Из последних сил

Про усилитель руля в списке опций теперь упоминают только дилеры российских да самых недорогих импортных марок. Этот узел давно стал стандартным оборудованием — таким же привычным, как электрические стеклоподъемники или кондиционер. Его обыденность скрывает от нас серьезные изменения в его конструкции: меняется сам принцип работы усилителя руля.

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

Автопилот, Ноябрь, 2007 № 11 (164)

Метки: Chrysler Hydraguide Imperial Peugeot Гидроусилитель усилитель руля

Похожие

Яндекс.Метрика