Рулевое колесо
Рулевое колесо (также называемое ведущим колесом , маховиком или просто колесом ) — вид рулевого управления транспортных средств .
Рулевые колеса используются в большинстве современных наземных транспортных средств, включая все серийные автомобили , автобусы, легкие и тяжелые грузовики, а также тракторы и танки . Рулевое колесо – часть системы рулевого управления , которой манипулирует водитель; остальная часть системы рулевого управления реагирует на такие действия водителя. Это может происходить посредством прямого механического контакта, как в шариковых или реечных рулевых механизмах с рециркуляцией, без или с помощью гидроусилителя рулевого управления , HPS, или, как в некоторых современных серийных автомобилях, с помощью двигателей с компьютерным управлением, известных как электроприводы. рулевое управление .
История
[ редактировать ]Ближе к началу 18 века появилось множество морских судов, использующих конструкцию корабельного колеса . Однако историкам неясно, когда впервые был использован такой подход к управлению. [1] Первые автомобили управлялись с помощью румпеля , но в 1894 году Альфред Вашерон принял участие в гонке Париж-Руан на модели Panhard мощностью 4 л.с., которую он оснастил рулевым колесом. [2] Считается, что это одно из первых применений этого принципа. [3]
С 1898 года автомобили Panhard et Levassor в стандартной комплектации оснащались рулевыми колесами. Чарльз Роллс представил первый в Британии автомобиль с рулевым колесом, когда импортировал из Франции Panhard мощностью 6 л.с. в 1898 году. [4] Артур Константин Кребс заменил румпель на наклонный руль в автомобиле Panhard, который он спроектировал для гонки Париж-Амстердам-Париж 1898 года , которая проходила с 7 по 13 июля 1898 года. [5]
В 1898 году Томас Б. Джеффри и его сын Чарльз Т. Джеффри разработали два усовершенствованных экспериментальных автомобиля с двигателем, расположенным спереди, и рулевым колесом, установленным с левой стороны. [6] Однако в 1902 году первый автопроизводитель принял более «традиционную» компоновку с задним расположением двигателя и румпелем для своих первых серийных Ramblers . [6] В следующем году Rambler Model E практически не изменилась, за исключением того, что в начале года она была оснащена румпелем, который к концу 1903 года был заменен на рулевое колесо. [7] К 1904 году все Рамблерс имели рули. [8] За десять лет руль полностью заменил румпель в автомобилях.
По настоянию Томаса Б. Джеффри, во время производства Рамблера 1903 года место водителя также было перенесено на левую сторону автомобиля. [9] Большинство других автопроизводителей начали предлагать автомобили с левым рулем в 1910 году. [10] Вскоре после этого большинство автомобилей в США переоборудовали на левый руль. [11]
Легковые автомобили
[ редактировать ]Рулевые колеса легковых автомобилей обычно имеют круглую форму. Они крепятся к рулевой колонке с помощью ступицы, соединенной с внешним кольцом рулевого колеса одной или несколькими спицами (колеса с одной спицей являются относительно редким исключением). В других типах транспортных средств может использоваться модифицированная круглая конструкция, форма бабочки или другая форма, например ярмо. [12] На некоторых моделях Tesla рулевое управление осуществляется через штурвал прямоугольной формы с закругленными краями и две пистолетные рукоятки. [13] C8 Corvette оснащен рулевым колесом квадратного типа с закругленными углами, называемым «белкой». [14] Плоское дно призвано облегчить выход дайвера, а сплющенная верхняя часть улучшает обзорность при вождении. [14] General Motors подала заявку на патент США на модульное рулевое управление, которое можно обновлять с помощью компонентов или изменять форму от традиционного круга до вилки. [15]
В странах, где автомобили должны двигаться по левой стороне дороги , рулевое колесо обычно находится с правой стороны автомобиля (правое рулевое управление или праворуль); Обратное применяется в странах, где автомобили ездят по правой стороне дороги (левостороннее движение или левосторонний руль).
Помимо рулевого управления, на рулевом колесе обычно размещается кнопка включения звукового сигнала автомобиля . Современные автомобили могут иметь другие органы управления, такие как круиз-контроль , аудиосистема и управление телефоном, а также подрулевые переключатели , встроенные в рулевое колесо, чтобы свести к минимуму степень, в которой водителю приходится отрывать руки от руля.
Рулевые колеса были жесткими и устанавливались на неразборных рулевых колонках . Такое расположение увеличивало риск пронзить водителя в случае серьезной аварии. Первая складная рулевая колонка была изобретена в 1934 году, но так и не получила успеха на рынке. [16] К 1956 году Форд разработал безопасное рулевое колесо, расположенное высоко над стойкой и оснащенное гибкими спицами. [17] но колонна все еще была твердой. В 1968 году были приняты правила США ( Стандарт FMVSS № 204), касающиеся допустимого перемещения рулевого колеса назад в случае аварии. [18] Для соответствия этому стандарту требовались складные рулевые колонки. До этого изобретения Citroën DS имел изогнутое и смещенное от центра односпицевое рулевое колесо, предназначенное для отклонения водителя от рулевой колонки в случае аварии. [19]
Усилитель руля позволяет водителю уменьшить усилия по управлению автомобилем. Современный гидроусилитель руля почти всегда использует гидравлическую систему, хотя электрические системы постепенно заменяют эту технологию. Были внедрены системы рулевого управления с механическим усилителем, например, на «Студебеккерах» 1953 года . [20] Однако преобладали системы с гидравлическим приводом.
В то время как другие методы управления легковыми автомобилями возникли в результате экспериментов, например, рулевое управление «поворотом запястья» концепт-кара Mercury Park Lane 1965 года управлялось двумя 5-дюймовыми (127 мм) кольцами. [21] ни один из них еще не был использован так успешно, как обычный большой руль.
Правила легковых автомобилей, введенные Министерством транспорта США, требовали блокировки вращения рулевого колеса (или блокировки трансмиссии в «парковке»), чтобы предотвратить угон автомобиля ; в большинстве автомобилей это происходит, когда ключ зажигания вынимается из замка зажигания . См. блокировку рулевого управления . [22]
Другие конструкции
[ редактировать ]Сиденье водителя и рулевое колесо расположены по центру на некоторых высокопроизводительных спортивных автомобилях, таких как McLaren F1 , и большинстве одноместных гоночных автомобилей.
Поскольку водители могут постоянно держать руки на руле в течение многих часов, они разработаны с эргономики учетом . Однако наиболее важной проблемой является то, что водитель может эффективно передавать крутящий момент на систему рулевого управления, особенно в автомобилях без гидроусилителя рулевого управления или в редких случаях потери усилителя рулевого управления. Типичная конструкция круглых рулевых колес представляет собой стальной или магниевый обод с пластиковой или прорезиненной ручкой, отформованной вокруг него. Некоторые водители покупают виниловые или текстильные чехлы на руль для улучшения сцепления и комфорта или просто в качестве украшения. Еще одно устройство, облегчающее рулевое управление, — это ручка Броди .
Аналогичным устройством в самолетах является штурвал . Водные суда, не управляемые с помощью кормового румпеля, направляются штурвалом корабля , что, возможно, послужило вдохновением для создания концепции рулевого колеса. Рулевое колесо лучше других пользовательских интерфейсов и сохранилось, поскольку вождение требует точной обратной связи, обеспечиваемой большим интерфейсом. [23]
В ранних автомобилях Формулы-1 использовались рулевые колеса, взятые непосредственно с дорожных автомобилей. Обычно их делали из дерева. Без ограничений по компоновке внутренней кабины их, как правило, делали как можно большего диаметра, чтобы уменьшить усилие, необходимое для поворота. По мере того, как в 1960-х и 1970-х годах автомобили становились все ниже, а места водителя более компактными, рулевые колеса становились меньше, чтобы вписаться во внутреннее пространство. [24]
Спицы в руле
[ редактировать ]Количество спиц в руле постоянно менялось. Большинство ранних автомобилей имели четырехспицевый руль. [25]
Рулевое колесо типа «банджо» было опцией для первых автомобилей. [26] Они предшествуют усилителю рулевого управления. Проволочные спицы служили буфером или поглотителем между руками водителя и вибрацией, передаваемой от дорожного покрытия. Большинство из них были трех- или четырехспицевыми, состоящими из четырех или пяти проводов в каждой, отсюда и название «Банджо».
Регулируемые рулевые колеса
[ редактировать ]Наклонное колесо
[ редактировать ]Эдвард Джеймс Лобделл разработал оригинальное колесо наклона в начале 1900-х годов. [27] Колесо с 7 положениями наклона было представлено подразделением Saginaw компании General Motors в 1963 году для всех подразделений легковых автомобилей, кроме Chevrolet, которое получило колесо наклона в 1964 году. [28] Это наклоняемое колесо также поставлялось другим автопроизводителям США (кроме Ford). [29] Изначально являвшаяся роскошной опцией для автомобилей, функция наклона помогает регулировать рулевое колесо, перемещая колесо по дуге вверх и вниз. Наклоняемые рулевые колеса опираются на храповой шарнир, расположенный в рулевой колонке чуть ниже рулевого колеса. Колесо можно отрегулировать вверх или вниз, отключив фиксатор храпового механизма, при этом рулевая колонка остается неподвижной под шарниром. В некоторых конструкциях шарнир немного выдвинут вперед вдоль колонки, что обеспечивает достаточное вертикальное перемещение рулевого колеса с небольшим фактическим наклоном. Напротив, в других конструкциях шарнир размещается почти внутри рулевого колеса, что позволяет регулировать угол рулевого колеса практически без изменения его высоты.
Регулируемая рулевая колонка
[ редактировать ]Регулируемая рулевая колонка позволяет регулировать высоту рулевого колеса с помощью лишь небольшого полезного изменения угла наклона. Большинство этих систем работают с компрессионными замками или электродвигателями вместо храповых механизмов; последний может быть способен перемещаться в запомненное положение, когда данный водитель использует автомобиль, или автоматически перемещаться вверх и вперед, чтобы облегчить выход.
Колесо телескопа
[ редактировать ]Многие довоенные британские автомобили имели телескопические рулевые колеса, перед регулировкой которых требовалось ослабить контргайку, многие использовали Douglas ASW (регулируемое рулевое колесо). [27] [30] В 1949 году Jaguar XK120 представил новое рулевое колесо производства Bluemel, которое водитель мог регулировать путем ослабления втулки вокруг колонки вручную. [31] 1955–1957 годов Ford Thunderbird имел аналогичную конструкцию с общим ходом 3 дюйма (76 мм). [32] [33] В 1956 году ход был ограничен 2 дюймами (51 мм). Патент на телескопическое рулевое колесо был подан в июле 1942 года Бернардом Маурером из подразделения рулевых механизмов Saginaw компании General Motors (ныне Nexteer Automotive ). Тем не менее, GM не предлагала собственное телескопическое колесо до дебюта дополнительного телескопического колеса на Corvette и Corvair 1965 года , а также дополнительного колеса с наклоном/телескопом на Cadillac 1965 года . Колонка GM освобождалась путем поворота стопорного кольца, окружающего центральную ступицу, и имела диапазон регулировки 3 дюйма (76 мм).
Откидной руль
[ редактировать ]Поворотная рулевая колонка была представлена в Ford Thunderbird 1961 года и стала доступна на других продуктах Ford в 1960-х годах. Поворотный руль позволял смещать рулевое колесо на 9 дюймов (229 мм) вправо, когда селектор коробки передач находился в положении «парковка», чтобы облегчить выход и посадку водителя. [27] [34]
Откидное рулевое колесо
[ редактировать ]Откидное колесо было представлено компанией Ford в 1967 году после обновления требований Федеральных стандартов безопасности транспортных средств . Хотя это было обновление поворотного рулевого колеса, которое не соответствовало обновленным стандартам безопасности, оно предлагает ограниченное движение, но добавляет удобство благодаря функции автоматического выдвижения по сравнению с его предшественником. [35]
Быстросъемная втулка рулевого колеса
[ редактировать ]Некоторые рули могут быть установлены на съемной или быстросъемной ступице. Рулевое колесо можно снять без использования инструментов, нажав кнопку. Эту систему часто можно встретить в гоночных автомобилях с узким пространством для облегчения посадки и выхода водителя, а также в других автомобилях в качестве противоугонного устройства. [36] Быстроразъемный разъем часто зависит от марки, а некоторые марки являются взаимозаменяемыми. Самая распространенная схема крепления — 6×70 мм, [37] который обозначает рисунок из шести болтов, расположенных по кругу диаметром 70 мм. [38] Другими примерами распространенных рисунков болтов являются 3 × 1,75 дюйма (44,45 мм), 5 × 2,75 дюйма (69,85 мм), 6 × 74 мм и 6 × 2,75 дюйма (69,85 мм). [37] Сам быстрый выпуск часто является проприетарным. [ нужна ссылка ]
Использование
[ редактировать ]Рулевое колесо следует использовать стратегическими движениями руки и запястья во вращательных движениях. Следует соблюдать осторожность и осторожность, чтобы обеспечить безопасность конечностей. Используемые постоянные движения следует выполнять с осторожностью. «Правильное положение системы рука-рука при использовании ручных инструментов имеет важное значение. Как правило, запястье не должно быть согнуто, а должно оставаться прямым, чтобы избежать перенапряжения таких тканей, как сухожилия и сухожильные оболочки, а также сдавливания нервов и кровеносных сосудов. " [39]
Поворот рулевого колеса на стоящем автомобиле называется сухим рулевым управлением . Обычно рекомендуется избегать сухого рулевого управления, так как это вызывает нагрузку на рулевой механизм и чрезмерный износ шин.
Кнопки и органы управления на руле
[ редактировать ]автомобиля Первой кнопкой, добавленной на рулевое колесо, был переключатель для активации электрического звукового сигнала . Выключатель звукового сигнала, традиционно расположенный на ступице или центральной подушке рулевого колеса, иногда размещался на спицах или активировался с помощью декоративного кольца звукового сигнала, что устраняло необходимость отводить руку от обода. Электрические соединения выполняются через контактное кольцо . Дальнейшая разработка — рулевое колесо Rim Blow , в котором переключатель звукового сигнала интегрирован в обод рулевого колеса.
опцию Highway Pilot Speed Control с кулисными переключателями, установленными на рулевом колесе В 1966 году компания Ford предложила на своем Thunderbird . [40] Уникально то, что Thunderbird также слегка нажимал на тормоза и включал стоп-сигналы, когда Retard постоянно нажималась при включенном, но не включенном круиз-контроле.
В 1974 году Lincoln добавил на рулевое колесо два кулисных переключателя для активации различных функций круиз-контроля на Continental и Continental Mark IV. [41] В 1988 году Pontiac предложил рулевое колесо с 12 кнопками, управляющими различными функциями аудиосистемы Trans-Am. [42] 6000 STE и Бонневиль .
В 1990-е годы на автомобильных рулях стало появляться все больше новых кнопок. Дистанционные или альтернативные настройки могут включать в себя аудиосистему автомобиля , телефон и голосовое управление навигацией. Колеса или кнопки прокрутки часто используются для установки уровней громкости или пролистывания меню, а также переключения радиостанций или звуковых дорожек. Эти элементы управления могут использовать универсальные интерфейсы, [43] проводной или беспроводной.
Другое использование
[ редактировать ]Этот раздел нуждается в расширении . Вы можете помочь, добавив к нему . ( июнь 2024 г. ) |
- Велосипедный руль
- Бипланный руль
Игровые имитации
[ редактировать ]игровые контроллеры Доступны для игровых автоматов , персональных компьютеров и консольных игр , которые внешне напоминают рулевое колесо и предназначены для использования в гоночных играх . Ранним примером является Telstar Arcade , в которой в 1977 году было представлено колесо для использования в прилагаемой к нему игре Road Race. [44] Некоторые современные игровые рули используют силовую обратную связь для имитации тактильной обратной связи, которую настоящий водитель ощущает от рулевого колеса, а также кнопки, позволяющие осуществлять большее количество операций ввода.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Рой, Джордж (3 декабря 2023 г.). «История корабельного руля» . Статьифабрика.com . Проверено 23 июня 2024 г.
- ^ Грейтхаус, Джон (25 ноября 2008 г.). «Изобретите колесо заново – нестандартный взгляд на стандарты» . инфоЧачки . Проверено 23 июня 2024 г.
- ^ Дункан, ХО (1927). Мир на колесах — Том I. Париж. стр. 456–457, изображение автомобиля Vacheron на стр. 457.
{{cite book}}
: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) - ^ «CS Rolls сидит в первом в Британии автомобиле с рулевым управлением, 1898 год» . Библиотека изображений «Наука и общество» . Проверено 23 июня 2024 г.
- ^ «Альбомы с фотографиями Кребса: Voitures de Course: N° 7–8 CV, 4 цилиндра, Париж — Амстердам, 1898 г.» . Rbmn.free.fr. 10 марта 2000 г. Архивировано из оригинала 20 мая 2013 г. Проверено 23 июня 2024 г.
- ^ Перейти обратно: а б Биндер, Эл (1 декабря 2003 г.). «Зеркало заднего вида» . Автомир Уорда . Архивировано из оригинала 28 июля 2012 года . Проверено 20 марта 2014 г.
- ^ Хайд, Чарльз К. (2009). Легендарные независимые автопроизводители: Nash, Hudson и American Motors . Издательство Государственного университета Уэйна. п. 12. ISBN 978-0-8143-3446-1 .
- ^ «Семья Стремительных Рамблеров» . Мировая работа . Том. 8. 1904. С. 5218–9 . Проверено 20 марта 2014 г.
- ^ Готлиб, Роберт Дж. (1977). «Нэш 600 купе» . Моторный тренд . Том. 29. с. 109 . Проверено 20 марта 2014 г.
- ^ Мэдден, WC (2002). Хейнс-Апперсон и первый практичный автомобиль Америки: история . МакФарланд. п. 56. ИСБН 978-0-7864-1397-3 . Проверено 23 июня 2024 г. - через Google Книги.
- ^ Олдхэм, Скотт; Ламм, Майкл (май 1996 г.). «С сотым!» . Популярная механика . Том. 173, нет. 5. с. 49 . Проверено 23 июня 2024 г. - через Google Книги.
- ^ Боми, Натан (13 ноября 2021 г.). «Нужно ли руль быть круглым? Илон Маск из Tesla представляет новое колесо в форме хомута» . США сегодня . Проверено 23 июня 2024 г.
- ^ Сибо, Кристиан (29 июня 2021 г.). «Обзор рулевой вилки Tesla Model S 2022 года: плюсы и минусы» . Моторный тренд . Проверено 23 июня 2024 г.
- ^ Перейти обратно: а б Растоги, Симран (29 июня 2023 г.). «Почему самый большой недостаток Chevrolet C8 Corvette Stingray является также его самым большим преимуществом» . hotcars.com . Проверено 23 июня 2024 г.
- ^ Сенизо, Себастьян (1 марта 2024 г.). «Настраиваемое рулевое колесо GM может меняться с кругового на хомут и все, что между ними» . carbuzz.com . Проверено 23 июня 2024 г.
- ^ «Руль складывается при столкновении» . Популярная наука . Том. 125, нет. 5. Ноябрь 1934 г. с. 32 . Проверено 23 июня 2024 г. - через Google Книги.
- ^ «Брошюра Ford Fairlane 1956 года» . Oldcarbrochures.com . п. 6. Архивировано из оригинала 29 ноября 2012 года . Проверено 27 ноября 2012 г.
- ^ «Федеральные стандарты и правила безопасности транспортных средств» . Nhtsa.dot.gov . Архивировано из оригинала 29 мая 2014 года . Проверено 20 марта 2014 г.
- ^ Торчинский, Джейсон (4 января 2022 г.). «Вот причины, по которым Citroën использовал этот странный руль с одной спицей» . Ялопник . Проверено 6 января 2022 г.
- ^ Грисволд, Уэсли С. (февраль 1953 г.). «Двигатель помогает управлять «Студебекером» 53-го года» . Популярная наука . Том. 162, нет. 2. С. 114–117, 244.
- ^ Маркович, Алекс (апрель 1965 г.). «Смотри, Ма-Но Колесо!» . Популярная механика . Том. 123, нет. 4. С. 91–93.
- ^ «Стандарт № 114. Защита от кражи и предотвращение раскатывания» . Министерство транспорта США. 30 марта 2010 г. Архивировано из оригинала 22 мая 2013 г. Проверено 20 марта 2014 г.
- ^ Гитлин, Джонатан М. (25 июня 2014 г.). «Почему вы никогда не будете управлять автомобилем с джойстиком» . Арс Техника . Архивировано из оригинала 26 июня 2014 года . Проверено 7 ноября 2020 г. .
- ^ «Руль» . Формула 1. Архивировано из оригинала 29 июня 2011 года . Проверено 20 марта 2014 г.
- ^ Паразик, Юрай; Оравец, Ян (1985). Классические автомобили старых времен, 1885-1940 гг . Издательство Арко. Мистер. 16. ISBN 9780668063074 . Проверено 27 ноября 2012 г.
- ^ Брайтенштайн, Джефф (2004). Полный словарь хот-родов: от атомных бомб до зумов . Моторбукс Интернешнл. п. 19. ISBN 9781610592352 . Проверено 8 ноября 2020 г.
- ^ Перейти обратно: а б с «Наклон руля» . www.automileposts.com . Архивировано из оригинала 27 ноября 2012 года . Проверено 27 ноября 2012 г.
- ^ Ганнелл, Джон (2005). Американские автомобили 1960-х годов: десятилетие разнообразия . Публикации Краузе. п. 10. ISBN 9780896891319 . Проверено 27 ноября 2012 г.
- ^ Уиппл, Джим (октябрь 1964 г.). «Детройтский репортаж» . Популярная наука . Том. 185, нет. 4. с. 58 . Проверено 27 ноября 2012 г.
- ^ Кордсен, Бен. «Рули серии T G TA, TB и TC… оригинальность» . mg-tabc.org . Архивировано из оригинала 31 мая 2016 года . Проверено 23 июня 2024 г.
- ^ «Технические характеристики» . Проверено 23 июня 2024 г.
- ^ «Папка Ford Thunderbird 1955 года» . Oldcarbrochures.com . Архивировано из оригинала 29 декабря 2012 года . Проверено 27 ноября 2012 г.
- ^ «Брошюра Ford Thunderbird 1956 года» . Oldcarbrochures.com . Архивировано из оригинала 29 декабря 2012 года . Проверено 27 ноября 2012 г.
- ^ «История поворотных, наклоняемых и наклоняемых рулевых колес Ford» . www.automileposts.com . Архивировано из оригинала 14 марта 2017 года . Проверено 27 ноября 2012 г.
- ^ Кинг, Мэтью (6 марта 2017 г.). «Виды регулируемых рулей» . Навсегда острые рулевые колеса . Архивировано из оригинала 5 мая 2018 года.
- ^ Рулевое колесо с быстросъемной ступицей | Раптор Рули
- ^ Перейти обратно: а б Объяснение схемы расположения болтов рулевого колеса
- ^ Руководство по рулевому колесу Demon Tweeks | Блог Demon Tweeks
- ^ Кремер, Карл; Кремер, Хенрике; Кремер-Эльберт, Катрин (2001). ЭргономикаКак проектировать легко и эффективно (второе изд.). Прентис Холл. ISBN 0-13-752478-1 .
- ^ «Опция пилотного контроля скорости Ford Thunderbird Highway 1966 года» . www.automileposts.com . Архивировано из оригинала 6 сентября 2015 года . Проверено 5 мая 2018 г.
- ^ «Брошюра Континентального Линкольна 1974 года» . oldcarbrochures.com . Проверено 23 июня 2024 г.
- ^ «Изображение руля» . Архивировано из оригинала 12 октября 2016 года . Проверено 23 июня 2024 г.
- ^ «Снятие рулевого колеса и установка блока управления аудиосистемой на рулевом колесе своими руками — страница 6 —» . My350z.com . Архивировано из оригинала 22 января 2009 года . Проверено 23 июня 2024 г.
- ^ «История понга: аркада Coleco Telstar» . pong-story.com . Проверено 23 июня 2023 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]- СМИ, связанные с рулями, на Викискладе?