Конкурс с призом: задачка про Холмса, Ватсона и двигатель

ЗАДАЧА № 143

Это элементарно

XXI век. Встретились зимой после долгой разлуки Холмс и Ватсон. Холмс задумчиво поковырялся в моторном отсеке автомобиля Ватсона.

– Браво, Ватсон, – я вижу, вы опять приступили к врачебной практике!

– Но, черт возьми, Холмс, как вы догадались?

– Элементарно, друг мой, – вот два непогрешимых свидетеля…

Что подсказало великому сыщику, чем занимался в последнее время его друг?

Ответ с пометкой «Конкурс» отправьте до 1 февраля 2020 года по адресу: 107045, Москва, Селивёрстов пер., 10. Или по e‑mail: [email protected]. Укажите ваш контактный телефон или иной способ быстрой связи.

Мы обязуемся прочитать все ваши сообщения по теме конкурса. Призом будет отмечено не просто правильное, но и наиболее полное решение конкурсной задачи с развернутым ответом.

А теперь подведем итоги «Конкурса знатоков» из октябрьского номера журнала «За рулем» за 2019 год.

Конкурс автознатоков: почему гидрорейки проиграют электроусилителям?

Задачка – на знание устройства и особенностей работы рулевого управления. Какие преимущества и недостатки у конструкций разных типов, где нагрузки на детали больше, где надежность выше? Неверных ответов читатели не прислали, но подробных было наперечет. Мы же приведем лучший из них.

Рассмотрим реечные рулевые механизмы, как самые распространенные на легковых автомобилях. Простейший представляет собой расположенную горизонтально трубу, в которой перемещается рулевая рейка – стержень с нарезанными с одной стороны зубьями. С этими зубьями входит в зацепление ведущая шестерня, которую соединяет с рулем вал с карданными шарнирами. Вращательное движение руля приводит к перемещению рейки, которая через тяги поворачивает управляемые колёса.

Переходим к типам усилителей:

Гидроусилитель. Внутренняя полость рулевого механизма герметизирована и поделена поршнем, закрепленным на рейке, на две части. В обеих находится гидравлическая жидкость под одинаковым давлением. Если повернуть руль, то гидрораспределитель соединит одну полость с магистралью подачи, а другую – со сливом. На поршне, вследствие разницы давлений, возникает усилие, которое и помогает повернуть руль. Колёса поворачиваются в основном под воздействием давления жидкости, поэтому нагрузки на рулевой вал с карданами невелики. Давление рабочей жидкости создает насос, расположенный на двигателе и вращаемый приводным ремнем. Недостатками системы являются сложность конструкции, необходимость обслуживания и непрерывный отбор мощности от двигателя.

Электрогидроусилитель лишен после­днего недостатка: электромотор, враща­ющий насос, делает это только «по требованию».

Электроусилитель. Электропривод передает усилие непосредственно к одному из элементов рулевого управления. Возможно несколько вариантов силовой схемы.

Усилитель, встроенный в рулевую колонку. Под панелью приборов расположен электродвигатель с редуктором, который помогает водителю поворачивать рулевой вал. Возможен вариант установки электромотора с прямым приводом, когда довольно массивный ротор надет непосредственно на рулевой вал. В обоих случаях объединенные силы водителя и усилителя нагружают рулевой вал и его карданчики, а также зубчатое зацепление шестерни с рейкой. Кроме того, редуктор с электродвигателем обладают инерцией, что снижает точность и чувствительность рулевого управления. Зато сам рулевой механизм прост, компактен и удобно расположен на подрамнике.

Усилители руля — эксперт ЗР выбирает лучший

Усилитель, приводящий рейку посредством зубчатого зацепления. На противоположном от рулевого вала конце рейки тоже нарезаны зубья, они входят в зацепление с шестерней редуктора электродвигателя. В этой схеме рулевой вал разгружен от дополнительных моментов. Есть и недостатки: компоновать такой механизм довольно сложно. Электродвигатель с редуктором установлены низко, подвержены воздействию воды и грязи. Присутствует и инерционность электродвигателя и редуктора.

Электрический усилитель с парой винт-шариковая гайка. Полый вал ротора электромотора надет на рулевую рейку. На внутренней поверхности вала и рулевой рейке выполнены винтовые канавки, по которым циркулируют шарики. Нагрузка на рулевой вал в этой схеме невелика. Трение маленькое, как и паразитный момент инерции. Недостатками являются сложная конструкция и, соответственно, дороговизна, а также плохая защита низкорасположенного привода.

Электроусилители постепенно выте­сняют гидравлические системы. И это вполне логично, ведь они проще по конструкции, не требуют регулярного обслуживания и уже обеспечивают адекватную обратную связь. А самое главное – их легче подчинить электронике, которая сейчас помогает водителю в сложных ситуациях, а в недалеком будущем полностью возьмет на себя управление автомобилем.

Всем участникам конкурса спасибо. Евгения Бочканова с победой! Он получает от компании ­Playme-Russia комбоустройство «3 в 1» Playme Turbo.

Фото: кадр из фильма