Михаил Горбачев - Новейший самоучитель безопасного вождения

Карета стала автомобилем благодаря решению вопроса с управляемыми колесами. В 1889 году господин Даймлер изобрел привод рулевого управления такой схемы, при котором вращающаяся стойка располагалась не обязательно строго над поворачиваемыми колесами, а независимо от них в любом удобном месте. Это был тот самый Даймлер, что образовал совместно с Карлом Бенцем легендарную автомобильную марку. Господин Бенц, в свою очередь, в 1893 году изобрел рулевую трапецию, что стало поистине революционным изобретением. Успешное разрешение этой сложной для того времени технической проблемы побудило Бенца назвать свой новый автомобиль «Виктория».

Рулевое управление отечественного российского автомобиля Яковлева и Фрезе 1896 года выпуска уже имело рулевую трапецию! Наконец-то удалось победить болезни традиционного каретного образца. Передние колеса стали делать одного размера с задними, а не меньшего диаметра, как раньше, чтобы сгладить огрехи в управляемости. Отныне управляемые передние колеса в поворотах стали бежать по разновеликим радиусам. Это подтвердило правило Аккермана: для того чтобы при движении автомобиля на повороте колеса его имели качение без бокового скольжения, они должны катиться по окружностям, описанным из одного центра, который называется центром поворота (рис. 62). В нем должны пересекаться продолжения осей всех колес. Для соблюдения данного условия внутреннее к центру поворота управляемое колесо должно поворачиваться круче, то есть на больший угол, чем наружное колесо. Для одновременного поворота колес на необходимые различные углы служит рулевая трапеция. Автомобилем с рулевым управлением, оснащенным трапецией, стало проще управлять, кроме того, удалось минимизировать износ шин, но до идеала было еще далеко (рис. 63).

Рис. 62. ПРАВИЛО АККЕРМАНА

Колеса автомобиля в повороте должны катиться по окружностям, описанным из одного центра. Значит, внутреннее управляемое колесо должно поворачиваться круче, чем наружное колесо. Задние колеса благодаря современным конструкциям специальных подвесок также подруливают, что значительно улучшает поведение машины на дуге поворота.

Рис. 63

РУЛЕВАЯ ТРАПЕЦИЯ служит для того, чтобы колеса в повороте поворачивались на разные углы: у внутреннего колеса – больше, у внешнего – меньше.

Скорости автомобилей тем временем постоянно возрастали, и изобретатели были вынуждены работать над улучшением их управляемости. Оказалось, что в повороте внутреннее колесо должно наклоняться относительно вертикальной оси вовнутрь, а наружное – наружу. Особенно хорошо это стало видно у «мерседесов» 70-х годов, когда инженеры из Штутгарта изобрели подвеску с небывало большим углом наклона колес в повороте. Именно с тех пор управляемость «мерседесов» считается идеальной с точки зрения рулевого управления.

В российских учебниках или справочниках по автоделу этот наклон повернутого колеса называют продольным наклоном шкворня в плоскости, параллельной продольной оси транспортного средства. Он измеряется в градусах и представляет собой угол между вертикалью и линией, проходящей через центры поворота колеса. Эта линия проходит через шаровые опоры верхнего и нижнего рычагов подвески («классика»), через верхнюю и нижнюю точки крепления амортизаторной стойки (подвеска «Мак Ферсон») или по оси шкворня («Волга» – старая классика), но только в продольной плоскости автомобиля, то есть при взгляде на автомобиль сбоку. Этот угол называют «кастор». Как видно на рис. 64, кастор может быть положительным и отрицательным.

Рис. 64

Наклон колеса относительно вертикальной оси называется кастор. Угол наклона внутреннего колеса всегда больше, чем внешнего: А > Б. Это улучшает управление и способствует самоцентровке руля при выходе из поворота.

Кастор сильно влияет на управляемость автомобиля. При маневрировании и в прямолинейном движении недостаточный кастор виновник «тугого» руля. Благодаря конструктивно заложенному положительному кастору передние колеса самоцентрируются при выходе из крутого поворота. Иными словами, если водитель на выходе из поворота отпустит руль, колеса должны автоматически возвратиться в положение прямолинейного движения. Другое дело, что делать это не рекомендуется. Кроме того, при повороте руля в сторону заноса автомобиль как бы хочет распрямиться, а не закрутиться вокруг своей оси. Это свойство очень помогает водителю бороться с заносом задней оси на скользкой дороге.

Рулевое управление должно отвечать целому комплексу условий и соответствовать современным требованиям. Например, за счет имеющейся жесткости рулевого управления (особенно при использовании резинометалличес-ких соединений) автомобиль должен реагировать на самые малые повороты руля. Кстати, самопроизвольное возвращение повернутых колес в прямолинейное положение – требование Европейских директив 70/311/EWG.

Рулевое управление должно максимально демпфировать колебания, неизбежно передаваемые от колес автомобиля на руль при движении по неровным дорогам. И здесь опять отличились мерседесовские инженеры. Они снабдили рулевой вал резиновыми муфтами, гасящими толчки, а к рулевой трапеции приладили настоящий аморти затор! Вот откуда те незабываемые ощущения от управ ления «мерседесами». У них на руль не передается ни малейшего толчка или вибрации от колес.

Однако демпфирование колебаний не должно приводить к потере обратной связи в рулевом управлении. Как любят критиковать ее автомобильные журналисты в своих отчетах о драйв-тестах.

О проблеме обратной связи заговорили в связи с применением усилителя рулевого управления. Еще совсем недавно рулевой усилитель можно было встретить лишь на больших и дорогих автомобилях. Со временем это устройство стало появляться на машинах более низких классов, а сегодня им оснащаются большинство автомобилей. Суть его состоит в следующем. Для повышения точности и скорости управления автомобилем передаточное отношение рулевого механизма должно быть достаточно большим, но такой руль тяжело крутить. С уменьшением передаточного отношения требуемое усилие также уменьшается, но возрастает количество оборотов руля, необходимое для совершения маневра. Примером этому может служить отечественная «Волга». Руль у нее довольно легкий даже без усилителя, но точным его назвать нельзя, да и крутить его от упора до упора утомительно – около четырех оборотов.