Органы управления автомобилем - это компоненты автомобилей и других транспортных средств с приводом , таких как грузовики и автобусы , используемые для вождения и парковки.
Хотя элементы управления, такие как рули и педали, существовали с момента изобретения автомобилей, другие элементы управления были разработаны и адаптированы к требованиям водителей. Например, механические коробки передач стали менее распространенными по мере развития технологий, связанных с автоматическими трансмиссиями .
Ранние версии фар и сигнальных огней работали на ацетилене или масле. Ацетилен был предпочтительнее масла, потому что его пламя устойчиво как к ветру, так и к дождю. Ацетиленовые фары, дававшие сильный зеленый свет, были популярны до Первой мировой войны; Несмотря на то, что первые электрические фары были представлены в 1898 году (и они питались от батареи), только в конце 1910-х годов системы электрического освещения полностью вытеснили ацетилен, пока не были разработаны лампы высокой мощности и более мощные автомобильные электрические генераторные системы.
Рулевое управление [ править ]
Первые автомобили управлялись румпелем, иногда слева или справа, иногда по центру. Руль был впервые использован , когда Альфред Vacheron конкурировали в 1894 г. Париж-Руан автопробега в Panhard и др Levassor . В 1898 году рулевые колеса стали стандартной чертой автомобилей Panhard et Levassor. Они были представлены в США компанией Packard в 1899 году и к 1908 году присутствовали на большинстве моделей. [1]
Усилитель рулевого управления помогает водителю управлять автомобилем, увеличивая его усилие. В усилителе рулевого управления используется гидравлика для уменьшения усилия водителя рулевого управления. Однако гидравлическое рулевое управление заменяется рулевым управлением с электроусилителем , поскольку оно устраняет гидравлический насос и повышает топливную экономичность. [2]
Торможение [ править ]
В современных автомобилях тормозная система четырех колес управляется педалью слева от педали акселератора.
Обычно также есть стояночный тормоз, который приводит в действие только задние тормоза (или, реже, только передние тормоза, как в Saab 99). Это традиционно приводилось в действие рычагом между передними сиденьями, но также появилось как рычаг между сиденьем водителя и дверью (как в Porsche 911), ручка, отодвинутая от приборной панели (как в Volkswagen Transporter), ножная педаль (как в Ford F150 и многих других автомобилях с автоматической трансмиссией) и другие менее распространенные приспособления. Все эти элементы управления тянутся за подпружиненный кабель и удерживаются на месте с помощью храпового механизма, пока не будут отпущены.
В 2000-х годах электронные стояночные тормоза прямого действия, управляемые переключателем (как в Volkswagen eGolf), становятся все более распространенными, заменяя механические системы с тросовым приводом.
В ралли часто используется гидравлический ручной тормоз для задних колес, приводимый в действие длинным вертикальным рычагом, доходящим до рулевого колеса. Он предназначен для облегчения поворотов при ручном тормозе, а не для парковки, поэтому в нем отсутствует храповой механизм. [3]
Управление дроссельной заслонкой [ править ]
Дроссельная заслонка , которая контролирует топлива и воздух подачу к двигателю и также известен как «ускоритель» или «педаль газа», как правило , самые правые педали от пола. Имеет отказоустойчивую конструкцию - пружину, которая возвращает его в положение холостого хода, когда водитель не нажимает на него. Обычно дроссель и тормоз управляются правой ногой, а сцепление - левой. Однако водители иногда принимают акселератор за тормоз, что приводит к внезапному непреднамеренному ускорению и вызывает 16 000 аварий в год в США. [4] Есть также водители, которые намеренно практикуют торможение левой ногой .
Ранние автомобили имели ручной рычаг для управления дроссельной заслонкой либо напрямую, либо с помощью регулятора скорости двигателя, который, в свою очередь, управлял как дроссельной заслонкой, так и синхронизацией. [5] В 1900 году в Великобритании был представлен автомобиль Wilson-Pilcher с ручным регулятором скорости и ножным дросселем, который мог блокировать действие регулятора. В отличие от современных педалей дроссельной заслонки ее можно было поднять, чтобы ускорить автомобиль, или нажать, чтобы замедлить его, «и, таким образом, можно было бы производить быстрое ускорение или замедление», не влияя на регулируемую скорость, установленную с помощью ручного управления. [5] Комбинация регулируемой частоты вращения двигателя и педали газа во многом похожа на современный круиз-контроль.. Несмотря на этом развитии, рулевая колонка установлена ручной дроссели оставался обычным явлением, особенно в серийных автомобилях , такие как Ford Model T . [6] Более поздние автомобили использовали как ножную педаль, так и ручной рычаг для установки минимального газа. Stutz Bearcat 1918 года имел центральную педаль газа со сцеплением и тормозом справа и слева. [7] Современный круиз-контроль был изобретен в 1948 году. [8]
Передача [ править ]
Транспортные средства, вырабатывающие мощность с помощью двигателя внутреннего сгорания (ДВС), обычно оснащены трансмиссией или коробкой передач для изменения отношения скорости к крутящему моменту и направления движения. Обычно это не относится к электромобилям, потому что их двигатели могут вести транспортное средство как вперед, так и назад с нулевой скорости. В некоторых полноприводных автомобилях есть рычаг переключения передач, который включает коробку передач с низким передаточным числом. Другие рычаги могут переключаться между двух- и четырехколесным приводом и блокировкой дифференциала .
В некоторых автомобилях есть обгонная муфта , отключающая карданный вал.от ведомого вала. Это происходит, когда ведомый вал вращается быстрее, чем карданный вал. Например, Saab использовал систему свободного хода в своих более ранних автомобилях, чтобы позволить двигателю отключаться от трансмиссии при движении накатом. Это было добавлено из-за ограниченной смазки в двухтактном двигателе. Двухтактный двигатель, смазываемый нефтью, требует смазки в соответствии с его скоростью, но обеспечивает эту смазку в соответствии с величиной открытия дроссельной заслонки. Если двигатель работает на высоких оборотах и низком дросселе (например, при движении накатом на длинном спуске), предусмотренная смазка может быть недостаточной. С помощью обгонной муфты двигатель, движущийся по инерции, может снизить свою скорость до холостого хода, таким образом, требуя лишь небольшой смазки, доступной от закрытой дроссельной заслонки выбегом.Свободное вращение также можно использовать для снижения высоких температур выхлопных газов в двухтактных моделях, вызванных длительным использованием дроссельной заслонки на более высоких оборотах.[9]
Свободное движение сохранялось 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 оно делает недоступным торможение двигателем, хотя его можно включать или отключать вручную с помощью регулятора в нише для ног. Фиксированное зацепление колеса с использованием ноги могло быть затруднено, поскольку требовалось тянуть Т-образную ручку, предназначенную для ручного управления. [9] Некоторые автомобили, такие как Rover P4 , оснащены ручным переключателем для включения или выключения свободного хода. [10]
Руководство [ править ]
Механическая коробка передач также известна как механическая коробка передач , рычаг переключения передач , стандарт и рычаг переключения передач . Большинство механических трансмиссий автомобилей имеют несколько передаточных чисел , которые выбираются путем фиксации выбранных зубчатых пар на выходном валу внутри трансмиссии. Механические трансмиссии оснащены педалью сцепления, управляемой водителем, и рычагом переключения передач, управляемым вручную , или на мотоцикле; рычаг сцепления с ручным управлением и рычаг переключения передач с ножным управлением. Исторически у автомобилей был ручной переключатель повышающей передачи.
Полуавтоматический / Бесконтактный ручной [ править ]
Полуавтоматические трансмиссии механически аналогичны обычной механической трансмиссии, но не имеют механизма сцепления с ручным управлением; вместо этого облегчая работу водителя, используя систему автоматизации для управления сцеплением. Тем не менее, эти системы по-прежнему требуют вмешательства и участия водителя для ручного изменения передаточного числа и не будут переключать передачи автоматически для водителя.
Автоматически [ править ]
Желание для удобства водителя привело к широкому внедрению ныне популярной гидравлической автоматической трансмиссии дизайна в 1940 - х годах, а затем первого массового производства бесступенчатой трансмиссии (CVT), в VARIOMATIC , в 1958 году Автоматическая коробка передач с типтроник (ручной) переключение передач управление начало появляться на массовом производстве автомобилей в начале 1990-х года, начиная с Porsche «s Tiptronic системы. Позже появилась автоматизированная механическая коробка передач с одним сцеплением и компьютерным управлением , впервые разработанная BMW и Ferrari., начал появляться на автомобилях массового производства в середине 1990-х годов; Одним из примеров является Alfa Romeo «S Selespeed , который является тем же система , используемая Ferrari и БМВ. Первая серийная трансмиссия с двойным сцеплением была представлена на Volkswagen Golf R32 4-го поколения в 2003 году с коробкой передач с прямым переключением .
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. Автоматические трансмиссии, как правило, имеют прямую диаграмму направленности, начиная с крайнего переднего положения с парковкой и переходя через задний ход, нейтраль, ведущую передачу и затем переходя на более низкие передачи.
Сигналы и освещение [ править ]
В автомобилях есть элементы управления фарами , противотуманными фарами, поворотниками и другим автомобильным освещением . Водитель активирует поворотники, чтобы предупредить других водителей об их намерении повернуть или сменить полосу движения. [11] В то время как современный указатель поворота был запатентован в 1938 году, [12] электрические указатели поворота появились еще в 1907 году. [13]
С 2013 года [update]большинство стран требует, чтобы указатели поворота были включены на все транспортные средства, движущиеся по дорогам общего пользования. Рычаг указателя поворота обычно приводится в действие горизонтальным рычагом, выступающим из рулевой колонки.
Инструменты [ править ]
Транспортные средства обычно оснащены различными приборами, установленными на приборной панели для индикации параметров движения и состояния механики. Размещение 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 стойку над климат-контролем и аудиосистемой . Стандартные размеры дорожных транспортных средств включают следующее:
- Спидометр
- Тахометр
- Одометр
- Указатель уровня топлива
- Датчик температуры двигателя
- Амперметр
- Манометр давления масла
Эти датчики дополняются набором сигнальных ламп, которые указывают на текущий выбранный режим передачи , общий индикатор проверки двигателя и текущее состояние различных систем автомобиля.
Компоновка и конструкция этих инструментов развивались с годами, и они были реализованы в виде цифровых считывающих устройств, а не традиционных аналоговых индикаторов с циферблатом. В зависимости от типа транспортного средства могут использоваться более специализированные инструменты, такие как маршрутный компьютер , датчик экономии топлива или индикатор уровня заряда батареи .
Запуск и запуск двигателя [ править ]
До появления стартера двигатели запускались разными сложными и опасными способами. Эти методы включали в себя: заводные пружины, пороховые цилиндры и методы с использованием энергии человека, такие как съемный ручной кривошип . В 1896 году первый электрический стартер был установлен на Арнольда , [14] один из первых автомобилей , произведенных в Соединенном Королевстве. Чарльз Кеттеринг и Генри Леланд позже изобрели и подали патент США 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 Chrysler в 1949 году комбинированного переключателя зажигания и стартера с ключом [15] стартер приводился в действие водителем, нажимающим кнопку, которая была установлена на полу или на приборной панели. Этот тип управления теперь вернулся с использованием входа без ключа . В ранних автомобилях Chevrolet педаль стартера была справа от акселератора, а вторичная ручка управления дроссельной заслонкой находилась на приборной панели, потому что было трудно одновременно управлять педалью стартера и накачивать педаль газа.
Некоторыми другими историческими средствами управления двигателем, которые автоматизированы в современных легковых автомобилях, были воздушная заслонка , угол опережения зажигания и искрогаситель . [16]
Дополнительные элементы управления [ править ]
Раньше все автомобили имели ручное управление запуском и запуском двигателя. Теперь современные автомобили имеют не только автоматизированное управление, но и элементы управления, которые напрямую не используются для управления транспортным средством. Эти элементы управления включают кондиционер , навигационные системы , бортовые компьютеры , автомобильные развлечения , дворники и сенсорные панели.
Эти элементы управления различаются по объему и конструкции для разных типов автомобилей. Они также могут быть расположены и работать иначе в других дорожных транспортных средствах, таких как мотоциклы , где дроссельная заслонка управляется ручным рычагом, а переключение передач осуществляется педалью. Некоторые типы средств управления транспортными средствами используются в рельсовых 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 быть установлены водителем во время гонки. Органы управления для них установлены на рулевом колесе и могут включать в себя элементы управления для: баланса тормозов, дифференциала , угла опережения зажигания, рекуперативного тормоза , ограничителя оборотов и других. [17]
См. Также [ править ]
- История автомобиля
Ссылки [ править ]
- ^ Флинк, Джеймс Дж. (1990). Автомобильный век (1-е изд. В мягкой обложке MIT Press). Кембридж, Массачусетс: MIT Press. п. 34. ISBN 978-0262560559.
- ^ «Мы теряем связь? Комплексное сравнительное испытание электрического и гидравлического усилителя рулевого управления» . Автомобиль и водитель . Проверено 12 декабря +2016 .
- ^ "Технология торможения WRC" . Проверено 27 декабря 2017 года .
- ^ «Рекомендации по безопасности NHTSA: уменьшение аварий, вызванных ошибкой педали» . НАБДД . 2015-05-29 . Проверено 2 января 2017 .
Ошибка педали сбоев может произойти, когда водитель нажимает на акселератор, намереваясь задействовать тормоз;
ступня водителя соскальзывает с края тормоза на акселератор
- ^ a b "Бензиновые автомобили Уилсона-Пилчера", журнал "Автомотор", 16 апреля 1904 г., стр. 463-468.
- ^ "Форд Модель Т" . Архивировано из оригинального 10 мая 2012 года . Проверено 29 марта 2014 года .
- ^ Лено, Джей. "Медвежья кошка Штутца 1918 года" . Проверено 5 ноября +2016 .
- ^ Устройство контроля скорости для противодействия работе акселератора. Ральф Р. Титор. Патент США 2519859 A
- ^ a b Маркович, Алекс (январь 1969), "Маленькие спортивные седаны" , Popular Mechanics , Hearst Magazines, 131 (1), ISSN 0032-4558
- ^ "Руководство Rover P4" . Проверено 29 марта 2014 года .
- ^ Федеральные стандарты безопасности транспортных средств; Лампы, светоотражающие устройства и связанное с ними оборудование: окончательное правило 12/04/2007
- ^ Патент США 2,122,508
- ^ Патент США 912,831
- ^ GN Georgano (1985). Автомобили: Ранние и Винтажные, 1886–1930 гг . Лондон: Grange-Universal. ISBN 1-59084-491-2 .
- ^ "Chrysler Family Debut", Popular Mechanics апреля 1949, с.122 . Журналы Hearst. Апрель 1949 . Проверено 30 сентября 2013 .
- ^ "Руководство по эксплуатации Chevy 1928 года" . Проверено 30 марта 2014 .
- ^ Колсон, Иордания. «Взгляд изнутри на безумно сложное рулевое колесо Формулы-1» . Проводной . Проверено 27 декабря 2017 года .
