История развития рулевого колеса
Реферат
История
развития рулевого колеса
Ведение
Рулевое колесо - это устройство для
управления движением автомобиля в заданном направлении.
Руль используется в большинстве
современных наземных транспортных средствах, включая все автомобили массового
производства. Рулевое колесо является частью системы управления, на которую
непосредственно воздействует водитель.
Первый автомобиль был изобретен на
рубеже 19 века (1885 год - Карл Бенц), но первое рулевое колесо было изобретено
позднее. Изначально автомобиль был оборудован румпелем. Румпель представлял
собой рычаг, с помощью которого происходило управление автомобилем. Это было не
совсем удобно, хотя на малых скоростях вполне сносно. Водитель тянул румпель
либо влево, либо вправо и машина меняла свое направление, в точности, как на
современных моторных лодках.
Первый моторизованный автомобиль
«Benz» 1885 года, оборудованный румпелем
Однако к 1894 году использование
румпеля стало неэффективным, т.к. люди стали все больше увлекаться гонками. И
изобретатели снова стали биться над идеальной формой руля. Считается, что
морская промышленность подсказала верное решение. Впервые применил круглый руль
Альфред Вашерон, его вдохновили морские штурвалы океанских сухогрузов. В этом
же году Альфред Вашерон установил на «Panhard 4hp» круглый руль и с
достоинством выступил в гонке Париж-Руан. Проведенные в 1894 году испытания
показали преимущества рулевого колеса перед румпелем. Уже к 1898 году все
серийные автомобили «Panhard» были оборудованы рулевым колесом. Эту тенденцию
подхватили и другие автопроизводители, тем самым сделав круглый руль эталонным.
После того, как Артур Кребс в 1898 году установил руль под наклоном,
автомобилем стало управлять еще удобнее. В течение десятилетия рулевое колесо
полностью вытеснило рукоятку.
Первая модель Вашерона с круглым
рулем «Panhard 4hp» 1894 год
В 1898 году Томас Джефри (основатель
фирмы «Rambler»), построил автомобиль с передним приводом и левым рулевым
колесом. В 1902 году «Rambler» начинает массовый выпуск автомобилей, оснащенных
румпелями, но уже в 1903 году их переоснащают уже привычными круглыми рулями. К
1910 году выпуск автомобилей с левым рулем стал всеобщей тенденцией в Америке.
«Rambler» 1901 года с левым рулем
В устройстве руля с тех пор очень
многое поменялось: угол наклона, диаметр, количество спиц и толщина обода,
количество прокручивай от упора до упора. Были совершенствованы способы
передачи усилия от руля к осям колес, появились вначале гидро-, а позже и
электроусилители привода руля. Но сам принцип управления машиной, когда
посредством поворота руля выполняется поворот, оставался таким же. Впрочем,
технология изменения формы рулевого колеса автомобиля наблюдается и в наше
время.
1. Этапы развития
рулевого колеса
.1 Рулевое колесо
«Банджо»
Первые рулевые колеса, как правило,
были с четырьмя спицами, но из-за высокого уровня вибраций пришлось внести
некоторые изменения. Конструкция руля подразумевает соединение с рулевой
колонкой, причем раньше оно было жесткое, так что у водителя был риск получить
тяжелую травму при аварии.
Примером эпохи тех лет служит
известный автомобиль Ford Model T 1908 года (1908-1927 гг.), который был первым
в мире автомобилем, выпускавшимся миллионными сериями. Он был оборудован
большим деревянным рулевым колесом диаметром 36 сантиметров с бронзовыми
спицами. Оно накрепко прикручивалось к рулевому валу.
Автомобилестроители стремились
сделать рулевую колонку более мобильной и устойчивой к вибрации. Так появилась
конструкция «банджо».
В 1934 году была представлена первая
энергопоглощающая рулевая колонка, но на автомобиль ее установили только в 1959
году. «Mercedes Benz W111» - первый серийный автомобиль с энергопоглощающей
рулевой колонкой.
Не безопасный руль в Chrysler
Airflow 1930-х. Рулевое колесо жесткое, а рулевая колонка неcгибающаяся. Таким
образом, повышается риск того, что руль проткнёт водителя при аварии.
1.2 Телескопическое
рулевое колесо
рулевой колонка колесо
Разработанное в General Motors,
телескопическое рулевое колесо может настраиваться бесконечным числом положений
в трех дюймовом диапазоне. Данная разработка была представлена как эксклюзивная
опция к автомобилям Cadillac в 1965 году.
1.3 Отводное рулевое
колесо
Отводное рулевое колесо появилось в
1961 году в Ford Thunderbird и на всем протяжении 1960-х было доступно на
остальных моделях Ford. Отводное рулевое колесо позволяло в режиме парковки
отодвигать его на 9 дюймов вправо, что было очень удобным для входа и выхода водителя
из машины. Опция обрела такую популярность, что с 1962 года она вошла в базовую
комплектацию «Ford Thunderbird».
1.4 Отклоняемый руль
Первый регулируемый руль был
изобретен Эдвардом Лодбеллом в 1927 году, но только в 1963 году его «взяла на
вооружение» фирма «Cadillac». Первоначально как роскошная автомобильная опция,
функция отклонения помогает настроить рулевое колесо путём смещением вверх и
вниз по дуге. Особенность этой опции заключалась в том, что рулевая колонка
была зафиксирована неподвижно, но положение руля при помощи храповика можно
было менять в 7 положениях. На многих американских машинах такая регулировочная
система сохранилась до настоящего времени, не претерпев существенных изменений.
1.5 Регулируемая рулевая
колонка
Регулируемые рулевые колонки,
позволяли регулировать высоту в небольшом диапазоне, но, что более важно,
позволяли настраивать наклон руля. Большинство из этих систем работали с
компрессионными замками или электрическими моторами, вместо храпового
механизма. Последний позволяет запоминать настройки и использовать их, когда в
машину садится водитель или отодвигать руль, когда требуется войти или выйти.
Послевоенные годы принесли
элегантный двухсекционный руль с хромированным ободком включения звукового
сигнала. А настоящей сенсацией стал односпицевый руль Citroen в 1955 году.
При этом рулевое колесо по-прежнему
было деревянным кругом на металлической основе. И следующие два десятилетия
мало что изменили - разве что руль стал чуть меньше в диаметре, а количество
спиц вирировалось от одной до четырех. С тех пор руль стал неотъемлемой
стилистической частью оформления салона автомобиля.
В тоже время происходило изменение
формы элементов автомобиля, которые как бы намекали на спортивность устройства.
Это закономерно: скоростные качества машины (или пусть даже видимость подобных
качеств) - это отличная приманка для потенциальных покупателей автомобиля.
Легче всего в интерьере продемонстрировать спортивность при помощи элементов
изменения формы приборной панели и руля. Арсенал подобных приемов является
типичным: характерный трехспицевый дизайн, сравнительно небольшой диаметр,
ручки и хромированные накладки в тон отделке панели приборов, сами приборы,
которые размещены в «колодцах», и так далее. Такие элементы выполняли скорее
эстетическую роль, чем функциональную. Эволюция продолжалась, и в 1970-1980
годах на руле появились кнопки и переключатели.
2. Кнопки на рулевом
колесе
Существует еще одна тенденция
изменения технологии формы руля - руль современной машины с каждым годом становится
«умнее»: на поверхности рулевой колонки размещают все больше элементов
управления системами авто. Это не столь дань удобству, а скорее способ заметно
повысить безопасность. Так как, по статистике, риск аварии возрастает во много
раз тогда, когда автолюбитель отвлекается от дороги на различные нюансы:
CD-проигрыватель ли разговор по телефону. Однако «интеллект» руля шагает
намного дальше бытовых задач.
Первой кнопкой, добавленной на
рулевое колесо, был переключатель звукового сигнала. Традиционно располагавшийся
на ступице рулевого колеса или на центральной пластине, переключатель был
иногда расположен на рукояти или активизировался через декоративное кольцо,
устраняющее потребность тянуться рукой далеко от обода руля. Дальнейшая
разработка - руль «Rim Blow» (Удар по ободу), который имел переключатель
звукового сигнала внутри своего обода.
Когда были введены системы контроля
скорости в 1960-х годах, некоторые изготовители автомобилей располагали
управляющий рычаг коробки передач на руле. В 1990-х годах распространение новых
кнопок начало проявляться и на автомобильных рулях. Удаленной или
альтернативной регулировкой для аудио-системы, телефоном и звуковым
управлением, акустическим повторением последнего указания навигационной
системы, информационно-развлекательной системы и бортовым компьютером можно
комфортно и безопасно управлять, используя кнопки на руле. Это гарантирует
высокий стандарт дополнительной безопасности, так как водитель, таким образом,
может управлять многими системами даже не отнимая рук от руля и не отводя глаз
от дороги. Колеса прокрутки могут быть использованы для изменения громкости
звука или выбора пункта меню.
3. Безопасность
автомобиля
Пневматические подушки безопасности
- весьма эффективное средство, которое обеспечивает безопасность при
дорожно-транспортных происшествиях. При правильном применении они способны
существенно уменьшить уровень травматизма и смертности среди водителей и
пассажиров.
Это средство пассивной безопасности
появилось в 70-е годы ХХ века, хотя исследовательские работы в данном
направлении были начаты автоконструкторами значительно раньше. Сама идея
создания такого пневматического устройства для автомобиля возникла еще в 1950-х
годах. Но в то время еще не существовало таких технологий, которые были бы
способны обеспечить эффективное срабатывание подобной системы. Поэтому идея не
получила практического применения.
В 1971 году корпорация Ford
выпустила экспериментальную партию автомобилей, оборудованных подушками
безопасности. Год спустя компания General Motors также создала автомобиль с
подобным устройством. Однако в течение достаточно долгого времени подушки не
пользовались популярностью среди автомобилистов и потому не получили широкого
распространения. Их массовое производство началось примерно десятилетие спустя.
С начала 80-х годов крупнейшие
автомобильные корпорации начинают оснащать пневматическими подушками безопасности
некоторые серийные модели своих автомобилей. Активным внедрением этого средства
спасения на дорогах в Америке занялись все те же Ford и General Motors, а в
Европе - Mercedes-Benz.
В 90-е годы подушки уже начинают
появляться на многих автомобилях крупнейших мировых производителей, а в наши
дни это средство безопасности уже давно не является экзотикой: подушки можно
увидеть на самых разных машинах - от крупногабаритных внедорожников до
компактных малолитражных городских автомобилей.
Современная подушка безопасности -
весьма сложная техническая система. Конструкция этого устройства включает
датчики удара, блок управления и собственно нейлоновый баллон с
газогенератором. Количество датчиков, так же как и место, их установки, может
быть различным. Датчики реагируют на удар или резкое замедление движения при
столкновении. При этом они запрограммированы таким образом, чтобы подушка не
выбрасывалась в случае экстренного торможения, если дорожно-транспортного
происшествия удалось избежать.
4. Рулевое колесо как
роскошь
Использование качественных и самых
дорогих материалов для отделки рулевого колеса автомобилей премиум-класса
началось с тех самых времен, когда такие модели впервые появились на рынке. И
вряд ли эта тенденция ослабеет в обозримом будущем. И здесь главным является не
только дизайн, но и красота-мода.
Модный прием оправдывают тем, что он
позволяет представить руль и приборную панель как главные компоненты салона не
только с функциональной, но и эстетической точки зрения: так в «сжатом» виде
воспроизведены идеи дизайна всего интерьера. Использование дорогих пород
дерева, кожи, металла позволяет подчеркнуть эксклюзивность автомобиля. Увы,
отделанный деревом руль, несмотря на богатый внешний вид, оказался с
функциональным недостатком - проскальзывает в руках. Впрочем, приверженцам
красоты полированного дерева дизайнеры предложили выход. К примеру, в Cadillac
Escallade деревом отделан только верхний сегмент рулевого колеса, за который
водитель при обычном режиме езды «хватается» редко. Зато внешний вид руля
удачно гармонирует с передней панелью и центральной консолью, украшенными
деревянными вставками и верность традиции соблюдена.
5. Современное рулевое
колесо
Кроме того, что современный руль
является важной функциональной частью автомобиля, также он должен удовлетворять
всем эстетическим аспектам. Рулевое колесо должно быть удобно в эксплуатации.
Так как водитель может находиться за рулем многие часы, то руль разрабатывается
с учетом эргономики. Если стиль вождения связан с крутыми виражами, руль придется
постоянно «перехватывать». Для такой техники больше подойдет руль с ровной
поверхностью обода. Многие из них имеют контрольную метку, которая позволяет
боковым зрением контролировать положение руля. Если же вы на скоростной трассе,
то оптимальным будет руль, у которого есть специальные выступы под большие
пальцы рук. Это позволяет быстро и уверенно менять траекторию на малые углы.
Современные рули травмобезопасны,
при аварии они поглощают энергию удара. При их производстве используются самые
передовые материалы. Они долговечны, приятны на ощупь и красивы на вид. Обычно
руль изготавливают из стали или алюминия с пластиковыми или прорезиненными
местами хвата, прессованными над или вокруг них. На автомобилях
представительского класса рули изготавливаются из натуральной кожи с
применением различных вставок и деталей. Также используется карбон
(углепластик), дерево и замша.
Заключение
Многие десятилетия, рулевое колесо
представляло собой обыкновенный деревянный круг, который установлен внутри
автомобиля. С его помощью водитель управлял транспортным средством. Но шли
годы, автомобили становились все совершеннее, менялись формы и материалы. Также
изменялось и рулевое колесо. С каждым годом конструкторы и инженеры пытались
создать более безопасное, более удобное и стилистически продуманное рулевое
колесо автомобиля. Руль стали разрабатывать не просто как средство управления
автомобилем, но и как важную часть интерьера машины. При проектировании стали
учитывать требования эргономики, чтобы управлять автомобилем было удобно и
комфортно. Также менялись материалы, из которых изготавливали рули. Сначала
руль представлял собой просто деревянный круг, затем стали использовать
пластик, резину, металл, кожу. Появился гидроусилитель руля, в наше время можно
встретить машины как с электро-гидравлическим, так и с электрическим
усилителем.
Список использованной
литературы и источников
1. Иванов А.М., Солнцев А.Н., Гаевский В.В. Основы конструкции
автомобиля. Учебник. - М.: OOO «Книжное издательство «За Рулем», 2005. - 336 с.
. Пехальский А.П., Пехальский И.А. Устройство автомобилей.
Учебник. - М.: Издательский центр «Академия», 2005. - 528 с.
. Сайт http://autohis.ru/rulevoekoleso.php.
. Сайт http://ru.wikipedia.org/wiki/Рулевое_колесо.