Сам по себе руль круглый, потому и называют его "баранкой". А еще он может быть тяжелым либо легким, причем независимо от своего веса. Или - "острым" либо "тупым", что, согласитесь, никак не вяжется с геометрической формой рулевого колеса.
Информативным и, наоборот, неинформативным руль тоже бывает, а информатика - это что-то из области математики. Наконец, иногда говорят, что руль пустой. Или вовсе ватный, но какое отношение имеет вата к материалам, из которых руль изготавливают?
Своим происхождением упомянутые эпитеты, кочующие по страницам популярной и специальной автомобильной литературы, обязаны чувствительности, с которой направляющие колеса автомобиля повинуются вращению руля водителем. А также обратным реакциям, передаваемым рулевому управлению от направляющих колес из-за действия стабилизирующих сил, стремящихся вернуть повернутые колеса в положение, соответствующее прямолинейному движению.
Всяк по-своему хорош
Если говорить о чувствительности, то все или почти все определяется передаточным числом рулевого управления - иначе говоря, отношением угла, на который водитель повернул руль, к ответному углу поворота управляемых колес. Оценить же величину передаточного числа рулевого управления того или иного автомобиля можно по количеству оборотов, которые придется сделать "баранкой", вращая ее из среднего положения в любую из сторон до упора.
Для удобства маневрирования на небольших скоростях и в стесненных условиях желательно, чтобы руль приходилось крутить меньше. Но при этом обязательно увеличивается сила, которую водителю придется прилагать к "баранке". Что водитель может сказать про такой руль? Что он тяжелый.
С этой проблемой можно справиться, оснастив рулевой механизм усилителем, и руль обязательно станет легким. Но попутно, поскольку передаточное число осталось прежним, он может оказаться еще и "острым". Хорошо это или плохо? А с какой стороны посмотреть. Чтобы на высокой скорости активно прописать поворот по идеальной траектории, оно, быть может, и неплохо, однако "острый" руль в сочетании с усилителем, как, впрочем, и без него, делает утомительными продолжительные поездки. Направляющие колеса с готовностью откликаются на малейшее отклонение руля. Водитель ни на секунду не может позволить себе расслабиться, потому что машина так и норовит рвануть куда-то в сторону, что требует постоянного подруливания. Любое неосторожное движение рулем небезопасно и грозит непредсказуемыми последствиями. Что надо сделать? Изменить передаточное отношение. Но тогда исчезнет легкость маневра на тесных парковках - тупо накручивай, водитель, "баранку", пока руки не отвалятся.
Из вышесказанного понятно, что выбор передаточного числа, с которым рулевое управление будет в дальнейшем работать, невозможен без компромисса нескольких противоречащих друг другу требований. А при наличии компромисса разве можно назвать такое рулевое управление идеально подходящим для любых условий движения?
Планетарное изменение
Механизмов, способных перманентно изменять передаточное число, придумано немало, но почти все они не подходят для использования в рулевом управлении. Одни разрывают обязательную жесткую связь между рулем и рулевой рейкой, другие громоздки, третьи отличает сложное управление переменой передаточного отношения между ведущими и ведомыми элементами. Исключение - планетарный механизм. Он компактнее любой другой шестеренной передачи, а передаточное отношение в нем можно варьировать путем простого затормаживания либо ускорения вращения отдельных его звеньев.
Система рулевого управления, использующая особенности планетарных передач и получившая название Active Steering, была разработана и подготовлена к серийному производству компанией ZF. С 2003 года Active Steering устанавливается на автомобили BMW - тогда же система была признана лучшей технической инновацией года.
Исполнительный механизм Active Steering врезан в рулевую колонку у основания рулевого вала. Состоит исполнительный механизм из планетарной передачи и компактного электродвигателя. Этот электромотор связан с планетарной передачей посредством червячной шестерни, которая одновременно является сателлитом "планетарки". В зависимости от того, подкручивается или, напротив, притормаживается сателлит электродвигателем, изменяется скорость вращения выходного вала планетарной передачи, воздействующего непосредственно на рулевую рейку. Управляет работой электромотора электронный блок, по показаниям датчиков ориентирующийся на условия движения.
В результате система Active Steering при необходимости изменяет число оборотов, требующееся для вращения рулевого колеса от упора до упора, делая руль "острым" или "тупым" согласно скорости движения и выполняемому маневру. Когда автомобиль маневрирует на небольшой скорости, водителю необходим всего один оборот "баранки", чтобы вывернуть передние колеса из среднего положения в крайнее. По мере увеличения скорости чувствительность рулевого управления постепенно притупляется. При 180 км/ч электромотор перестает подкручивать сателлит совсем, при этом передаточное отношение становится таким, каким оно обычно подбирается для тех модификаций BMW, что не оснащены Active Steering. А когда скорость автомобиля становится еще выше, электромотор и вовсе начинает вращаться в противоположную сторону, оказывая сопротивление рулевому валу, что еще больше уменьшает чувствительность направляющих колес автомобиля, делая безопасным любой случайный поворот руля.
Что произойдет, если планетарный механизм выйдет из строя? Тогда червячная передача будет заблокирована аварийным предохранителем, передаточное отношение рулевого механизма станет фиксированным, равным принятому для автомобилей BMW стандартному значению, соответствующему чуть более 3,5 оборота "баранки" от упора до упора.
Но самой примечательной особенностью Active Steering является способность самостоятельно корректировать положение направляющих колес, чтобы при движении в повороте удержать автомобиль на безопасной траектории, что расширило возможности ESP по стабилизации положения машины при помощи не только тормозов, но и рулевого управления. Если показания датчиков свидетельствуют о начале заноса или сноса, компьютер Active Steering выдаст команду исполнительному механизму противодействовать опасности, довернув колеса на необходимый угол. Максимальное значение угла, на который Active Steering может поворачивать колеса без участия водителя, составляет 8 градусов.
Обещанного два года ждут
Несмотря на очевидную прогрессивность схемы активного рулевого управления, обещанный аналитиками после появления Active Steering технический прорыв до сих пор не случился. Результатом работ других автопроизводителей по изменению чувствительности руля в зависимости от условий движения становились рулевые рейки с переменным шагом и диаметром делительной окружности зубьев либо рулевые усилители с изменяемой степенью усиления. Но при этом лишь первый вариант имел непосредственное отношение к изменению передаточного числа. В вариантах же с изменяемой степенью усиления варьировались характеристики работы рулевых усилителей. Действительную полезность этих систем можно было поставить под сомнение, поскольку кроме базовой настройки остальные предусмотренные программы усиления в той или иной мере ухудшали управляемость в обычных условиях движения. Единственный неоспоримый плюс - появилась возможность выбора, и водитель мог самостоятельно подобрать такой режим работы усилителя, который более всего согласовывался с индивидуальной манерой вождения.
Лишь в 2005 году автомобили Lexus начали оснащать системой VGRS (Variable Gear Ratio Steering) , которая по принципам построения и алгоритмам работы аналогична Active Steering. Позднее VGRS появилась и на некоторых моделях Toyota.
Волновое преобразование
Что отличает VGRS от Active Steering, так это использование вместо планетарной передачи волнового редуктора. По компоновке волновая передача, как и планетарная, является трехзвенным шестеренным механизмом, звенья которого находятся в постоянном зацеплении друг с другом. Но одна из шестерен волновой передачи имеет овальную форму, а еще одна является гибкой - функционально что-то вроде зубчатого ремня в приводе ГРМ, только металлического. Это обуславливает преимущество волновой передачи в компактности: при равных передаточных числах волновой редуктор меньше планетарного в 2-6 раз в зависимости от передаваемого крутящего момента. При тех силовых нагрузках, которые приходится испытывать деталям редуктора в рулевом управлении, исполнительный механизм VGRS получился в 5 раз компактнее, чем аналогичный узел Active Steering.
А схожи VGRS и Active Steering наличием электродвигателя, в зависимости от оборотов которого изменяется скорость вращения элемента, связанного с рулевой рейкой, а с ним и передаточное число. Некоторое различие имеется в настройках. На парковках VGRS обеспечивает вращение руля от упора до упора за 2,6 оборота. По мере набора автомобилем скорости количество возможных оборотов руля увеличивается до 3,6. Ограниченность VGRS по сравнению с Active Steering заключается в невозможности самостоятельного изменения положения направляющих колес. При необходимости противодействовать заносу или сносу автомобиля VGRS может поворачивать колеса, но на угол не более чем 3 градуса.
Вердикт "АБw"
BMW Active Steering был первым. Второго практического воплощения активного рулевого управления, представленного на Lexus и Toyota, пришлось ждать два года. Но остальные автопроизводители продолжают "запрягать". Не исключено, однако, что появление VGRS вынудит их пошевелиться. Если Active Steering еще рассматривался как некий хитрый ход, придуманный маркетологами одной автомобильной компаний, то теперь на активность руля смотрят как на функцию, обеспечивающую конкурентное преимущество. Отпускать же конкурентов вперед себе дороже.
Сергей БОЯРСКИХ.
Идеальное рулевое управление - это когда передаточное отношение между поворотом руля и управляемых им колес зависит от скорости движения и маневра, выполняемого автомобилем
Главная
Гороскопы
