Дай порулить! Сказал электромотор: Автоликбез: усилители
На парковке руль грузовых автомобилей довоенного периода приходилось крутить как ручку граммофона. Машины в то время усилителем рулевого управления не оснащались, поэтому, чтобы не только силачи могли водить грузовики, их оборудовали рулевым механизмом с высоким передаточным отношением.
Мускулатура с мотором
В послевоенное время число полных оборотов руля у грузовых автомобилей сократилось. Теперь, поворачивая руль, водитель закручивал торсион, перемещающий золотник. Перемещаясь, золотник открывал перепускные отверстия, через которые рабочая жидкость под давлением поступала к силовому цилиндру. Давление жидкости помогало мускулатуре водителя поворачивать колеса.
За полвека с начала применения гидроусилителя это устройство распространилось практически на все автомобили — от большегрузных грузовиков до городских малолитражек — и в конце прошлого века потеряло роль усилителя-монополиста. Помимо гидроусилителей конструкторы начали применять электрогидравлические и электромеханические усилители.
Один из недостатков традиционного гидроусилителя — большие потери мощности. Производительность насоса рассчитывается из условий поворота колес неподвижно стоящего автомобиля, когда обороты двигателя минимальны, а сопротивление колес повороту максимально. Поэтому во время движения машины, когда и частота вращения двигателя высокая, и от самого усилителя не требуется большой мощности, он отбирает у двигателя, которым приводится, слишком много мощности.
Чтобы понизить расход топлива, конструкторы придумали электрогидравлический усилитель. Он работает точно так же, как гидравлический, только его насос приводится в движение электромотором. За счет того что вал насоса вращается с такой скоростью и такой нагрузкой, которая требуется в каждом конкретном случае, подобная схема оказывается примерно на 60−80% экономичнее традиционной.
Однако наиболее перспективной сегодня считается электромеханическая схема. В ней поворачивать руль помогает электромотор, вращающий рулевой вал через червячный редуктор. Преимущества схемы — простота, дешевизна и экономичность. Небольшой механизм, находящийся на рулевом валу, заменяет собой дорогое многоступенчатое устройство со шлангами и бачками.
До недавнего времени электроусилители устанавливали только на небольшие машины. Однако сейчас они стали появляться и на солидных седанах. Например, Volkswagen Passat и Skoda Superb, взятая нами на тест-драйв, оснащены электромеханическими усилителями.
С руками и без рук
То, что у водителя появился простой и экономичный помощник для поворота руля, хорошо, но почему бы не сделать так, чтобы в различных условиях у рулевого механизма было разное передаточное число? Ведь на парковке желательно иметь «острый» и «легкий» руль, тогда как при езде на высокой скорости требования прямо противоположны. Инженеры учли и этот момент во взаимоотношениях автомобиля и водителя — на некоторых машинах уже применяются активные системы рулевого управления, в которых передаточное число изменяется в зависимости от условий езды. На некоторых моделях BMW для этой цели на пути от рулевого колеса к рулевому механизму установлена планетарная передача. Руководствуясь показаниями датчиков, электромотор по-разному воздействует на водило планетарного механизма; в зависимости от этого изменяется передаточное число. На высокой скорости оно максимально, а при маневрировании на стоянке минимально.
Правда, этим идеальным рулевым управлением удивить сегодняшнего водителя не всегда удается — слишком уж редко оно встречается. Автор статьи, например, целый день отъездил на автомобиле с такой системой и лишь под вечер догадался, в чем секрет прекрасного управления.
А вот другая технология — Parking assistant — способна удивить и водителя, и пассажиров. Если в машинах с активным рулевым управлением в режиме парковки руль крутится легко и на минимальный угол, то в тестовой Skoda Superb, оборудованной опционной системой Parking assistant, крутить руль вообще не требуется. Правда, это касается только стандартной ситуации, когда машину необходимо поставить вдоль бордюра. Алгоритм работы системы таков: собравшись припарковаться, водитель нажимает кнопку активации системы Parking assistant. При езде не быстрее 30 км/ч и на расстоянии не более полутора метров от припаркованных справа автомобилей ультразвуковые датчики-сонары машины сами обнаруживают свободное место для стоянки и дают водителю сигнал. Последний должен проехать вперед, включить заднюю передачу и... отпустить руль. Машина теперь будет крутить его сама. От водителя требуется только нажимать на газ и при приближении к сзади стоящей машине включить первую передачу. Автомобиль снова сам выкрутит руль и выровняет машину вдоль тротуара. Для опытного водителя такая опционная система обеспечит дополнительный комфорт, а для новичка «ассистент парковки» может оказаться столь же приятным помощником, каким полвека назад стал гидроусилитель для водителя грузовика.