Кру-гом!

ТЕХНИКА

/ОБОЗРЕНИЕ

КРУ-ГОМ!

ЖАЛЬ,

ЧТО, ПОДОБНО СОЛДАТУ, АВТОМОБИЛЬ

НЕ МОЖЕТ РАЗВЕРНУТЬСЯ НА МЕСТЕ

ТЕКСТ / АЛЕКСЕЙ ВОРОБЬЕВ-ОБУХОВ

УСИЛЕНО ЭЛЕКТРИЧЕСТВОМ

Радиус поворота - не тот параметр, который привлекает внимание при выборе автомобиля. Нам подавай скорость (читай - мощность) да динамику. А о незаметных среди прочих показателей метрах мы вспоминаем, пробираясь по узким улочкам, заезжая в гараж, поставленный "дверь в дверь" с соседским, или пытаясь припарковаться около популярного магазина.

Конструкторы в стремлении облегчить нашу жизнь ведут наступление на проблему маневренности в нескольких направлениях. Например, снижают усилие на рулевом колесе - чтобы легко и быстро выворачивать колеса от упора до упора. Сегодня редко встретишь приличную иномарку (даже в компакт-классе!), не оснащенную сервоусилителем. Подобные устройства известны давно, работают они, как правило, с помощью гидравлики: давление в системе создается специальным насосом, забирающим изрядную долю мощности от двигателя - даже когда автомобиль едет по прямой.

Иное дело - электродвигатель. Он не только сделает ненужной гидросистему, но и сэкономит бензин - около 0,2 л/100 км. Ведь питание на электромотор подается лишь при совершении маневра. Да и реализовать гибкую характеристику усилителя гораздо проще - на то электроника. В общем, электроусилитель - пожалуй, самое перспективное решение; напомним, что им оснастят, например, "Ниву" VAZ 2123 (ЗР, 2000, № 10). Одна беда: переложив силовую часть бремени управления на электроны, приходится гонять по проводам слишком большие их толпы. Сечение и расход меди непомерно возрастают, генератор и аккумулятор уже не могут обеспечить почти стартерные токи в течение всей поездки. Особенно, если речь идет не об автомобиле компакт-класса. Единственный выход - повысить напряжение бортовой сети хотя бы раза в три, до 42 В. Сегодня в большинство перспективных моделей закладывается именно такая величина, часто параллельно с традиционной 12-вольтовой сетью для маломощных потребителей.

Закономерен, однако, вопрос: а почему только усилитель? Нельзя ли полностью заменить рулевой механизм электродвигателем? Оказывается, можно! Такая система управления по проводам E-STEERТМ разработана фирмой "Делфай" и опробована на серийном "ФИАТ-Пунто" последнего поколения. Таким образом дизайнеры освободились от необходимости привязывать расположение рулевого колеса к управляющему механизму. Баранку можно установить где угодно, хоть перед задним пассажиром! Это, конечно, крайность, а из реальных плюсов отметим еще такой: значительно легче сделать травмобезопасной рулевую колонку, которой, впрочем, может вообще не быть!

Конструктор волен отныне заложить любой мыслимый алгоритм управления, и новый "Пунто" это, кстати, ярко демонстрирует. Система, названная ФИАТом "Дуальдрайв", изменяет управляющее усилие в зависимости от скорости автомобиля, угла поворота колес и... положения непривычного рычажка на панели приборов. Им водитель включает городской либо шоссейный алгоритм управления.

При известной изощренности можно обойтись и без отдельного переключателя, как, например, в концепт-каре Z22 от БМВ (ЗР, 2000, № 10). Здесь автомобиль сам делает выбор в зависимости от скорости движения. Например, в диапазоне от 0 до 22 км/ч достаточно повернуть руль всего на 160о, чтобы колеса заняли крайнее положение. Так что необходимость обучения будущих водителей правильному перехватыванию баранки просто отпадает.

ЛИШНИЕ КОЛЕСА И БАРАНКИ

Другой радикальный подход к проблеме парковки - появление... пятого колеса. Конструкция столь же экзотическая, сколь и простая: водитель заезжает на стоянку только передними колесами, а затем задняя часть автомобиля приподнимается над землей своеобразным домкратом, опорная пята которого выполнена в виде... поперечно установленного колесика. Остается лишь вручную (или с помощью электропривода) закатить задок к тротуару. В такой машине очень удобно менять задние колеса или глушитель.

Хотя такое устройство и существует, но для серийного освоения считают более перспективной идею сделать управляемыми и задние колеса. Нечего им бездельничать, беззаботно катясь по дороге! Но тут не все так просто. Конечно, поставить еще одну рулевую трапецию - не проблема. Но вот как быть водителю, если перед ним появится вторая баранка? Пусть читатель не примет это за первоапрельскую шутку: в Штутгарте испытаны пожарные автомобили фирмы "ИВЕКО-Магирус" с двумя рулями! (ЗР, 1998, № 12). Почему именно пожарные? Да ведь этим тяжелым крупногабаритным машинам приходится маневрировать в экстремальных условиях, чтобы подобраться к горящему объекту.

В крейсерском режиме задние колеса заблокированы в положении "прямо" и езда на "Магирусе" ничем не отличается от обычной. Но вот возникла необходимость в сложном маневре. Специальным ключом водитель активизирует управление задними колесами и теперь с помощью маленькой ручки-баранки, расположенной за рычагом коробки передач, может заставить автомобиль ехать почти боком. Или виртуозно "облизать" столб на углу тесного перекрестка. Скорость в этом режиме ограничена 10 км/ч, зато десятиметровая махина способна развернуться на проезжей части шириной 14 м.

Рулить задними колесами можно и без дополнительной баранки, если поручить это занятие компьютеру. Напомним о системе "Квадрастир" (ЗР, 2000, № 6). На большой скорости задние колеса громоздкого полноприводника, подчиняясь команде процессора, поворачиваются в ту же сторону, что и передние, правда, на меньший угол. Программа рассчитывает соотношение этих углов таким образом, чтобы автомобиль с ростом скорости обретал все большую недостаточную поворачиваемость. А вот при скорости ниже 60 км/ч задние колеса начинают все сильнее поворачиваться в сторону, противоположную повороту передних, и автомобиль получает необходимую в городских условиях маневренность. Парковка же становится просто удовольствием! Нечего и говорить о существенном (на 25%) уменьшении радиуса разворота тяжелого джипа, оснащенного "Квадрастиром".

"На всякий пожарный" есть и кнопка аварийного отключения, при нажатии которой задние колеса принудительно блокируются в положении "прямо".

ДОЛОЙ НЕНУЖНЫЕ СВЯЗИ

Итак, ныне уже "научились" рулить по проводам и управлять всеми четырьмя колесами. Довести эти идеи до логического конца разработчики "Делфай" попытались в концепции "Экс-стир" (X-Steer), где не только разорвали механическую связь между колесами и баранкой, но и разъединили колеса, убрав казавшуюся незыблемой рулевую трапецию (см. заставку). Внешне все выглядит очень просто: для каждого колеса - свой управляющий электромотор. Никаких продольных и поперечных тяг, полный простор для компоновщиков и радость для автолюбителей! Чтобы отрегулировать схождение, не требуется даже лезть под машину - достаточно ввести необходимые значения с клавиатуры компьютера в память рулевого управления. Соотношение углов поворота колес выдерживается с абсолютной - "электронной" - точностью для любой базы или колеи, будь то хоть стретч, хоть укороченный вариант. Аналогичная (правда, лишь для передних колес) разработка с прицелом на 2010 год есть и у ФИАТа под кодовым названием Corner by wire - угол по проводам (ЗР, 2000, № 11).

ЛОМАЯ СПИНУ

А если автомобиль не просто длинный, а очень длинный? Речь не о суперлимузинах - о городских автобусах, в которых надо хотя бы с минимальным комфортом разместить максимальное число пассажиров. Дабл-деккеры - двухэтажные автобусы - показали себя не с лучшей стороны; остается во имя вместимости наращивать длину. Чтобы 18-метровые машины вписывались в тесные улочки, их делают сочлененными. Конструкторы мудрят с рулевыми механизмами и приводами, пытаясь использовать преимущества "ломающегося" кузова, по возможности уйдя от недостатков.

Всем знакомы венгерские "икарусы". В прежних моделях двигатель располагался под полом и приводил в движение колеса средней оси. Задняя ось была управляемой - колеса поворачивались в зависимости от положения полуприцепа. Впоследствии "хвост" немного удлинили, а на третью ось поставили двускатные колеса, отказавшись от механизма их поворота.

Но сегодня распространение получила другая схема: на городских автобусах известных фирм мотор расположен в хвосте, ведущая ось - последняя. Чтобы представить себе такой автопоезд в движении, попробуйте проехаться на переднеприводном автомобиле с прицепом, причем задним ходом! Однако на самом деле сочлененные автобусы неплохо управляются.

Вспомните трактор К-700 "Кировец". У него, чтобы повернуть, гидропривод принудительно "переламывает" шарнир, связывающий переднюю и заднюю части рамы. В современном автобусе шарнир тоже не предоставлен сам себе, а управляется гидравлическими устройствами: они меняют "податливость" в зависимости от скорости, дорожных условий, угла поворота передних колес. Допустим, при троганье на гололеде автобус может превращаться в совершенно жесткую конструкцию... Не обошлось здесь, естественно, без вездесущего компьютера, обрабатывающего сигналы многочисленных датчиков. Подобные серийные автобусы вовсю колесят по российским городам: это и "мерседесы", и новые модели "икарусов".

ПОГОВОРИМ

"ЗА ЖИЗНЬ"

А готовы ли новые электронные системы ручаться за нашу безопасность? Особенно, если между баранкой и колесами только провода... Разработчики отвечают обычно, что теперь надежность стала даже выше, так как управление работает и при выключенном двигателе (раньше в этом случае отказывал гидроусилитель). Ну да, понятно, аккумуляторная батарея-то на месте... А что будет, если, не дай бог, оборвется какой-нибудь проводок системы, нарушится контакт в разъеме или в компьютере электроны вдруг пойдут не тем путем? Может, лучше сделать следующий шаг - перейти к управлению без проводов, по радио? Представьте: вы сидите дома в комфортном кресле, держите в руках баранку и в полной безопасности управляете своей машиной, едущей на работу. Это, конечно, шутка. А если серьезно, то в сущности все упирается в статистику. Известны ведь случаи, когда в традиционном автомобиле обрывались рулевые тяги или шаровой палец выскакивал из своего гнезда. Значит, задача состоит лишь в том, чтобы ожидаемая частота отказов электроники, по крайней мере, не превышала частоту механических поломок в рулевом управлении. Как утверждают разработчики, это вполне реально уже сегодня, особенно при дублировании жизненно важных узлов. В конце концов, современные аэробусы, перевозящие не одну сотню пассажиров, давно уже управляются по проводам! Так что лишь менталитет человека "механического века" может помешать доверить свою безопасность электронам, снующим по лабиринтам проводов и электронного мозга.

В конце концов, считают на "Делфай", автомобиль станет таким (Экс-стир).

Автомобиль

все больше "разворачивается" в сторону электроники.

Вот и в тесном дворе без нее - никуда.

Этот "ИВЕКО-Магирус" сможет подъехать к очагу пожара в самом тесном дворе...

...благодаря неприметной второй

баранке.

На первой стадии у "ФИАТ-Пунто" еще осталась механическая связь руля с колесами.

На этом "Террадайне" стоит необычный задний мост с рулевым электродвигателем. А необходимый ток в него подается благодаря системе управления, получающей сигналы от датчиков положения передних колес и скорости автомобиля.

Схема управления автомобилем

по проводам.

Современный сочлененный автобус и устройство его шарнира с гидроприводами.

В дальнейшем предполагается снабдить каждое колесо своим электроприводом, упразднив рулевую трапецию.