Устройство руля: Общее устройство и принцип работы системы рулевого управления автомобиля

Общее устройство и принцип работы системы рулевого управления автомобиля

Общее устройство и принцип работы системы рулевого управления автомобиля, как и многих других современных транспортных средств, можно описать следующим образом. Рулевое управление имеет рулевые тяги, рулевой механизм с реечной или червячной передачей и рулевую колонку, оканчивающуюся рулевым колесом. Функционирует система довольно просто: при воздействии на руль усилие через рулевой механизм передается на рулевые тяги, которые шарнирно связаны с рычагами подвески, что приводит к изменению траектории движения авто. Кроме того, рулевое колесо информирует водителя о состоянии дорожного покрытия, определяемое по величине усилия, приложенных к рулю. Если не брать во внимание размер рулевого колеса у спорткаров, диаметр руля для большинства автомобилей находится в пределах 38-42,5 см.

Рулевое колесо соединяется с рулевым механизмом посредством травмобезопасной рулевой колонки, которая имеет несколько карданных соединений.

Травмобезопасность заключается в том, что при лобовом столкновении на большой скорости она (колонка) складывается, снижая таким образом степень тяжести нанесенных водителю травм. Современные автомобили снабжены электрической или механической регулировкой адаптации рулевой колонки под рост водителя. Изменение осуществляется как в вертикальном направлении, так и по длине, либо в двух направлениях. Также предусмотрена противоугонная защита путем блокирования рулевой колонки электрическим или механическим способом.

Рулевой механизм выполняет роль множителя усилий, приложенных водителем к рулевому колесу с последующим распространением нагрузки на рулевой привод. Самым применяемым типом редуктора рулевого механизма в автомобилях является червячная и реечная его конструкции, причем первый вариант чаще использовался в автомобилях прошлого столетия. Реечный вариант представляет собой цилиндрическую шестерню, составляющую одно целое с валом и перемещающуюся по зубчатой рейке, которая шарнирно связана с рулевыми тягами.

При изменении положения руля на определенный угол рейка совершает движение в горизонтальной плоскости и через тяги поворачивает колеса. Пара шестерня-рейка находится в корпусе редуктора, который расположен в подрамнике подвески.

Некоторые автомобили снабжены рулевым механизмом с переменным передаточным отношением, где применена зубчатая рейка с различным профилем зубьев: в околонулевой зоне зубья имеют форму треугольника, а ближе к краям – вид трапеции. Конструкция рейки с различной геометрией зубьев способствует изменению передаточного числа в паре шестерня-рейка, уменьшая угол поворота рулевого колеса. Благодаря этой схеме управлять автомобилем намного удобнее, динамичнее, и требуется меньше усилий, прилагаемых к рулевому колесу.

Отдельные производители авто используют на автомобилях рулевые механизмы с управлением на четыре колеса. Конструкция позволяет добиться более эффективного управления и обеспечивает стабильность машины при движении на высокой скорости. Благодаря такому техническому решению передние и задние колеса авто получили синхронизацию при повороте в ту или иную сторону.

Кроме того, улучшилась маневренность в случае, когда автомобиль движется с малой скоростью: передние и задние колеса могут быть повернуты в разном направлении. Это достигается за счет того, что при большой скорости автомобиля сайлентблоки, установленные на задней подвеске, под воздействием сил во время поворота авто деформируются, не давая колесам существенно изменить угол поворота.

Рулевой привод представляет собой шарнирно-рычажную конструкцию, посредством которой усилия, прилагаемые к рулю, передаются напрямую колесам, обеспечивая при этом устойчивость автомобиля при повороте. Кроме этого, конструкция удерживает колеса при работе подвески, тип которой зависит от устройства рулевого привода.

Наиболее популярна механическая конструкция рулевого привода, включающая в себя рулевые тяги и шаровые опоры (рулевые шарниры). В свою очередь, шаровой шарнир, защищенный от износа вкладышами, находится в корпусе с закрытым резиновым пыльником, который препятствует проникновению пыли и грязи в шарнирное соединение. Шаровой шарнир изготовлен как одно целое с шаровым пальцем, который служит наконечником для рулевых тяг и составляет с ними дополнительный рычаг подвески.

Для регулировки рулевого управления существует несколько параметров, влияющих на устойчивость автомобиля во время движения, и на усилие, прилагаемое к рулю. Четыре наиболее важных из них касаются угловых регулировок: развал, схождение, угол продольного и поперечного наклона поворотной ступицы колеса, а также две регулировки плеча (стабилизация и обкатка). Стоит заметить, что все регулировки связаны между собой и оказывают важное влияние на работу всего рулевого управления.

Современные автомобили уже не обходятся без усилителя рулевого управления, которое значительно уменьшает усилие, приложенное к рулю, позволяет точно и быстро реагировать на окружающую обстановку при движении. Благодаря усилителю руля водитель меньше утомляется, да и передаточное число шестерен в редукторе можно уменьшить, что делает его более компактным. По своему типу привод усилителя делится на электрический, гидравлический или пневматический. Последний больше относится к автомобилям грузового класса.

В большинстве своем автомобили нынешнего поколения снабжены гидравлическим усилителем рулевого управления, называемым для простоты «гидроусилитель руля». Кроме этого, существует его вариант – электрогидравлический усилитель, в котором жидкость нагнетается насосом с приводом от электродвигателя. Однако прогрессивным считается применяемый сегодня электрический усилитель руля, в котором крутящий момент вала электродвигателя подается непосредственно на карданный вал рулевого колеса или прямо на рулевой редуктор. А использование электроники делает возможным применение электроусилителя при парковке в автоматическом режиме или в системе, которая помогает удерживать автомобиль на полосе движения.

Инновационным усилителем руля можно считать адаптивный усилитель рулевого управления, благодаря которому усилие, прилагаемое при повороте колеса, зависит от скорости движения. Как пример подобной конструкции можно привести известный адаптивный гидравлический усилитель Servotronic. К новинке можно отнести и систему активного рулевого управления BMW, а также систему динамического рулевого управления от Audi, в котором передаточное число редуктора рулевого механизма зависит от скорости движения автомобиля.

Устройство автомобиля. Принцип работы рулевого механизма

Существует несколько типов рулевого механизма Вам известно, что при повороте руля поворачиваются колеса автомобиля. Но между поворотом руля и поворотом колес происходят определенные действия.

В этой статье мы рассмотрим особенности двух наиболее распространенных типов рулевого механизма: реечный рулевой механизм и рулевой механизм с шариковой гайкой. Также мы расскажем о рулевом управлении с гидроусилителем и узнаем об интересных технологиях развития систем рулевого управления, позволяющих сократить расход топлива. Но, прежде всего, мы рассмотрим, как происходит поворот. Не все так просто, как может показаться.

Поворот автомобиля

Возможно, Вы удивитесь, узнав, что при повороте колеса на передней оси проходят по различной траектории.

Для обеспечения плавного поворота, каждое колесо должно описать разную окружность. В связи с тем, что внутреннее колесо описывает колесо меньшего радиуса, оно совершает более крутой поворот, чем внешнее. Если провести перпендикуляр к каждому колесу, линии будут пересекаться в центральной точке поворота. Геометрия поворота заставляет внутреннее колесо поворачиваться сильнее, чем внешнее.

Существует несколько типов рулевого механизма. Наиболее распространенными являются реечный рулевой механизм и рулевой механизм с шариковой гайкой.

Реечный рулевой механизм

Реечный рулевой механизм широко используется в легковых автомобилях, грузовиках малой грузоподъемности и внедорожниках. Фактически, этот механизм довольно прост. Реечные шестерни расположены в металлической трубке, с каждой стороны которой выступает рейка. Рулевой наконечник соединяется с каждой стороной рейки.

Ведущая шестерня сопряжена с валом рулевого механизма. Когда Вы поворачиваете руль, шестерня начинает вращаться и приводит рейку в движение. Рулевой наконечник на конце рейки соединяется с рулевой сошкой на шпинделе (см. рисунок).

Функции зубчатой рейки с шестерней заключаются в следующем:

• Она преобразует вращательное движение рулевого колеса в прямолинейное движение, необходимое для поворота колес.
• Она обеспечивает передаточное отношение для облегчения поворота колес.

Большинство автомобилей устроены так, что потребуется от трех до четырех полных оборотов руля, чтобы развернуть колеса от упора до упора.

Передаточное отношение рулевого механизма — это отношение градуса поворота руля к градусу поворота колес. Например, если один полный оборот руля (360 градусов) поворачивает колесо на 20 градусов, тогда передаточное отношение рулевого механизма составляет 18:1 (360 разделить на 20). Чем выше отношение, тем больше градус поворота руля. При этом, чем выше отношение, тем меньше усилий требуется приложить.

Как правило, у легких спортивных автомобилей передаточное отношение рулевого механизма ниже, чем у крупных автомобилей и грузовиков. При низком передаточном отношении у рулевого механизма более быстрый отклик, поэтому Вам не нужно с усилием крутить руль чтобы выполнить поворот. Чем меньше автомобиль, тем меньше его масса, и, даже при низком передаточном отношении, не требует прилагать дополнительное усилие для поворота.

Также существуют автомобили с переменным передаточным отношением рулевого механизма. В этом случае у зубчатой рейки с шестерней разный шаг зубьев (число зубьев на дюйм) в центре и по бокам. В результате, автомобиль реагирует на поворот руля быстрее (рейка расположена ближе к центру), а также снижается усилие при повороте руля до упора.

Реечный рулевой механизм с усилителем

При наличии реечного рулевого механизма с усилителем, рейка имеет немного другую конструкцию. Часть рейки включает цилиндр с поршнем посередине. Поршень соединен с рейкой. С обеих сторон поршня имеются два отверстия. Подача жидкости под высоким давлением на одну из сторон поршня приводит поршень в движение, он поворачивает рейку, обеспечивая усиление рулевого механизма.

Далее в статье мы рассмотрим компоненты усилителя. Но прежде мы расскажем о другом типе рулевого механизма.

Рулевой механизм с шариковой гайкой

Рулевой механизм с шариковой гайкой можно встретить на многих грузовиках и внедорожниках. Данная система немного отличается от реечного механизма.

Рулевой механизм с шариковой гайкой включает червячную передачу. Условно червячную передачу можно разделить на две части. Первая часть представляет собой металлически блок с резьбовым отверстием. Данный блок имеет зубья с наружной стороны, которые сопрягаются с шестерней, которая приводит в движение рулевую сошку (см. рисунок). Рулевое колесо соединено с резьбовым стержнем, похожим на болт, установленным в резьбовое отверстие блока. Когда рулевое колесо вращается, болт поворачивается вместе с ним. Вместо того, чтобы вкручиваться в блок, как обычные болты, этот болт закреплен так, что, когда он вращается, он приводит в движение блок, который, в свою очередь, приводит в движение червячную передачу.

Болт не соприкасается резьбой с блоком, поскольку она заполнена шарикоподшипниками, циркулирующими по механизму. Шариковые подшипники используются для двух целей: Они снижают трение и износ передачи, а также снижают загрязнение механизма. Если в рулевом механизме не будет шариков, на какое-то время зубья не будут соприкасаться друг с другом и Вы почувствуете что руль потерял жесткость.

Гидроусилитель в рулевом механизме с шариковой гайкой функционирует точно так же, как и в реечном рулевом механизме. Усиление обеспечивается подачей жидкости под высоким давлением на одну из сторон блока.

Далее мы рассмотрим компоненты гидроусилителя.

Гидроусилитель руля

Помимо самого рулевого механизма, гидроусилитель включает несколько основных компонентов.

Насос

Пластинчатый насос снабжает рулевой механизм гидравлической энергией (см. рисунок). Двигатель приводит насос в действие при помощи ремня и шкива. Насос включает утапливаемые лопатки, вращающиеся в камере овальной формы.

При вращении лопатки выталкивают гидравлическую жидкость низкого давления из обратной магистрали в выпускное отверстие под высоким давлением. Сила потока зависит от количества оборотов двигателя автомобиля. Конструкция насоса обеспечивает необходимый напор даже на холостых оборотах. В результате, насос перемещает большее количество жидкости при работе двигателя на более высоких оборотах.

Насос имеет предохранительный клапан, обеспечивающий надлежащее давление, что особенно важно при высоких оборотах двигателя, когда подается большой объем жидкости.

Поворотный клапан

Гидроусилитель должен помогать водителю только при приложении силы к рулевому колесу (при повороте). При отсутствии усилия (например, при движении по прямой), система не должна обеспечивать помощь. Устройство, определяющее приложение силы к рулевому колесу, называется поворотный клапан.

Основным компонентом поворотного клапана является торсион. Торсион представляет собой тонкий металлический стержень, который поворачивается под действием крутящего момента. Верхний конец торсиона соединен с рулевым колесом, а нижний с шестерней или червячной передачей (которая поворачивает колеса), при этом крутящий момент торсиона равен крутящему моменту, прилагаемого водителем для поворота колес. Чем выше прилагаемый крутящий момент, тем больше поворот торсиона. Входная часть вала рулевого механизма формирует внутреннюю часть поворотного клапана. Также он соединен с верхней частью торсиона. Нижняя часть торсиона соединена с внешней частью поворотного клапана. Торсион также вращает шестерню рулевого механизма, соединяясь с ведущей шестерней или червячной передачей, в зависимости от типа рулевого механизма.

При повороте торсион вращает внутреннюю часть поворотного клапана, внешняя часть при этом остается неподвижной. В связи с тем, что внутренняя часть клапана также соединена с рулевым валом (и, следовательно, с рулевым колесом), количество оборотов внутренней части клапана зависит от крутящего момента, прилагаемого водителем.

Когда руль неподвижен, обе гидравлические трубки обеспечивают равное значение давления на шестерню. Но при повороте клапана каналы открываются для подачи жидкости под высоким давлением к соответствующей трубке.

Практика показала не самую высокую эффективность такого типа усилителя рулевого управления.

Инновационные усилители руля

В связи с тем, что насос рулевого механизма с гидроусилителем на большинстве автомобилей непрерывно перекачивает жидкость, он расходует мощность и топливо. Логично рассчитывать на ряд нововведений, которые позволят повысить экономию топлива. Одной из самых удачных идей является система с компьютерным управлением. Эта система полностью исключает механическую связь между рулевым колесом и рулевым механизмом, заменяя ее электронной системой управления.

Фактически руль работает так же, как руль для компьютерных игр. Руль будет оснащен датчиками для подачи автомобилю сигналов о направлении движения колес и моторами, обеспечивающими отклик на действия автомобиля. Выходные данные таких датчиков будут использоваться для управления рулевым механизмом с электроприводом. В этом случае устраняется необходимость наличия рулевого вала, что увеличивает свободное пространство в моторном отсеке.

General Motors представила концепт-кар Hy-wire, на котором уже установлена такая система. Отличительной особенностью такой системы с электронным управлением от GM является то, что Вы можете сами настроить управляемость автомобиля с помощью нового компьютерного программного обеспечения без замены механических компонентов. В автомобилях с электронным управлением будущего Вы сможете подстроить систему контроля под себя нажатием лишь нескольких кнопок. Все очень просто! За последние пятьдесят лет система рулевого управления не сильно изменились. Но в следующем десятилетии наступит эпоха более экономичных автомобилей

Рулевое управление (устройство) Нива ВАЗ 21213, 21214, 2131 lada 4×4

Рулевое управление на «Ниве» может быть с гидроусилителем (начиная с 2009 г. ) , без гидроусилителя, а так же оснащённое подушкой безопасности. С ноября 1998 года для повышения пассивной безопасности на автомобили устанавливают телескопический промежуточный вал вместо цилиндрического промежуточного вала, а рулевое колесо крепят самоконтрящейся гайкой.

Рулевой механизм в сборе с приводом (без гидроусилителя)

Верхний вал рулевого управления

11 — подшипник верхнего вала; 12 — кронштейн крепления вала рулевого управления; 13 — втулка замка; 14 — труба кронштейна крепления вала руля; 15 — верхний вал рулевого управления;

Устройство рулевого управления с гидроусилителем (с 2009 г.)

Вид снизу автомобиля на элементы рулевого управления

Расположение элементов рулевого управления на автомобиле: 1, 7 — наружные наконечники рулевых тяг; 2, 6 — регулировочные муфты; 3, 5 — внутренние наконечники рулевых тяг; 4 — насос гидроусилителя; 8 — рулевой механизм; 9 — средняя тяга; 10 — маятниковый рычаг

В систему гидравлического усилителя входят лопастный насос, бачок для рабочей жидкости, шланги подвода и отвода жидкости и рулевой механизм.

Система гидроусилителя рулевого управления: 1 — насос гидроусилителя рулевого управления; 2 — прокладка; 3 — болт-штуцер; 4 — шланг высокого давления; 5 — подводящий шланг; 6 — пробка бачка с указателен уровня жидкости; 7 — бачок; 8 — хомут; 9 — рулевой механизм; 10 — шланг низкого давления

См. так же Рулевое управление оснащённое подушкой безопасности

Описание рулевого управления

Рулевое управление – с механической связью, без усилителя. Рулевой механизм – «глобоидальный червяк – двухгребневой ролик», передаточное число редуктора – 16,4.

В вариантном исполнении автомобиль оборудуют гидроусилителем рулевого управления значительно снижающим усилие на рулевом колесе. Если гидроусилитель рулевого управления не функционирует (например, при буксировке автомобиля с неработающим двигателем), возможность управлять автомобилем сохраняется, но для этого требуется прикладывать к рулевому колесу значительно большее усилие.

Рулевая трапеция образована тремя рулевыми тягами (одна средняя и две боковых), сошкой, маятниковым рычагом и рычагами поворотных кулаков. Боковые тяги состоят из двух наконечников, соединенных резьбовой разрезной муфтой. На внутреннем (коротком) наконечнике – правая резьба, на наружном – левая. На соединительной муфте резьба также разного направления, поэтому при ее поворачивании длина боковой тяги может увеличиваться или уменьшаться, что нужно для регулировки схождения колес. Муфта фиксируется на наконечниках стяжными хомутами.

На концах рулевых тяг находятся шаровые шарниры. Их пальцы имеют конусную посадку в рычагах и зафиксированы в них гайками со шплинтами. Шаровая головка пальца вращается в пластмассовом вкладыше, поджимаемом пружиной к корпусу шарнира. Другим концом пружина упирается в стальную заглушку, завальцованную в корпус шарнира. Благодаря конусности наружной поверхности вкладыша и внутренней поверхности корпуса шарнира при поджатии вкладыша выбирается люфт между вкладышем и шаровой головкой пальца.

Чтобы убедиться, что вкладыш не заклинен в корпусе, рукой или монтажной лопаткой нажимают на корпус шарнира в направлении пальца – при этом палец должен уйти внутрь корпуса на 0,5–1,5 мм. При заклинивании шарнира или ощутимом люфте в нем заменяют рулевую тягу (рулевой наконечник). От влаги и грязи шарнир защищен резиновым чехлом, напрессованным на корпус. При повреждении чехла немедленно замените его, удалив с поверхности шарнира старую смазку и добавив новую (ШРБ-4).

Кронштейн маятникового рычага прикреплен к правому лонжерону двумя болтами с самоконтрящимися гайками. Корпус кронштейна – литой, из алюминиевого сплава. В нем установлены две пластмассовые втулки, в которых вращается ось маятникового рычага. Сверху и снизу на ось надеты шайбы, которые поджимают втулки к корпусу кронштейна. Нижняя шайба упирается в маятниковый рычаг, закрепленный на оси самоконтрящейся гайкой, верхняя – в гайку со шплинтом. Эту гайку затягивают на снятом кронштейне так, чтобы маятниковый рычаг не проворачивался под собственным весом, а лишь под нагрузкой 1–2 кгс. На рабочие поверхности втулок и в пространство между осью и корпусом закладывают смазку Литол-24. Для защиты от грязи служат два резиновых уплотнительных кольца, установленных между шайбами и корпусом рычага. При износе втулок их заменяют, при износе корпуса или оси заменяют кронштейн.

Рулевой механизм прикреплен тремя болтами с самоконтрящимися гайками к левому лонжерону. Его корпус – литой, из алюминиевого сплава. В его нижней (удлиненной) части запрессованы две бронзовые втулки, в которых вращается вал рулевой сошки. На нижнем шлицевом конце вала гайкой закреплена рулевая сошка (она устанавливается на вал только в определенном положении). На верхней части вала выполнен прилив с вырезом; в нем расположен двухгребневой ролик, вращающийся в шариковых или игольчатых подшипниках. В Т-образный паз на верхнем торце вала входит головка винта, которым регулируется зазор между роликом и червяком (см. ниже). Осевой люфт головки в пазу не должен превышать 0,05 мм; это достигается подбором толщины надеваемой на винт регулировочной пластины. Винт перемещается по резьбе в крышке рулевого механизма и стопорится гайкой и фигурной шайбой.

Возможны два варианта установки ролика вала сошки: на игольчатом или на шариковом подшипнике.

Червяк рулевого механизма вращается в двух шариковых радиально-упорных подшипниках, зазор в которых регулируется подбором прокладок между корпусом и нижней крышкой (при этом из механизма выливается масло, по окончании регулировки его уровень необходимо восстановить). При правильно отрегулированном зазоре момент проворачивания вала червяка (со снятым валом сошки) должен быть в пределах 20–49 Н.см. Если он меньше, уменьшают толщину пакета прокладок, если больше – увеличивают. После установки вала сошки регулируют зазор в зацеплении ролика с червяком: момент сопротивления проворачиванию вала червяка при повороте на 30° вправо-влево от среднего положения должен быть 88–118 Н.см, а при больших углах – не более 69 Н.см. На практике простейший контроль заключается в следующем: на снятом рулевом механизме вал червяка должен проворачиваться от руки с заметным возрастанием усилия вблизи среднего положения, осевого люфта вала быть не должно.

Для заливки масла в картер рулевого механизма в верхней крышке предусмотрено отверстие, закрываемое резьбовой пробкой. Трансмиссионное масло заливают до кромки этого отверстия (0,215 л), по нему же контролируют уровень. Утечка масла возможна из-под нижней крышки подшипника вала червяка (из-за ее деформации) или через сальниковые уплотнения валов сошки и червяка. Ремонт редуктора в домашних условиях (за исключением регулировки зазоров и замены сальников) не рекомендуется.

Рулевой вал – двухзвенный, состоит из верхнего и промежуточного валов. Верхний вал вращается в двух подшипниках с резиновыми втулками, завальцованных в трубе кронштейна вала. В нижней части к валу приварено кольцо с пазом, в который входит запорный ригель противоугонного устройства. На верхнем шлицевом конце вала закреплено рулевое колесо, гайка его крепления закернена.

Промежуточный вал имеет на концах карданные шарниры с разрезными шлицевыми наконечниками, стягиваемыми болтами; нижний соединен с валом червяка, верхний — с верхним рулевым валом.

Травмобезопасность рулевого управления обеспечивается складыванием рулевого вала за счет карданных шарниров и особого крепления кронштейна рулевого вала. Последний прикреплен к кронштейну кузова в четырех точках: сверху – на приварных болтах с гайками и шайбами, снизу – специальными отрывными болтами с фиксирующими пластинами. При столкновении края фиксирующих пластин деформируются и проскакивают через прямоугольные отверстия кронштейна рулевого вала. При этом за счет складывания рулевого вала рулевое колесо перемещается не назад, а вверх и вперед, уменьшая вероятность травм грудной клетки водителя.

Видео

Подробное устройство гидроусилителя руля

Многие водители начинали свою карьеру за рулем с управления автомобилем отечественного производства, оснащенного рулевой колонкой или рулевой рейкой. Пересев за руль более современных отечественных или иностранных авто, водители испытывают несказанное облегчение от легкости обращения с рулем. Объяснение этого блага кроется в рассмотрении подробного устройства гидроусилителя руля (далее ГУР).

Шаг в историю

Превращение механизма рулевой рейки и уменьшение самого рулевого колеса началось с Фредерика Ланчестера, который первым изобрел гидроусилитель и запатентовал его. Изначально это благо автомеханики превалировало только в грузовых автомобилях и автотранспорте специального назначения (пожарные машины). А уже в 20-х годах XX-го века компания Rolls-Royse оборудовала ГУРом свой автомобиль-визитку Phantom. Хотя на тот момент все так и закончилось пробными образцами данного ноу-хау.

Следующим «выходом в свет» гидроусилитель руля обязан Второй мировой войне. В это время американские и английские машиностроители оборудовали ими тяжелые и неповоротливые бронемашины. А в 50-х годах эта технология получила широкое применение в автопроме Америки и Европы.

В настоящее время существует много видов ГУРа, а также других доработанных технологий облегчения вращения рулевого колеса:

• Электрогидроусилитель;
• Электроусилитель.

Как устроен гидроусилитель руля

Как говорилось выше, гидроусилитель руля – это модернизированная рулевая рейка. К ее простой конструкции добавили следующие детали:

• Масляный насос;
• Бачок с рабочей жидкостью;
• Золотниковый распределитель;
• Силовой гидроцилиндр;
• Регулятор давления;
• Соединители и шланги.

Устройство насоса гидроусилителя руля определяет деление этого узла на виды:

• Лопастный;
• Шестеренный.

Еще устройство насоса включает в себя корпус, уплотнительное кольцо, ротор. Насос отвечает за создание и поддержание определенного давления специальной жидкости в системе и обеспечивает ее движение. Запускается передачами от двигателя:

1. Шестеренчатой;
2. Ременной.

Насос ГУР подает под высоким давлением в золотниковый распределитель специальную жидкость. Золотниковый распределитель – сложная деталь, состоящая из торсиона и золотникового клапана. Она регулирует жидкостную подачу в полость цилиндра и возвратное движение жидкости в бачок. Силовой гидроцилиндр обладает бинарным действие, то есть создает усилие в двух направлениях. В нынешнем автомобилестроени этот узел, передающий усилие в рулевую рейку, в неё же и интегрирован.

Изобретено много способов трансформировать усилие поворота руля в работу золотника. Многие из них основываются на движении отдельно взятого промежутка вала рулевой колонки. В актуальных технологиях автомобилестроения роль этого промежутка выполняет торсион, представляющий собой пружинящий лучевым способом промежуток вала рулевой колонки.

Золотник отзывается на угол смещения концов при прикладывании усилия к рулю. Еще применяют конструкции валов с участком с осевой подвижностью, в которых движение соответствующей направленности создается путём винтовой передачи, которая превращает поворот руля в поступательное движение золотникового штока. Есть также механизмы, в которых усилие вращения рулевого колеса отмечается не на рулевой колонке, а на других узлах передачи между рулём и колесами.

Принцип работы ГУР

Если автомобиль находится без движения, двигается прямо, насос перекачивает вхолостую гидравлическое масло внутри системы. Когда рулевое колесо приходит в движение, начинает закручиваться торсион, а золотник поворачивается относительно гильзы распределения. Одновременно открываются соединительные шланги, по которым масло из бачка попадает в определенную камеру в силовом цилиндре (это зависит от того, в какую сторону маневрирует автомобиль под действием поворота руля). А из другой камеры одновременно по открытым протокам гидравлическое масло попадает в бачок. Поршень цилиндра перемещает рулевую рейку, с одновременной передачей усилия рулевым тягам, поворачивающим колёса.

Если авто маневрирует на невысокой скорости, то КПД гидроусилителя руля максимален. Это достигается возрастанием количества оборотов электродвигателя насоса. Увеличение его производительности способствует интенсивному притоку гидравлической жидкости в цилиндр и сила, прикладываемая к повороту руля, уменьшается в разы. Повышение скорости движения машины снижает частоту вращения электродвигателя, при этом в действие вступает электромагнитный клапан, который уменьшает проходимость каналов гидросистемы, а для поворота руля приходится прикладывать больше усилий.

Бочка мёда и ложка дегтя в наличии ГУРа

Несомненным положительным качеством этого узла являются:

1. Улучшение управляемости авто;
2. Экономия усилий, прикладываемых к рулю;
3. Уменьшение передачи ударных явлений от дорожного покрытия.

К самым существенным отрицательным моментам при использовании гидроусилителя рулевого управления многие автомобилестроители причисляют потерю автомобилем информативности. Пока решение вопроса совмещения комфорта, обеспечиваемого ГУРом, и четкости управления машиной остается не по силам лучшим конструкторам гигантов автомобилестроения.

Рулевое управление: устройство, принцип работы, виды

Первые автомобили, в частности, автомобиль Карла Бенца, который считается первым в мире серийным авто, были трехколесными. Почему? Да просто конструкторы не могли придумать, как заставить оба передних колеса синхронно поворачивать в одну сторону. Поэтому переднее колесо было одно, а вместо привычной сегодня «баранки» стоял рычаг.

Но такое положение вещей не продлилось долго. Следующие «самоходные телеги» уже имели 4 колеса и худо-бедно справлялись с маневрами. Так начало развиваться рулевое управление, назначение которого не изменилось за все годы существования автомобиля.

Устройство и принцип работы типичного рулевого управления

https://www.youtube.com/watch?v=TNjrSKwj4V0

На абсолютном большинстве автомобилей рулевое управление реализовано по одинаковому принципу. Конечно, есть отличия (например, тип усилителя руля), но тип общей компоновки не меняется.

Устройство рулевого управления

1. Руль стоит первым в цепочке управления автомобилем. Это не только способ передать сигнал системе управления, в какую сторону и как резко поворачивать, но и способ обратной связи, а также элемент пассивной безопасности автомобиля (в рулевое колесо встраивается подушка).
2. Рулевая колонка – промежуточный элемент между самим рулем и механизмом поворота. На рулевую колонку может крепиться система безопасности, замок зажигания, рычаги включения дворников и поворотников.
3. Следующий на очереди – рулевой механизм, с помощью которого поворот руля (а следовательно, и рулевой колонки) преобразовывается в команду на поворот для рулевых тяг.
4. После того, как рулевой механизм передал усилие на рулевую рейку, в действие приходят рулевые тяги с наконечниками и рычагами. Они соединены с поворотными кулаками передних колес и заставляют их поворачивать в нужном направлении на нужный угол.
5. Чтобы с вождением автомобиля справился любой человек, применяется гидравлический или электрический усилитель руля.

Классификация рулевого управления

Принципиальных отличий между разными типами рулевого управления нет, но часто его классифицируют по типу редуктора рулевого механизма:

Тип редуктора «шестерня-рейка».

Устройство рулевого управления с редуктором типа «шестерня-рейка» 1 — руль; 2 — рулевой вал с шестерней; 3 — рейка; 4 — рулевые тяги; 5 — поворотные рычаги; 6 — колеса.

Это самая распространенная разновидность рулевого редуктора, которая за годы использования показала свою надежность.

Принцип действия очень простой: на рулевом валу (который отходит от рулевой колонки) закреплена продолговатая шестерня. Рулевая рейка имеет зубчатый участок, который входит в зацепление с этой шестерней. При вращении руля шестерня вращается на месте и толкает зубчатую рейку в одну или другую сторону. Соответственно приходят в действие и рулевые тяги.

Передаточное число на рейке может быть неизменным, а может меняться ближе к краям. Получить такой эффект просто: нужно изменить наклон зубьев на рейке. Благодаря этому для поворота на большой угол не нужно «крутить баранку» до посинения, количество оборотов руля для маневра сокращается.

Тип редуктора «червяк-ролик».

Устройство рулевого управления с редуктором типа «червяк-ролик»: 1 — руль; 2 — рулевой вал с червяком; 3 — ролик с валом сошки; 4 — рулевая сошка; 5 — средняя тяга; 6 — боковые тяги; 7 — поворотные рычаги; 8 — колеса; 9 — маятниковый рычаг; 10 — шарниры рулевых тяг.

Этот тип редуктора можно назвать устаревшим, поскольку его давно перестали устанавливать на автомобили. Тем не менее, он еще встречается на старых машинах.

В основе заложена червячная передача, в которой червяк закреплен на дополнительном валу рулевой колонки. При повороте руля вращается червяк и приводит в движение ролик, стоящий с ним в зацеплении.

Сдвигаясь по нарезке червяка, ролик заставляет вращаться вал, на который он установлен и к которому присоединен рычаг рулевой сошки. Вал вращается, рулевая сошка описывает полукруг, приводит в действие остальные элементы рулевого привода (среднюю тягу, маятниковый рычаг, боковую тягу, поворотные кулаки колес).

Винтовой тип редуктора.

Устройство редуктора рулевого управления винтового типа

По принципу действия он очень похож на червячный редуктор. Однако на дополнительном валу рулевой колонки установлен не червяк, а винт. Он входит в зацепление с гайкой, на наружную сторону которой нанесен зубчатый обод. Когда вращается винт, гайка поворачивается в одну или другую сторону и поворачивает рулевую сошку, а она уже направляет остальные компоненты рулевого привода.

В усовершенствованных моделях на винт ставится шариковая шайба, которая служит промежуточным элементом между ним и гайкой. При вращении винта шарики сдвигают шайбу, а она поворачивает гайку.
Когда на легковые автомобили начали массово устанавливать гидроусилитель руля (ГУР), червячный редуктор вышел из обихода – к нему ГУР не поставишь. На его место пришел реечный привод, а винтовой «перекочевал» на тяжелые автомобили.

Кроме редуктора, в рулевом механизме могут отличаться типы передачи усилия на управляемые колёса. Более простой считается конструкция с реечным редуктором: от рулевой рейки отходят две рулевые тяги, которые крепятся к поворотным кулакам колес. Для того, чтобы соединение было подвижным, но без люфтов, используются шаровые наконечники.

На редуктор с червячной или винтовой передачей подходит другой тип рулевого механизма. Его называют рулевой трапецией и состоит он из довольно сложной системы рычагов. Сложность конструкции оправдывается большей мощностью, так что рулевая трапеция с винтовым редуктором ставится на грузовые автомобили, в то время как рулевая рейка лучше подходит для легковых.

И, наконец, систему рулевого управления классифицируют по типу усилителя: ГУР, ЭГУР и ЭУР.

1. ГУР – гидравлический усилитель, классический тип. Он и сегодня ставится на автомобили, но постепенно уступает дорогу более современным видам усилителя;
2. ЭГУР – электрогидравлический усилитель руля. В нём электромотор выполняет вспомогательную функцию, в то время как основная работа выполняется гидравликой;
3. ЭУР – электроусилитель, современный способ управлять автомобилем. Электромотор умножает усилие, которое водитель прикладывает к рулю, то есть работает без каких-либо гидравлических элементов.

Основные неисправности рулевого управления

Конструкторы делают элементы рулевого управления из надежных износостойких материалов. Однако любая деталь имеет свой ресурс и свой запас прочности, так что рано или поздно в рулевом управлении начинают появляться неисправности и дефекты. Они достаточно типичные для большинства автомобилей.

1. Износ шарниров рулевых тяг. По сути, любой шарнир в рулевом управлении – слабое место, особенно это касается конструкции рулевой трапеции. Однако рулевые тяги постоянно страдают от нагрузок, ударов и агрессивного вождения, и их шарниры выходят из строя чаще всего. Как только шарнирное соединение выходит из строя, оно дает о себе знать стуком во время выполнения поворота или просто езды по неровной дороге.
2. Износ рулевых наконечников. Совершенно стандартная ситуация, поскольку рулевые наконечники считаются расходниками, особенно на наших дорогах. Шаровые шарниры защищены пыльниками и смазкой, но со временем вода попадает под пыльник, шарнир изнашивается и начинает люфтить. Водитель чувствует проблему как увеличение свободного хода руля и ухудшение управляемости. При появлении таких симптомов нужно поскорей принять меры. Замена рулевых наконечников – стандартная процедура, которую выполнят на любом СТО.
3. Износ подшипника рулевой колонки. Такая поломка происходит редко, но требует срочных мер по устранению. Если подшипник изнашивается, рулевой вал начинает шататься, а водитель чувствует это как «биение руля». Лучше сразу обратиться в сервис, чем ставить на своей машине интересные опыты.
4. Нарушение настроек колес. Неотбалансированные колёса будут ощущаться водителем как пульсация рулевого колеса при движении. Это не только доставляет дискомфорт, но и влияет на срок службы самих колес и смежных элементов.

Основные требования к рулевому управлению

Существуют стандартные требования, которые предъявляются к системе рулевого управления. Если система этим требованиям соответствует, ее можно считать исправной.

1. Угол свободного хода руля. Это тот угол поворота, который делается «вхолостую», до начала поворота колес. В норме для легковых автомобилей он должен быть не боле 10 градусов, и если свободный ход постепенно увеличивается, это говорит о необходимости регулировки или ремонта.
2. Система должна правильно «рулить»! То есть, нормально держать автомобиль при езде по прямой, точно выполнять маневры, не отклоняться от заданной траектории.
3. Руль должен легко поворачиваться во время выполнения маневров. Усилители для того и придумали, чтобы на дороге водитель думал о дороге, а не о том, хватит ли ему сил на следующий поворот. Если управление тугое, требует значительных усилий, проблему нужно найти и решить.
4. Строго выверенное число полных оборотов руля от среднего до крайнего положения. Для выполнения поворота водитель не должен выкручивать руль до бесконечности.
5. Система должна работать даже после того, как отключится усилитель руля. В дороге может случиться всё, что угодно, в том числе утечка гидравлической жидкости или отказ электродвигателя в ЭУР. При этом автомобиль должен сохранить управляемость. Да, усилий это потребует больше, но и остановка будет там, где захочет водитель.

Принципиальные отличия между «левым» и «правым» рулем

В отношении праворульных автомобилей до сих пор ведутся споры. Сторонники утверждают, что те машины, которые делались японскими или английскими инженерами «как для себя», выше по качеству, чем аналогичные модели, но выпущенные на экспорт. Сложно сказать, действительно ли это так, но факт остается фактом: есть отдельная категория автолюбителей, которые предпочитают только машины с правым рулем.

Основное отличие рулевого управления автомобилей с правым рулем – зеркальное расположение элементов. Например, размещение редуктора на рулевой рейке. И сам редуктор рассчитан на другую сторону подключения.

А можно ли переделать праворульную машину на леворульную? Купить автомобиль с правым рулем и затем перенести руль влево можно, и есть даже СТО, которые специализируются на таких услугах. Но цена такого тюнинга немаленькая, поскольку «перекраивать» придется много. Это не просто руль на другой стороне, отличается очень многое, от зеркал до головного света.

Заключение

Рулевое управление – система достаточно живучая. Если не считать регулярную замену расходников, моно проездить на своей машине долгие годы и ни разу его не ремонтировать. Однако если случается проблема или просто какие-то странные постукивания-пошатывания не дают покоя, лучше не затягивать с визитом на СТО. В системе рулевого управления все элементы взаимосвязаны, и поломка одного ведет к поломке другого. Грамотная диагностика и своевременный ремонт уберегут от проблем и лишних расходов.

Назначение и устройство рулевого управления

Категория:

   1Отечественные автомобили

Публикация:

   Назначение и устройство рулевого управления

Читать далее:

Назначение и устройство рулевого управления

Назначение рулевого управления. Рулевое управление предназначено для обеспечения движения автомобиля по заданному водителем направлению. Оно состоит из рулевого механизма и рулевого привода. Конструкция рулевого механизма и рулевого привода должна обеспечить точность управления автомобилем, надежность работы всех узлов и деталей* не требовать от водителя затраты больших усилий и не передавать на рулевое колесо толчки, воспринимаемые колесами автомобиля.

Чтобы автомобиль двигался на повороте без бокового скольжения колес, все колеса должны совершать качение по дугам, описанным из одного центра, лежащего на продолжении задней оси автомобиля. При этом передние управляемые колеса автомобиля необходимо поворачивать на разные углы. Внутреннее (по отношению к центру поворота) колесо должно быть повернуто на больший угол, наружное колесо — на меньший угол. Такая схема поворота достигается применением в рулевом приводе трапеции с шарнирными соединениями.

Рулевой механизм. Существует несколько типов рулевого механизма. Наиболее распространенными из них являются червяк — ролик, червяк — сектор и винт — шариковая гайка.

Рекламные предложения на основе ваших интересов:

Рулевой механизм типа червяк — ролик применяется на большинстве легковых автомобилей и многих грузовых автомобилях. На рис. 1 показано устройство рулевого механизма этого типа автомобиля ГАЗ-53А. В картере рулевого механизма на двух конических роликовых подшипниках вращается глобоидальный червяк, установленный на конце вала руля.

Рис. 1. Схема поворота управляемых колес автомобиля: а — угол поворота внешнего колеса, Р — угол поворота внутреннего колеса; 1 — поперечная рулевая тяга, 2 — передний мост, 3 — рычаги поворотных цапф

В зацепление с червяком входит трехгребневый ролик, вращающийся на двух игольчатых подшипниках. Между подшипниками установлена распорная втулка. Ось ролика закреплена в головке вала рулевой сошки. Опорами вала рулевой сошки служат с одной стороны роликовый подшипник, а с другой — бронзовая втулка. Рулевая сошка соединена со своим валом мелкими шлицами и закреплена гайкой 15. Конец вала рулевой сошки уплотнен сальником. Для регулировки затяжки подшипников рулевого вала под нижней крышкой картера установлены прокладки.

Зацепление рабочей пары рулевого механизма выполнено таким образом, что при положении, соответствующем прямолинейному движению автомобиля, свободный ход рулевого колеса должен отсутствовать. По мере поворота руля в ту или иную сторону зазор между червяком и роликом и свободный ход I рулевого колеса возрастают. Регулировку зацепления червяка с роликом осуществляют смещением вала рулевой сошки в осевом на- I правлении при помощи регулировочного винта. Винт установлен в боковой крышке ! картера рулевого механизма, снаружи закрыт колпачковой гайкой 8 и фиксируется стопорной шайбой, закрепленной штифтом.

Рулевой механизм типа червяк — ролик обеспечивает наименьшие потери на трение. Благодаря этому требуется меньшее усилие водителя на управление автомобилем и снижается износ деталей.

У автомобилей большой грузоподъемности рулевой механизм имеет большее передаточное число для облегчения управления, при этом не допускается возникновения значительных удельных давлений между поверхностями рабочей пары.

В связи с этим на таких автомобилях применяют рулевой механизм типа червяк — сектор с большой поверхностью зацепления или механизм с двумя рабочими парами типа винт — гайка и рейка — сектор.

Рулевой механизм типа червяк — сектор наиболее прост по конструкции. В зацепление с глобоидальным червяком входит боковой сектор в виде части шестерни со спиральными зубьями, выполненный заодно целое с валом сошки. Зазор в зацеплении червяка с сектором не является постоянным. Наименьшее значение зазора соответствует среднему положению рулевого колеса.

Рис. 2. Рулевой механизм типа червяк—ролик: 1 — картер механизма, 2 — вал сошки, 3 —- трехгребневый ролик, 4 — прокладка. 5 — червяк, б — пробка, 7 — стопорная шайба, 8 — колпачковая гайка, 9 —- ось ролика, 10 — вал руля, 11 — регулировочный винт, 12 — стопорный штифт, 13 — сальник, 14 — рулевая сошка, 15 — гайка, 16 — бронзовая втулка

При повороте рулевого колеса в ту или другую сторону величина зазора увеличивается в зависимости от угла поворота, достигая максимального значения в крайних положениях. Такое распределение зазора облегчает маневрирование с большими углами поворота руля и достигается постепенным понижением высоты зубьев сектора от середины к крайним точкам. При сборке правильность установки механизма проверяют по меткам, имеющимся на червяке и секторе.

Сошка посажена на вал, вращающийся в двух игольчатых подшипниках, между которыми установлена распорная втулка. При этом зазор в зацеплении червяк — сектор легко регулируется изменением толщины упорной шайбы, расположенной между боковой поверхностью сектора и крышкой картера рулевого механизма.

Рис. 3. Рулевой механизм со встроенным гидроусилителем: 1 — шкив привода насоса, 2 — насос гидроусилителя, 3 — бачок насоса, 4 — фильтр, 5 — предохранительный клапан фильтра, б—линия слива, перепускной клапан, 8 предохранительный клапан, 9 – трубопровод высокого давления, 10 — поршень-рейка. 11 — картер рулевого механизма. 12 — винт, 13 — шарик, 14 — шариковая гайка, 15 — упорный шарикоподшипник, 16 — корпус клапана управления, 17 — обратный клапан, 18 —золотник, 19 — регулировочная гайка, 20 – пружинная шайба, 21 — пружина реактивного плунжера, 22 — реактивный плунжер, 23 — зубчатый сектор, 4 — сошка, 25 — статор насоса, 26 — ротор насоса, 27 — полость всасывания, 28 — полость нагнетания, 29 — лопасти

Рулевой механизм типа винт — гайка и рейка — сектор применяется на многих грузовых автомобилях (ЗИЛ-130, КамАЗ всех моделей и др.), устройство его показано на рис. 3.

Вал рулевого механизма, установленный в шариковых подшипниках, имеет на конце винт. На винте закреплена шариковая гайка, входящая в поршень-рейку. При повороте рулевого вала рейка-поршень перемещается вдоль его оси. Осевое перемещение рейки-поршня, имеющей на наружной поверхности зубья, вызывает поворот зубчатого сектора, установленного на валу сошки. Сошка через рулевой привод осуществляет поворот передних колес.

В гайке и винте выполнены полукруглые винтовые канавки. В них свободно перекатываются шарики. Чтобы шарики не выпадали из винтовых канавок, в пазы гаики вставлены штампованные направляющие, представляющие собой замкнутый желоб. Поворот винта вызывает перекатывание шариков по желобу. При этом они выходят с одной стороны гайки и возвращаются в нее с противоположной стороны. Наличие шариков значительно облегчает поворачивание вала рулевого механизма.

Рулевой механизм соединен с валом рулевой колонки при помощи карданного вала с двумя шарнирами. Это вызвано трудностью размещения рулевого управления обычной конструкции на автомобиле, имеющем V-образный двигатель и максимально приближенную к нему кабину.

Травмобезопасная рулевая колонка. При фронтальных ударах автомобиля, в случае аварии, водитель может быть травмирован рулевым колесом. Чтобы максимально уменьшить опасность удара водителя о рулевое колесо, на легковых автомобилях последних моделей устанавливают трав-мобезопасную рулевую колонку. Так, на автомобиле «Москвич-1500» рулевая колонка телескопического типа состоит из трубчатых частей, которые могут входить одна в другую.

При ударе о рулевое колесо нижняя часть рулевого вала получает осевое перемещение в упругой с прорезями шлицевой втулке, а верхняя и нижняя части трубы рулевой колонки входят в среднюю часть трубы. Энергия удара поглощается трением между перемещающимися деталями.

Само рулевое колесо с утопленной ступицей и мягкой накладкой снижает опасность удара о него.

—

Водитель, наблюдая за дорогой, управляет автомобилем при помощи рулевого управления. Назначение рулевого управления — изменять направление движения автомобиля так, чтобы при повороте автомобиля качение его колес по дороге происходило по возможности без проскальзывания. Последнее очень важно, так как боковое скольжение шин вызывает их повышенный износ и ухудшает устойчивость движения автомобиля.

Рулевое управление состоит из рулевого механизма и рулевого привода. Иногда в рулевое управление включен усилитель.

Рулевым механизмом называют замедляющую передачу, преобразующую вращение вала рулевого колеса во Вращение вала сошки. Этот механизм увеличивает приложенное к рулевому колесу усилие водителя и облегчает его работу.

Рулевым приводом называют систему тяг и рычагов, осуществляющую в совокупности с рулевым механизмом поворот автомобиля. Рулевой привод (или рулевая трапеция) служит для поворота управляемых колес автомобиля на разные углы, что необходимо для качения колес без бокового проскальзывания. Рулевая трапеция представляет собой шарнирный четырехугольник, образуемый центральной частью передней оси, поперечной рулевой тягой и поворотными рычагами. Последние соединены с поворотными цапфами, на которых насажены управляемые колеса.

Рис. 4. Схема поворота автомобиля и рулевая трапеция: а — схема поворота; б — схема рулевой трапеции; R — радиусы поворота колес; 1 к 8 — поворотные цапфы; 2 и 6 — поворотные рычаги; 3 — передняя ось; 4 — поперечная рулевая тяга; 5 — рычаг

Рулевой механизм соединен с левой поворотной цапфой, продольной рулевой тягой и рычагом. Сошкой рулевого механизма перемещают продольную рулевую тягу вперед или назад, вызывая этим поворот управляемых колес влево или вправо.

Благодаря наличию рулевой трапеции управляемые колеса повертываются на разные углы: внутреннее (ближайшее к центру поворота) колесо на больший угол, чем внешнее. Разница в углах поворота определяется величиной угла наклона поворотных рычагов трапеции.

Схема рулевого привода передних управляемых колес, показанная на рис. 4, соответствует принятому на отечественных автомобилях расположению рулевого колеса при правостороннем движении.

Рекламные предложения:

Читать далее: Гидроусилитель рулевого управления

Категория: — 1Отечественные автомобили

Главная → Справочник → Статьи → Форум

Устройство рулевого механизма (гидроусилитель руля и рулевой механизм)

В этой статье мы рассмотрим особенности двух наиболее распространенных типов рулевого механизма: реечный рулевой механизм и рулевой механизм с шариковой гайкой.

Рулевой механизм

Также мы поговорим о рулевом управлении с гидроусилителем и узнаем о интересных технологиях развития систем рулевого управления, способных увеличить экономичность.

Возможно, вы удивитесь, узнав, что при повороте колеса на передней оси производят различную траекторию (что обеспечивает легкий поворот). Следовательно, внутреннее колесо (ближайшее к повороту) должно быть повернуто больше, чем внешнее. Как было сказано ранее, существует реечный рулевой механизм и рулевой механизм с шариковой гайкой.

Реечный рулевой механизм

Реечный рулевой механизм получает широкое применение на легковых автомобилях, малых грузовиках и внедорожниках. Этот тип рулевого механизма — самый простой и легкий. Шестерня на рулевом валу сцеплена с зубчатой рейкой. Когда вы поворачиваете руль, шестерня начинает вращаться и приводит рейку в движение.

Рулевой наконечник на конце рейки соединяется с рулевой сошкой на шпинделе (см. картинку выше). Функция зубчатой рейки с шестерней заключается в обеспечении передаточного отношения, которое облегчает поворот колеса. Большенство автомобилей устроены так, что потребуется от трех до четырех полных оборотов руля, чтобы развернуть колеса на 180 градусов. Передаточное отношение рулевого механизма — это отношение градуса поворота руля к градусу поворота колес. Например: допустим, один полный оборот руля (360 градусов) поворачивает колесо на 20 градусов, тогда передаточное отношение рулевого механизма — 18:1 (360 разделить на 20).

Чем выше соотношение, тем больше градус поворота руля и тем меньше усилий нужно приложить. Как правило, у легких спортивных автомобилей передаточное отношение рулевого механизма более низкое, чем у крупных автомобилей и грузовиков. При низком передаточном отношении рулевого механизма вам не нужно с усилием крутить руль чтобы выполнить поворот. Таже существуют автомобили с переменным передаточным отношением рулевого механизма. В этом случае у зубчатой рейки с шестерней разный шаг зубьев (количество зубьев на дюйм) в центре и по бокам, как следствие, автомобиль реагирует на поворот быстрее.

Когда зубчатая рейка находится в системе рулевого управления, представляется следующая картина. В рейку помещен цилиндр с поршнем с отверстиями на концах. Усилитель перемещает жидкость под высоким давлением с одного конца поршня в другой, заставляет его (поршень) перемещаться, который в свою очередь заставляет перемещаться рейку.

Рулевой механизм с шариковой гайкой

Рулевой механизм с шариковой гайкой можно встретить на многих грузовиках и внедорожниках. Эта система несколько отличается от системы реечного рулевого механизма. В рулевом механизме с шариковой гайкой есть так называемый червяк.

Мысленно можно разделить червяка на две части. Первая часть представляет собой металлически блок с резьбой (зубьями), который приводит во вращение рулевую сошку (см. рисунок выше). Рулевое колесо соединено с резьбовым стерженем, похожим на болт, прикрепленный к блоку. Когда рулевое колесо вращается, болт поворачивается вместе с ним. Вместо того, чтобы закручиваться в блок, как обычные болты, этот болт закреплен так, что, когда он вращается, он движет блок, который в свою очередь движет червяка.

Болт не соприкасается резьбой с блоком, поскольку она заполнена шарикоподшипниками, циркулирующими по механизму и уменьшающими трение, износ и замусоривание. Если в рулевом механизме не будет шариков, на какое то время зубья не будут соприкасаться друг с другом и вы почувствуете что руль потерял жесткость. Гидроусилитель в рулевом механизме с шариковой гайкой функционирует точно так же, как и в реечном рулевом механизме. Сейчас мы рассмотрим дугие компоненты рулевого управления.

Гидроусилитель руля

Гидроусилитель состоит из насоса и поворотного клапана. Лопастной насос снабжает рулевой механизм гидравлической энергией (см. диаграмму ниже).

С помощью ремня и шкива двигатель приводит насос в действие. Насос снабжен набором лопаток, вращающихся внутри овальной камеры. Вращаясь, лопатки перемещают гидравлическую жидкость, находящуюся под низким давлением, из возвратной трубки в выпускное отверстие (давление увеличивается). Сила потока зависит от количества оборотов двигателя автомобиля. Насос должен обеспечивать нужный напор и при работе двигателя на режиме холостого хода.

В результате, насос перемещает большее количество жидкости, когда двигатель работает на более высоких скоростях. Насос имеет предохранительный клапан, который помогает регулировать давление, особенно при высоких оборотах двигателя, когда перекачивается большой объем жидкости.

Поворотный клапан

Система управления с гидроуселителем должна функционировать только тогда, когда водитель прилагает усилия при повороте рулевого колеса. Если водитель не прилагает усилий (например, при движении по прямой), система не должна работать. Устройство, которое реагирует на увеличение прилагаемой силы при повороте руля называется поворотным клапаном. Неотъемлимой частью поворотного клапана является торсион.

Торсион представляет собой тонкий металлический стержень, который закручивается под действием крутящего момента. Один конец торсиона соединен с рулевым колесом, а второй с шестерней или червяком (который задействован при повороте колес), при этом число оборотов крутящего момента в торсионе равно числу оборотов крутящего момента, необходимого для поворота колеса. Чем больше крутящий момент, необходимый для поворота колеса, тем больше закручивается торсион.

Входной вал формирует внутреннюю часть золотникового клапана, который также соединяется с верхней частью торсиона. Нижняя часть торсиона подсоединяется к внешней части клапана. Торсион также связан с рулевым механизмом, соединенным либо с шестерней, либо с червяком ( в зависимости от типа руля ). Закручиваясь, торсион вращает внутреннюю часть золотникового клапана, внешняя остается неподвижной. Поскольку внутренняя часть клапана также соединена с рулевым валом (а, следовательно и рулем), количество оборотов внутренней части клапана зависит от количество оборотов рулевого колеса.

Когда руль неподвижен, по обеим гидравлическим трубкам к рулевому механизму поступает одинаковый объем давления. Но если золотниковый клапан повернут — каналы открыты и через них к гидравлическим трубкам под высоким давлением поступает жидкость. Как показывает практика, этот тип системы рулевого управления довольно нерациональный.

Что ждет рулевое управление с гидроусилителем завтра?

Поскольку насос рулевого механизма с гидроусилением на большинстве автомобилей непрерывно перекачивает жидкость, он расходует мощность и переводит топливо. Возможно, в связи с этим, вы ожидаете появления ряда новшеств, которые позволят улучшить экономию топлива. Одной из самых удачных идеи является система с компьютерным управлением. Эта система полностью исключает механическую связь между рулевым колесом и рулевым механизмом, заменив ее электронной системой управления.

Фактически руль работает так же, как тот, что предназначен для компьютерных игр. Руль снабдят датчиками, которые будут подавать сигнал автомобилю о направлении движения колес и моторами, обеспечивающими обратную реакцию на действия автомобиля. Мощность этих датчиков будет использоваться для управления рулевого механизма с электроприводом, в этом случае рулевой вал не нужен и места в моторном отсеке становится больше.

General Motors представил концепт-кар Hy-wire, на котором уже установлена такая система. Самое примечательное в системе с электронным управлением автомобиля от GM то, что вы можете настроить управляемость автомобиля с помощью новго компьютерного программного обеспечения. В автомобилях с электронным управлением будущего вы сможете подстроить систему контроля под себя, достаточно лишь нажать несколько кнопок. Все очень просто! За последние пятьдесят лет система рулевого управления не сильно изменились. Но в следующем десятилетии наступит эпоха более экономичных автомобилей и более комфортной езды.

Источник: Авто Релиз.ру.

FTR-330 Облегченное рулевое колесо — FuelTech USA

Наш сайт не полностью совместим с Internet Explorer. Мы настоятельно рекомендуем использовать Google Chrome, Firefox, Safari или Edge.

Дом Все Облегченное рулевое колесо FTR-330

5014008431

165 долларов.00

Время доставки: USPS 9:30 AM EST / UPS 15:00 EST

Grip имеет диаметр 1-7 / 32 дюйма / 32 мм

13 дюймов / 365 мм Общий диаметр

Конструкция с глубокой тарелкой с расстоянием 1-3 / 8 дюйма / 35 мм от монтажной поверхности до средней линии ручки рулевого колеса

Центральная монтажная поверхность предназначена для еще большего снижения веса и может использоваться на ступицах с 3- или 6-болтовым расположением болтов (ступица не входит в комплект)

Универсальное крепление (с продолговатыми отверстиями) делает его совместимым с любой ступицей с 3 или 6 болтами и механизмом быстрого отсоединения

Весит всего 1 шт.2 фунта / 545 г

История гидроусилителя

Есть причина, по которой современные автомобили имеют гидроусилитель руля, и все это из-за проблем, с которыми столкнулись водители 1930-х и начала 1940-х годов. По мере ослабления Великой депрессии и улучшения экономики все больше и больше людей ездили на автомобилях, включая домохозяек и даже старшее поколение.

Пожилым людям и некоторым женщинам было трудно управлять прямым, жестким и устойчивым рулевым управлением автомобилей. При большом разнообразии водителей и их одинаково широких навыках вождения возникла необходимость найти способ сделать управление транспортным средством более легким и приятным для водителей с любым уровнем подготовки.

Проблемы ранних автомобилей

Дело не в том, что эти водители были неумелыми. Машины в то время было трудно переключать и управлять одновременно, поэтому они действительно представляли серьезную проблему.Попытайтесь представить, что у вас нет лишней власти над управлением или рулевым управлением.

Если вы хотели повернуть направо, вам физически нужно было успеть повернуть колесо по всей дуге поворота. Ваша способность поворачивать колесо будет зависеть от земли под шинами. Если машина стояла неподвижно, было еще труднее.

Возможно, самое главное, для тех, кто хотел обрести независимость и чувство приключенческих автомобилей, предлагаемых в первые годы 20-го века, эта неожиданная физическая проблема вызвала тревогу.Первый патент на систему рулевого управления с усилителем был выдан в 1876 году человеку по имени Дж. У. Фиттс, за десятилетия до того, как автомобили начали волновать общественное воображение. Гидравлическая система рулевого управления с усилителем была запатентована в Великобритании в 1902 году, а в 1904 году федеральное правительство выдало патент на вакуумную систему рулевого управления с усилителем.

Фрэнсис Дэвис, гуру гидроусилителя

Инженер по имени Фрэнсис Дэвис создал первую практическую систему рулевого управления с усилителем в 1926 году. Дэвис, автомобильный инженер, работавший в подразделении грузовых автомобилей Pierce Arrow, изучал, как облегчить рулевое управление.

С 1931 по 1943 год Дэвис получил пять патентов, каждый на определенный компонент в его конструкции системы рулевого управления с усилителем.

По контракту с General Motors компания Davis усовершенствовала свою систему рулевого управления с гидроусилителем, но эта улучшенная версия системы так и не была внедрена в продукт. Планировалось установить гидроусилитель руля в Cadillacs, но из-за экономического спада компания расторгла контракт с Дэвисом в 1934 году.

Корпорация Bendix наблюдала за работой Дэвиса, и в 1936 году они заключили с ним контракт на создание и продажу его системы рулевого управления с гидроусилителем.За три года его гидроусилитель руля установили всего на 10 автомобилях. По совпадению, General Motors купила две его системы и установила их в Buicks.

В 1940 году шариковый рулевой механизм Saginaw был впервые использован на новых Cadillac. Этот новый механизм облегчил управление, но повернуть колесо при остановке все еще было очень сложно.

Все изменится, когда начнется война.

Гидроусилитель руля во время войны

После нападения на Перл-Харбор в декабре 1941 года производство автомобилей для американского военного фронта пошло полным ходом.Вскоре стало очевидно, что для маневрирования большинства грузовиков и другой бронетехники потребуется усилитель рулевого управления.

Рулевое управление с гидроусилителем действительно прочно закрепилось во время войны. Еще в 1940 году система гидроусилителя руля, разработанная Bendix-Davis, была установлена ​​на бронетранспортерах, производимых Chevrolet для британской армии.

В конце войны будет более 10 000 машин с гидроусилителем руля: все военные машины с полей сражений в Европе.

Усилитель руля вторгается в Америку

Компания Chrysler начала разрабатывать собственную систему рулевого управления с усилителем сразу после окончания войны. К тому времени срок действия патентов Дэвиса истек, поэтому компания взяла его дизайн за основу. Назвав систему «Hydraguide», компания использовала ее на Chrysler Imperial.

General Motors снова заинтересовалась этой системой, поэтому они снова заключили сделку с Дэвисом, заключив с ним контракт на разработку системы рулевого управления с усилителем для своих автомобилей.

Еще в 1953 году насчитывалось уже 1 миллион автомобилей с гидроусилителем руля. На этот раз публике сразу же понравился гидроусилитель руля, и вождение уже никогда не будет прежним. К 1956 году четверть всех автомобилей в Америке имели гидроусилитель руля. А к 1960 году эта сумма увеличится до более чем 3,5 миллионов.

В наши дни в автомобилях используется несколько других типов систем рулевого управления с усилителем. Электрогидравлические и электрические системы используются и становятся все более популярными.Однако в настоящее время используются многие гидравлические системы, поэтому влияние Дэвиса все еще ощущается в современном мире автомобильных цифровых устройств.

Как работает устройство рулевого управления — Safe T Plus

Вы заметили, что появляется много новых телешоу, в которых рассказывается о том, как все работает и как это делается? Я знаю, о чем вы думаете, телевизор уже не подходит для упражнений на развитие мозга, или, если вы сядете слишком близко, вы ослепнете (любимый вариант моей матери). В любом случае приятно видеть новые программы, ориентированные на образование и получение новых знаний.«Как все работает» — фаворит. У них также есть отличный сайт и видеоканал, на котором легко выбирать любимые темы. Недавно они опубликовали небольшую статью «Как работают стабилизаторы рулевого управления». Хотя они относятся к стабилизаторам рулевого управления вместе с тягачами, устройства рулевого управления такие же. К их чести, они проделали хорошую работу. Мы призываем всех его прочитать. Коротко и интересно. Ниже приведены некоторые из основных моментов статьи.

• Змеевик-гидравлические стабилизаторы рулевого управления содержат обжимных катушек , которые предназначены для приведения рулевого колеса в исходное положение после поворота — это помогает удерживать автомобиль в центре, позволяя водителям снизить их постоянную потребность в избыточной поворачиваемости.
• Coil-Hydraulic стабилизаторы рулевого управления имеют гидравлический поршень в центре, который действует как амортизатор.
• Гидравлика обеспечивает дополнительную устойчивость вашего автомобиля и не дает катушке сжатия слишком быстро возвращать рулевое управление в центральное положение

По сути, они кратко описывают устройство рулевого управления Safe-T-Plus и его работу. Safe-T-Plus использует гибридную конструкцию механических катушек, чтобы автомобиль двигался прямо по шоссе.Это помогает бороться с боковым ветром, проезжающими автомобилями, колеями на дороге и изнурительной необходимостью избыточной поворачиваемости вашего автомобиля. Гидравлика действует как гаситель любых резких движений рулевого управления транспортного средства. Ямы, неровности и устрашающие удары шин амортизируются гидравликой, позволяя вам контролировать свой автомобиль. Посмотрите наши видеоролики о выбросах и центрировании, чтобы увидеть, как работает Safe-T-Plus в действии.

No Yoke, Tesla Model S 2021,5 — дело только для Yoke

Несмотря на то, что он появляется на изображениях, взятых с собственного веб-сайта Tesla, а также появляется на нескольких тестовых автомобилях автопроизводителя, традиционное круглое рулевое колесо не используется. карты для обновленного электромобиля Model S.Вместо этого бренд использует рулевое устройство в стиле фанк-хомута, с которым дебютировал обновленный роскошный седан, которое очень похоже на обычное рулевое колесо без верхнего обода. Для тех, кто любит поп-культуру, подумайте о системе рулевого управления, используемой в Knight Rider из K.I.T.T.

По общему признанию, нам скорее нравится дизайн нового румпеля Tesla (признайте, он выглядит круто), однако мы остались разочарованы его исполнением после недели жизни с таким оснащенным пледом Model S.Это было особенно актуально при движении на более низких скоростях, когда автомобиль с быстрым, но недостаточно быстрым передаточным отношением 14,0: 1 затруднял выполнение поворотов с почти полной блокировкой, не неловко по привычке нащупывая (намеренно) отсутствующий верхний обод устройства. .

Мы слышали множество причин, по которым Tesla решила установить все варианты новой Model S (и, предположительно, аналогично обновленный внедорожник Model X), начиная от надежды компании улучшить видимость приборной панели автомобиля и заканчивая ее желанием создать лучший опыт автопилота, но мы еще не слышали никаких слухов о том, что автопроизводитель планирует предложить традиционное рулевое колесо в качестве альтернативы вилке.

Посмотреть все 21 фото

Источники в Tesla показали, что рулевые колеса считались подходящими для вышеупомянутых прототипов Model S 2021 года. 5 предназначались исключительно для инженерных целей. Тем не менее ясно, что у Tesla есть ресурсы и возможности для создания и предложения более традиционного рулевого колеса для обновленной модели S. Хотя обновленный электромобиль в настоящее время предлагается исключительно с вилкой, возможно, более типичное рулевое колесо может найти свой путь к кабина автомобиля как опция в будущем.В конце концов, Tesla движется быстро, и бренд может просто решить ускорить производство рулевого колеса с полным ободом для обновленной Model S, если достаточное количество клиентов сочтут ярмо более привлекательным в теории, чем на практике.

Рулевое колесо AIM Formula 2

Рулевое колесо Formula 2 с размерами (27 см) и конструкцией было специально разработано для автомобилей Formula и спортивных автомобилей.Он предлагает возможность визуализировать в реальном времени всю информацию, полученную регистратором EVO4 — или «мостом», подключенным к вашему ECU — в типичном «гоночном» виде. Соединение пример

Новое рулевое колесо Formula 2 оснащено небольшим полностью настраиваемым графическим дисплеем, на котором отображаются данные, выбранные EVO4, с точной и приятной визуализацией. Вы можете постоянно контролировать время круга и все значения, поступающие от ЭБУ, акселерометров и GPS, встроенного в EVO4, помимо получения информации от бортовой камеры SmartyCam HD и силы сигнала GPS.

Шесть светодиодных индикаторов переключения передач можно настроить для каждой передачи, выбрав цвет светодиода и пороговые значения числа оборотов, которые будут включать / выключать его. Тревоги управляются очень гибко: вы можете выбрать событие, которое вызывает тревогу, поведение светодиода (частота и цвет мигания) при появлении тревоги и условия его отключения. Также может отображаться предупреждающее сообщение.

В конце каждой сессии можно вызвать сводку данных: четыре самых быстрых круга, общее время пробега и общую дистанцию ​​пробега, а также макс.Значения оборотов и скорости. Вы также можете увидеть список всех кругов тренировки с указанием времени и минимальной / максимальной скорости.

Конфигурация индикаторов переключения передач, сигналов тревоги и настраиваемых страниц данных интуитивно понятна и мгновена с помощью программного обеспечения Race Studio 2 или даже с несколькими щелчками мыши.Вы также можете добавить свой любимый трек в огромный список из 1500+ треков, имеющихся в базе данных RS2, указав его финишную черту и координаты разделения. Эту операцию также можно выполнить непосредственно на рулевом колесе. Подробнее

Рулевое колесо Formula 2 также имеет кнопки переключения для активации 4 функций среди опций, доступных в вашем автомобиле, таких как ограничитель скорости, контроль тяги, нейтраль и т. Д. Каждая кнопка электрически изолирована от остальных и работает автономно.

Рулевое колесо Formula 2 оснащено дополнительными подрулевыми переключателями.

Рулевое колесо Formula 2 является: Прочный благодаря корпусу из анодированного алюминия. Комфортно и эргономично: форма и отделка искусственной кожей ручной работы гарантируют максимальный захват. Надежность: благодаря дисплею с подсветкой и водонепроницаемой конструкции его можно использовать в любых условиях света и погоды.

49 CFR § 570.60 — Система рулевого управления. | CFR | Закон США

§ 570.60 Система рулевого управления.

(а) Системная игра. Люфт или люфт в системе рулевого управления не должны превышать значений, указанных в таблице 2.

(1) Порядок проверки. При включенном двигателе и колесах управляемой оси в прямом положении поверните рулевое колесо в одном направлении до тех пор, пока колесо не станет заметным. Если точка на ободе рулевого колеса перемещается больше, чем значение, указанное в Таблице 1, до заметного обратного движения наблюдаемого колеса, в системе рулевого управления имеется чрезмерный люфт или свободный ход.

Таблица 2. Значения свободного хода рулевого колеса

Диаметр рулевого колеса (дюймы)	Lash (дюймы)
16 или меньше	2
18	2 1/4
20	2 1/2
22	2 3/4

(b) Зазор между рычагами. Свободный ход рулевой тяги не должен превышать значений, указанных в таблице 3.

(1) Порядок проверки.Поднимите переднюю часть автомобиля, чтобы нагружать шаровые опоры, если автомобиль так оборудован. Убедитесь, что ступичные подшипники отрегулированы правильно. Возьмитесь за переднюю и заднюю часть шины и попытайтесь повернуть шину и колесо в сборе влево и вправо. Если свободное движение переднего или заднего протектора шины превышает применимое значение, указанное в таблице 3, имеется чрезмерный люфт рулевой тяги.

Таблица 3. Свободный ход рулевой тяги переднего колеса

Номинальный диаметр борта или размер обода (дюймы)	Люфт (дюймы)
16 или меньше	1/4
16.С 01 до 18.00	3/8
18,01 или более	1/2

(c) Свободное вращение. Рулевые колеса должны свободно поворачиваться на пределе хода в обоих направлениях.

(1) Порядок проверки. При работающем двигателе на автомобиле с усилителем рулевого управления или при поднятых управляемых колесах на автомобиле без усилителя рулевого управления поверните рулевое колесо до предела хода в обоих направлениях. Почувствуйте заедание или заклинивание в механизме рулевого механизма.

(d) Выравнивание. Условие схождения или схождения не должно превышать более чем в 1,5 раза значения, указанные в сервисных спецификациях производителя транспортного средства для настройки центровки.

(1) Порядок проверки. Проехать на автомобиле по индикатору бокового скольжения или измерить его с помощью измерителя протектора и убедиться, что схождение или схождение не более чем в 1,5 раза превышает значения, указанные в сервисных спецификациях производителя транспортного средства.

(e) Система рулевого управления с усилителем. В системе рулевого управления с гидроусилителем не должно быть трещин, изношенных или проскальзывающих ремней, потертых или истертых шлангов, признаков утечки или недостаточного количества жидкости в резервуаре.

(1) Порядок проверки. Проверьте резервуар для жидкости, шланги и ремни насоса на соответствие указанным условиям.

Примечание:

Осмотр системы подвески не должен предшествовать проверке работоспособности рабочего тормоза.

Эксклюзивный взгляд на первый беспилотный автомобиль Cruise без руля и педалей

Не-машина стоит на блестящей черной сцене в окружении ореола света. Он оранжево-черно-белый, примерно такого же размера, как кроссовер-внедорожник, но почему-то снаружи выглядит намного больше.У автомобиля нет явной передней части автомобиля, нет капота, нет боковых окон со стороны водителя или пассажира, нет зеркал бокового обзора. Симметрия экстерьера до странности утешает.

Я один из первых лиц, не являющихся сотрудниками, увидел его, после того как компания Cruise пригласила меня приехать в Сан-Франциско, чтобы посмотреть на него пораньше. И я вижу машину. Конечно, странная машина, но тем не менее машина. Это то, что мне подсказывает мой мозг. Но компания настаивает, что я не вижу того, что вижу. Один сотрудник называет это «имуществом».”

Компания настаивает на том, что это не машина — один из сотрудников называет ее «собственностью»

Легче описать то, чем не является, чем то, что есть. Например, он не похож на тостер на колесах, как это делают некоторые автономные «грузчики». Микроволновая печь может быть более точной, но я не уверен.

Его официальное название — «Origin», и Кайл Фогт, соучредитель и технический директор Cruise, явно взволнован, чтобы продемонстрировать это. С широкой улыбкой он протягивает руку и касается кнопки сбоку, заставляя двери открываться с легким свистом, как что-то из Star Wars .

Внутри два сиденья лицом друг к другу, пара экранов с обоих концов … и ничего больше. Отсутствие всего того, что вы ожидаете увидеть, садясь в автомобиль, раздражает. Ни руля, ни педалей, ни переключения передач, ни кабины, о которой можно было бы говорить, нет очевидного способа для человека взять управление в свои руки, если что-то пойдет не так. Пахнет новой машиной, но не неприятно. Это почти как вода, настоянная на огурце.

«Транспортные средства сконструированы таким образом, что обычно у них есть капот спереди, где находится двигатель, и немного места для хранения вещей в багажнике», — говорит Фогт, когда мы сидим друг напротив друга.«Но когда вам не нужно все это … у нас может быть эта огромная, просторная кабина, не занимающая на дороге больше места, чем обычная машина. Что отчасти безумие ».

Но Origin прибывает в мир, не знающий прощения: половина американцев скептически относятся к беспилотным автомобилям. Они не возражают против машины, которая может управлять сама по себе, если они могут взять на себя управление, когда захотят. Это невозможно с этим автомобилем. Я спрашиваю Фогта, где он обретает уверенность, чтобы избавиться от всего, что мы привыкли связывать с вождением человека.

«когда все это не нужно … у нас может быть эта огромная, просторная кабина»

«Думаю, важно отметить, что мы еще не проверили и не выпустили нашу технологию», — говорит он. «Итак, мы не пошли и не сказали, что это безопаснее, чем человек, и готовимся к прайм-тайму. Но мы приближаемся.

Примерно 18 минут спустя, после краткого осмотра автомобиля и разговоров о грандиозных планах компании в отношении Origin, Фогт говорит что-то более смелое.«К тому времени, когда этот автомобиль пойдет в производство, мы думаем, что основное программное обеспечение, которое управляет нашими AV-системами, будет иметь сверхчеловеческий уровень производительности и будет более безопасным, чем средний водитель-человек», — говорит он. «И мы предоставим неопровержимые эмпирические доказательства в поддержку этого утверждения, прежде чем сажать людей в машину, в которой никого нет».

Cruise часто называют «подразделением» или «единицей» General Motors, но компания предпочитает «дочернюю компанию с контрольным пакетом акций».(Технически автопроизводитель владеет двумя третями Cruise, который он купил в 2016 году.) Однако GM — не единственный крупный автопроизводитель в углу Cruise. В октябре 2018 года Honda объявила о своем плане инвестировать 2,75 миллиарда долларов в Cruise в течение 12 лет. Компания также получила деньги от японского фонда SoftBank Vision Fund и T. Rowe Price, а ее оценка составляет 19 миллиардов долларов.

В рамках сделки с Honda GM объединилась с японским автопроизводителем для разработки «специального» беспилотного автомобиля. «Специально построенный автомобиль» — это не обычный автомобиль, модернизированный для автономного вождения, в отличие от большинства автономных транспортных средств на дорогах сегодня.Скорее, это автомобиль, созданный с нуля, чтобы управлять самим собой. Это будет в дополнение к Chevy Bolt без руля и педалей, над которым работают GM и Cruise. В то время Фогт дразнил автомобиль с «гигантскими телевизионными экранами, мини-баром и плоскими сиденьями».

«Мы построили этот автомобиль, исходя из идеи отсутствия водителя»

The Origin не имеет ни одного из этих удобств, но Фогт настаивает на том, что его реальным преимуществом является модульность. «Мы построили этот автомобиль, исходя из идеи, что у него нет водителя, и мы специально использовали его в автопарке, — говорит он.«Этот автомобиль рассчитан на пробег в миллион миль, и все внутренние компоненты заменяемы. Счетчик сменный, датчики сменные. И это снижает стоимость за милю намного ниже, чем вы могли бы когда-либо достичь, если бы вы взяли обычную машину и попытались ее модернизировать. Стоимость замены и ее содержание просто убьют вас с точки зрения бизнеса ».

Обычно я не слышу, чтобы AV-компании говорили об «экономике единицы» и прибыльности. Но это произойдет раньше, чем многие думают, говорит Фогт.По оценкам экспертов, каждый беспилотный автомобиль может стоить от 300 000 до 400 000 долларов, если учесть дорогие датчики и компьютерное программное обеспечение, необходимое для самостоятельного управления транспортными средствами. Возмещение этих затрат будет чрезвычайно сложной задачей, и Cruise пытается решить эту проблему, создав автомобиль с большей выносливостью, чем большинство автомобилей, находящихся в личном владении.

Cruise работает над дизайном Origin более трех лет, но участие Honda «супер-зарядило» усилия.Два автопроизводителя не работали над каждой мельчайшей деталью; вместо этого они разделяют работу на основе своего опыта. GM отвечал за базовый дизайн автомобиля и за электрическую трансмиссию, а Honda помогла создать интерьер, «эффективно использующий пространство», — говорит Фогт. Тем временем Круз занимался сенсорными и вычислительными технологиями, а также опытом с точки зрения гонщика.

Обычно мы не слышим, чтобы AV-компании говорили об «экономике единицы» и прибыльности

Vogt допускает изменение комплекта датчиков до того, как автомобиль будет запущен в производство.Но прямо сейчас он имеет стандартную конфигурацию, которая есть сегодня во многих AV-транспортных средствах: радары, камеры и лазерные датчики LIDAR. Жесткий диск, хранящийся в багажнике и содержащий программное обеспечение искусственного интеллекта и восприятия автомобиля, охлаждается аккумуляторной системой автомобиля, что делает его более тихим и менее подверженным перегреву, чем в предыдущих версиях. Это означает, что пассажиры, сидящие на сиденьях, обращенных вперед, не должны испытывать чрезмерно жареные туши (как я ехал с другим оператором AV).

Cruise с помощью Honda разработала интерьер автомобиля в первую очередь для совместных поездок. На экранах, по одному с каждой стороны, будет отображаться маршрут посадки и высадки каждого пассажира, чтобы гонщики знали, чего ожидать. Совместное использование автомобилей в эпоху смартфонов не было таким безудержным успехом, на который надеялись такие компании, как Uber и Lyft. Но Круз считает, что изобилие пространства может помочь свести к минимуму трение.

«Он спроектирован так, чтобы быть комфортным, если его разделяют, но если это только вы, у вас здесь так много места, что вы действительно можете растянуться», — говорит он, вытягивая ноги так, что его ступни почти касаются моих.Почти, но не совсем.

Послушайте, насколько мне известно, Cruise’s Origin — это машина. Круз говорит, что хочет «выйти за рамки автомобиля», но я не уверен, что отсутствие определенных элементов управления отрицает присущую ему карьеру. Как указывает Фогт, он занимает столько же места, что и внедорожник, и Cruise утверждает, что он может путешествовать с нормальной городской скоростью. Он похож на автомобиль по форме и выполняет функции автомобиля, например, путешествует по дороге с людьми.И если для него нет другого хорошего названия — несмотря на «собственность», тогда «машина» должна подойти.

Я не завидую компании за попытки возразить против. Стремление к не-автомобилестроению проявляется в интенсивной маркетинговой кампании Cruise, которая привела к открытию Origin. Компания недавно опустошила свой аккаунт в Instagram — так долго, фотографии улыбающихся людей, едущих в парке беспилотных автомобилей Chevy Bolts — и опубликовала серию загадочных координат долготы и широты, которые соответствуют известным историческим моментам, таким как изобретение автомобиля компас и паровоз.Другими словами, изобретения, не связанные с автомобилем, серьезно изменили то, как мы путешествуем.

на мой взгляд, Cruise’s Origin — это машина

Тем не менее, Cruise — не первая компания, которая построила и протестировала беспилотный автомобиль без традиционных средств управления. В декабре 2016 года Google ошеломил мир, когда обнаружил, что посадил слепого в один из своих яйцевидных автономных тестовых автомобилей и отправил его на короткую поездку по Остину, штат Техас. Автомобиль Firefly от Google, смело разработанный Ю Чжон Аном, по общему мнению, является первым публично протестированным автомобилем без руля и педалей.

Waymo, компания, выросшая из проекта автономного вождения Google, сняла Firefly в 2017 году. Но в недавнем интервью подкасту генеральный директор Waymo Джон Крафчик выразил любопытство, что с тех пор никто не повторил этот подвиг. «Как вы думаете, почему этого еще никто не сделал?» Крафчик сказал о Autonocast . «Потому что мы все как бы чешем в затылке и говорим:« Разве там нет возможностей? Или у людей есть возможности, но они решили не делать этого или не показывать их? »

Cruise не так быстро продвигает свои технологии, как Waymo.В 2017 году компания провела только одну демонстрационную поездку для журналистов, которая вызвала смущающие заголовки, такие как Reuters «Грузовик Taco останавливает круиз автономного автомобиля GM по городским улицам».

На дороге были и другие неровности. План Cruise по тестированию своих автомобилей в Нью-Йорке — возможно, в самой сложной среде для вождения в США — ни к чему не привел. В июле 2019 года компания объявила, что не выполнит поставленную задачу по запуску крупномасштабного сервиса беспилотных такси к концу года.Он попытался приукрасить разочаровывающие новости, объявив о плане резко увеличить количество своих тестовых автомобилей на дорогах Сан-Франциско.

Сразу после выставки Consumer Electronics Show и ее кавалькады концепт-каров и дизайнерских проектов создается впечатление, что Cruise пытается отбить угасающие ожидания. Прошедший год был довольно неудачным для тех, кто верил в технологии: пропущенные сроки, растущее беспокойство по поводу безопасности и растущее убеждение в том, что создание автономных транспортных средств будет сложнее, медленнее и дороже, чем считалось ранее.

Cruise пытается вернуть часть той ранней магии с помощью этого транспортного средства. Но он также пытается быть более прагматичным и учитывать реалии роста и масштабирования реального бизнеса.

Конечно, бюрократия и политика могут сразу все свести с ума.

Помните тревожное отсутствие руля, педалей тормозов и так далее? Это означает, что на неавтомобиль Cruise потребуется исключение из правил федерального правительства по безопасности автотранспортных средств.Национальная администрация безопасности дорожного движения принимает только 2500 петиций в год. GM подала прошение о разрешении на развертывание полностью автономного Chevy Bolt в 2018 году, но до сих пор не получила ответа. И, скорее всего, ему потребуется еще одно исключение, прежде чем Origin также будет разрешено отправиться в путь.

Защитники безопасности призывают НАБДД не торопиться и обдумать эти изменения. Например, Центр автомобильной безопасности «сильно сомневается» в решении НАБДД сделать эти изменения правил приоритетными, учитывая, что беспилотные автомобили все еще «находятся в зачаточном состоянии и, скорее всего, в десятилетиях от их широкого практического применения».Между тем, Национальная ассоциация автомобильных дилеров не согласна с использованием термина «барьеры» для описания текущих стандартов безопасности и утверждает, что беспилотные автомобили должны и впредь «допускать контроль со стороны человека».

Помните тревожное отсутствие руля, педалей тормоза и так далее?

GM — не единственная компания, стремящаяся ускорить эти изменения. Ford заявил, что к 2021 году построит автономный автомобиль без руля и педалей, а Waymo начала предлагать своим клиентам в Фениксе, штат Аризона, ограниченное количество поездок на минивэнах без водителя.

Cruise явно чувствует накал со стороны своих конкурентов, особенно если учесть, что ей еще предстоит сделать важный шаг по запуску коммерческого бизнеса. У компании есть бета-версия службы вызова пассажиров, но она доступна только для сотрудников, и Круз не сообщает, когда она станет доступной для широкой публики. Компания также не сообщает, когда выйдет Origin, но обещает поделиться дополнительной информацией о своих производственных планах в будущем. (Он уже был сожжен один раз, когда пропустил крайний срок для робо-такси в 2019 году, поэтому, похоже, компания хочет быть осторожной, чтобы больше не повторилось.)

У меня есть еще много вопросов — о наборе датчиков, бизнес-модели, тестировании (если таковое имеется), которое провел Круз, — но мне сообщили, что наше время истекло. Мероприятие организовано членами профсоюзов, и любое дополнительное время может стоить Крузу дополнительных 12 000 долларов. Я благодарю Фогта за потраченное время и в шутку спрашиваю, есть ли в автомобиле кнопка «отменить».

«Я думаю, это подтолкнули», — говорит он, ухмыляясь. «Просто пройди сквозь потолок».

.