 |
ПРИЦЕП ПОПМЕХАНИКА
  Современные гидроусилители настолько плотно вписаны в конструкцию рулевого механизма, что стали практически неотъемлемой его частью. Ради снижения размеров и массы они сконструированы как один узел. На нашей схеме конструкция сильно упрощена, чтобы был принцип работы был яснее.
Первые усилители появились 55 лет назад. Облегчение поворота руля стало не просто очередным элементом роскоши, а необходимостью. Машины становились все больше и тяжелее. Сначала инженеры использовали «золотое правило механики»: тем меньше сила, тем больше путь. Поэтому прилагаемое водителем усилие можно было уменьшить, увеличив размер «баранки» или число ее оборотов от упора до упора. Однако ведь вместе с размерами машин росли мощность и скорости движения. Водитель должен был успевать реагировать быстрее. Первый гидроусилитель Hydraguide на Chrysler Imperial 1951 года помог уменьшить число оборотов руля с 5,5 до 3,5. Управление стало не только легче, но и точнее. Неудивительно, что уже в следующем году гидроусилитель на Imperial стал не опцией, а стандартным оборудованием. С тех пор усилители совершенствовались, но принцип их работы не слишком менялся. Гидроусилитель представляет собой замкнутый контур, в котором специальный насос создает давление. Пока руль стоит прямо, поршень распределителя расположен так, что жидкость сквозь него свободно проходит. Когда руль поворачивается, поршень сдвигается, и поток жидкости идет в одну из полостей гидроцилиндра, который и двигает детали рулевого управления в нужную сторону. При повороте колес двигается и корпус распределителя, так что когда они становятся в заданное водителем положение, напор в цилиндре снова пропадает. В старых конструкциях цилиндр стоял отдельно и толкал или тянул детали рулевой трапеции. Сейчас чаще всего используются реечные рулевые механизмы, которые буквально слились с цилиндром - их рейка связана с поршнем. Тупо давить в ту или иную сторону — занятие несложное, но не очень полезное. На низких скоростях колеса поворачивать тяжелее, и, что обидно, именно при этом их чаще всего поворачивают на большие углы — например, при парковке. При быстром движении, наоборот, движения должны быть максимально точными и поворачивают колеса совсем чуть-чуть. Поэтому постепенно на гидроусилителях стали появляться элементы, которые меняли алгоритм его действия в зависимости от скорости, сначала механические, а потом и электронные. Правда, тут прогресс двигался медленно. На некоторых версиях Peugeot 406 всего десять лет назад ставили усилитель, чья производительность менялась в зависимости от оборотов двигателя: чем они выше, тем меньше был вклад гидравлики. На ныне выпускаемой 407 усилитель уже привязывается именно к скорости автомобиля, а также к углу и скорости поворота руля. Вот плоды снижения себестоимости микропроцессоров. Следующим этапом стала электрификация. Ведь всю сложную гидравлику вполне может заменить всего лишь один электромотор. Первые электроусилители появились в середине 90-х, причем не только на малолитражках, но и на спортивных моделях — например, MG-F. Однако гидравлика не сдавала своих позиций: в ней было довольно легко реализовать обратную связь. То есть водитель ощущает сопротивление повороту колес и толчки от поверхности дороги (хотя и ослабленные до безопасного уровня) — это помогает лучше чувствовать автомобиль и вести его более точно и безопасно. С чисто электрическим приводом нужно вводить специальные алгоритмы работы и ставить дополнительные датчики. Поэтому для начала многие фирмы пошли на компромисс: оставив гидравлику в усилителе, ограничились установкой электромотора, который приводит насос. В классической конструкции насос связан с двигателем и постоянно отнимает у него некоторую мощность. Электронасос же включается только тогда, когда в гидроусилителе нужно создать давление. В итоге автомобиль расходует меньше топлива. Обычно экономию оценивают в 0,2 ? 0,3 л/100 км. Вроде бы немного, но в масштабах, скажем, Германии с ее 46,6 миллионами легковых автомобилей счет сэкономленного топлива идет на миллионы литров в год! А это не только деньги автовладельцев, но и выброшенные в воздух продукты сгорания. Наработав же достаточный опыт, автопроизводители все же переходят на чистую электрику. Например, электрические усилители получили две новые модели Mazda, дебютировавшие в этом году — Mazda2 и Mazda6. Дело в том, что электроусилителем очень просто управлять. Датчики, собирающие информацию о скорости машины, угле поворота руля и скорости его вращения, позволяют выбрать оптимальное усиление, которое позволит точно чувствовать автомобиль и вести его максимально безопасно. Только для этого надо сначала набрать достаточно данных, чтобы подобрать оптимальный алгоритм. В блок управления электрическим усилителем Volkswagen Golf «зашито» два десятка вариантов программы для разных модификаций — ведь машина в зависимости от двигателя и массы может вести себя по-разному. Поэтому на конвейере при установке рулевого управления выбирается именно тот вариант настройки, который подойдет именно для этой, конкретной машины. Дальнейшее развитие усилителей пойдет именно по пути повышения точности его работы, И при этом он будет все дешевле и легче. ТЕКСТ: ВАЛЕРИЙ ЧУСОВ
ФОТО: ВЕРА ЖИГАЛИНА |
|