Органы управления автомобилем

Органы управления автомобилем — это компоненты автомобилей и других дорожных транспортных средств с приводом , таких как грузовики и автобусы , используемые для вождения и парковки.

Хотя такие органы управления, как рулевое колесо и педали, существовали с момента изобретения автомобилей, другие органы управления были разработаны и адаптированы к требованиям водителей. Например, механическая коробка передач технологии автоматических трансмиссий стала менее распространенной по мере развития .

Более ранние версии фар и сигнальных фонарей работали на ацетилене или масле. Ацетилен предпочитали маслу, поскольку его пламя устойчиво как к ветру, так и к дождю. Ацетиленовые фары, дающие яркий зеленый оттенок, были популярны до окончания Первой мировой войны; хотя первые электрические фары были представлены в 1898 году (и они питались от батарей), только в конце 1910-х годов, когда были разработаны лампы высокой мощности и более мощные автомобильные электрические генераторные системы, системы электрического освещения полностью вытеснили ацетилен.

Рулевое управление

1904 года Oldsmobile Curved Dash с румпелем

Первые автомобили управлялись с помощью румпеля , иногда слева или справа, иногда по центру. Рулевое колесо впервые было использовано, когда Альфред Вашерон участвовал в автогонке Париж-Руан 1894 года на автомобиле Panhard et Levassor . В 1898 году рулевое колесо стало стандартной особенностью автомобилей Panhard et Levassor. Они были представлены в США компанией Packard в 1899 году и к 1908 году уже использовались в большинстве моделей. ^{[ 1 ]}

Усилитель руля помогает водителю управлять автомобилем, увеличивая усилие водителя на руле. В усилителе рулевого управления используется гидравлика , чтобы уменьшить усилие водителя на рулевом управлении. Однако гидравлическое рулевое управление заменяется электрическим усилителем рулевого управления , поскольку оно устраняет необходимость в гидравлическом насосе и повышает топливную экономичность. ^{[ 2 ]}

Торможение

Стоячие педали в Saab Sonett . Педали либо свисают с переборки , либо стоят на полу. Схема одинакова как для правостороннего, так и для левостороннего движения .

В современных автомобилях тормозная система всех колес управляется педалью слева от педали акселератора.

Обычно также имеется стояночный тормоз , который управляет только задними тормозами (или, реже, только передними тормозами, как в Saab 99 и Citroën Xantia ). Традиционно он приводился в действие рычагом между передними сиденьями, называемым ручным тормозом , но также выглядел как рычаг между сиденьем водителя и дверью (как в Porsche 911 ), ручка, отодвинутая от приборной панели (как в Volkswagen). Transporter ), ножная педаль (как в Nissan Leaf ) и другие менее распространенные устройства. Все эти элементы управления натягиваются на подпружиненный трос и удерживаются на месте с помощью храпового механизма до тех пор, пока их не отпустят.

прямого действия, В 2000-х годах электронные стояночные тормоза управляемые переключателем (как в Volkswagen eGolf ^{[ 3 ]}) становятся все более распространенными, заменяя механические системы с тросовым приводом.

В ралли для задних колес часто используется гидравлический ручной тормоз, приводимый в действие длинным вертикальным рычагом, доходящим до рулевого колеса. Он предназначен для облегчения поворотов на ручном тормозе, а не для парковки, поэтому не имеет храпового механизма. ^{[ 4 ]}

Управление дроссельной заслонкой

, Дроссельная заслонка которая контролирует подачу топлива и воздуха в двигатель и также известна как «педаль акселератора» или «педаль газа», обычно является крайней правой педалью пола. Он имеет надежную конструкцию – пружину, которая возвращает его в положение холостого хода , если водитель не нажимает на него. Обычно газ и тормоз управляются правой ногой, а сцепление — левой ногой. Однако некоторые водители иногда принимают акселератор за тормоз, что приводит к внезапному непреднамеренному ускорению и становится причиной 16 000 аварий в год в США. ^{[ 5 ]} Есть также водители, которые намеренно практикуют торможение левой ногой .

Ранние автомобили имели ручной рычаг для управления дроссельной заслонкой либо напрямую, либо с помощью регулятора частоты вращения двигателя, который, в свою очередь, контролировал как дроссельную заслонку, так и синхронизацию. ^{[ 6 ]} В 1900 году в Великобритании был представлен автомобиль Wilson-Pilcher , который имел регулятор скорости с ручным управлением и ножной дроссель, который мог блокировать действие регулятора. В отличие от современных педалей газа, ее можно было поднимать для ускорения автомобиля или нажимать для его замедления, «и, таким образом, можно осуществлять быстрое ускорение или замедление», не мешая регулируемой скорости, установленной с помощью ручного управления. ^{[ 6 ]} Сочетание регулирования частоты вращения двигателя с ножным управлением дроссельной заслонкой во многом похоже на современный круиз-контроль . Несмотря на это развитие, ручные дроссели, установленные на рулевой колонке, оставались обычным явлением, особенно в серийных автомобилях, таких как Ford Model T. ^{[ 7 ]} В более поздних автомобилях для установки минимального газа использовалась как ножная педаль, так и ручной рычаг. 1918 года Stutz Bearcat имел центральную педаль газа, а сцепление и тормоз располагались справа и слева. ^{[ 8 ]} Современный круиз-контроль был изобретен в 1948 году. ^{[ 9 ]}

Передача инфекции

Транспортные средства, генерирующие мощность с помощью двигателя внутреннего сгорания (ДВС), обычно оснащены трансмиссией или коробкой передач для изменения соотношения скорости и крутящего момента и направления движения. Обычно это не относится к электромобилям , поскольку их двигатели могут двигать транспортное средство как вперед, так и назад с нулевой скорости. В некоторых полноприводных автомобилях имеется рычаг переключения передач, включающий коробку передач с низким передаточным числом. Другие рычаги могут переключаться между двумя и четырьмя приводами, а также блокировкой дифференциалов .

Некоторые автомобили имеют муфту свободного хода , которая отделяет карданный вал от ведомого вала. Это происходит, когда ведомый вал вращается быстрее, чем карданный. Например, Saab использовала систему свободного хода в своих более ранних автомобилях, позволяющую двигателю отключаться от трансмиссии во время движения накатом. Эта функция была добавлена из-за ограниченного количества смазки в двухтактном двигателе. Двухтактный двигатель, смазываемый бензином, требует смазки в зависимости от его скорости, но обеспечивает эту смазку в зависимости от степени открытия дроссельной заслонки. Если двигатель работает на высоких оборотах и при малой дроссельной заслонке (например, при движении накатом по длинному склону), подаваемая смазка может быть недостаточной. Благодаря обгонной муфте двигатель, движущийся по инерции, может снизить скорость до холостого хода, требуя, таким образом, лишь небольшой смазки, доступной из закрытой дроссельной заслонки, работающей на выбеге. Свободный ход также можно использовать для снижения высоких температур выхлопных газов в двухтактных моделях, вызванных длительным использованием дроссельной заслонки на более высоких оборотах. ^{[ 10 ]}

Свободный ход сохранялся в четырехтактном варианте до конца производства и в Saab 99 с двигателем Triumph объемом 1709 куб.см. Незначительным недостатком механизма свободного хода, особенно для водителей, незнакомых с Saab, является то, что он делает торможение двигателем недоступным, хотя его можно включить или выключить вручную с помощью органа управления в пространстве для ног. Включение фиксированного колеса с помощью ноги могло быть затруднено, поскольку для этого требовалось потянуть за Т-образную ручку, предназначенную для ручного управления. ^{[ 10 ]} Некоторые автомобили, такие как Rover P4 , оснащены ручным переключателем для включения или выключения механизма свободного хода. ^{[ 11 ]}

Руководство

Механическая коробка передач также известна как механическая коробка передач , ручное переключение передач , стандартная и ручная коробка передач . Большинство автомобильных механических трансмиссий имеют несколько передаточных чисел , которые выбираются путем фиксации выбранных пар шестерен на выходном валу внутри трансмиссии. управляемой водителем, Механические коробки передач оснащены педалью сцепления, и ручным рычагом переключения передач или рычагом переключения передач, или на мотоцикле; рычаг сцепления с ручным управлением и рычаг переключения передач с ножным управлением. Исторически автомобили имели ручной переключатель повышающей передачи .

Полуавтомат/Безмуфтовый ручной

Полуавтоматические коробки передач механически аналогичны обычной механической коробке передач, но не имеют механизма сцепления с ручным управлением; вместо этого облегчая работу водителя, используя систему автоматизации для управления сцеплением. Однако эти системы по-прежнему требуют вмешательства и участия водителя для ручного изменения передаточных чисел и не будут переключать передачи автоматически для водителя.

Автоматический

Стремление к удобству водителя привело к широкому внедрению популярной сейчас конструкции гидравлической автоматической коробки передач последовала первая серийная бесступенчатая трансмиссия (CVT) . х годах, за которой в 1958 году в 1940 - Variomatic Органы управления переключением передач начали появляться на серийных автомобилях в начале 1990-х годов, начиная с Porsche системы Tiptronic . Позже, управляемая компьютером с одним сцеплением, , автоматизированная механическая коробка передач , впервые разработанная BMW и Ferrari в середине 1990-х годов , начала появляться на автомобилях массового производства; Одним из примеров является Alfa Romeo от Selespeed , та же система, которую используют Ferrari и BMW. Первая серийная трансмиссия с двойным сцеплением четвертого поколения была представлена на Volkswagen Golf R32 в 2003 году с коробкой передач прямого переключения .

Некоторые автомобили с автоматической коробкой передач имеют дополнительные элементы управления, которые изменяют выбор, сделанный системой трансмиссии. Эти элементы управления зависят от двигателя и скорости движения. Селекторы автоматических передач обычно имеют прямую схему, начиная с крайнего переднего положения с парковкой и заканчивая задним ходом, нейтралью, приводом и затем до нижних передач.

Сигналы и освещение

Автомобили имеют органы управления фарами , противотуманными фарами, указателями поворота и другим автомобильным освещением . Сигналы поворота активируются водителем, чтобы предупредить других водителей о своем намерении повернуть или сменить полосу движения. ^{[ 12 ]} Современный сигнал поворота был запатентован в 1938 году. ^{[ 13 ]} электрические указатели поворота датируются 1907 годом. ^{[ 14 ]}

По состоянию на 2013 год ^[update] В большинстве стран требуется, чтобы сигналы поворота были включены на всех транспортных средствах, передвигающихся по дорогам общего пользования. Рычаг указателей поворота обычно приводится в действие горизонтальным рычагом, выступающим из рулевой колонки.

Инструментарий

Транспортные средства, как правило, оснащены различными приборами, установленными на приборной панели для индикации параметров движения и состояния механики. Расположение инструментов может быть разным. Хотя они обычно устанавливаются за рулевым колесом, они также могут быть установлены по центру под лобовым стеклом или интегрированы в центральную консоль над климат-контролем и аудиосистемой . Стандартные датчики, установленные на дорожных транспортных средствах, включают следующее:

Эти датчики дополняются набором сигнальных лампочек , которые указывают текущий выбранный режим передачи , общий индикатор проверки двигателя и текущее состояние различных систем автомобиля.

Компоновка и дизайн этих приборов развивались с годами, поскольку они были реализованы в виде цифровых индикаторов, а не традиционных аналоговых индикаторов циферблатного типа. В зависимости от типа транспортного средства могут использоваться более специализированные приборы, такие как бортовой компьютер , указатель расхода топлива или индикатор уровня заряда батареи .

Запуск и работа двигателя

До появления стартера запуск двигателей осуществлялся различными сложными и опасными методами. Эти методы включали в себя заводные пружины, пороховые цилиндры и методы с приводом от человека, такие как съемная ручная рукоятка . был установлен первый электростартер В 1896 году на « Арнольд» . ^{[ 15 ]} один из первых автомобилей, произведенных в Соединенном Королевстве. Чарльз Кеттеринг и Генри Лиланд позже изобрели и подали в США патент № 1 150 523 на первый электрический стартер в Америке в 1911 году. В 1912 году Cadillac Model Thirty стал первым американским автомобилем, на котором был установлен стартер.

До изобретения компанией Chrysler в 1949 году комбинированного выключателя зажигания и стартера с ключом, ^{[ 16 ]} Стартер приводился в действие водителем, нажимая кнопку, установленную на полу или приборной панели. Этот тип контроля теперь вернулся с использованием бесключевого доступа . В ранних автомобилях Chevrolet педаль стартера располагалась справа от акселератора, а дополнительная ручка управления дроссельной заслонкой находилась на приборной панели, поскольку было трудно одновременно управлять педалью стартера и нажимать педаль газа.

Некоторые другие исторические элементы управления двигателем, которые автоматизированы в современных легковых автомобилях, включают воздушную заслонку , угол опережения зажигания и искрогаситель . ^{[ 17 ]}

Дополнительные элементы управления

Раньше все автомобили имели ручное управление запуском и работой двигателя. Теперь современные автомобили имеют не только автоматизированное управление, но и органы управления, которые не используются непосредственно для управления транспортным средством. Эти элементы управления включают кондиционер , навигационные системы , бортовые компьютеры , автомобильные развлечения , стеклоочистители и сенсорные панели.

Эти элементы управления различаются по объему и конструкции в зависимости от типа автомобилей. Они также могут быть расположены и управляться по-другому в других дорожных транспортных средствах, таких как мотоциклы , где дроссельная заслонка управляется ручным рычагом, а переключение передач осуществляется педалью. Некоторые типы органов управления транспортными средствами встречаются в железнодорожных транспортных средствах . Например, в некоторых трамваях и легкорельсовых транспортных средствах, таких как трамвай PCC, для управления скоростью используются педали автомобильного типа.

В автогонках Формулы-1 многие параметры автомобиля могут устанавливаться водителем во время гонки. Органы управления ими установлены на рулевом колесе и могут включать в себя элементы управления тормозным балансом , дифференциалом , моментом зажигания, рекуперативным тормозом , ограничителем оборотов и другими. ^{[ 18 ]}

См. также

История автомобиля

Ссылки

^ Флинк, Джеймс Дж. (1990). Век автомобилей (1-е изд. MIT Press в мягкой обложке). Кембридж, Массачусетс: MIT Press. п. 34. ISBN 978-0262560559 .
^ «Мы теряем связь? Комплексный сравнительный тест электрического и гидравлического усилителя рулевого управления» . Автомобиль и водитель . Проверено 12 декабря 2016 г.
^ «Руководство по эксплуатации Volkswagen Golf — Электронный стояночный тормоз — Торможение, остановка и парковка» . www.vwgolf.org . Проверено 5 сентября 2023 г.
^ «Технология торможения WRC» . Проверено 27 декабря 2017 г.
^ «Рекомендации NHTSA по безопасности: снижение количества аварий, вызванных ошибкой педали» . НАБДД . 29 мая 2015 г. Архивировано из оригинала 26 декабря 2016 г. Проверено 2 января 2017 г. Авария из-за ошибки педали может произойти, когда водитель нажимает на педаль газа, намереваясь затормозить; нога водителя соскальзывает с края тормоза на педаль газа
^ Перейти обратно: ^а ^б "Бензиновые автомобили Уилсона-Пилчера", The Automotor Journal, 16 апреля 1904 г., стр. 463-468.
^ «Форд Модель Т» . Архивировано из оригинала 10 мая 2012 года . Проверено 29 марта 2014 г.
^ Лено, Джей. «Штуц Медвежонок 1918 года» . Проверено 5 ноября 2016 г.
^ Устройство контроля скорости для сопротивления срабатыванию акселератора. Ральф Р. Титор. Патент США 2519859 A. Архивировано 4 декабря 2018 г. в Wayback Machine.
^ Перейти обратно: ^а ^б Маркович, Алекс (январь 1969 г.), «Маленькие спортивные седаны» , «Популярная механика» , том. 131, нет. 1, журналы Hearst, ISSN 0032-4558.
^ «Руководство по Роверу P4» . Проверено 29 марта 2014 г.
^ Федеральные стандарты безопасности транспортных средств; Лампы, светоотражающие устройства и сопутствующее оборудование: окончательные правила от 04.12.2007 г.
^ Патент США 2122508.
^ Патент США 912831.
^ Г. Н. Джоргано (1985). Автомобили: ранние и винтажные, 1886–1930 гг . Лондон: Grange-Universal. ISBN 1-59084-491-2 .
^ «Дебют семейства Крайслер», «Популярная механика» , апрель 1949 г., стр.122 . Журналы Херста. Апрель 1949 года . Проверено 30 сентября 2013 г.
^ «Руководство по эксплуатации Chevy 1928 года выпуска» . Проверено 30 марта 2014 г.
^ Колсон, Джордан. «Взгляд изнутри на безумно сложный руль Формулы-1» . Проводной . Проверено 27 декабря 2017 г.

[1] Флинк, Джеймс Дж. (1990). Век автомобилей (1-е изд. MIT Press в мягкой обложке). Кембридж, Массачусетс: MIT Press. п. 34. ISBN 978-0262560559 .

[2] «Мы теряем связь? Комплексный сравнительный тест электрического и гидравлического усилителя рулевого управления» . Автомобиль и водитель . Проверено 12 декабря 2016 г.

[3] «Руководство по эксплуатации Volkswagen Golf — Электронный стояночный тормоз — Торможение, остановка и парковка» . www.vwgolf.org . Проверено 5 сентября 2023 г.

[4] «Технология торможения WRC» . Проверено 27 декабря 2017 г.

[5] «Рекомендации NHTSA по безопасности: снижение количества аварий, вызванных ошибкой педали» . НАБДД . 29 мая 2015 г. Архивировано из оригинала 26 декабря 2016 г. Проверено 2 января 2017 г. Авария из-за ошибки педали может произойти, когда водитель нажимает на педаль газа, намереваясь затормозить; нога водителя соскальзывает с края тормоза на педаль газа

[WP1-6] Перейти обратно: ^а ^б "Бензиновые автомобили Уилсона-Пилчера", The Automotor Journal, 16 апреля 1904 г., стр. 463-468.

[barefoot-7] «Форд Модель Т» . Архивировано из оригинала 10 мая 2012 года . Проверено 29 марта 2014 г.

[8] Лено, Джей. «Штуц Медвежонок 1918 года» . Проверено 5 ноября 2016 г.

[9] Устройство контроля скорости для сопротивления срабатыванию акселератора. Ральф Р. Титор. Патент США 2519859 A. Архивировано 4 декабря 2018 г. в Wayback Machine.

[freewheel-10] Перейти обратно: ^а ^б Маркович, Алекс (январь 1969 г.), «Маленькие спортивные седаны» , «Популярная механика» , том. 131, нет. 1, журналы Hearst, ISSN 0032-4558.

[11] «Руководство по Роверу P4» . Проверено 29 марта 2014 г.

[FMVSS108RW-12] Федеральные стандарты безопасности транспортных средств; Лампы, светоотражающие устройства и сопутствующее оборудование: окончательные правила от 04.12.2007 г.

[13] Патент США 2122508.

[14] Патент США 912831.

[15] Г. Н. Джоргано (1985). Автомобили: ранние и винтажные, 1886–1930 гг . Лондон: Grange-Universal. ISBN 1-59084-491-2 .

[16] «Дебют семейства Крайслер», «Популярная механика» , апрель 1949 г., стр.122 . Журналы Херста. Апрель 1949 года . Проверено 30 сентября 2013 г.

[17] «Руководство по эксплуатации Chevy 1928 года выпуска» . Проверено 30 марта 2014 г.

[18] Колсон, Джордан. «Взгляд изнутри на безумно сложный руль Формулы-1» . Проводной . Проверено 27 декабря 2017 г.

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]