙ) благодаря винтовому соединению втулка с закреплённым на ней золотником 5 по шлицам вала 7 перемещается в осевом направлении вверх. В начальный момент смещения, когда давление в системе незначительно, усилие на рулевом колесе в основном создаётся торсионом 2, который непосредственно воздействует на вал 1. Винтовое соединение при этом перемещает золотник и практически не нагружается. При смещении золотника, величина которого ограничена зазорам, в шлицевом соединении, прекращается доступ рабочей жидкости к кольцевой расточке С (см.рис.80). Рабочая жидкость от насоса подаётся к средней расточке Е, в затем через канал К в корпусе и трубопровод 12 (см.рис.81.ІІ) поступает в подпоршневую полость силового цилиндра 17, в результате его поршень 19 со штоком 16 перемещается, поворачивается по часовой стрелке вал сектора с сошкой 4, и через продольную тягу 15 поворачивает управляемые колёса влево. Из штоковой полости силового цилиндра рабочая жидкость по маслопроводу 8 и каналу Г (см.рис.80) в корпусе поступает в кольцевую расточку D и далее по маслопроводу 13 (см.рис.81,ΙΙ) в масляный бак 10.
При повороте рулевого колеса по часовой стрелке втулка 3 (см.рис.81.ΙΙΙ) с золотником 5 перемещается вниз. Подвод рабочей жидкости к кольцевой расточке D (см.рис.80) прекращается. Рабочая жидкость от насоса поступает в среднюю расточку Е в далее по каналу F и маслопроводу 8 (см.рис.81.ΙΙΙ) в штоковую полость цилиндра. Поршень со штоком перемещается, поворачивая против часовой стрелки сошку 14, и через продольную тягу поворачивает управляемые колёса вправо. Из подпоршневой полости цилиндра рабочая жидкость по маслопроводу 12 и каналу К (см.рис.80) в корпусе поступает в кольцевую расточку С и далее по маслопроводу 13 (см.рис.81.ΙΙΙ) в маслянный бак.
При увеличении момента сопротивления повороту управляемых колёс увеличивается давление рабочей жидкости в системе и, следовательно, в реактивных камерах, что вызывает пропорциональное увеличение усилия на рулевом колесе. Таким образом, у водителя создаётся «чувство дороги». При снятии усилия с рулевого колеса, торсион 2 и плунжеры 6 возвращают золотник в нейтральное положение.
При неработающем насосе или недостаточной эффективности гидроусилителя выбирается зазор «n» в шлицевом соединении вала 1 с валом 7 и усилие от рулевого колеса передаётся как в ручном управлении без усилителя. При этом обратный клапан 9 перепускает рабочую жидкость из одной полости силового цилиндра в другую.

Похожие статьи:

МАЗ. Ремонт, обслуживание и эксплуатация автомобилей семейства МАЗ → 3.3.3. Специальные методы ремонта узлов и деталей карданной передачи автомобиля МАЗ

МАЗ. Ремонт, обслуживание и эксплуатация автомобилей семейства МАЗ → 7.2.4. Электрооборудование автомобилей МАЗ. Электрофакельное подогревательное устройство . Устройство. Техническое обслуживание и ремонт

МАЗ. Ремонт, обслуживание и эксплуатация автомобилей семейства МАЗ → 3.1.2. Трансмиссия автомобилей МАЗ. Сцепление и его привод. Ремонт

МАЗ. Ремонт, обслуживание и эксплуатация автомобилей семейства МАЗ → 6.1. Тормозные системы автомобилей МАЗ. Устройство. Тормозные механизмы

МАЗ. Ремонт, обслуживание и эксплуатация автомобилей семейства МАЗ → 6.3.2. Тормозные системы автомобилей МАЗ. Пневматический привод. Регулятор давления с предохранительным клапаном. Ремонт


Устройство рулевого управления Лада Приора (Lada Priora)

Ремонт рулевого механизма, устранение стуков в рулевом механизме 2172, этапы снятия и установки усилителя лада 2170, этапы проверки зазоров в рулевой рейке лада приора. Устройство рулевого управления ваз 2170 приора. Ремонт рулевой колонки ваз 2172 приора, сборка и разборка рулевой трапеции и механизма ваз 2171 приора.

Рулевое управление lada priora травмобезопасное, с реечным рулевым механизмом, электроусилителем, рулевой колонкой лада приора, регулируемой по высоте (углу наклона), и демпфирующим элементом на рулевом колесе лада приора.


Рулевое управление лада приора: 1 – внутренние наконечники рулевых тяг; 2 – скоба крепления рулевого механизма; 3 – гайка шарнира рулевой тяги; 4 – наружный наконечник рулевой тяги; 5 – регулировочная тяга; 6 – опора рулевого механизма; 7 – рулевой механизм; 8 – кронштейн крепления рулевого механизма; 9 – стяжной болт; 10 –карданный вал с шарниром; 11 – электромеханический усилитель рулевого управления; 12 – электронный блок управления электромеханическим усилителем; 13 – гайка крепления рулевой колонки; 14 – замок зажигания; 15 – верхний облицовочный кожух вала руля; 16 – соединитель; 17 – рычаг регулировки рулевой колонки; 18 – гайка крепления рулевого колеса; 19 – подушка безопасности; 20 – рулевое колесо; 21 – вкладыш нижнего кожуха; 22 – уплотнительное кольцо; 23 – винт крепления; 24 – нижний кожух вала руля; 25 – элемент крепления моторного щита; 26 – прокладка; 27 – упорная пластина; 28 – уплотнитель; 29 – пружинное кольцо; 30 – защитный чехол; 31 – уплотнительное кольцо

Рулевой механизм в сборе с рулевыми тягами прикреплен в моторном отсеке к щиту передка кузова на двух кронштейнах с помощью скоб 2. Механизм закреплен гайками на приварных болтах через резиновые опоры 6.

Рулевой механизм: 1 – пыльник; 2, 20 – болты; 3 – шайба; 4 – сальник; 5 – крышка картера; 6, 17 – уплотнительные кольца; 7 – сепаратор в сборе; 8 – приводная шестерня с подшипником в сборе; 9 – рейка рулевого механизма; 10 – левый защитный колпачок; 11 – опора тяг; 12 – скоба; 13 – заглушка; 14 – гайка упора; 15 – пружина упора; 16 – стопорное кольцо; 18 – упор рейки; 19 – вкладыш упора; 21 – стопорная пластина; 22 – пластина чехла; 23 – хомут; 24 – защитный чехол; 25 – правый защитный колпачок; 26 – картер рулевого механизма

В картере 26 рулевого механизма на шариковом и роликовом подшипниках установлена приводная шестерня 8, которая находится в зацеплении с рейкой 9. Шариковый подшипник шестерни и сепаратор 7 поджаты крышкой 5 в сборе с сальником 4 и закрыты пыльником 1.
На картере рулевого механизма ваз 2170 и на пыльнике выполнены метки для правильной сборки рулевого механизма лада приора.
Рейка 9 поджата к зубьям приводной шестерни пружиной 15 через металлокерамический упор 18, уплотненный в картере резиновым кольцом 17. Пружина поджата гайкой 14 со стопорным кольцом 16, создающим сопротивление отворачиванию гайки.
На картер рулевого механизма с левой стороны надет защитный колпачок, а с правой стороны напрессована труба с продольным пазом, на трубу с правой стороны также надет защитный колпачок. Через паз трубы и отверстия в защитном чехле проходят распорные втулки резинометаллических шарниров внутренних наконечников рулевых тяг 1. Тяги рулевого привода прикреплены к рейке болтами 20, которые проходят через соединительные пластины 22 и распорные втулки резинометаллических шарниров ваз 2171. Фиксируются болты стопорной пластиной 21.
Рулевой привод состоит из двух составных рулевых тяг и поворотных рычагов телескопических стоек передней подвески лада приора. Длину каждой рулевой тяги регулируют тягой 5, которую ввертывают во внутренний 1 и наружный 4 наконечники.
Информацию о неполадках в работе электроусилителя рулевого управления приора его электронный блок управления выдает при включении зажигания посредством мигания сигнальной лампы в комбинации приборов ваз 2172 (световой код неисправности) (см. «Блок управления электромеханическим усилителем рулевого управления priora»).

Устройство рулевого управления ВАЗ 2108, 2109, 21099

На автомобилях ВАЗ 2108, 2109, 21099 рулевой управление реечного типа. с демпфирующим элементом в рулевом колесе. Элементами рулевого управления являются рулевое колесо, вал рулевого управления, рулевой механизм, рулевые тяги с наконечниками. Ниже представлена схема рулевого управления автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099.

Схема рулевого управления автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

Устройство рулевого управления автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099
Элементы рулевого управления

1. Накладка рулевого колеса.
2. Гайка крепления рулевого колеса.
3. Рулевое колесо.
4. Подшипник рулевого вала.
5. Рулевая колонка.
6. Кронштейн крепления рулевой колонки к кузову.
7. Рулевой вал.
8. Стяжной болт фланца рулевой муфты.
9. Уплотнитель.
10. Защитный колпак.
11. Резиновая эластичная муфта.
12. Левая опора рулевого механизма.
13. Гайка.
14. Болт с отрывной головкой.
15. Шаровой палец.
16. Защитный чехол наконечника рулевой тяги.
17. Уплотнительное кольцо.
18. Пружинное кольцо.
19. Наконечник рулевой тяги.
20. Контргайка соединительной муфты.
21. Контргайка соединительной муфты.
22. Скоба крепления рулевого механизма.
23. Рулевая тяга.
24. Рулевая тяга.
25. Скоба крепления рулевого механизма.
26. Правая опора рулевого механизма.
27. Защитный чехол рулевого механизма.
28. Рулевой механизм.

Примечания и дополнения

— Исправность рулевого управления можно проверить: «Поверка исправности рулевого управления автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099».

Еще статьи по автомобилям ВАЗ 2108, 2109, 21099

— Разборка рулевой рейки автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

— Устройство рулевой рейки автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

— Замена наконечника рулевой тяги автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

— Зимние шины на автомобиль ВАЗ 2108, 2109, 21099

— Гудок автомобилей ВАЗ 2108, 2109, 21099

Поворотные ручки на рулевом колесе для водителей с ограниченными физическими возможностями

Цены
(1) Цены не включают государственные пошлины и налоги, любые финансовые сборы, любые сборы за обработку документов дилеров, любые сборы за электронную регистрацию, любые сборы NMEDA и сборы за тестирование выбросов. Цены подвержены изменениям; Пожалуйста, посетите магазин для получения подробной информации и прав на любые скидки. Мы оставляем за собой право изменять любую информацию в любое время, включая цены, и не даем никаких гарантий относительно точности информации, содержащейся в данном документе.

Калькулятор выплат по ссуде
(2) Результаты этого калькулятора выплат по ссуде служат только для сравнения. Расчетный платеж является приблизительным, фактические платежи от финансового учреждения могут отличаться. При условии утверждения кредита и условий.

Экономия топлива
(3) Эта информация содержит оценки EPA для нового автомобиля. Фактическая экономия топлива будет различаться по многим причинам, включая условия вождения и способ вождения и обслуживания автомобиля.Модификации автомобиля на вторичном рынке могут повлиять на экономию топлива, особенно те, которые изменяют вес, аэродинамику или размер колес / шин автомобиля. Оценки основаны на данных fueleconomy.gov.

Один год бесплатно ProtectionWorks
(4) При покупке любого автомобиля. Розничная стоимость 199 долларов. Предложение не распространяется на предыдущие покупки. Помощь ProtectionWorks на дороге предоставляется MobilityWorks через администрацию продукта Axiom.

Купить прямую БЕСПЛАТНУЮ доставку в любую точку США
(5) Бесплатная доставка действительна при покупке подержанного автомобиля в рамках нашей программы прямых покупок.Бесплатная доставка автомобилей, приобретенных на Аляске и Гавайях, действительна только в офисах California MobilityWorks.

CPO
(6) Заводская проверка, гарантия на трансмиссию и переоборудование предоставляется BraunAbility.

ProtectionWorks
(7) Помощь ProtectionWorks на дорогах предоставляется MobilityWorks через администрацию продуктов Axiom.

Home Test Drive
(8) Тест-драйв должен проходить в пределах 100 миль от места расположения MobilityWorks.Требуются действующие водительские права и страховка. Только один тест-драйв на одного клиента. Максимум 100 миль за тест-драйв. Топливо не включено. Транспортные средства, доступные для тест-драйва, предоставляются при наличии инвентаря на дату тест-драйва. Курение в автомобиле запрещено. За исключением тест-драйвов для коммерческого использования.

Заводская гарантия на CPO
(9) Заводская гарантия предоставляется производителем оригинального оборудования

Предложение по финансированию с годовой процентной ставкой 1,9% для автомобилей с конверсией BraunAbility
(10) Предложение по финансированию действует до 27 ноября 2021 года.Акция действительна для любого автомобиля 2011 года выпуска или новее с пробегом менее 125 000 с новой или подержанной конверсией BraunAbility® и требует внесения наличных или обменного капитала в размере 20% от общей стоимости. 1,9% годовых (годовая процентная ставка) на срок до 72 месяцев. Ежемесячные платежи зависят от цены автомобиля, первоначального взноса и утвержденного кредита. Не все, что применимо, будет одобрено. Утверждение на основе кредитного рейтинга 720 или выше и минимальной суммы кредита 8000 долларов США.

$ 1000 Экономия дилеров для ветеранов
(11) Экономия дилеров доступна только для всех действующих и бывших ветеранов на любом транспортном средстве, доступном для BraunAbility.Можно комбинировать только с предложением финансирования 1,9% на 72 месяца. Предложение действительно с 01.10.2021 по 30.11.2021. Предыдущие продажи исключены. Требуется предъявление действующего или неактивного военного билета.

Бесплатная круглосуточная тест-драйв
(13) Требуются действующие водительские права и страховка. Только один тест-драйв на одного клиента. Максимум 100 миль за тест-драйв. Топливо не включено. Транспортные средства, доступные для тест-драйва, предоставляются при наличии инвентаря на дату тест-драйва. Курение в автомобиле запрещено.За исключением тест-драйвов для коммерческого использования.

Бесплатная доставка
(15) Бесплатная доставка из ближайшего офиса MobilityWorks к вам домой.

Прямая покупка — 5-дневная гарантия возврата денег
(16) Пятидневный период начинается в день доставки автомобиля и заканчивается в 17:00 по центральному времени пятого дня. Доступность программы может зависеть от предварительного отбора зачетных единиц, и все они могут не соответствовать требованиям. Применяются дополнительные ограничения программы, условия и положения.

417 долларов в месяц — б / у Dodge Grand Caravan SXT 2019 года с новым BraunAbility CompanionVan® Easy Ramp Conversion
(17) Для финансирования рекламной акции требуется скидка 20% или обмен или эквивалент и 120 платежей в размере 417 долларов в месяц.5,99 %% годовых (годовая процентная ставка) на 120 месяцев. Ежемесячные платежи основаны на указанной выше цене, первоначальном взносе и утвержденном кредите. Финансирование через M&T Bank. Не все покупатели будут иметь право на предложение. Утверждение основано на кредитном рейтинге 740 или выше. Предложение действует до 30 ноября 2021 года.

399 долларов США в месяц Б / у Dodge Grand Caravan SXT 2019 года с новой ручной переоборудованием BraunAbility
(18) Для финансирования рекламной акции требуется 20% скидка или обмен или эквивалент и 120 платежей в размере 399 долларов в месяц.5,99% годовых (годовая процентная ставка) на 120 месяцев. Ежемесячные платежи основаны на указанной выше цене, первоначальном взносе и утвержденном кредите. Финансирование через M&T Bank. Не все покупатели будут иметь право на предложение. Утверждение основано на кредитном рейтинге 740 или выше. Предложение действует до 30 ноября 2021 года.

44 995 долларов США — Подержанный автомобиль Dodge Grand Caravan SXT 2019 года с новой ручной переоборудованием BraunAbility
(19) Доступны ограниченные количества. Цены плюс государственные сборы и налоги, любые финансовые сборы, любые сборы за обработку документов дилером и любые сборы за электронную регистрацию, а также любые сборы за тестирование выбросов.Никакие другие скидки или льготы не применяются. Предложение распространяется на бывшие в употреблении Dodge Grand Caravan SXT 2019 года с НОВОЙ механической переоборудованием BraunAbility с задним входом. Фотографии автомобилей показаны только для иллюстрации. Реальные автомобили могут отличаться. Предложение действует до 30 ноября 2021 года.

$ 46,995-Easy Ramp — Простота использования Power Ramp
(20) Доступны ограниченные количества. Цены плюс государственные сборы и налоги, любые финансовые сборы, любые сборы за обработку документов дилером и любые сборы за электронную регистрацию, а также любые сборы за тестирование выбросов.Никакие другие скидки или льготы не применяются. Предложение $ 46995 распространяется на подержанный автомобиль Dodge Grand Caravan SXT 2019 года с НОВОЙ переоборудованием BraunAbility CompanionVan® Easy Ramp. Все автомобили с пробегом 37000 и более. Фотографии автомобилей показаны только для иллюстрации. Реальные автомобили могут отличаться. Предложение действует до 30 ноября 2021 г.

Соответствует требованиям FSA или HSA
(21) Не все расходы на медицинское оборудование в MobilityWorks соответствуют требованиям FSA или HSA. MobilityWorks не принимает карты HSA или FSA в качестве оплаты.Клиент должен запросить возмещение у администратора своего плана. Свяжитесь с администратором вашего плана или работодателем для получения дополнительной информации о том, как предоставить соответствующую документацию для возмещения расходов и какие расходы на медицинское обслуживание покрываются.

В честь ваших услуг — скидка 10% на аренду
(22) При наличии. Требуется предварительная встреча и предъявление действующего или неактивного военного билета. Срок действия предложения истекает 31.12.21. Ограничьте один купон на одного покупателя. Промокод: 10% OFFVET

Обслуживание в аэропорт и из аэропорта
(23) В участвующих пунктах.Может взиматься дополнительная плата.

Скидка 10% на аренду — Забронируйте онлайн
(24) В зависимости от наличия. Чтобы получить скидку, необходимо сделать бронирование онлайн. Одноразовое использование. Не может сочетаться с другими предложениями. Срок действия предложения истекает 31.12.2021. Промокод: ONLINE10

Контракт на расширенное обслуживание Mobility Guard
(25) Контракт на расширенное обслуживание MobilityGuard является стандартным для каждого приобретенного подержанного автомобиля, на который больше не распространяется гарантия производителя оригинального оборудования из-за пробега или возраста автомобиля.Все остальные условия покрытия MobilityGuard должны быть соблюдены. MobilityGuard распространяется на автомобиль с пробегом не более 150 000 миль и модельным годом 2005 или новее. MobilityGuard действует в течение первых 3 месяцев или 3000 миль после покупки. Исключая автомобили коммерческого использования.

Аренда — Доступны новые модели автомобилей с боковыми и задними пандусами
(27) В некоторых местах.

Предложение по аренде — аренда на 2 дня, третий день бесплатно
(31) Аренда должна быть на 3 дня подряд и в одном счете.Арендная ставка составляет 130 долларов в день без учета налогов и сборов. Требуется предварительная встреча. Срок действия предложения истекает 31.12.21. Ограничьте один купон на одного покупателя. Промокод: THIRDAYFREE2021

Специальное предложение для оборудования и доступа к дому — без процентов при полной выплате в течение 18 месяцев
(32) Для высококвалифицированных покупателей в течение ограниченного времени на определенное оборудование и продукты доступа к дому, когда вы используете финансирование компании Service Finance Company. Минимальный ежемесячный платеж требуется в течение первых 18 месяцев с даты покупки.Начисленные проценты и комиссии будут взиматься с вашего счета с даты покупки, если остаток покупки не будет полностью выплачен в течение 18 месяцев. Предоплата без штрафа. Предложение действительно до 30 сентября 2021 г. При условии утверждения кредита и завершения финансовых документов. Годовая процентная ставка колеблется от 13,99% до 24,99% в зависимости от штата. Принять условия. См. Подробности о финансировании для получения дополнительной информации.

Сервис — получение и доставка
(35) Должен находиться в пределах 50 миль от офиса MobilityWorks.

417 долларов в месяц. Ежемесячный платеж. Вход со стороны водителя. Тихая поездка.
(37) Финансирование рекламной акции требует 20% -ной компенсации или обмена капитала и 120 платежей в размере 417 долларов в месяц. 5,99% годовых (годовая процентная ставка) на 120 месяцев. Ежемесячные платежи основаны на указанной выше цене, первоначальном взносе и утвержденном кредите. Финансирование через M&T Bank. Не все, что применимо, будет одобрено. Утверждение основано на кредитном рейтинге 740 или выше. Предложение действует до 30 ноября 2021 года.

Приобретается всего за 44 995 долларов — Dodge Grand Caravan SXT 2019 года с новой механической переоборудованием Driverge FlexFlat с задним входом
(38) Доступны ограниченные количества.Цены плюс государственные сборы и налоги, любые финансовые сборы, любые сборы за обработку документов дилером и любые сборы за электронную регистрацию, а также любые сборы за тестирование выбросов. Никакие другие скидки или льготы не применяются. Предложение распространяется на Dodge Grand Caravan SXT 2019 года с новой механической переоборудованием Driverge® FlexFlat с задним входом. Фотографии автомобилей показаны только для иллюстрации. Реальные автомобили могут отличаться. Предложение действует до 30 ноября 2021 г.

399 долларов США в месяц — Dodge Grand Caravan SXT 2019 года с новой ручной переоборудованием с плоским задним входом Driverge Flex
(39) Для финансирования рекламной акции требуется скидка 20% или обмен или эквивалент и 120 платежей в размере 399 долларов в месяц.5,99% годовых (годовая процентная ставка) на 120 месяцев. Ежемесячные платежи основаны на указанной выше цене, первоначальном взносе и утвержденном кредите. Финансирование через M&T Bank. Не все покупатели будут иметь право на предложение. Утверждение основано на кредитном рейтинге 740 или выше. Предложение действует до 30 ноября 2021 года.

Покупка всего за 46995 долларов США — Dodge Grand Caravan SXT 2019 года с новым преобразователем мощности Driverge® с боковым входом и технологией Quiet Ride ™.
(40) Доступно ограниченное количество. Цены плюс государственные сборы и налоги, любые финансовые сборы, любые сборы за обработку документов дилером и любые сборы за электронную регистрацию, а также любые сборы за тестирование выбросов.Никакие другие скидки или льготы не применяются. Предложение распространяется на Dodge Grand Caravan SXT 2019 года с новой системой преобразования мощности с боковым входом Driverge® и технологией Quiet Ride ™. Фотографии автомобилей показаны только для иллюстрации. Реальные автомобили могут отличаться. Предложение действует до 30 ноября 2021 г.

435 долл. США в месяц — Подержанный автомобиль Dodge Grand Caravan SXT 2019 года с НОВЫМИ адаптивными системами мобильности. Боковое преобразование мощности
(43) Для финансирования рекламной акции требуется 20% скидка или обмен или эквивалент и 120 платежей в размере 435 долл. США в месяц.5,99% годовых (годовая процентная ставка) на 120 месяцев. Ежемесячные платежи основаны на указанной выше цене, первоначальном взносе и утвержденном кредите. Финансирование через M&T Bank. Не все покупатели будут иметь право на предложение. Утверждение основано на кредитном рейтинге 740 или выше. Предложение действует до 30 ноября 2021 г.

Покупка всего за 48 995 долларов — Подержанный автомобиль Dodge Grand Caravan SXT 2019 года с НОВЫМИ адаптивными системами мобильности с боковым вводом мощности
(44) Доступно ограниченное количество. Цены плюс государственные сборы и налоги, любые финансовые сборы, любые сборы за обработку документов дилером и любые сборы за электронную регистрацию, а также любые сборы за тестирование выбросов.Никакие другие скидки или льготы не применяются. Предложение распространяется на подержанный Dodge Grand Caravan SXT 2019 года с НОВЫМИ адаптивными системами мобильности с боковым преобразованием мощности. Фотографии автомобилей показаны только для иллюстрации. Реальные автомобили могут отличаться. Предложение действует до 30 ноября 2021 года.

Что такое система рулевого управления? — Обзор и детали

Что такое система рулевого управления?

Рулевое управление — это система компонентов, рычагов и т. Д., Которая позволяет транспортному средству следовать заданному курсу. Исключением является железнодорожный транспорт, в котором железнодорожные пути в сочетании со стрелочными переводами (также известные как «точки» в британском английском языке) обеспечивают функцию рулевого управления.Основная цель системы рулевого управления — позволить водителю управлять автомобилем.

Система рулевого управления преобразует вращение рулевого колеса в поворотное движение опорных колес таким образом, что обод рулевого колеса поворачивается далеко, а опорные колеса — на короткое расстояние.

Система позволяет водителю использовать только легкие силы для управления тяжелым автомобилем. Обод рулевого колеса диаметром 15 дюймов (380 мм), перемещающий четыре оборота от полного левого упора до полного правого упора, проходит почти 5 м (16 футов), в то время как край опорного колеса перемещается на расстояние немногим более 12 в.(300 мм). Если бы водитель поворачивал опорное колесо напрямую, ему или ей пришлось бы толкать почти в 16 раз сильнее.

Рулевое усилие передается на колеса через систему шарнирных соединений. Они предназначены для того, чтобы колеса могли двигаться вверх и вниз вместе с подвеской без изменения угла поворота.

Они также гарантируют, что при прохождении поворотов внутреннее переднее колесо, которое должно двигаться по более крутой кривой, чем внешнее, становится более крутым.

Шарниры должны быть отрегулированы очень точно, и даже небольшой люфт в них делает рулевое управление опасно неаккуратным и неточным.

Обычно используются две системы рулевого управления — зубчатая рейка и рулевой механизм.

На больших автомобилях любая система может иметь усилитель, чтобы еще больше снизить усилия, необходимые для ее перемещения, особенно когда автомобиль движется медленно.

Типы систем рулевого управления

Доступны два типа систем рулевого управления. Это:

  • Гидравлическая
  • Электрическая / электронная

1. Гидравлическая система рулевого управления:

Гидравлические системы рулевого управления с усилителем работают за счет использования гидравлической системы для увеличения силы, прилагаемой к входам рулевого колеса в управляемую ( обычно передние) опорные катки.

Гидравлическое давление обычно исходит от генератора или пластинчато-роторного насоса, приводимого в действие двигателем транспортного средства. Это называется гидравлической системой рулевого управления.

2. Электрическая / электронная система рулевого управления:

Электрическая / электронная система рулевого управления также известна как система рулевого управления с усилителем. В транспортных средствах система рулевого управления с усилителем помогает водителям управлять транспортным средством, увеличивая усилие рулевого управления, необходимое для поворота рулевого колеса, что упрощает поворот или маневрирование транспортного средства.

В системах рулевого управления с электроусилителем вместо гидравлических систем используются электродвигатели. Это известно как электрическая / электронная система рулевого управления.

Детали системы рулевого управления:

Доступные части системы рулевого управления:

  • Шаровые шарниры
  • Втулки
  • Тяги стабилизатора поперечной устойчивости
  • Центральные звенья
  • Рычаги натяжного ролика / рычаги кардана
  • и шестерни
  • Концы / втулки рулевой тяги
  • ШРУСы / пыльники
  • Полуоси CV
  • Амортизаторы
  • Стойки / картриджи

Это части системы рулевого управления.

Компоненты системы рулевого управления:

Компоненты системы рулевого управления перечислены ниже. Это:

  • Рулевое колесо
  • Рулевая колонка или вал.
  • Рулевой механизм
  • Подвесной рычаг
  • Шаровые шарниры
  • Тяга
  • Рулевой рычаг
  • Поворотный вал
  • Левый шпиндель и шкворень
  • Левый рычаг поперечной рулевой тяги

1. Рулевое колесо:

Рулевое колесо — это колесо управления, которым водитель управляет.Он содержит выключатель индикатора движения, выключатель света, выключатель стеклоочистителя и т. Д. Его также называют ведущим колесом или маховиком — это тип рулевого управления в транспортных средствах.

Рулевые колеса используются в большинстве современных наземных транспортных средств, включая все автомобили массового производства, а также автобусы, легкие и тяжелые грузовики и тракторы.

2. Рулевая колонка или вал:

Рулевая колонка, также известная как вал, установлена ​​внутри полой рулевой колонки. Когда рулевое колесо поворачивается, рулевой вал также будет вращаться.За счет этого движение передается на рулевой механизм.

Рулевая колонка расположена в верхней части рулевой системы и крепится непосредственно к рулевому колесу. Затем рулевая колонка прикрепляется к промежуточному валу и универсальным шарнирам.

3. Рулевой механизм:

Рычаг шатуна на одном конце имеет шлицевое соединение с коромыслом рулевого механизма, а другой конец соединен с тяговым рычагом с помощью шарового шарнира.

Рулевой редуктор содержит шестерни, которые передают управляющие воздействия водителя на рулевую тягу, которая поворачивает колеса, и умножает изменения рулевого управления, выполняемые водителем, так что передние колеса двигаются больше, чем рулевое колесо.

4. Подвесной рычаг или рычаг подъемника:

Когда рулевое колесо поворачивается вправо или влево, подъемник передает движение, которое он получает от рулевого редуктора, на рулевую тягу. «Рычаг самосвала» используется для корректировки рулевого управления, когда автомобиль имеет лифт подвески.

5. Шаровые шарниры:

Шаровые шарниры представляют собой сферические подшипники, которые соединяют рычаги управления с поворотными кулаками. Шпилька подшипника имеет коническую форму с резьбой и входит в коническое отверстие поворотного кулака.Защитный кожух предотвращает попадание грязи в узел шарнира.

6. Перетаскивающее звено:

Перетаскивающее звено преобразует поворотную дугу рулевого рычага в линейное движение в плоскости других рулевых тяг. «Соединительное звено соединяет штангу шатуна с рулевым рычагом или, в некоторых случаях, соединяется с узлом поперечной рулевой тяги.

7. Рулевой рычаг:

Рулевой рычаг представляет собой рычаг для передачи поворачивающего усилия от рулевого механизма на тяговое звено, особенно автомобильного транспортного средства.

Основная функция рулевого управления — позволить водителю безопасно и точно управлять автомобилем. Помимо этого, система рулевого управления также позволяет снизить усилия водителя, облегчая управление автомобилем.

8. Поворотная ось:

Когда рулевое колесо вращается, движение передается на руку шатуна через коробку передач. Это движение передается на перетаскивающее звено. Тормозное звено передает это движение на поворотную ось, которая вращается вокруг шкворня.Это поворачивает правое колесо.

9. Левый шпиндель и поворотный рычаг:

В автомобильной подвеске поворотный кулак — это та часть, которая содержит ступицу или шпиндель колеса и прикрепляется к компонентам подвески и рулевого управления. Его также называют поворотным кулаком, шпинделем, стойкой или ступицей.

Колесо и шина в сборе прикрепляются к ступице или шпинделю поворотного кулака, где шина / колесо вращается, удерживаясь в устойчивой плоскости движения кулаком / подвеской в ​​сборе.

10. Левый рычаг поперечной рулевой тяги:

Правая и левая поперечные рулевые тяги соединены друг с другом центральным звеном, которое также крепится к рычагу Pitman на рулевом механизме и рычагу натяжного колеса на рулевом механизме. пассажирская сторона автомобиля.

Реечное рулевое управление в настоящее время является наиболее распространенным из двух систем рулевой тяги.

СВЯЗАННЫЕ СООБЩЕНИЯ

Что такое система рулевого управления с гидроусилителем?

Что такое гидроусилитель руля?

«Поворот» — это основная функция транспортного средства, которая создается системой рулевого управления, которая изменяет направление транспортного средства путем поворота рулевого колеса, которое дополнительно поворачивает шины.Система рулевого управления с гидроусилителем — это механическое устройство, которое помогает водителю повернуть автомобиль за счет увеличения усилия рулевого управления , необходимого для поворота колес, что упрощает управление или перемещение транспортного средства.

Насос гидроусилителя сжимает и обеспечивает попадание гидравлической жидкости в систему гидроусилителя рулевого управления автомобиля, которая помогает водителю управлять рулевыми колесами автомобиля.

Электрический или гидравлический привод обеспечивает управляемую мощность на рулевое устройство, так что водитель может прикладывать меньше энергии для поворота рулевого колеса при движении с нормальной скоростью или когда транспортное средство неподвижно.

Рулевое управление с гидроусилителем спроектировано таким образом, что они обеспечивают искусственную обратную связь о силах, действующих на колеса. Эта система имела ротор с прорезями, который поворачивается, позволяя жидкости поступать в насос.

По мере того, как жидкость попадает в ротор, он продолжает вращаться, перемещая жидкость к дренажному отверстию. На этом этапе жидкость вводит резервуар в систему рулевого управления, где резервуар помогает рулевому механизму использовать соответствующее давление, чтобы колеса вращались плавно.

Рулевое управление с гидроусилителем транспортного средства является важным компонентом динамики транспортного средства, которое объединяет несколько механических частей под определенными углами поворота ключа для поворота передних колес транспортного средства в ответ на действия пассажира через рулевые колеса.

В настоящее время 80% всех транспортных средств на дорогах имеют системы рулевого управления с усилителем, которые стали неотъемлемым требованием каждого транспортного средства.

Как работает гидроусилитель руля?

Система рулевого управления преобразует вращательное движение рулевого колеса в вращательное движение опорного колеса, так что обода рулевого колеса могут поворачивать на большое расстояние для перемещения опорного колеса на короткое расстояние.

Система рулевого управления с гидроусилителем работает по-разному в зависимости от используемого множителя силы. Поэтому, чтобы понять, как работает гидроусилитель руля, нужно разбираться в следующих методах индивидуально.

1) Гидравлический усилитель рулевого управления

В системе рулевого управления с гидроусилителем (HPS) используется гидравлическая система для увеличения входного усилия рулевого управления и плавного поворота передних колес. Эта сила создается цепочкой из различных частей, таких как гидравлическое масло с высокой степенью сжатия, гидравлические линии, гидравлический роторный насос, гидроцилиндр и соединительный механизм, который соединяет гидравлическую систему с системой рулевого управления.

Гидравлическая система рулевого управления работает следующим образом:

  • Когда водитель передает сигнал, поворачивая рулевое колесо, гидравлический насос с приводом от двигателя начинает прокачку гидравлического масла под высоким давлением по магистрали.
  • Гидравлическое усилие, создаваемое насосом, поступает в цилиндр, который распределяет это давление на поршень гидроцилиндра.
  • Поршень высокого давления начинает двигаться от одного конца до другого, проталкивая больше жидкости по линии.По мере движения поршня входная сила привода многократно увеличивается.
  • Затем жидкость под высоким давлением, подаваемая цилиндром, оказывает давление на шестерни, соединенные с устройством сцепления, тем самым прикладывая большое усилие к реечной передаче для поворота передних колес.

Для лучшего понимания работы гидравлической системы рулевого управления посмотрите следующее видео:

2) Электроусилитель рулевого управления (EPS)

В типах рулевых систем электроусилитель — это новейшая система рулевого управления с усилителем.Это связано с тем, что в этой системе электродвигатель использует усилие на входе рулевого управления вместо гидравлической жидкости. Работа электрической системы рулевого управления приведена ниже:

  • Когда водитель передает данные через рулевое колесо, электронный датчик, установленный на рулевой колонке, обнаруживает эти данные и отправляет их в ЭБУ автомобиля (электрический блок управления).
  • ЭБУ автомобиля анализирует вход рулевого колеса и подает сигнал напряжения на электродвигатель на конце рулевой колонки.Шестерни электродвигателя всегда зацепляются с ведущими шестернями.
  • Электрический блок управления отправляет сигнал напряжения, чтобы электродвигатель, питаемый от автомобильного аккумулятора, мог запускаться и выдавать определенный крутящий момент на основе значения полученного сигнала напряжения.
  • Как только двигатель запускается, шестерни, которые поддерживают постоянное зацепление с шестернями, начинают передавать увеличенный крутящий момент на шестерню, которая передает этот крутящий момент на фиксированную рейку.
  • Когда эта шестерня передает крутящий момент на рейку, рейка перемещается, чтобы управлять передними колесами по мере необходимости (через соединенные рулевые тяги).

Чтобы лучше понять принцип работы EPS, посмотрите следующее видео:

Типы систем рулевого управления с усилителем

Система рулевого управления с гидроусилителем бывает трех типов:

  1. Гидравлическая система рулевого управления
  2. Электрическая система рулевого управления
  3. Тяга гидроусилителя
  4. Электрогидравлическая система рулевого управления
  5. Встроенный усилитель руля

1) Гидравлическая система рулевого управления

В системе с гидроусилителем рулевого управления (HPS) используется гидравлическая система для увеличения усилия, прилагаемого рулевым колесом, к рулевому управлению опорным колесом транспортного средства (обычно передними колесами).Гидравлическое усилие обычно создается насосом, который приводится в действие двигателем автомобиля.

Гидравлический цилиндр двойного действия заставляет рулевые механизмы вращать опорное колесо. Эти рулевые колеса используют клапан для управления потоком цилиндра.

Когда водитель прикладывает больший крутящий момент к рулевой колонке и рулевому колесу, клапан увеличивает расход жидкости через цилиндр, и большее усилие будет прилагаться для поворота колес. Когда поршень гидроцилиндра касается конца своего хода, нагнетательный клапан останавливает опасное нарастание давления.

Поскольку насос гидроусилителя рулевого управления представляет собой поршневой насос прямого вытеснения, поток, обеспечиваемый этим насосом, пропорционален частоте вращения двигателя. Это означает, что рулевое управление естественно движется быстрее на высоких оборотах двигателя, чем на низких оборотах двигателя.

Преимущества гидравлической системы рулевого управления: —

  • Гидравлическая система рулевого управления не имеет преимуществ в автомобилях.
  • Все узлы исправны.
  • В случае грузовика дешевле, чем EPS

Недостатки гидравлической системы рулевого управления: —

  • Имеет больший вес, чем EPS
  • Имеет более высокую цену, чем ППС (для автомобилей)
  • Большая задержка отклика по сравнению с EPS (из-за люфта в конструкции)
  • Требуется серьезное обслуживание
  • При отказе гидроусилителя система оказывается тяжелее, чем ручное рулевое управление.

Знаете ли вы: как работают гибридные автомобили?

2) Электронная / электрическая система рулевого управления

Рулевое управление с электроприводом (MDPS) или система рулевого управления с электроусилителем (EPS) использует электродвигатель вместо гидравлической системы, чтобы помочь водителю автомобиля.

Датчики автомобиля определяют крутящий момент и положение рулевой колонки, а модуль AI передает вспомогательный крутящий момент через электродвигатель, который соединяет рулевую колонку или рулевой механизм.Таким образом, вы можете оказывать различные услуги поддержки в зависимости от дорожной ситуации.

Инженеры могут регулировать реакцию рулевого механизма в сборе в соответствии с регулируемой скоростью и переменной скоростью, системой подвески, работой, регулировкой хода, управляемости и рулевого управления любого транспортного средства.

На автомобилях группы Fiat вы можете настроить размер поддержки с помощью кнопки « CITY ». Это позволяет вам переключаться между двумя разными кривыми помощи, и многие другие системы EPS содержат разные функции поддержки.Это очень помогает, когда автомобиль замедляется, и меньше — на высокой скорости.

В MDPS всегда поддерживается механическая связь между рулевым механизмом и рулевым колесом. Механическую связь можно использовать в качестве резервного устройства в случае отказа питания или какой-либо детали, которая не может оказать помощь.

Если система рулевого управления с электроусилителем выходит из строя, водитель оказывается в ситуации, когда для поворота руля требуется большое усилие. Это тяжелое усилие похоже на работу нефункциональной гидравлической системы помощи при рулевом управлении.

Преимущества системы электрического рулевого управления: —

  • Имеет меньшую цену, чем ДНС (для легковых автомобилей)
  • Простая сборка
  • Легкий
  • Требует меньшего обслуживания, чем гидравлическая система

Недостатки электрической системы рулевого управления: —

  • Максимальное количество не обслуживаемых компонентов.
  • Блок гидроусилителя находится на рулевой колонке, так что это тяжелая колонка.

3) Электрогидравлический усилитель рулевого управления

Электрогидравлическая система рулевого управления — это улучшенная версия гидравлической системы, в которой размещен гидравлический насос рулевого управления, который приводится в действие электродвигателем вместо двигателя.

Эта система также известна как гибридная система рулевого управления, поскольку в ней используются электрические и гидравлические компоненты.

4) Встроенный усилитель рулевого управления

Встроенный усилитель рулевого управления используется для получения вспомогательного усилия, когда усилие на ободе рулевого колеса становится от 2 до 5 фунтов. Эта система имеет специальный встроенный редуктор с усилителем, гидравлические трубопроводы и насос гидроусилителя рулевого управления. Он имеет гидравлический поршень, который установлен в коробке передач рулевого управления.

Коробка передач имеет регулирующий клапан, гидравлический поршень, секторную шестерню и обычный червяк.В соответствии со встроенной конструкцией гидроусилителя рулевого управления регулирующий клапан может иметь различную конструкцию, например поворотный или золотниковый.

Обратный контактный клапан соединен с упорным подшипником червячного вала через рычаг привода и тягу. Крутящий момент упорного подшипника приводит в движение регулирующий клапан, открывает и закрывает масляный канал между корпусом клапана и корпусом узла шестерни и шестерни.

5) Тяга гидроусилителя руля

В этой системе силовой цилиндр соединен с рулевой тягой.Навесной гидроусилитель рулевого управления имеет гидрораспределитель. Одна сторона этого клапана соединяется с центральным звеном или тяговым звеном.

Рулевой механизм и рулевое колесо посылают входные сигналы на регулирующий клапан.

Клапан реагирует, открывает соединение и направляет гидравлическую жидкость к гидроцилиндру путем поворота вправо или влево. Этот цилиндр соединяется с рулевой тягой. Поток жидкости на одной стороне поршня гидроцилиндра управляет направлением усилия. Основным недостатком этой системы рулевого управления является то, что ее можно легко повредить.

Компоненты системы рулевого управления

Система рулевого управления состоит из следующих основных компонентов:

  1. Насос гидроусилителя
  2. Напорная трубка
  3. Регулирующий клапан
  4. Руль
  5. Вал
  6. Рулевой механизм

1) Руль

Рулевое колесо также известно как колесо управления, которое водитель использует для поворота автомобиля. У него есть выключатель стеклоочистителя, выключатель света, выключатель светофора и многое другое.Это колесо также известно как ведущее колесо. Маховик — это тоже своего рода рулевое управление для автомобиля.

Рулевые колеса используются почти во всех новейших наземных автомобилях, включая тракторы, тяжелые и легкие грузовики, автобусы, легковые автомобили и т. Д.

2) Вал или рулевая колонка

Вал, также называемый рулевой колонкой, установлен в полой рулевой колонке. Когда водитель поворачивает рулевое колесо, рулевая колонка также вращается. Таким образом, движение рулевого колеса передается на рулевые механизмы.

3) Рулевой механизм

Один конец рычага шатуна имеет шлицевое соединение с коромыслом рулевого механизма, а другой конец соединен с тормозной цепью посредством шарового шарнира.

Рулевой механизм передает входной сигнал рулевого управления водителя на механизм рулевой тяги для поворота колеса транспортного средства. Он также увеличивает изменение направления движения водителя, так что передние колеса могут поворачиваться выше рулевого колеса.

4) Рычаг Питмана или Drop arm

Когда вы поворачиваете рулевое колесо влево или вправо, самосвал передает движение на рулевую тягу, которое он получает от рулевого механизма.Если у автомобиля есть подъемник подвески, то для регулировки рулевого управления используется «опускающийся рычаг».

5) Шаровая опора

Шаровая опора — это шарикоподшипник, соединяющий поворотный кулак с рычагом управления. Болты подшипников имеют коническую форму и резьбу и устанавливаются в конические отверстия поворотных кулаков. Защитный кожух не допускает попадания пыли в шарнирный узел.

6) Перетащите ссылку

Этот компонент системы рулевого управления преобразует дугу изгиба рулевого рычага в линейное движение в плоскости других рулевых тяг.Тяги соединяют рулевой рычаг с рычагом подвески или, в некоторых случаях, соединяют с узлом рулевой тяги.

7) Рычаг рулевого управления

Рычаг рулевого управления — это рычаг, с помощью которого усилие рулевого управления передается от рулевого механизма на тягу.

Основная цель усилителя рулевого управления — дать возможность водителю правильно и безопасно повернуть автомобиль.

8) Поворотный мост

При вращении рулевого колеса его движение передается через рулевой механизм на руку шатуна.После этого движение переходит на перетаскивающее звено. А тяговое звено передает это движение на поворотную ось, которая вращается вокруг шкворня. Это повернет правое колесо автомобиля.

9) Поворотный кулак

В подвеске транспортного средства поворотный кулак — это компонент, который имеет шпиндель или ступицу колеса и соединяется с деталями рулевого управления и подвески. Он также известен как ступица, стойка, шпиндель и поворотный кулак.

10) Насос гидроусилителя

Насос гидроусилителя рулевого управления сжимает гидравлическую жидкость и увеличивает давление жидкости.После этого насос рулевого управления нагнетает давление в цилиндр системы рулевого управления.

Как определить, что насос гидроусилителя рулевого управления работает плохо?

Ниже перечислены основные симптомы неисправности насоса гидроусилителя рулевого управления:

.

1) Утечка жидкости гидроусилителя руля

Жидкость для гидроусилителя руля — важная часть насоса. Следовательно, утечка слишком небольшого количества жидкости гидроусилителя рулевого управления из насоса может вызвать проблемы. Насосы также могут пострадать от физических повреждений из-за износа и старения.

2) Цвет жидкости гидроусилителя руля

При проверке уровня жидкости в резервуаре для хранения обратите внимание на цвет жидкости рулевого управления с гидроусилителем. Если он серый, это означает, что он ржавый и не может работать должным образом. Слишком много воздуха, попадающего в систему, может вызвать ржавчину из-за неисправного насоса гидроусилителя рулевого управления.

3) Визг при запуске

Это знак, указывающий на то, что ремень привода вспомогательных агрегатов был ослаблен, но он также указывает на то, что насос гидроусилителя рулевого управления работает плохо.Перед заменой насоса убедитесь, что натяжение ремня вспомогательного оборудования отрегулировано должным образом.

Если вы слышите скрип при крутом повороте, а не только при запуске, это может указывать на ослабление ремня и неисправность насоса.

4) Стон или нытье при рулевом управлении

Другие необычные звуки могут возникать из-за неисправности насоса рулевого управления с гидроусилителем. Затенение имеет более жестокий шум, чем нытье. Этот шум в основном возникает из-за нехватки соответствующей жидкости, которая может повредить другие компоненты системы рулевого управления с гидроусилителем.Шум также может возникать из-за выбитого подшипника с места.

Воющий шум обычно усиливается по мере увеличения скорости двигателя и поворота рулевого колеса. Если вы слышите такие странные звуки при повороте колеса, перейдите в безопасное место (например, на легкую дорогу) и поезжайте разными способами (ускоряйтесь, поворачивайте, начинайте движение и тормозите под разными углами и т. Д.), Чтобы выяснить причину и ее решение.

5) Повышенное рулевое усилие

Транспортные средства с усилителем рулевого управления должны управляться довольно легко.Если рулевое управление автомобиля плохо поворачивается и усилие рулевого управления увеличивается, то вы должны проверить насос рулевого управления с гидроусилителем.

Сколько стоит замена насоса гидроусилителя рулевого управления?

Если насос гидроусилителя рулевого управления вашего автомобиля поврежден и не подлежит ремонту, его необходимо заменить. Несколько аспектов влияют на стоимость замены насоса рулевого управления с гидроусилителем . Некоторые из этих факторов приведены ниже:

  1. Первым и наиболее важным фактором, влияющим на стоимость замены насоса рулевого управления, является тип автомобиля, которым вы управляете.Модель и марка вашего автомобиля существенно влияют на стоимость замены насоса гидроусилителя рулевого управления. Если у вас старая версия автомобиля, техник может взимать высокую плату, потому что механику может быть сложнее найти все детали, которые ему нужны. Кроме того, эти детали могут быть более редкими, чем детали нового автомобиля, и их изготовление может занять больше времени. В этом случае плата за замену будет высокой.
  2. Еще одним фактором, влияющим на стоимость замены насоса рулевого управления, является местоположение или район, в котором вы живете.Потому что стоимость всего варьируется в зависимости от района. Прежде чем обращаться к мастеру с просьбой отремонтировать ваш автомобиль, важно получить осмотр и оценку стоимости у технического специалиста. Таким образом, вы сможете лучше понять стоимость замены.

Общие рекомендации по замене насоса рулевого управления с гидроусилителем обычно составляют от $ 200 до $ 350 . В эту цену входит стоимость запчастей и труда. Как мы уже говорили ранее, в зависимости от модели вашего автомобиля и района, в котором вы живете, эта стоимость может быть увеличена.

Преимущества и недостатки гидроусилителя

Система рулевого управления имеет следующие основные преимущества и недостатки:

Преимущества системы рулевого управления
  • Система рулевого управления обеспечивает управляемый и точный поворот на дороге
  • Обеспечивает устойчивость и управляемость рулевого колеса для водителя, что очень помогает на мокрой дороге.
  • Рулевое управление с усилителем позволяет водителю совершать меньшее круговое движение на более низкой скорости.
  • Это очень удобно на дорогах и сложных участках
  • Обеспечивает отличную устойчивость по прямой
  • Система рулевого управления способна создавать большое усилие
  • Эта система обеспечивает легкую смену полосы движения, потому что, если водитель ведет автомобиль на высокой скорости и он хочет быстро сменить полосу движения, то в этом состоянии система рулевого управления помогает быстро сменить полосу движения.

Недостатки системы рулевого управления
  • Система рулевого управления имеет высокую стоимость, поскольку состоит из различных компонентов, таких как насос рулевого управления, вал, рулевое колесо, штанга шаттла, рулевая колонка и т. Д., из-за этого увеличивается его стоимость.
  • Поскольку он содержит много компонентов, он всегда имеет много шансов выйти из строя.
  • Связь чрезвычайно сложная.

Рулевое управление с усилителем и ручное рулевое управление

Основное различие между усилителем руля и ручным рулевым управлением приведено ниже:

Рулевое управление с усилителем Ручное рулевое управление
Система рулевого управления, которая использует некоторый источник энергии для управления колесами автомобиля, известна как рулевое управление с усилителем. Система рулевого управления, в которой для поворота колес используется ручной усилитель, называется системой ручного рулевого управления.
Рулевое управление автомобиля является примером рулевого управления с усилителем. Велосипедное рулевое управление является примером ручного управления.
Очень быстро реагирует. Имеет медленный отклик.
Очень быстро поворачивает колеса автомобиля. Эта система медленно вращает колесо.
ГУР имеет очень высокую стоимость. Ручное рулевое управление имеет невысокую стоимость.
Имеет большой вес. Имеет небольшой вес.
Имеет сложную конструкцию. Имеет простую и надежную конструкцию.
Эта система включает узел рулевого механизма с усилителем, трубопроводы, шланги, резервуар для жидкости и гидравлический насос. Эта система включает рычаги, механическую коробку передач, колонку и рулевое колесо, штангу шатуна, а также шестерню и рейку в сборе.

Раздел часто задаваемых вопросов

Какие бывают типы систем рулевого управления?

Ниже представлены три основных типа рулевых систем:

  1. Гидравлическая система рулевого управления с усилителем
  2. Система рулевого управления с электронным / электрическим усилителем
  3. Электрогидравлическая система
  4. Встроенный усилитель рулевого управления
  5. Рычажный механизм рулевого управления с усилителем

Какова основная функция рулевого управления с усилителем?

Основная функция системы рулевого управления с гидроусилителем — помочь водителю повернуть автомобиль за счет увеличения усилия рулевого управления, необходимого для поворота колес, что упрощает управление или перемещение автомобиля.

Сколько стоит гидроусилитель руля?

Стоимость гидроусилителя руля варьируется в зависимости от района, в котором вы живете. Средняя стоимость замены насоса ГУР составляет от 480 до 710 долларов.

Сами детали составляют большую часть этого числа, их стоимость составляет от 340 до 510 долларов.

Знаете ли вы?

  1. Как работает гибридный автомобиль?
  2. Как работает струйный насос?

Устройство управления ЖК-лучом на основе субволновой структуры дифракционных оптических элементов

Аннотация

Был проведен теоретический анализ жидкокристаллических (ЖК) структур управления лучом на основе субволновых дифракционных оптических элементов.Строгий дифракционный анализ показывает значительное увеличение дифракционной эффективности до 40% при использовании субволновых ЖК-структур по сравнению с обычными структурами ДОЭ. Однако из-за эффектов пограничного поля формирование структуры решетки с высоким показателем дифракционной эффективности внутри жидкокристаллического слоя возможно только в том случае, если соотношение сторон пикселя решетки (высота к ширине) намного меньше единицы (приблизительно 0,1). Это, в свою очередь, требует использования ЖК-ячейки с малым аспектным отношением. Однако моделирование поведения директора ЖК показывает, что такие ультратонкие ЖК-ячейки не смогут обеспечить фазовую модуляцию 2 (пи), необходимую для эффективного управления лучом.Одним из возможных решений этой проблемы является создание светящейся фазовой решетки внутри несимметричного отражающего резонатора Фабри-Перо. Такая конфигурация по существу позволяет увеличить величину фазовой модуляции за счет очень высокой чувствительности такой структуры к изменениям толщины жидкого кристалла, что было подтверждено компьютерным моделированием. Второе возможное решение — формирование стека каскадных дифракционных решеток на основе ультратонких слоев ЖК. Эти решетки одинаково воспроизводятся в каждой из-за эффекта Тальбота.Мы исследовали каскадную систему, состоящую из четырех ультратонких жидкокристаллических слоев, разделенных стеклянными пластинами. Результаты показывают, что толщина каждого слоя в каскаде уменьшается пропорционально количеству слоев с последующим увеличением поглощения. Интересной особенностью каскадной структуры является дискретный набор возможных направлений управления лучом, которые определяются ограничениями эффекта Тальбота.

© (2001) АВТОРСКОЕ ПРАВО Общество инженеров по фотооптическому приборостроению (SPIE).Скачивание тезисов разрешено только для личного использования.

SpinnerDevices (by CCI) — Принадлежности для рулевого управления

Рулевые устройства бывают разных стилей, в том числе:
Поворотная ручка | Кольцо для ампутантов | Пальма Сцепление | Tri-Pin | V-образная рукоятка | LogiTouch

СПИННЕР РУЧКА
• Для водителя с полное использование рулевой руки и руки.

• Обычно используется со стандартным ручным управлением.

Для уверенного управления рулевым управлением одной рукой колесо. Ручка спиннера остается в фиксированном положении. положение с помощью двух поддерживающих ремней, выходящих из фиксированная база, которая прикреплена к рулевому управлению колесо.Наше самое популярное рулевое управление, шариковая ручка плотно прижимается к ладони руки, придавая вам дополнительную силу и управление для легкого вождения. Например, ваш установщик может выбрать подходящий угол наклона ручки ваше предпочтение. Положение базы по внутренняя часть руля регулируется согласно способностям человека.Если у вас высокий рост, его можно повернуть вокруг вашего ногу, чтобы вы могли достичь полного ускорения. Если у вас не получается добраться до указателя поворота. Ручка легко регулируется ближе к повороту сигнальный рычаг.

КОЛЬЦО АМПУТЕ
• Для использования с крючки.

• Для водителя с протезным крючком рулевой рычаг. * Протез должен быть мягким. поверхностные щипцы (неопрен и др.).

Кольцо для инвалидов подходит для большинства водителей с протезным крюком на рулевом (-ых) рычаге (-ах) (типично с двумя пальцами).Один палец идет на внешней стороне кольца другой палец помещается внутри, надежно удерживая вас на рулевом колесе колесо для плавного управления. Изготовлен из прочного сталь. Кольцо инвалида можно надеть на большинство места на колесе. Протез должен имеют клещи с мягкой поверхностью.

ЛАДОНИ ЗАХВАТ (РУЛЕВАЯ МАНЖЕТА)
• Для рук с умеренный тензорный контроль.

• Работает, когда рука удерживается на месте манжетой.
• Застегивается на липучку.
• Предлагает полную поддержку и контроль для водителя с полностью отключенной рукой и запястье.

Это рулевое устройство предназначено для водителей с отсутствие захвата и / или снижение устойчивости запястья.

Шина для запястья с прикрепленным штифтом в вертикальном или горизонтальном положении. это идеально подходит для людей без рук и функция запястья или те, кто не может использовать над рулевыми устройствами.

Можно разместить в любом месте на колесе по рецепту вождения и личному комфорт. Поставляется с мягкой вставкой.

Короткая штанга с замком помещается в основание. руля возле ладони рука, чтобы позволить человеку управлять.

TRI-PIN GRIP
• Для рук без тензорный контроль.

• Нет обвязки руки.
• Обхватывает запястья и сопротивляется усилиям. руки, чтобы вытащить, однако рука может поднимать и снимать в любое время.

Это рулевое устройство предназначено для водителей с отсутствие захвата и / или снижение устойчивости запястья. Тройной штифт надежно поддерживается надежной база расположена внутри рулевого управления колесо. Каждая булавка покрыта пеной, чтобы обеспечить водитель с максимальным комфортом и пеной легко заменяется.Ваша рука и запястье удобно защищены с этим легким трехконтактная рукоятка. Штифты полностью регулируются, чтобы вы могли легко найти свой индивидуальный комфорт параметр. Также доступен противовес. который уменьшает вес Tri-pin Grip, так что вы можете установить его по обе стороны от свой руль.

V-образная рукоятка
• Регулируется для толщина руки.

• Требуется разумное количество тензора контроль.
• Включает три крепежных ремня.

Рулевое устройство v-grip для водителей. с минимальным сцеплением, стабилизирует вождение рука надежно.Защищенная база также регулируется по индивидуальным способностям. С одинарная ручка с пенопластом и алюминий с поролоновым покрытием бинт, обеспечивающий поддержку наотмашь, рука надежно и удобно остается на месте. Ты можно легко отрегулировать одиночный штифт, чтобы найти рулевое управление, которое подходит именно вам.Легко заменяемый поролоновый чехол для комфорта.

Поворотная ручка LogiTouch
• Кнопка быстрого освобождения.

• Регулируемый кронштейн для LigiTouch.
• Включает распорный зажим для более тонких рулевых колес.

Для уверенного управления рулевым управлением одной рукой колесо.Этот блок разработан с кронштейном для удержания блока управления LogiTough. Элементы управления LogiTouch Controls просто защелкиваются на кронштейне, чтобы разместить второстепенные функции прямо у вас под рукой. Ручка спиннера остается в фиксированном положении. положение через фиксированное основание, которое крепится к рулевому управлению колесо. Использование для правшей или левшей.

Устройство поворота луча

Заказы на закупку: Заказы на закупку принимаются в письменной форме, по факсу и электронной почте.Все заказы требуют немедленного письменного подтверждения.

Гарантия на продукцию: Наша гарантия на все наши механические компоненты и системы составляет ОДИН год с даты отгрузки. Ремонт или замена будут производиться бесплатно для продуктов с дефектами материалов и изготовления в течение этого периода. Гарантия на наши оптические компоненты составляет 30 дней с даты отгрузки. Неисправные элементы будут заменены бесплатно. Заказчик должен уведомить о любых дефектах оптических компонентов в течение 48 часов с момента получения.При любой замене по гарантии к возвращенным деталям требуется письменное заявление с авторизованной подписью с указанием причины отказа с приложением отчетов об испытаниях. Все дефектные товары должны быть возвращены в оригинальной транспортной таре в течение 10 дней с даты отгрузки.

Котировки: Все расценки действительны в течение 90 дней с даты выставления.

Оплата: 100% предоплата перед отправкой. Клиенты, осуществляющие платежи международным банковским переводом, должны предоплатить все банковские сборы, включая все сборы, взимаемые банками-корреспондентами или посредниками.

Отгрузка и доставка: Стоимость доставки, таможенные пошлины и любые (если) налоги на посадку и т. Д. Будут дополнительными. Дата доставки является приблизительной, и мы не несем ответственности за позднюю или частичную доставку. мы можем отказаться от любого заказа по любой причине. Товары по каталогу обычно отправляются сразу со склада. В случае, если товар отсутствует на складе, предполагаемая дата доставки указывается во время заказа. Большинство товаров могут быть отправлены в течение 45 дней.

Установка: Возможна установка нашего оборудования на месте за счет покупателя.

Технические характеристики: HOLMARC оставляет за собой право изменять, изменять или иным образом улучшать все элементы в технических характеристиках каталога без предварительного уведомления.

Налоги: Мы взимаем общий налог с продаж с поставок, если покупатель не предоставит нам подписанное официальное свидетельство об освобождении от налога с продаж вместе с заказом. Покупки, совершенные за пределами нашего региона, облагаются государственным или местным налогом с продаж / использования, если таковой имеется, и другими налогами, подлежащими уплате в связи с этой транзакцией.

Ремонт: Если на ваше устройство не распространяется гарантия, но требуется ремонт, пожалуйста, свяжитесь с нами, чтобы сообщить подробности о повреждении.

границ | Сила сцепления на рулевом колесе как мера напряжения

Введение

«Придется ли мне научиться водить машину?» — спросила недавно 10-летняя дочь одного из авторов. Хотя широко распространено мнение, что в ближайшие несколько лет преобладают автономные автомобили, более вероятным ответом является то, что ей придется научиться водить машину, если она не хочет полагаться исключительно на общественный транспорт. По словам Литмана (2019), полностью автономные автомобили, в которых не требуется участие человека (известный как уровень 5 в шкале автономного вождения, определенной Международным обществом автомобильных инженеров), появятся только в 2050-х годах.До этого момента производительность водителя будет оставаться критически важной для безопасности дорожного движения.

Расследование дорожно-транспортных происшествий (Hendricks et al., 2001) и наблюдательные исследования (Dingus et al., 2016) показывают, что около 90% всех дорожно-транспортных происшествий являются результатом человеческой ошибки. Для повышения безопасности дорожного движения важно распознавать факторы, влияющие на работу водителя, в частности, факторы, которые можно смягчить, чтобы повысить производительность водителя и безопасность дорожного движения. В этой статье основное внимание уделяется одному из таких факторов — временному стрессу водителя.

Стресс определяется как «… реальная или интерпретируемая угроза физиологической или психологической целостности человека, которая приводит к физиологическим и / или поведенческим реакциям» (McEwen, 2000). Согласно транзакционной модели, стресс является результатом оценки требований и личной компетентности вместе со стратегией выживания, которая является посредником между внешними требованиями (Lazarus and Folkman, 1984). Процессы оценки порождают различные результаты или симптомы стресса: физиологические, эмоциональные и поведенческие (Matthews, 2001).Макграт (1976) заявил, что стресс является результатом взаимодействия трех элементов: воспринимаемого спроса, воспринимаемой способности справляться и воспринимаемой важности совладания со спросом.

Понятие «стресс» часто используется как синоним концепции «умственной нагрузки» (Staal, 2004). Соответственно, умственная рабочая нагрузка также называется транзакционной концепцией, поскольку она представляет собой взаимодействие между умственными способностями и требованиями задачи (Dehais et al., 2020). Кроме того, согласно некоторым определениям стресса, стресс представляет собой более высокую умственную нагрузку (Brookhuis and De Waard, 2010; Hou et al., 2015).

Дополнительное определение Малдера и Морея (1979) предполагает, что умственная нагрузка — это «… предполагаемая конструкция, которая является посредником между сложностью задачи, навыками оператора и наблюдаемой производительностью» (Mulder and Moray, 1979; стр. 443). Таким образом, на основании определения умственной нагрузки Малдера и Морея (1979) и упомянутого определения стресса МакГрата (1976), основное различие между умственной нагрузкой и стрессом проистекает из воспринимаемой способности справляться с требованиями, а именно, в отличие от умственной нагрузки. (Mulder and Moray, 1979), стресс вызван предполагаемыми последствиями невыполнения требований (McGrath, 1976).

Действительно, путаница между терминами «рабочая нагрузка» и «стресс» является запутанной проблемой, поскольку эти термины еще не получили адекватного определения и однозначного различия в литературе. Кроме того, проявления стресса и рабочей нагрузки через симпатическую нервную систему схожи и могут быть неразличимы (Alsuraykh et al., 2019). Эта путаница не будет разрешена в рамках настоящего исследования, и в дальнейшем для простоты мы будем использовать только термин «напряжение».

Одно из распространенных описаний взаимосвязи между производительностью и стрессом основано на выводах, сделанных более века назад Йерксом и Додсоном (1908), позже описанных как «перевернутая U-образная кривая». Согласно перевернутой U-образной кривой, верхний и нижний уровни напряжения дают неудовлетворительную производительность, в то время как средний уровень дает наилучшую производительность (Hancock, 1989; Hancock and Szalma, 2008). Что касается вождения, более высокий уровень стресса вреден для работы водителя (Qu et al., 2016). На другом конце шкалы было обнаружено, что очень низкий уровень стресса, названный Хэнкоком и Сальмой (2008) «недостаточной стимуляцией», снижает производительность водителя (Joosen et al., 2017).

Конструкция стресса подразделяется на хронический и острый стресс (Segerstrom and Miller, 2004). Под хроническим стрессом понимается постоянное состояние, выходящее за рамки конкретной дорожной ситуации. Под острым стрессом понимается единичное кратковременное событие или «микро-событие» (Meyer et al., 2010). В контексте вождения краткосрочные события, которые могут вызвать стресс, являются неожиданными событиями, которые, в свою очередь, требуют внезапных и незапланированных реакций (Davies and Underwood, 2000).Вождение, вызывающее стресс, требует от водителя двух основных маневров: манипулирования рулевым колесом и торможения. В исследованиях стресса водителя использовались такие манипуляции, как вождение через лабиринт или слалом, чтобы заставить водителя манипулировать рулевым колесом (Zontone et al., 2020), а пешеходов или другие объекты, вырывающиеся на дорогу, заставляли водителя резко тормозить (Daviaux и др., 2020).

Острый стресс во время вождения вызывает высокую умственную нагрузку (Wiberg et al., 2015) и побочные эффекты (Frasson et al., 2014), что может снизить производительность водителя (Brookhuis and De Waard, 2010; Rastgoo et al., 2019). Добавление автоматизации не обязательно предоставит водителям менее трудоемкую рабочую среду (Botzer et al., 2016). Однако обнаружение острого стресса во время вождения может позволить принять различные меры, которые снизят потенциальные риски. Примером такого применения являются адаптивные к стрессу автомобильные системы, которые изменяют параметры систем помощи водителю в автомобиле в зависимости от уровня стресса водителя (Collet and Musicant, 2019).Еще одно применение — это оперативные вмешательства по управлению стрессом в автомобиле (например, умеренная температура и музыка, интерфейсы с биологической обратной связью и чат-боты), применяемые, когда уровень стресса слишком высок (Balters et al., 2019).

Острый стресс физиологически проявляется симпатической нервной системой, которая стимулирует реакцию организма «бей или беги». Этот ответ антагонистичен парасимпатической нервной системе, которая снижает стресс (Contrada and Baum, 2011). Эти реакции можно измерить разными способами, например, максимальную частоту сердечных сокращений (ЧСС) (Kudielka et al., 2004), спектры мощности в определенных частотных диапазонах сигнала вариабельности сердечного ритма (ВСР) (Allen et al., 2014), кожно-гальванической реакции (GSR) (Al-Fudail and Mellar, 2008), измерения, связанные с глазами (Matthews et al., 2015) и уровень кортизола (Yamaguchi et al., 2006).

При анализе ВСР сердечный сигнал делится на три компонента: VLF (очень низкая частота, 0–0,04 Гц), LF (низкая частота, 0,04–0,15 Гц) и HF (высокая частота, 0,15–0,4 Гц) (Малик , 1996). Измерение LF отражает симпатическую систему (и, следовательно, связано со стрессом), тогда как измерение HF отражает парасимпатическую систему (Sztajzel, 2004).Отношение LF / HF указывает на баланс между симпатическим и парасимпатическим отделами вегетативной нервной системы и также используется в качестве меры стресса (Kristal-Boneh et al., 1995; McCraty et al., 1995).

Упомянутые выше меры страдают рядом практических недостатков. Анализ уровня кортизола не подходит во время выполнения задачи, поскольку его нелегко измерить непрерывно. Измерения GSR, ЧСС и ВСР могут быть неудобными для использования в реалистичных сценариях вождения (Healey and Picard, 2005) и даже могут считаться навязчивыми (Dinges et al., 2005). Эти меры также страдают от задержек в измерении (промежуток времени между стрессовым событием и наблюдаемой реакцией). Задержки GSR составляют от 2 до 11 секунд (Kucera et al., 2004; Dawson et al., 2007; Bruun, 2018), и для достоверного анализа изменений ВСР может потребоваться непрерывный сигнал длительностью 4-5 минут (Nickel и Nachreiner, 2003). Измерение кортизола реагирует на стрессоры с задержкой в ​​несколько минут, иногда до получаса (Kirschbaum and Hellhammer, 1994).

Измерения, связанные с глазами, например расширение зрачка (Palinko et al., 2010), длительность фиксации (Matthews et al., 2015), частота саккад и сдвиги взгляда (Tomer et al., 2018), а также диапазон саккад (May et al., 1990) были представлены как показатели умственного развития. нагрузка. Имеются ограниченные доказательства того, что офтальмологические измерения как индикаторы стресса, и большинство результатов относятся к расширению зрачков (Pedrotti et al., 2014). Хотя введение стрессора приводит к расширению зрачка, размер зрачка зависит от интенсивности света и требует среды с контролируемым освещением, что непрактично для внелабораторных применений (Pedrotti et al., 2014). Хотя уровень закрытия глаз полезен для измерения сонливости (Grimberg et al., 2020), он также бесполезен для измерения стресса. Наконец, GSR и HRV не всегда сильно коррелируют со стрессом, ни индуцированным (например, Rohleder et al., 2006; Zhai and Barreto, 2006), ни измеренным с помощью хорошо установленных показателей, таких как уровень кортизола (например, Healey and Picard, 2005).

Таким образом, может быть полезно разработать дополнительные меры стресса, которые помогут решить проблемы, обсужденные ранее.Одной из таких возможных мер является сила захвата, которая позволяет быстро и неинвазивно измерять напряжение.

Непрерывные и повторяющиеся измерения напряжения с использованием неинвазивных методов вызывают большой интерес в последние годы. Эрнандес и др. (2014) измерили силу, приложенную к компьютерной клавиатуре и мыши. Хотя он не подходит для использования при вождении, он показывает, что измерение тонуса мышц руки может быть признаком стресса. Wahlström et al.(2002) исследовали влияние факторов стресса (например, цейтнот и словесная провокация) на различные факторы, включая силу захвата компьютерной мыши. Сила захвата увеличивалась при использовании стрессорных факторов. Однако этот эффект был связан как со стрессом, так и со скоростью работы мыши. В другом исследовании, в котором использовалась сила захвата компьютерной мыши, Liao et al. (2006) обнаружили большую силу захвата в ответ на большее давление времени. Следует отметить, что в этих исследованиях манипулировали умственной нагрузкой, а не стрессом, поскольку прямых последствий для результатов с низкой производительностью не было.В этих двух исследованиях также использовались статические задачи (например, математические задачи и задачи по набору текста), что затрудняло распространение их результатов на другие контексты, такие как задачи вождения.

Wagner et al. (2015) исследовали возможность использования силы захвата в качестве меры стресса в задачах слежения. Сила захвата была выше при наличии напряжения. Это исследование предоставляет первоначальные доказательства различия между стрессовыми и нестрессовыми состояниями во время выполнения задач по отслеживанию движения путем измерения силы захвата. Недавно эти находки были успешно реконструированы (Botzer et al., 2020). Mühlbacher-Karrer et al. (2017) использовали измерение силы сцепления водителя с рулевым колесом как часть системы оценки напряжения. Однако вклад силы захвата в расчет уровня напряжения составил всего 10%. Еще одним ограничением этого исследования является то, что оно проводилось только на симуляторе, а не в режиме реального вождения, игнорируя влияние других факторов на силу сцепления, кроме напряжения (например, ускорения транспортного средства). Кроме того, известно, что простое вождение реальной машины в эксперименте вызывает состояние стресса (Balters et al., 2019), поскольку последствия своей работы ощутимы, в отличие от участия в эксперименте, проводимом на тренажере.

Мы стремимся изучить взаимосвязь между силой сцепления и другими более распространенными показателями стресса, а именно, физиологическими показателями и показателями производительности во время краткосрочного вождения. Цель исследования, который, как мы надеемся, является его основным вкладом, состоит в том, чтобы предоставить первоначальные эмпирические данные о том, что сила сцепления является показателем стресса при вождении. С этой целью следует определить соответствующие события вождения, которые вызывают острый стресс.В предыдущем исследовании было обнаружено, что принудительные изменения в поведении при вождении вызывают стресс (Росс и Бернетт, 2001; Ли и Уинстон, 2016; Саксена, 2017). Такие изменения могут быть следствием дорожных условий и неожиданных факторов, вынуждающих к экстренным маневрам (например, знак торможения или врезание фигуры в дорогу). В частности, было обнаружено, что остановка в ответ на знак СТОП во время вождения и необходимость торможения вызывают стресс в экспериментальном контексте (Min et al., 2002; Collet et al., 2014; Prasolenko et al., 2017; Sugiono et al., 2019).

Таким образом, в этом исследовании мы использовали различные измерения частоты сердечных сокращений, чтобы показать, что события торможения приводят к более высокому стрессу, что проявляется в психофизиологических изменениях измерений сердца. Манипулируя вызывающими стресс событиями вождения и измеряя их влияние на сердце, а также измеряя силу сцепления, мы стремимся проверить использование силы сцепления в качестве действительной меры стресса во время вождения.

В текущем исследовании показатели силы сцепления и частоты сердечных сокращений (ВСР и ЧСС) регистрировались во время вождения и торможения с различной интенсивностью (в ответ на знак СТОП), как описано в разделе «Экспериментальная установка и методы».«Мы предположили, что интенсивное торможение во время вождения влияет на силу сцепления и выявляет корреляцию между силой сцепления, показателями ВСР и ЧСС. Таким образом, данные о силе захвата были проанализированы как функция интенсивности торможения, и были рассчитаны корреляции между силой сцепления и показателями частоты пульса (ВСР и ЧСС) для проверки меры силы захвата относительно принятой меры стресса (см. Раздел «Результаты»). Данные ВСР и ЧСС также анализировались в зависимости от интенсивности торможения, что служило проверкой манипуляции.

Экспериментальная установка и методы

Участников

В исследовании принял участие 21 участник.Из-за технических проблем (сбой записи данных одного участника) мы использовали данные 20 участников. Все участники были студентами бакалавриата. Все участники были мужчинами в возрасте от 24 до 34 лет (в среднем 28,45, SD 2,18) и имели водительские права на частный автомобиль в течение как минимум 4 лет.

Перед экспериментом участники прошли инструктаж по технике безопасности, включая описание экспериментальной задачи, и заполнили заявление об информированном согласии. Инспектор по безопасности, расположенный на переднем пассажирском сиденье, отвечал за обеспечение безопасности во время эксперимента.

Аппарат

Мобильная лаборатория оснащена датчиками для наблюдения за транспортным средством и дорожной средой, в том числе инерциальными измерительными приборами (лидар, антенны GPS и несколько камер), а также датчиками для отслеживания показателей водителя с помощью мобильного импедансного кардиографа Mindware (измерение сердечной активности). система Модель 50–2303-00, 2014 г., с частотой дискретизации 500 Гц и 24-битной оцифровкой АЦП). Кардиологические данные записывались с электродов, прикрепленных к груди участника.Использовалась система измерения силы захвата собственной разработки (использующая чувствительный к усилию резистивный датчик, измеренный платой Arduino UNO R3). Обе системы были оснащены трехосными акселерометрами. Эксперимент проводился с использованием инструментария Kia Nero (далее «Мобильная лаборатория», рис. 1).

Рисунок 1. Мобильная лаборатория, оснащенная GPS и датчиками, интеллектуальным ПО и датчиками силы захвата, а также дополнительным оборудованием, которое не использовалось в текущем исследовании.

Процедура

Участники выполнили 12 экспериментальных заездов по вождению. Каждая тренировка включала в себя движение по прямой длиной примерно 200 м на одной из двух обязательных скоростей (50 или 60 км / ч) и торможение на различных обязательных дистанциях (15, 20, 25, 30, 35 или 40 м), как показано. на рисунке 2. Каждый участник выполнял сеансы вождения со всеми комбинациями скорости и тормозного пути (две скорости × шесть расстояний = 12 условий) в случайном порядке. Каждый участник выполнил две тренировки продолжительностью около 2 минут (во время которых они познакомились с экспериментальным путем) и 12 сеансов экспериментального вождения (по одной для каждого условия), которые в целом длились около 20 минут.После каждого сеанса экспериментального вождения участнику предлагалось оставить автомобиль в неподвижном состоянии на 15 с.

Процедуры подготовки и анализа данных

Чтобы проанализировать данные из обеих используемых систем сбора данных (интеллектуальное ПО и система измерения силы захвата собственной разработки), сначала мы синхронизировали данные (см. Раздел «Синхронизация данных»). После синхронизации данных мы использовали данные ускорения для определения максимального замедления для каждой сессии вождения. Каждый сеанс характеризовался статической фазой (не менее 15 с), фазой ускорения и фазой замедления (как показано на рисунках 3, 4), в отличие от других данных ускорения (например.g., данные тренировок), которые были менее организованными. Позже были рассчитаны показатели сердечного ритма и силы сжатия (см. «Расчет показателей пульса» и «Подготовка и расчет данных о силе захвата») и проанализированы (см. Раздел «Анализ данных»). На рисунке 5 представлена ​​схема этих процессов.

Рис. 2. Общая схема экспериментального вождения. Экспериментальные манипуляции: знак обязательной скорости (одна из двух скоростей: 50 или 60 км / ч) и знак СТОП (на разных дистанциях: 15, 20, 25, 30, 35 или 40 м).Каждый участник выполнял заезды со всеми комбинациями скоростей и тормозного пути в произвольном порядке.

Рис. 3. Синхронизированные векторы ускорения обоих акселерометров (системы Mindware — черным цветом — и собственной системы измерения силы сцепления — красным цветом) в направлении движения транспортного средства во время трех последовательных экспериментальных сессий вождения. одиночный участник.

Рисунок 4. Пример события торможения, выраженного различными записанными измерениями.Одиночное событие торможения участника номер 1. Ось X представляет время (с), графики (сверху вниз): ускорение (g), усилие захвата (Н), необработанный сигнал ЭКГ (мВ), ЧСС (уд. / Мин.) ), ВСР-НЧ (мс 2 ), ВСР-ВЧ (мс 2 ) и соотношение ВСР-НЧ / ВЧ.

Синхронизация данных

Данные о сердечной деятельности и данные о силе захвата были синхронизированы постфактум , согласно данным акселерометров (от обеих измерительных систем), с использованием алгоритма динамического переноса времени (DTW).Обе системы сбора данных (Mindware для данных HRV и система измерения силы сцепления собственной разработки) были оснащены трехосными акселерометрами (X, Y и Z), которые были прикреплены к шасси автомобиля. Данные об ускорении записывались каждой системой синхронно с физиологическими данными (данные ВСР и ЧСС в системе Mindware и данные силы захвата в системе измерения силы захвата).

Во-первых, частота дискретизации системы силы захвата была неравномерной и составляла от 80 до 120 мс (8–12 Гц).Поскольку предварительным условием процедуры DTW является то, что «данные должны отбираться в эквидистантные моменты времени» (Сенин, 2008), стандартным методом решения этого требования является повторная выборка данных, как это было сделано в текущем исследовании. Передискретизированные данные силы захвата имели частоту дискретизации 10 Гц. Система Mindware имела частоту дискретизации 500 Гц.

Затем для каждой системы отдельно был вычислен единый вектор трех осей (X2 + Y2 + Z2) с использованием скользящего окна длительностью 1 с. Наконец, алгоритм DTW был использован для синхронизации этих векторов ускорения от обеих систем.Аналогичный метод синхронизации был использован Mantilla et al. (2017) для обнаружения временной синхронизации. Доказано, что DTW является надежной мерой расстояния для временных рядов, позволяя сопоставить похожие графики, даже если они не совпадают по фазе на временной оси (Keogh and Ratanamahatana, 2005).

Расчет пульса

Для правильного расчета показателя НЧ ВСР и отношения НЧ / ВЧ требуется минимальный размер скользящего окна 30 с (De Rivecourt et al., 2008; Wang et al., 2009). Обычно размер окна ВСР составляет от 20 с до нескольких минут. Например, Mulder et al. (2009) использовали окно 300 с, тогда как Хили и Пикард (2005) использовали окна 100 и 300 с. Следует отметить, что решение о размере окна часто бывает произвольным.

Небольшого размера окна в 30 с достаточно в сочетании с кратковременным преобразованием Фурье (Li et al., 2019). Поэтому в текущем исследовании для кардиологических данных было реализовано скользящее окно с размером окна 30 с для вычисления показателей НЧ и ВЧ ВСР и соотношения НЧ / ВЧ, а также для частоты сердечных сокращений.Центр окна определялся в соответствии с максимальным замедлением при торможении. Поскольку после каждого события торможения были паузы продолжительностью 15 с (как описано в разделе «Процедура»), не могло быть никакого другого экспериментального воздействия на физиологические сигналы в течение всего окна, кроме эффекта самого события принудительного торможения. Кроме того, чтобы учесть распределение хи-квадрат значений ВСР и частоты сердечных сокращений (Van Roon et al., 2004), к этим показателям было применено преобразование в натуральный логарифм.

Подготовка и расчет данных о силе захвата

Данные о силе захвата ниже порога 5 Н (ньютон) считались в основном белым шумом из-за их близости к нижней границе чувствительности силы захвата. Соответственно, данные о силе захвата ниже 5 Н. были исключены. Данные о силе захвата были собраны и повторно дискретизированы с частотой 10 Гц (как подробно описано в разделе «Синхронизация данных»). Меры силы хвата были рассчитаны для изучения различных аспектов силы хвата по отношению к другим показателям. Рассчитанные меры силы захвата были средним, максимальным (макс.) И стандартным отклонением (sd).

Эти меры силы сцепления были рассчитаны с использованием 2-секундного временного окна, сосредоточенного вокруг пикового замедления каждого события торможения. Из-за того, что это исследование носит предварительный характер, не существует общепринятых рекомендаций, на которые можно было бы положиться для определения размера окна силы захвата при измерении напряжения. При определении временного окна мы ссылались на предварительные результаты текущего исследования по этому вопросу, которое показывает первоначальную склонность к использованию узкого временного окна менее 5 с при расчете силы захвата в качестве измерения напряжения (Botzer et al. al., 2020). Кроме того, мы основали это решение на показаниях, полученных в результате анализа, подробно описанного в Приложении A.

На основе психофизических и физиологических отчетов и моделей стресса (Liu and Ulrich, 2014) ожидаются экспоненциальные логарифмические или сигмовидные функции преобразования, а не линейные функции. Например, сообщается, что электромиография имеет логарифмическую передаточную функцию (Rezazadeh et al., 2012). Поэтому к расчетным показателям силы захвата было применено преобразование натурального бревна, поскольку верхний предел силы захвата ограничен максимальной силой захвата (для каждого индивидуума).

Анализ данных

Линейная смешанная модель (LMM) была выбрана для анализа влияния интенсивности торможения на различные физиологические показатели, в первую очередь из-за ее пригодности для моделей с повторными измерениями (Peat and Barton, 2014). В этом методе внутрисубъектные корреляции моделируются с использованием ковариационной структуры, основанной на дисперсии результатов измерения в каждый момент времени и на корреляциях между измерениями, выполненными в разное время у одного и того же участника (Peat and Barton, 2014).

Метод метаанализа был использован для анализа корреляции показателей силы захвата с показателями ЧСС и ВСР. Корреляции между этими показателями для каждого участника служили входными данными для метаанализа. Эта процедура позволила рассмотреть межличностные различия (более подробное описание см. В разделе «Результаты»).

Результаты

Чтобы проверить нашу гипотезу о том, что принудительное торможение во время вождения вызывает корреляцию измеренных моделей силы сцепления и частоты сердечных сокращений, мы сначала исследовали влияние событий торможения на силу сцепления.Все три LMM были подогнаны к данным с допущением о линейной зависимости, чтобы изучить характер взаимосвязи между тремя мерами силы захвата (т. Е. Преобразование Ln среднего, максимального и sd силы захвата) и D параметр максимального замедления (т.е. интенсивности торможения). Максимальное замедление (D) было включено в модель в качестве прогнозирующего фактора, а сила захвата измеряет как прогнозируемые переменные (см. Строки 1-3 в Таблице 1 для формального описания этих трех смешанных моделей эффектов и рисунки 6A – C для их визуального изображения. ).

Таблица 1. Сводка анализа линейной смешанной модели для различных моделей.

Рисунок 5. Процедуры подготовки и анализа данных: описание рабочего процесса процедур подготовки данных, процедуры синхронизации данных и использованного анализа данных.

Рисунок 6. Графики иллюстрируют основные модели LMM, описанные в таблице 1. Более высокие значения оси x (-g) представляют более высокую интенсивность торможения на этом рисунке. (A – C) Ln-преобразованная сила захвата [Ln (N)], (A) средняя сила захвата, (B) максимальная сила захвата и (C) стандартное отклонение силы захвата, как функция интенсивности торможения (–g). (D) Ln-преобразованная ЧСС [Ln (BPM)] как функция интенсивности торможения (–g). (E) Ln-преобразованная ВСР LF / HF как функция интенсивности торможения (–g). Серые точки представляют наблюдения. Черные точки представляют собой среднее значение каждой группы наблюдений (в соответствии с замедлением) с доверительным интервалом 95%.Синяя линия представляет сглаженные условные средние с использованием сглаживания lm.

Значительные основные эффекты были обнаружены для максимального замедления на всех трех преобразованиях силы захвата ( p <0,001; см. Строки 1-3 в Таблице 1). На основании коэффициентов моделей (строки 1-3 в таблице 1 и на рисунках 6A – C) и в соответствии с нашей гипотезой, результаты показывают, что более высокое замедление (интенсивность торможения) предсказывает большую силу сцепления (т.е. среднюю и максимальную силу сцепления) и большие изменения силы захвата (т.е., усилие захвата sd).

Был проведен дополнительный анализ с четырьмя LMM, чтобы исследовать, вызывают ли события торможения стресс, как проявляется измерениями ВСР и ЧСС (модели описаны в строках 4-7 таблицы 1). Четыре дополнительных LMM включают параметр D для максимального замедления (т. Е. Интенсивность торможения) в качестве прогнозирующего фактора, а также показатели ВСР с преобразованием Ln (LF, HF и соотношение LF / HF) и HR в качестве прогнозируемых переменных (см. Строки 4-7. в Таблице 1 для формального описания этих трех моделей смешанного эффекта).

Дополнительный LMM-анализ показал основной эффект максимального замедления на частоту сердечных сокращений ( p <0,001; строка 6 в таблице 1 и на рисунке 6D), и умеренная тенденция к значимости была также обнаружена на соотношении LF / HF ВСР ( p = 0,069; строка 4 в таблице 1 и на рисунке 6E). LMM для максимального замедления на LF и HF ВСР не были значимыми ( p = 0,262 и p = 0,424, соответственно). На основе коэффициентов дополнительных моделей для максимального замедления по соотношению LF / HF и ЧСС ВСР (строки 4 и 6 в таблице 1 и на рисунках 6D, E) и в соответствии с утверждением, представленным во введении (т.е., что события торможения вызывают стресс), более высокая декларация (интенсивность торможения) предсказывала большее соотношение LF / HF ВСР и ЧСС.

Наша гипотеза рассматривала связь между силой захвата и ВСР и ЧСС как преобладающими показателями стресса. В частности, гипотеза нацелена на то, чтобы служить дополнительной связью между силой захвата и напряжением. Чтобы проверить эту гипотезу, корреляции Пирсона были рассчитаны отдельно для каждого участника с последующей процедурой метаанализа. Эта интеграция двух процедур (т.е., отдельные корреляции с последующим метаанализом) был разработан для включения участников в качестве случайного эффекта, частично аналогичного использованию LMM. Были проведены отдельные корреляции между измерениями сердца (ВСР и ЧСС) и показателями центральной тенденции силы захвата (то есть средней и максимальной силой захвата), как упоминалось выше.

Процедура метаанализа была применена для отдельных корреляций с использованием «мета» пакета R. Мета-анализ изучил все возможные корреляции между каждым измерением сердца и каждым измерением силы захвата.Величины эффекта были преобразованы в стандартные значения с использованием преобразования Фишера r в z (Rosenthal, 1991). Результат преобразования z имеет стандартную ошибку 1 (n-3), где n — количество событий торможения для каждого участника. Обратный к этой ошибке был использован в качестве веса для каждой индивидуальной z -преобразованной оценки, так что участникам с меньшими стандартными ошибками уделялось больше внимания. После этого взвешивания значения всех участников были агрегированы путем усреднения их z -преобразованных оценок.Розенталь (1991) предлагает это как консервативную процедуру. Наконец, z -преобразованные оценки были переведены обратно в r значений. Мета-анализ был применен к показателям центральной тенденции силы захвата и измерениям частоты сердечных сокращений (ВСР LF, HRV HF, HRV LF / HF ratio и HR). Кроме того, для всех измерений частоты сердечных сокращений и силы сжатия использовалось естественное логарифмическое преобразование. Таблица 2 содержит описание корреляций и значений коэффициентов метаанализа.

Таблица 2. Сводка метаанализов корреляций для всех k = 20.

Шесть из восьми корреляций были значимыми, и направление корреляций соответствовало нашей гипотезе (т. Е. Значимые положительные корреляции для силы захвата с соотношением LF / HF ВСР и с ЧСС; значимые отрицательные корреляции силы захвата с отрицательными значениями ВЧ ВСР представляют тормозной паттерн парасимпатической системы во время стрессовых ситуаций). Направление корреляции между средней силой захвата и LF ВСР не соответствовало гипотезе, а корреляция между максимальной силой захвата и LF ВСР не была значимой ( p = 0.892). Хотя четыре из шести значимых корреляций были высокозначимыми ( p <0,001), размер их эффекта был относительно небольшим (т.е. меньше 0,3, Cohen, 1992).

Обсуждение

Основная цель этого исследования заключалась в изучении возможности обнаружения стресса водителя путем измерения силы сцепления в реальных сценариях вождения. Соответственно, основная цель исследования — показать, что сила сцепления может служить мерой стресса при вождении — была в основном достигнута.

Утверждение, что торможение как реакция на знак СТОП вызывает стресс, имеет широкую поддержку (например,г., Мин и др., 2002; Collet et al., 2014; Прасоленко и др., 2017; Sugiono et al., 2019). Соответственно, анализ LMM, проведенный в текущем исследовании, показал, что во время торможения в ответ на знак СТОП максимальное замедление оказало очень значительное влияние на показатель ЧСС. Кроме того, была обнаружена умеренная тенденция к значимости в отношении влияния максимального замедления на показатель соотношения LF / HF ВСР. Поскольку эти показатели (соотношение LF / HF и ЧСС ВСР) называются показателями стресса (Kristal-Boneh et al., 1995; McCraty et al., 1995; Sztajzel, 2004; Allen et al., 2014), этот вывод предлагает дополнительную поддержку торможению как стрессовому событию вождения.

Интенсивность торможения оказала очень значительное влияние на все показатели силы сцепления. Этот вывод в сочетании с повторно подтвержденным утверждением, что события торможения вызывают напряжение, приводит к возможному выводу, что сила сцепления представляет собой показатель напряжения. Однако, в отличие от ЧСС и ВСР, сила сцепления также может зависеть от самой задачи во время торможения.Следовательно, другое возможное объяснение для рассмотрения состоит в том, что во время событий торможения на силу сцепления могла влиять только задача торможения или совместное воздействие напряжения и задачи торможения.

Анализ также показал корреляцию ВСР HF и соотношения LF / HF с преобразованиями силы захвата. Корреляции ВСР HF с трансформацией силы захвата имели отрицательное направление, соответствующее тормозному паттерну парасимпатической системы во время стрессовых ситуаций (Hall et al., 2004; Hjortskov et al., 2004; Вуксанович и Гал, 2007). Корреляция отношения LF / HF ВСР с трансформацией силы захвата имела положительное направление, как и следовало ожидать, поскольку известно, что отношение LF / HF ВСР увеличивается во время стрессовых ситуаций. Эти результаты могут служить дополнительным скромным подтверждением силы захвата как меры напряжения. Следует отметить, что эти корреляции были слабыми. Однако это может быть результатом использования разных систем сбора данных (Milstein and Gordon, 2020). Кроме того, слабая корреляция между различными физиологическими показателями психических состояний — явление не незнакомое (Contrada and Baum, 2011).

В этом исследовании участники должны были тормозить в ответ на знак СТОП, который, как известно, вызывает стресс, реакция, которая также была обнаружена здесь, выраженная влиянием интенсивности торможения на ЧСС и на соотношение LF / HF ВСР. На величину силы сцепления также влияла интенсивность этих событий торможения — открытие, которое частично подтверждает нашу гипотезу о том, что сила сцепления является показателем напряжения во время вождения. Эта гипотеза получила дальнейшее подтверждение благодаря корреляции силы захвата и показателей ЧСС и ВСР.Следовательно, возможно, что сила сцепления может использоваться как мера напряжения при торможении во время фактического вождения. Эти результаты могут способствовать дальнейшим исследованиям, необходимым для установления этого относительно нового показателя стресса, особенно в условиях вождения.

Как было обнаружено в текущем исследовании, физиологическая реакция на фактор стресса во время вождения может быть обнаружена с помощью силы захвата на рулевом колесе, даже при небольшом временном окне в 2 секунды. По сравнению с другими более устоявшимися мерами стресса, такими как ВСР, которые требуют гораздо больших временных окон, узкое окно силы захвата может позволить «в реальном времени» оценить влияние стрессовых ситуаций на водителя.

Согласно результатам текущих исследований, сила захвата может рассматриваться как один из показателей стресса в мобильной среде, например в транспортных средствах. Измеряя уровень стресса водителя в «реальном времени», можно применять различные меры для предотвращения возникновения бедствий из-за плохой работы человека в стрессовых условиях. Использование неинвазивных мер стресса, которые не мешают работе пользователя, позволяет получить доступ к информации в реалистичной среде транспортных средств, несмотря на присущие ей ограничения.

Измерение стресса в транспортном средстве полезно не только для автомобилей, управляемых человеком, но и для беспилотных транспортных средств. Понятно, что в таких сценариях измерение силы сцепления будет производиться не на рулевом колесе, а в разных точках сцепления в транспортном средстве или на мобильных устройствах, удерживаемых пассажирами, таких как смартфоны и планшеты. Информация об уровнях стресса пассажиров может помочь системе управления транспортным средством скорректировать его поведение, чтобы минимизировать стресс и, таким образом, улучшить взаимодействие с пользователем.Более того, измеряя силу захвата, прилагаемую к поверхности неработающего средства, измерение напряжения может отражать более точную индикацию напряжения без возможных влияний силы захвата, связанной с выполнением задачи.

Текущее исследование имеет некоторые ограничения. Во-первых, из-за сложности отличить стресс от связанных терминов (Alsuraykh et al., 2019) следует отметить, что манипуляции, использованные в текущем исследовании (т. Е. Знак СТОП в качестве обязательной позиции остановки), возможно, не применялись. исключительно как стресс со стороны участников.Во-вторых, в этом исследовании изучался ограниченный круг возможных стрессовых ситуаций вождения. Дополнительные события вождения, такие как переход полосы движения, обгон или вождение в условиях интенсивного движения, также следует оценивать аналогичным образом, чтобы получить более полное представление о возможности использования дорожных происшествий в качестве факторов стресса. Это также может помочь выяснить, была ли сила сцепления результатом напряжения, возникшего во время торможения.

Третье ограничение — это использование однородного населения, состоящего только из студентов мужского пола, с ограниченным диапазоном возрастов.Эта единообразная выборка ограничивает внешнюю валидность этого исследования, и дальнейшие исследования следует проводить с использованием более гетерогенных образцов. Наконец, «шумный» сигнал измеренной силы сцепления (как показано на рисунке 4) может мешать анализу состояния водителя. Следовательно, следует рассмотреть другие методы обработки данных (например, быстрое преобразование Фурье), если требуется оценка в реальном времени (Zak et al., 2020).

Заключение

Основная цель и вклад настоящего исследования — предоставить первоначальные эмпирические данные о том, в какой степени сила сцепления может служить дополнительным показателем стресса при вождении, и его подтверждение с использованием показателей ЧСС и ВСР.На показатели сердца влияло торможение, это открытие согласуется с результатами предыдущих исследований и подтверждает утверждение о том, что события торможения вызывают стресс. Изменения силы сцепления в результате этих вызывающих стресс событий торможения подтверждают его пригодность для измерения напряжения в сценариях вождения. Корреляция силы сжатия и измерения сердца подтверждает утверждение о том, что, как и в случае измерения сердца, сила сжатия является подходящей мерой стресса.

Способность определять конкретное изменение стресса во время сценария вождения с помощью неинвазивного инструмента измерения, прозрачного для конечного пользователя, дает возможность вовремя внедрять в автомобиле меры по управлению стрессом.Это также может помочь разработать систему адаптации автомобиля к стрессу, которая может корректировать свое поведение в соответствии с текущим уровнем стресса водителя. Дальнейшие исследования могут помочь в описании взаимосвязи силы сцепления и стресса при вождении, а также в других задачах.

Заявление о доступности данных

Необработанные данные, подтверждающие выводы этой статьи, будут предоставлены авторами без излишних оговорок.

Заявление об этике

Исследования с участием людей были рассмотрены и одобрены Комитетом по этике человека Университета Ариэль.Пациенты / участники предоставили письменное информированное согласие на участие в этом исследовании.

Авторские взносы

YS под руководством MW и SS разработали концепцию исследования и выбрали теоретическую основу. YS, OM, TE и TH разработали и провели эксперимент, выбрали методы и собрали данные. OM, TE и TH получили одобрение этического комитета. YS, OM и TE проанализировали данные. Е.С. написал рукопись. MW, SS, OM и TE несколько раз читали и редактировали рукопись.Все авторы внесли свой вклад в статью и одобрили представленную версию.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могут быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Сноски

Список литературы

Аль-Фудаил, М., и Меллар, Х. (2008). Изучение стресса учителя при использовании технологий. Comput. Educat .51, 1103–1110. DOI: 10.1016 / j.compedu.2007.11.004

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Аллен А. П., Кеннеди П. Дж., Крайан Дж. Ф., Динан Т. Г. и Кларк Г. (2014). Биологические и психологические маркеры стресса у людей: сосредоточьтесь на Trier Social Stress Test. Neurosci. Biobehav. Ред. . 38, 94–124. DOI: 10.1016 / j.neubiorev.2013.11.005

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Алсурайх, Н. Х., Уилсон, М. Л., Теннент, П., и Шарплс, С. (2019). «Как связаны стресс и умственная нагрузка», в материалах материалов 13-й Международной конференции EAI по распространенным вычислительным технологиям для здравоохранения (Нью-Йорк: Ассоциация вычислительной техники), 371–376.

Google Scholar

Балтерс, С., Бернштейн, М., и Паредес, П. Э. (2019). «Анализ дорожного стресса для вмешательства в автомобиле во время поездки», в Extended Abstracts of the 2019 CHI Conference on Human Factors in Computing Systems , (New York: Association for Computing Machinery).

Google Scholar

Ботцер А., Мейер Дж. И Пармет Ю. (2016). Влияние сигналов в задаче двоичной категоризации на выполнение двойной задачи, умственную нагрузку и усилия. J. Exp. Psychol. 22: 350. DOI: 10.1037 / xap0000095

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ботцер А., Сахар Ю., Вагнер М. и Эльбаум Т. (2020). Анализ силы захвата людей за короткие промежутки времени в задаче, управляемой джойстиком, с манипуляцией стрессом и без него.Рукопись отправлена ​​в печать.

Google Scholar

Брукхейс, К. А., Де Ваард, Д. (2010). Мониторинг умственной нагрузки водителей на симуляторах вождения по физиологическим показателям. Accid. Анальный. Пред. 42, 898–903. DOI: 10.1016 / j.aap.2009.06.001

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Бруун, А. (2018). «Это несложно: исследование неспециалистов, анализирующих данные датчиков GSR для обнаружения событий, связанных с пользовательским интерфейсом», в материалах Proceedings of the 10th Nordic Conference on Human-Computer Interaction , (New York: Association for Computing Machinery), 170–183 .

Google Scholar

Коэн, Дж. (1992). «Вещи, которые я узнал (до сих пор)», в Ежегодном съезде Американской психологической ассоциации, 98 августа 1990 г., Бостон, Массачусетс, США; Представлено на вышеупомянутой конференции , (Вашингтон, округ Колумбия: Американская психологическая ассоциация).

Google Scholar

Колле, К., и Музыкант, О. (2019). Связывание автоматизации транспортных средств с системами оценки функционального состояния водителей: вызов безопасности дорожного движения в будущем. Фронт. Гм. Neurosci. 13: 131. DOI: 10.3389 / fnhum.2019.00131

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Колле, К., Сальвия, Э. и Пети-Буланже, К. (2014). Измерение нагрузки с электродермальной активностью при обычных тормозных действиях. Эргономика 57, 886–896. DOI: 10.1080 / 00140139.2014.899627

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Contrada, R. J., and Baum, A. eds (2011). Справочник по науке о стрессе: биология, психология и здоровье. Берлин: Спрингер.

Google Scholar

Давио, Ю., Боном, Э., Иверс, Х., де Севен, Э., Микуло-Франки, Ж. А., Биулак, С., и Альтена, Э. (2020). Связанная с событием электродермальная реакция на стресс: результаты реалистичного сценария симулятора вождения. Гум. Факт. 62, 138–151. DOI: 10.1177 / 0018720819842779

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дэвис М. Н. и Андервуд Г. (2000). Познание и стресс. Энцикл. Напряжение 1, 478–483.

Google Scholar

Доусон М. Э., Шелл А. М. и Филион Д. Л. (2007). Электродермальная система. Handb. Психофизиол . 2, 200–223.

Google Scholar

Де Ривекур, М., Куперус, М. Н., Пост, В. Дж., И Малдер, Л. Дж. М. (2008). Сердечно-сосудистая и глазная активность — это показатели мгновенных изменений умственных усилий во время имитации полета. Эргономика , 51, 1295–1319. DOI: 10.1080/00140130802120267

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Дехаис, Ф., Лафон, А., Рой, Р., и Фэйрклаф, С. (2020). Подход нейроэргономики к умственной нагрузке, вовлеченности и производительности человека. Фронт. Neurosci . 14: 268. DOI: 10.3389 / fnins.2020.00268

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Динджес, Д. Ф., Райдер, Р. Л., Дорриан, Дж., МакГлинчи, Э. Л., Роджерс, Н. Л., Джизман, З., и Метаксас, Д.Н. (2005). Оптическое компьютерное распознавание выражений лица, связанных со стрессом, вызванным требованиями к производительности. Авиат. Космическая среда. Мед . 76, B172 – B182.

Google Scholar

Дингус, Т.А., Го, Ф., Ли, С., Антин, Дж. Ф., Перес, М., Бьюкенен-Кинг, М., и Хэнки, Дж. (2016). Факторы риска ДТП и оценка их распространенности с использованием натуралистических данных о вождении. Proc. Natl. Акад. Sci . 113, 2636–2641. DOI: 10.1073 / pnas.1513271113

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Фрассон, К., Brosseau, P.O., и Tran, T.H.D. (2014). «Виртуальная среда для мониторинга эмоционального поведения при вождении» на Международной конференции по интеллектуальным системам обучения. eds S. Trausan-Matu, K.E. Бойер, М. Кросби и К. Панургиа, (Cham: Springer), 75–83 DOI: 10.1007 / 978-3-319-07221-0_10

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гримберг Э., Боцер А. и Музыкант О. (2020). Смартфоны и бортовые системы сбора данных как инструменты для естественных исследований вождения: сравнительный обзор. Сейф. Sci. 131: 104917. DOI: 10.1016 / j.ssci.2020.104917

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Холл, М., Васко, Р., Байсс, Д., Омбао, Х., Чен, К., Кашемир, Дж. Д., и Тайер, Дж. Ф. (2004). Острый стресс влияет на вариабельность сердечного ритма во время сна. Psychos. Med. 66, 56–62. DOI: 10.1097 / 01.psy.0000106884.58744.09

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хэнкок, П. А., и Сальма, Дж. Л. (ред.). (2008). Работоспособность в условиях стресса. Фарнхэм: Ashgate Publishing Ltd.

Google Scholar

Хили, Дж., И Пикард, Р. У. (2005). Обнаружение стресса во время реальных задач вождения с помощью физиологических датчиков. IEEE Trans. Intell. Трансп. Syst. 6, 156–166. DOI: 10.1109 / tits.2005.848368

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хендрикс Д. Л., Фридман М. и Фелл Дж. К. (2001). Относительная частота действий, связанных с небезопасным вождением при серьезных дорожных авариях (№ DOT-HS-809-206). Вашингтон, округ Колумбия: Национальная администрация безопасности дорожного движения.

Google Scholar

Эрнандес Дж., Паредес П., Розуэй А. и Червински М. (2014). «Под давлением: ощущение стресса у пользователей компьютеров», в материалах Труды конференции SIGCHI по человеческому фактору в вычислительных системах , (Нью-Йорк: ACM), 51–60.

Google Scholar

Хьортсков Н., Рисен Д., Блангстед А. К., Фаллентин Н., Лундберг У. и Согаард К. (2004). Влияние умственного напряжения на вариабельность сердечного ритма и артериальное давление во время работы за компьютером. евро. J. Appl. Physiol. 92, 84–89. DOI: 10.1007 / s00421-004-1055-z

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Хоу Х., Лю Ю., Сурина О. и Мюллер-Виттиг В. (2015). «CogniMeter: визуальный мониторинг эмоций, умственной нагрузки и стресса на основе ЭЭГ», Международная конференция по кибермирам 2015 г. (CW) , (Нью-Йорк: IEEE), 153–160

Google Scholar

Йоосен, П., Эксадактилос, В., Тельман, Дж., И Беркманс, Д.(2017). «Влияние отдельных стрессовых зон на характеристики автогонок», , 2017 г., 14-я Международная конференция IEEE по переносным и имплантируемым телесным сенсорным сетям (BSN) , (Нью-Йорк: IEEE), 79–82.

Google Scholar

Кео Э. и Ратанамахатана К. А. (2005). Точная индексация динамического искажения времени. Knowl. сообщить. Syst. 7, 358–386. DOI: 10.1007 / s10115-004-0154-9

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Киршбаум, К., и Хеллхаммер, Д. Х. (1994). Кортизол слюны в психонейроэндокринных исследованиях: последние разработки и приложения. Психонейроэндокринология , 19, 313–333. DOI: 10.1016 / 0306-4530 (94) -2

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Кристал-Бонех Э., Райфель М., Фрум П. и Рибак Дж. (1995). Вариабельность сердечного ритма при здоровье и болезни. Сканд. J. Work Environ. Здоровье 21, 85–95.

Google Scholar

Кучера П., Гольденберг З., и Курка, Э. (2004). Симпатическая кожная реакция: обзор метода и его клинического использования. Братисл. Лекарс. Листы 105, 108–116.

Google Scholar

Куделька Б. М., Шоммер Н. К., Хеллхаммер Д. Х. и Киршбаум К. (2004). Острые реакции оси HPA, частота сердечных сокращений и изменения настроения на психосоциальный стресс (TSST) у людей в разное время суток. Психонейроэндокринология , 29, 983–992. DOI: 10.1016 / j.psyneuen.2003.08.009

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Лазарь, Р.С., Фолкман С. (1984). Стресс, оценка и преодоление трудностей. Springer: Нью-Йорк.

Google Scholar

Ли, Ю. К., и Уинстон, Ф. К. (2016). Методы индукции стресса в симуляторе вождения и реакции новых водителей. Transp. Res. Часть F 42, 44–55. DOI: 10.1016 / j.trf.2016.06.019

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ляо, В., Чжан, В., Чжу, З., Цзи, К., и Грей, В. Д. (2006). К теории принятия решений для распознавания аффектов и помощи пользователю. Внутр. J. Hum. Comput. Шпилька . 64, 847–873. DOI: 10.1016 / j.ijhcs.2006.04.001

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Литман Т. (2019). Прогнозы внедрения автономных транспортных средств. Канада: Институт транспортной политики Виктории.

Google Scholar

Малик, М. (1996). Вариабельность сердечного ритма: стандарты измерения, физиологической интерпретации и клинического использования: рабочая группа Европейского общества кардиологов и Североамериканского общества кардиостимуляции и электрофизиологии. Анна. Noninvas. Электрокардиол . 1, 151–181. DOI: 10.1111 / j.1542-474x.1996.tb00275.x

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мантилья Дж., Удре Л., Барруа Р., Вьенн А. и Рикар Д. (2017). «Шаблон-DTW на основе инерционных сигналов: предварительные результаты для описания ступеней», 2017 39-я ежегодная международная конференция IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC) 2267-2270) , (Нью-Йорк: IEEE).

Google Scholar

Мэтьюз, Г.(2001). Транзакционная модель стресса водителя. Флорида: Университет Центральной Флориды, 133–163

Google Scholar

Мэтьюз Г., Райнерман-Джонс Л. Э., Барбер Д. Дж. И Абич Дж. IV (2015). Психометрия умственной нагрузки: несколько показателей чувствительны, но расходятся. Гум. Факт . 57, 125–143. DOI: 10.1177 / 0018720814539505

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мэй, Дж. Г., Кеннеди, Р. С., Уильямс, М.К., Данлэп У.П. и Браннан Дж. Р. (1990). Показатели движения глаз при умственной нагрузке. Acta Psychol . 75, 75–89. DOI: 10.1016 / 0001-6918 (90)

-p

CrossRef Полный текст | Google Scholar

МакКрэти, Р., Аткинсон, М., Тиллер, У. А., Рейн, Г., и Уоткинс, А. Д. (1995). Влияние эмоций на краткосрочный анализ спектра мощности вариабельности сердечного ритма. г. Дж. Кардиол . 76, 1089–1093. DOI: 10.1016 / s0002-9149 (99) 80309-9

CrossRef Полный текст | Google Scholar

МакИвен, Б.С. (2000). Определения и понятия стресса. Энцикл. Напряжение 3, 508–509.

Google Scholar

МакГрат, Дж. Э. (1976). Стресс и поведение в организациях. Handb. Industr. Организ. Psychol. 1351: 1396.

Google Scholar

Мейер, К., Раш, Т., и Шноц, В. (2010). Влияние скорости представления анимации на восприятие и обучение. ЖЖ. Проинструктируйте . 20, 136–145. DOI: 10.1016 / j.learninstruc.2009.02.016

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мильштейн, Н., Гордон, И. (2020). Подтверждение показателей электродермальной активности и вариабельности сердечного ритма, полученных с помощью Empatica E4, используемого в исследовательских условиях, которые включают интерактивные диадические состояния. Фронт. Behav. Neurosci . 14: 148. DOI: 10.3389 / fnbeh.2020.00148

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Мин, Б. К., Чанг, С. К., Парк, С. Дж., Ким, К. Дж., Сим, М.К., и Сакамото, К. (2002). Вегетативные реакции юных пассажиров в зависимости от скорости и режима движения транспортного средства. Внутр. J. Industr. Эргон. 29, 187–198. DOI: 10.1016 / s0169-8141 (01) 00059-2

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Модель 50–2303-00 (2014 г.). Модель 50–2303-00. Гаханна, Огайо: Технологии интеллектуального программного обеспечения.

Google Scholar

Мюльбахер-Каррер, С., Моза, А. Х., Фаллер, Л. М., Али, М., Хамид, Р., Зангл, Х., и Кьямакья, К.(2017). Система определения состояния водителя — сочетание емкостного датчика обнаружения рук с физиологическими датчиками. IEEE Trans. Instrum. Measur . 66, 624–636. DOI: 10.1109 / tim.2016.2640458

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Малдер Г. и Морей Н. (1979). Умственная рабочая нагрузка: ее теория и измерение. Нью-Йорк: Спрингер.

Google Scholar

Малдер, Л. Дж. М., Дейкстерхейс, К., Стювер, А., Де Ваард, Д. (2009). Изменения сердечно-сосудистого состояния при выполнении моделируемой задачи диспетчеров скорой помощи: потенциальное использование для адаптивной поддержки. заявл. Эргон. 40, 965–977. DOI: 10.1016 / j.apergo.2009.01.009

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Никель П., Нахрейнер Ф. (2003). Чувствительность и диагностичность 0,1-Гц составляющей вариабельности сердечного ритма как индикатора умственной нагрузки. Гум. Факт. 45, 575–590. DOI: 10.1518 / hfes.45.4.575.27094

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Палинко О., Кун А.Л., Широков А., и Химан, П. (2010). «Оценка когнитивной нагрузки с использованием дистанционного слежения за глазами в симуляторе вождения», в Proceedings of the 2010 Symposium on Eye-Tracking Research & Applications , (New York: ACM), 41–144.

Google Scholar

Пит, Дж., И Бартон, Б. (2014). Медицинская статистика: руководство по SPSS, анализу данных и критической оценке. Хобокен: Джон Вили и сыновья.

Google Scholar

Педротти, М., Мирзаи, М.А., Тедеско, А., Шардоне, Дж. Р., Мериен, Ф., Бенедетто, С., и Баччино, Т. (2014). Автоматическая классификация напряжения с анализом диаметра зрачка. Внутр. J. Hum. Comput. Взаимодействовать. 30, 220–236. DOI: 10.1080 / 10447318.2013.848320

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Прасоленко О., Бурко Д., Халкин А. (2017). Кожно-гальваническая реакция как метод оценки эмоционального состояния водителя. г. J. Sci. Engin. Технол . 2, 50–56.

Google Scholar

Qu, W., Zhang, Q., Zhao, W., Zhang, K., and Ge, Y. (2016). Валидация инвентаризации стресса водителей в Китае: связь с опасным поведением при вождении. Accid. Анальный. Пред. 87, 50–58. DOI: 10.1016 / j.aap.2015.11.019

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Растгоо, М. Н., Накиса, Б., Ракотонирани, А., Чандран, В., и Тьондронегоро, Д. (2019). Критический обзор упреждающего обнаружения уровней стресса водителя на основе мультимодальных измерений. ACM Comput.Surv. 51:88.

Google Scholar

Резазаде, И. М., Фироозабади, М., Ху, Х., и Голпаегани, С. М. (2012). Коадаптивный и эффективный человеко-машинный интерфейс для улучшения тренировочных характеристик виртуального миоэлектрического протеза предплечья. IEEE Trans. Оказывать воздействие. Вычислить . 3, 285–297. DOI: 10.1109 / t-affc.2012.3

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Роледер, Н., Вольф, Дж. М., Мальдонадо, Э. Ф., и Киршбаум, К. (2006). Повышение альфа-амилазы в слюне, вызванное психосоциальным стрессом, не зависит от скорости слюноотделения. Психофизиология 43, 645–652 DOI: 10.1111 / j.1469-8986.2006.00457.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Розенталь Р. (1991). Метааналитические процедуры для социальных исследований , Канада: Sage Publications.

Google Scholar

Росс Т. и Бернетт Г. (2001). Оценка человеко-машинного интерфейса к автомобильным навигационным системам как пример повсеместных вычислений. Внутр. J. Hum. Comput. Stud. 55, 661–674.DOI: 10.1006 / ijhc.2001.0495

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Саксена, Н. (2017). Моделирование влияния количества остановок и остановок на поведение водителей при выборе маршрута , докторская диссертация, (Сидней: Университет Нового Южного Уэльса).

Google Scholar

Сегерстром, С. К., Миллер, Г. Э. (2004). Психологический стресс и иммунная система человека: метааналитическое исследование 30 лет исследований. Psychol. Бык . 130: 601.DOI: 10.1037 / 0033-2909.130.4.601

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Сенин, П. (2008). Обзор алгоритма динамической деформации времени. Гонолулу, США: Университет факультета информационных и компьютерных наук, 855, 1–23.

Google Scholar

Стаал, М.А. (2004). Стресс, познание и деятельность человека: обзор литературы и концептуальные основы. Калифорния: Исследовательский центр Эймса.

Google Scholar

Sugiono, S., Видхаянуриаван Д., Андриани Д. П. и Прасетья Р. П. (2019). Исследование влияния расстояния между автомобилями на психофизиологию водителя во время торможения с использованием Eeg: пример вождения в Индонезии. Acta Neuropsychol . 17, 329–339. DOI: 10.5604 / 01.3001.0013.6189

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Sztajzel, J. (2004). Вариабельность сердечного ритма: неинвазивный электрокардиографический метод измерения вегетативной нервной системы. Swiss Med.Weekly 134, 514–522.

Google Scholar

Томер Э., Лупу Т., Голан Л., Вагнер М. и Броу Ю. (2018). Слежение за глазами как средство выявления мнимых когнитивных нарушений в тесте на запоминание слов. заявл. Neuropsychol. 27, 49–61 DOI: 10.1080 / 23279095.2018.1480483

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван Рун, А. М., Малдер, Л. Дж., Альтхаус, М., и Малдер, Г. (2004). Представляем модель барорефлекса для изучения сердечно-сосудистых эффектов умственной нагрузки. Психофизиология 41, 961–981. DOI: 10.1111 / j.1469-8986.2004.00251.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вагнер М., Сахар Ю., Эльбаум Т., Боцер А. и Берлинер Э. (2015). Сила сцепления как мера напряжения в авиации. Внутр. J. Aviat. Психол . 25, 157–170. DOI: 10.1080 / 10508414.2015.1162632

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Вальстрём, Дж., Хагберг, М., Джонсон, П., Свенссон, Дж., И Ремпель, Д.(2002). Влияние цейтнота и словесной провокации на физиологические и психологические реакции при работе с компьютерной мышью. евро. J. Appl. Physiol . 87, 257–263. DOI: 10.1007 / s00421-002-0611-7

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ван, X., Дин, X., Су, С., Ли, З., Рисе, Х., Тайер, Дж. Ф., и Снайдер, Х. (2009). Генетические влияния на вариабельность сердечного ритма в покое и во время стресса. Психофизиология 46, 458–465.DOI: 10.1111 / j.1469-8986.2009.00793.x

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Виберг, Х., Нильссон, Э., Линден, П., Сванберг, Б., и Поом, Л. (2015). Психологические реакции, связанные с умеренной умственной нагрузкой при вождении автомобиля в полевых условиях. Biol. Психол . 108, 115–125. DOI: 10.1016 / j.biopsycho.2015.03.017

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ямагути М., Вакасуги Дж. И Сакакима Дж. (2006).«Оценка стресса водителя с помощью биомаркера в симуляторе вождения автомобиля». in 2006 Международная конференция IEEE Engineering in Medicine and Biology Society , (Нью-Йорк: IEEE), 1834–1837.

Google Scholar

Йеркес Р. М. и Додсон Дж. Д. (1908). Отношение силы стимула к скорости формирования привычки. J. Comp. Neurol. Психол . 18, 459–482. DOI: 10.1002 / cne.920180503

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Зак, Ю., Пармет Ю., Орон-Гилад Т. (2020). «Техника субъективной оценки рабочей нагрузки (SWAT) в режиме реального времени: доступная методология для непрерывной оценки рабочей нагрузки операторов», на Международной конференции 2020 IEEE по системам, человеку и кибернетике (SMC) , (Нью-Йорк: IEEE), 2687– 2694.

Google Scholar

Чжай Дж. И Баррето А. (2006). Обнаружение стресса у пользователей компьютеров на основе цифровой обработки сигналов неинвазивных физиологических переменных. Proc. IEEE Annu.Int. Конф . 2006, 1355–1358.

Google Scholar

Зонтоне П., Аффанни А., Бернардини Р., Дель Линц Л., Пирас А. и Ринальдо Р. (2020). Оценка стресса при моделировании автономного и ручного вождения посредством анализа реакции кожного потенциала и сигналов электрокардиограммы. Датчики 20: 2494. DOI: 10,3390 / с20092494

PubMed Аннотация | CrossRef Полный текст | Google Scholar

Приложение А. Определение временного окна силы захвата

Чтобы определить собственное временное окно при расчете меры силы захвата, мы исследовали следующие временные окна: 2, 5, 10, 20 и 30 с.Мы провели процедуру метаанализа, описанную ранее (как подробно описано в разделах «Анализ данных» и «Результаты») для каждого из этих временных окон.

Для каждой комбинации трех преобразованных в Ln преобразований силы захвата (среднее, максимальное и стандартное отклонение) и четырех преобразованных в Ln показателей частоты сердечных сокращений (ВСР LF, HRV HF, HRV LF / HF ratio и HR) мы имеем рассчитали коэффициенты корреляции Пирсона.

Следующий график (см. Рисунок A1) представляет доверительные интервалы коэффициентов корреляции Пирсона для каждого из этих временных окон.

Как показано на графике, для 2-секундного временного окна нижний предел доверительного интервала больше нуля. Из этого кажется, что выбор 2-х секундного временного окна является разумным.

Рисунок A1. Доверительные интервалы коэффициента корреляции Пирсона ( r ) для метаанализов Ln-преобразованных показателей силы сжатия (среднее, максимальное и стандартное отклонение) с Ln-преобразованными измерениями частоты сердечных сокращений (HRV LF, HRV HF, HRV LF / HF и частота сердечных сокращений) для каждого временного окна силы захвата (2, 5, 10, 20 и 30 с).

.