Як управляються сучасні автомобілі?
Більшість людей, які були всередині автомобіля, знайомі з кермовим колесом та тим, для чого воно використовується. Більшість людей, які були поза автомобілем, знайомі з передніми колесами та тим фактом, що вони можуть повертатися обличчям вліво чи вправо. Мало хто насправді знає, як пов'язані рульове колесо і передні колеса, і ще менше людей знають про точну інженерію, необхідну для того, щоб сучасний автомобіль керувався так передбачувано і послідовно. То що змушує все це працювати?
Зверху вниз
У сучасних автомобілях використовується система кермового керування, звана рейковим кермовим керуванням.
Рульове колесо знаходиться перед сидінням водія і відповідає за зворотний зв'язок із водієм про те, що роблять колеса, а також дозволяє водієві контролювати, в якому напрямку спрямовані колеса, повертаючи колесо. Вони бувають різних форм і розмірів, а деякі включають подушки безпеки та елементи управління іншими системами автомобіля.
Вал, правильно названий кермовим валом, проходить від кермового колеса через брандмауер автомобіля. Багато нових автомобілів мають кермові вали, які руйнуються у разі аварії, запобігаючи серйозним травмам водія.
У цей момент в автомобілі з гідравлічним підсилювачем кермового керування кермовий вал входить безпосередньо в поворотний клапан. Поворотний клапан відкривається і закривається при обертанні, щоб гідравлічна рідина під тиском допомагала рульовому валу обертати провідну шестерню. Це значно полегшує управління, особливо на низьких швидкостях та при зупинці.
- Гідравлічний підсилювач керма використовує гідравлічний насос, що приводиться в дію ременем, з'єднаним із двигуном автомобіля. Насос створює тиск гідравлічної рідини, а гідравлічні лінії проходять від насоса до поворотного клапана в основі рульового валу. Багато водіїв віддають перевагу цьому типу кермового керування з підсилювачем як через його практичність, так і через зворотний зв'язок з водієм. З цієї причини в більшості спортивних автомобілів протягом десятиліть використовувалося кермо з гідравлічним підсилювачем або воно взагалі не використовувалося. Однак останнім часом досягнення в галузі електропідсилювача керма відкрили нову еру спортивних автомобілів із електропідсилювачем керма.
Якщо замість цього у автомобіля вздовж рульового валу встановлений електродвигун, автомобіль оснащений електропідсилювачем керма. Ця система забезпечує більшу гнучкість у виборі місця встановлення електродвигуна, що робить її ідеальною для модернізації старих автомобілів. Для роботи цієї системи також не потрібний гідравлічний насос.
- У кермовому управлінні з електропідсилювачем використовується електродвигун, який допомагає повертати або рульовий вал, або шестерню провідну безпосередньо. Датчик вздовж валу рульового управління визначає, наскільки водій повертає рульове колесо, а іноді також визначає, яке зусилля було прикладено для повороту рульового колеса (відоме як чутливість до швидкості). Потім комп'ютер автомобіля обробляє ці дані і прикладає відповідне зусилля до електродвигуна, щоб допомогти водію керувати автомобілем миттєво. Хоча ця система чистіша і вимагає меншого обслуговування, ніж гідравлічна система, багато водіїв говорять, що кермо з електропідсилювачем здається занадто відірваним від дороги і може занадто допомогти в багатьох випадках. Однак системи кермового управління з електропідсилювачем покращуються з кожним модельним роком, тому ця репутація змінюється.
Якщо на кінці рульового валу, крім провідної шестерні, нічого немає, то в автомобілі немає гідропідсилювача керма. Шестерня знаходиться над кермовою рейкою.
- Рульова рейка є довгою металевою штангою, яка проходить паралельно передній осі. Зуби, розташовані по прямій лінії вздовж верхньої частини рейки, ідеально збігаються із зубами провідної шестерні. Шестерня обертається і переміщує рульову рейку горизонтально вліво та вправо між передніми колесами. Цей вузол відповідає за перетворення енергії обертання рульового колеса в рух ліворуч і праворуч, корисне для паралельного руху двох коліс. Розмір ведучої шестерні щодо кермової рейки визначає, скільки обертів кермового колеса потрібно, щоб повернути автомобіль на певну величину. Менша передача означає легше обертати колесо, але більше обертів, щоб колеса повернулися повністю.
На обох кінцях кермової рейки сидять кермові тяги
- Стяжки є довгими тонкими сполучними деталями, які повинні бути дуже міцними тільки при натисканні або витягуванні. Сила під іншим кутом могла легко зігнути стрижень.
Рульові тяги з'єднуються з поворотним кулаком з обох боків, а поворотні кулаки керують поворотом коліс вліво та вправо у тандемі.
Що стосується системи кермового управління, про яку слід пам'ятати, це те, що це не єдина система в автомобілі, яка повинна рухатися точно на швидкості. Система підвіски також робить досить багато рухів, а це означає, що автомобілю, що повертається, що рухається по вибоїстій поверхні, краще мати можливість для передніх коліс рухатися з боку в сторону і вгору і вниз одночасно. Ось тут і з'являються кульові шарніри. Цей суглоб виглядає як кулястий суглоб на людському скелеті. Цей компонент забезпечує вільний рух, дозволяючи дуже динамічним системам кермового управління та підвіски працювати у тандемі.
Технічне обслуговування та інші турботи
З такою великою кількістю рухів, які потрібно контролювати під великою силою, система кермового керування може справді витримати удар. Деталі призначені для того, щоб витримувати вагу автомобіля, який різко повертає на максимальній швидкості. Коли щось зрештою зазнає невдачі і йде не так, як треба, це зазвичай відбувається через тривалий зношування. Сильні удари або зіткнення можуть помітно зламати компоненти. Зламана рульова тяга може призвести до того, що одне колесо повернеться, а інше залишиться прямо, що є дуже поганим сценарієм. Зношений шаровий шарнір може скрипіти і робити кермове управління трохи незграбним. Щоразу, коли виникає проблема, обов'язково негайно перевірте її, щоб забезпечити безпеку автомобіля та керованість.
