История развития конструкций гидроусилителя руля

Рулевое управление является одной из самых главных систем активной безопасности. Рулевое управление – сложный комплекс технических и геометрических проблем, которые и по сей день решаются автомобильными конструкторскими бюро. Автопроизводители разрабатывают новые конструкции рулевых механизмов и приводов, оснащают их дополнительным оборудованием, обеспечивающих в первую очередь безопасность движения и комфорт в управлении автомобилем. В настоящее время большинство автомобилей оснащаются усилителями рулевого управления. К появлению усилителей привела необходимость снизить усилие, прилагаемое водителем к рулевому колесу, что особенно важно для грузовых автомобилей.

В 1817 г. мюнхенский каретник Георг Ланкеншпергер запатентовал рулевое управление с поворотными кулаками. Для конных экипажей эта конструкция показалась малополезной и почти не применялась. Лишь через 75 лет немецкий инженер Карл Бенц вспомнил и усовершенствовал это изобретение, получив в 1893 г. патент на «устройство управления экипажей с тангенциальными к колесам окружностями управления». На машине «Бенц» движение от вертикальной рулевой колонки с маленьким рулевым колесом-штурвалом и расположенным ниже червячным колесом передавалось через двусторонние зубчатые рейки на вильчатый рычаг, который был связан с колесами через рулевые штанги-тяги.

Появление наклонных рулевых колонок совпало по времени с распространением рулевых механизмов в корпусе, заполненном смазкой. Причем сразу появились два типа таких механизмов. Первый представлял собой винтовую передачу, гайка которой была связана с рулевой сошкой и двигалась по винту вверх и вниз. Второй – включал в себя червячный сегмент, сцепленный с рулевым червяком. Обе конструкции, в принципе, знакомы по современным автомобилям. Появление независимой передней подвески привело к появлению трех раздельных рулевых тяг, и уже в 1930-х гг. на автомобилях с такой подвеской применялось реечное рулевое управление, по конструкции близкое к современному.

В начале ХХ века управление машиной требовало от водителя хорошей физической формы. Ведь для того чтобы повернуть тяжелые колеса для разворота на пятачке, приходилось здорово налегать на баранку.

Важный параметр управления – общее передаточное отношение между рулевым колесом и передними колесами. Под ним понимается полное число оборотов рулевого колеса «от упора до упора», необходимое для поворота колес из крайнего левого положения в крайнее правое или наоборот, а также усилие, с которым совершаются эти обороты. Например, рулевая передача, рассчитанная на ~5 оборотов рулевого колеса от упора до упора, требует от водителя приложения гораздо меньшего усилия, но зато значительно большего времени, чем передача, сконструированная на 3,2 оборота от упора до упора. Такое положение дел, разумеется, мало кому нравилось: не все господа-автовладельцы блистали нужным здоровьем, к тому же в мир авто стремились и дамы, которым напрягаться и вовсе не положено. Особо страдали водители грузовозных автомобилей. Конструкторы стали думать. Естественным выходом было увеличение в рулевом передаточного числа, но тут появлялся серьезный минус – руль приходилось крутить, как ручку граммофона. Важный параметр управления – общее передаточное отношение между рулевым колесом и передними колесами. Под ним понимается полное число оборотов рулевого колеса «от упора до упора», необходимое для поворота колес из крайнего левого положения в крайнее правое или наоборот, а также усилие, с которым совершаются эти обороты. Например, рулевая передача, рассчитанная на ~5 оборотов рулевого колеса от упора до упора, требует от водителя приложения гораздо меньшего усилия, но зато значительно большего времени, чем передача, сконструированная на 3,2 оборота от упора до упора.

Конструкция с плавающими шариками была только началом долгой череды попыток уменьшить управляющее усилие. Даже при наличии передачи с плавающими шариками на тяжелых автомобилях с большими шинами низкого давления управляющее усилие было значительным.

Информация по теме:

Выбор муфт, определение размеров ступеней валов
Определяем геометрические параметры ступеней валов [5, раздел 7.3,]. Таблица 9 Размеры ступеней быстроходного вала, мм Ступень вала Размеры Вал-шестерня цилиндрическая 1-я под шкив поликлиноременной передачи ==30,23, принимаем = 30. Принимаем t = 2,2; r =2,0. =36…45, принимаем = 45. 2-я под уплотне ...

Расчёт оптимальной мощности АРП по ремонту двигателей
В основание мощности, т.е. годовой программы предприятия по ремонту двигателей автомобилей, входит определение потребного количества капитальных ремонтов двигателей для заданного списочного состава автомобилей. Количество капитальных ремонтов для агрегатно-ремонтных заводов определяется по следующе ...

Математическая модель системы управления
Математическая модель системы управления тормозами колес автомобиля, содержащая только основные элементы из присутствующих на рисунке 2 имеет следующий вид РЕГУЛЯТОР ДОРОГА ТОРМОЗ КОЛЕСО ПЕДАЛЬ ТРУБОПРО- ВОДЫ ДАТЧИК СКОРОСТИ Рисунок 3. Функциональная схема контура управления колесом автомобиля Дале ...