Сложно представить себе современный автомобиль без усилителя руля – вероятно, последним таким на украинском рынке был незабвенный Sens/Lanos, и то лишь в самых бедных комплектациях. А с ростом размерности колес сила трения только увеличивается и повернуть руль без хорошей физподготовки становится совсем уж проблематично.
Гидроусилитель
Поначалу жизнь водителю облегчали при помощи гидравлических редукторов, а с повсеместным распространением рулевой рейки – гидроусилителей руля. Конструктивно классический ГУР состоит из гидравлического контура с бачком, насоса и гидравлического блока (распределительная гайка с золотниковыми клапанами и рабочий цилиндр с поршнем). Рейка проходит через цилиндр и используется в качестве штока для поршня.
При повороте руля золотниковый клапан поворачивается относительно распределительной гильзы и открывает для подачи жидкости один из каналов гидравлического контура. Жидкость двигает поршень влево или вправо, а поршень – рейку. С противоположной стороны жидкость через открытый клапан поступает обратно в бачок.
Раньше насос ГУР был механическим и приводился непосредственно от двигателя, что влекло за собой повышение расхода топлива. Поэтому со временем распространение получила схема электрогидравлического усилителя: гидравлический контур остался прежним, но насос получил привод от отдельного электромотора. Кроме того, благодаря датчикам скорости и вращения руля удалось добиться переменной производительности насоса – на высоких скоростях она падала, обостряя обратную связь от руля.
Именно возможность (возможность, потому что не все производители старались) добиться «правильной» информативности руля основным преимуществом ГУР по сравнению с электроусилителем. Это обусловлено быстротой срабатывания системы и ее минимальной инерцией. В минусы, помимо расхода топлива, можно записать сложность гидравлической части и ее не самую высокую надежность, особенно при неквалифицированном ремонте.
Электроусилитель
Повышение цен на топливо и общая проблема с экологией вынуждают автопроизводителей отказываться от ГУР в пользу полностью электрических аналогов. Кроме того, он гораздо проще и, как правило, дешевле – самый простой электроусилитель состоит из датчика поворота руля и приводного электромотора, момент от которого через червячную передачу передается на шестерню, вращающую либо рулевую колонку, либо непосредственно рейку. Есть и двухвальные вариации – колонка и мотор ЭУР соединяются с рейкой раздельно, так что приходится делать сразу две зубчатые пары. Впрочем, такая схема распространения не получила.
При всех преимуществах электрики в области экономии топлива и простоты конструкции, она обладает одним существенным недостатком: инерцией ротора электромотора и потерями на трение в червячной передаче. Из-за этого очень сложно добиться достаточно быстрого срабатывания системы при переставках, например, а обратная связь на руле зачастую незаметна вовсе. Впрочем, решение найдено: в некоторых реализациях электромотор встроен непосредственно в рейку и она проходит сквозь него, а в движение приводится винт-шариковой гайкой. Благодаря особой конструкции ротора и отсутствию червячной передачи такая схема позволяет снизить момент инерции и повысить информативность рулевого. Единственным недостатком является дороговизна, поэтому подобные схемы применяются на относительно небольшом количестве автомобилей.
Drive-by-wire
Новейшая система управления, в которой колонка не нужна. Руль представляет собой джойстик с искусственной обратной связью, генерируемой электромотором. На основании датчиков положения руля, скорости, угла поворота колес и т.д. электроника посылает сигналы на исполнительное устройство, вращающее колеса. Говорить о какой-то информативности руля, не имеющего механической связи с колесами, не приходится, зато можно подобрать по вкусу (и даже менять в процессе) передаточное число. Кроме того, с массовым внедрением автопилотов такие решения наверняка вытеснят все остальные.
Прокомментируйте первым