Kierownica - Steering wheel

Kierownice samochodów osobowych z różnych okresów
Kierownica i przednie koła ciągnika rolniczego
Kierownica w autobusie VDL Bova

Kierownica (zwany również koło napędowe lub pokrętła ) to rodzaj kierownicy kontroli w pojazdach .

Kierownice stosowane są w większości nowoczesnych pojazdów lądowych, w tym we wszystkich produkowanych seryjnie samochodach , autobusach, lekkich i ciężkich samochodach ciężarowych, a także traktorach . Kierownica jest częścią układu kierowniczego , którą manipuluje kierowca; reszta układu kierowniczego reaguje na takie działania kierowcy. Może to nastąpić poprzez bezpośredni kontakt mechaniczny, jak w kulowych lub zębatkowych przekładniach kierowniczych, bez lub z pomocą hydraulicznego wspomagania kierownicy , HPS, lub jak w niektórych nowoczesnych samochodach produkcyjnych z pomocą silników sterowanych komputerowo, znanych jako energia elektryczna kierowanie .

Historia

1913 Ford Model T Speedster ze sztywną kolumną kierownicy i czteroramienną drewnianą kierownicą

Na początku XVIII wieku pojawiła się duża liczba statków morskich wykorzystujących projekt koła sterowego, ale historycy nie są pewni, kiedy po raz pierwszy zastosowano to podejście do sterowania. Pierwsze samochody były sterowane rumplem , ale w 1894 roku Alfred Vacheron wziął udział w wyścigu Paryż–Rouen na modelu Panhard 4 KM, który wyposażył w kierownicę. Uważa się, że jest to jedno z najwcześniejszych zastosowań tej zasady.

Od 1898 r. samochody Panhard et Levassor były standardowo wyposażone w kierownice. Charles Rolls przedstawił pierwszy samochód w Wielkiej Brytanii wyposażony w kierownicę, kiedy sprowadził z Francji w 1898 roku 6-konnego Panharda. Arthur Constantin Krebs zastąpił rumpel pochyloną kierownicą w samochodzie Panhard, który zaprojektował dla 1898 Paryż-Amsterdam-Paryż wyścig, który odbył się 7-13 lipca 1898 r.

W 1898 roku Thomas B. Jeffery i jego syn Charles T. Jeffery opracowali dwa zaawansowane eksperymentalne samochody z silnikiem montowanym z przodu oraz kierownicą zamontowaną po lewej stronie. Jednak wczesny producent samochodów przyjął bardziej „konwencjonalny” układ tylnego silnika i rumpla dla swoich pierwszych masowo produkowanych ramblerów w 1902 roku. w tym roku, ale z kierownicą pod koniec 1903 roku. W 1904 roku wszystkie Ramblery miały kierownice. W ciągu dekady kierownica całkowicie zastąpiła ster w samochodach.

Pod naciskiem Thomasa B. Jeffery'ego, podczas produkcji Ramblera w 1903 r., stanowisko kierowcy zostało również przeniesione na lewą stronę samochodu. Większość innych producentów samochodów zaczęła oferować samochody z kierownicą po lewej stronie w 1910 roku. Wkrótce potem większość samochodów w USA przeszła na kierownicę po lewej stronie.

Samochody osobowe

1974 Bezpieczna kierownica Citroën DS z pojedynczą szprychą
Regulowana trójramienna kierownica na składanej kolumnie w AMC Matador z lat 70.
RHD zamontowane koło z poduszką powietrzną , a także dźwiękowe i tempomat przycisków

Kierownice do samochodów osobowych są generalnie okrągłe i są montowane do kolumny kierownicy za pomocą piasty połączonej z zewnętrznym pierścieniem kierownicy za pomocą jednej lub więcej szprych (koła jednoramienne są raczej rzadkim wyjątkiem). Inne typy pojazdów mogą używać okrągłej konstrukcji, kształtu motyla lub innego kształtu. W krajach, w których samochody muszą jeździć po lewej stronie drogi , kierownica zwykle znajduje się po prawej stronie samochodu (kierownica po prawej stronie lub RHD); odwrotność dotyczy krajów, w których samochody jeżdżą po prawej stronie drogi (kierownica lewostronna lub LHD).

Oprócz zastosowania w kierowaniu kierownica jest zwykle miejscem, w którym znajduje się przycisk do aktywacji klaksonu samochodu . Nowoczesne samochody mogą mieć inne elementy sterujące, takie jak tempomat , system audio i sterowanie telefoniczne, a także manetki , wbudowane w kierownicę, aby zminimalizować konieczność odrywania rąk od kierownicy.

Kierownice były sztywne i osadzone na nieskładanych kolumnach kierownicy . Taki układ zwiększał ryzyko przebicia kierowcy w przypadku poważnego wypadku. Pierwsza składana kolumna kierownicy została wynaleziona w 1934 roku, ale nigdy nie została z powodzeniem wprowadzona na rynek. W 1956 roku Ford wyszedł z bezpieczną kierownicą, umieszczoną wysoko nad słupkiem ze szprychami, które się uginały, ale kolumna była nadal sztywna. W 1968 r. wprowadzono przepisy amerykańskie ( norma FMVSS nr 204) dotyczące dopuszczalnego ruchu kierownicy do tyłu w przypadku zderzenia. Aby spełnić ten standard, wymagane były składane kolumny kierownicy.

Wspomaganie kierownicy zapewnia kierowcy łatwiejszy sposób kierowania samochodem. Nowoczesne wspomaganie kierownicy niemal powszechnie opiera się na układzie hydraulicznym, chociaż układy elektryczne stopniowo zastępują tę technologię. Wprowadzono mechaniczne systemy wspomagania kierownicy, takie jak w 1953 roku Studebakers . Jednak przeważają systemy wspomagane hydraulicznie.

Podczas gdy inne metody sterowania samochodami osobowymi powstały w wyniku eksperymentów, na przykład sterowanie „wrist-twist” samochodu koncepcyjnego Mercury Park Lane z 1965 r. było kontrolowane przez dwa 5-calowe (127 mm) pierścienie, żaden z nich nie został jeszcze wdrożony tak skutecznie jak konwencjonalna duża kierownica.

Przepisy dotyczące samochodów osobowych wdrożone przez Departament Transportu USA wymagały zablokowania obrotu kierownicy (lub blokady skrzyni biegów w „parku”), aby utrudnić kradzież pojazdu silnikowego ; w większości pojazdów odbywa się to po wyjęciu kluczyka ze stacyjki . Zobacz blokada kierownicy .

Inne projekty

1958 Plymouth Savoy pokazuje dwuramienną kierownicę z pierścieniem klaksonu i nieoryginalną gałką brodie lub kołem kierownicy
Wesoła osłona kierownicy na dwuramiennej kierownicy Volkswagen Beetle

W niektórych wyczynowych samochodach sportowych, takich jak McLaren F1 oraz w większości jednomiejscowych samochodów wyścigowych, fotel kierowcy, a tym samym kierownica, znajduje się centralnie .

Ponieważ kierowcy mogą godzinami trzymać ręce na kierownicy, są one zaprojektowane z myślą o ergonomii . Najważniejszym problemem jest jednak to, że kierowca może skutecznie przenosić moment obrotowy na układ kierowniczy; jest to szczególnie ważne w pojazdach bez wspomagania kierownicy lub w rzadkich przypadkach utraty wspomagania kierownicy. Typowy projekt okrągłych kierownic to stalowa lub magnezowa obręcz z uformowanym wokół niej plastikowym lub gumowanym uchwytem. Niektórzy kierowcy kupują winylowe lub tekstylne pokrowce na kierownicę, aby poprawić przyczepność lub wygodę, lub po prostu jako dekorację. Kolejnym urządzeniem ułatwiającym kierowanie jest pokrętło brodie .

Podobnym urządzeniem w samolocie jest jarzmo . Zbiorniki wodne nie kierowano z surowym montowane Rumpel są kierowane z koło sterowe , które mogły być inspirowane koncepcję kierownicy. Kierownica jest lepsza niż inne interfejsy użytkownika i przetrwała, ponieważ jazda wymaga precyzyjnych informacji zwrotnych, które pochodzą tylko z dużego interfejsu.

Wczesne samochody Formuły 1 wykorzystywały kierownice zaczerpnięte bezpośrednio z samochodów drogowych. Zazwyczaj były one wykonane z drewna (co wymagało użycia rękawic do jazdy ), a przy braku ograniczeń związanych z pakowaniem, miały tendencję do robienia tak dużej średnicy, jak to możliwe, aby zmniejszyć wysiłek potrzebny do toczenia. W miarę jak samochody stawały się coraz niższe, a kokpity coraz węższe w latach 60. i 70., kierownice stały się mniejsze, aby zmieścić się w bardziej zwartej dostępnej przestrzeni.

Szprychy w kierownicy

Kierownica Banjo w 1956 DKW Monza

Liczba szprych w kierownicy ciągle się zmieniała. Większość wczesnych samochodów miała czteroramienne kierownice.

Kierownica Banjo była opcją we wczesnych samochodach. Są starsze niż wspomaganie kierownicy. Szprychy druciane były zderzakiem lub amortyzatorem między rękami kierowcy a bębnem drogi. Większość składała się z 3 lub 4 szprych wykonanych z czterech lub pięciu drutów w każdej szprychie, stąd nazwa „Banjo”.

Regulowane kierownice

2012 Honda EV-STER "Podwójny układ kierowniczy"
Kolumna kierownicy Ford Thunderbird „przesunęła się” w prawo
Piasta z szybkozamykaczem i zdejmowana kierownica na podłodze, stosowana głównie w samochodach wyścigowych

Koło pochylenia

Oryginalna kierownica przechylna została opracowana przez Edwarda Jamesa Lobdella na początku XX wieku. 7-pozycyjne przechylane koło zostało wprowadzone przez Saginaw Division General Motors w 1963 roku dla wszystkich dywizji samochodów osobowych z wyjątkiem Chevroleta, który otrzymał przechylne koło w 1964 roku. To przechylane koło było również dostarczane innym amerykańskim producentom samochodów (z wyjątkiem Forda). Pierwotnie była to luksusowa opcja w samochodach, funkcja przechylania pomaga regulować kierownicę, przesuwając ją po łuku w górę iw dół. Kierownice przechyłu opierają się na połączeniu zapadkowym znajdującym się w kolumnie kierownicy tuż pod kierownicą. Po zwolnieniu blokady zapadkowej koło można regulować w górę lub w dół, podczas gdy kolumna kierownicy pozostaje nieruchoma pod przegubem. Niektóre projekty umieszczają oś nieco do przodu wzdłuż kolumny, co pozwala na znaczny ruch w pionie kierownicy przy niewielkim rzeczywistym przechyleniu, podczas gdy inne projekty umieszczają oś prawie wewnątrz kierownicy, umożliwiając regulację kąta kierownicy za pomocą prawie bez zmian w jego wysokości.

Regulowana kolumna kierownicy

W przeciwieństwie do tego, regulowana kolumna kierownicy umożliwia regulację wysokości kierownicy przy niewielkiej, użytecznej zmianie nachylenia. Większość z tych systemów działa z zamkami kompresyjnymi lub silnikami elektrycznymi zamiast mechanizmów zapadkowych; te ostatnie mogą być zdolne do poruszania się do zapamiętanej pozycji, gdy dany kierowca korzysta z samochodu, lub poruszania się w górę i do przodu w celu wsiadania lub wysiadania.

Koło teleskopu

Wiele przedwojennych brytyjskich samochodów oferowało teleskopowe kierownice, które wymagały poluzowania przeciwnakrętki przed regulacją, wiele z nich używało Douglas ASW (regulowana kierownica). W 1949 roku Jaguar XK120 wprowadził nową kierownicę dostarczoną przez Bluemel, którą można regulować przez kierowcę, po prostu ręcznie poluzowując tuleję wokół kolumny. Ford Thunderbird z lat 1955-1957 miał podobną konstrukcję o całkowitym skoku wynoszącym 3 cale (76 mm). W 1956 podróż została ograniczona do 2 cali (51 mm). W lipcu 1942 roku Bernard Maurer z działu przekładni kierowniczych Saginaw General Motors (obecnie Nexteer Automotive ) złożył patent na teleskopową kierownicę , ale GM nie zaoferował własnej teleskopowej kierownicy aż do debiutu kierownicy uchylno-teleskopowej. oferowany jako opcja w Cadillacach z 1965 roku . Kolumna GM została uwolniona przez skręcenie pierścienia blokującego otaczającego środkową piastę i oferowała 3-calowy (76 mm) zakres regulacji.

Odchylana kierownica

Wprowadzona w 1961 r. w Fordzie Thunderbird i udostępniona w innych produktach Forda w latach 60., Swing-away kierownica pozwalała na przesunięcie kierownicy o 9 cali (229 mm) w prawo, gdy selektor skrzyni biegów znajdował się w położeniu postojowym, aby ułatwiają kierowcy wysiadanie i wsiadanie.

Odchylana kierownica

Wprowadzony przez Forda w 1967 r. po aktualizacji wymagań federalnych norm bezpieczeństwa pojazdów silnikowych . Chociaż była to aktualizacja odchylanej kierownicy, która nie spełniała zaktualizowanych standardów bezpieczeństwa, oferuje ograniczony ruch, ale dodatkową wygodę dzięki automatycznej funkcji pop-over w porównaniu do swojego poprzednika.

Koło kierownicy z szybkozłączką

Niektóre kierownice można zamontować na zdejmowanej piaście, zwanej też szybkozamykaczem. Kierownicę można wtedy zdjąć bez użycia narzędzi, po prostu naciskając przycisk. System jest często stosowany w samochodach wyścigowych o wąskich odstępach, aby ułatwić kierowcy wsiadanie i wysiadanie, a także w innych samochodach jako urządzenie zabezpieczające przed kradzieżą. Szybkozłącze jest często specyficzne dla marki, a niektóre są wymienne. Najpopularniejszym wzorem montażu jest 6×70 mm, co oznacza układ kołowy śrub z sześcioma śrubami umieszczonymi wzdłuż okręgu o średnicy 70 mm. Inne przykłady popularnych wzorów śrub to 3×1,75 cala (44,45 mm), 5×2,75 cala (69,85 mm), 6×74 mm i 6×2,75 cala (69,85 mm). Samo szybkie wydanie jest często zastrzeżone.

Chowana kierownica

Stosowanie

Kierownicę należy używać strategicznymi ruchami ręki i nadgarstka w wirujących ruchach. Należy zachować ostrożność i ostrożność, aby zapewnić bezpieczeństwo kończyn. Wykorzystywane stałe ruchy należy wykonywać ostrożnie. „Właściwa postawa układu ręka-ramię podczas używania narzędzi ręcznych jest bardzo ważna. Z reguły nadgarstek nie powinien być zgięty, ale musi być prosto, aby uniknąć nadmiernego obciążenia takich tkanek jak ścięgna i pochewki ścięgna oraz ucisk nerwów i krwi statki."

Czynność obracania kierownicą podczas postoju pojazdu nazywa się kierowaniem na sucho . Generalnie zaleca się unikanie kierowania na sucho, ponieważ obciąża to mechanizm kierowniczy i powoduje nadmierne zużycie opon.

Przyciski i elementy sterujące na kierownicy

Kierownica samochodu Formuły 1 z 2009 roku ma przyciski i pokrętła do sterowania różnymi funkcjami, a także wskaźniki i inne ważne elementy, które zwykle znajdują się na desce rozdzielczej

Pierwszym przyciskiem dodanym do kierownicy był przełącznik do włączania elektrycznego klaksonu samochodu . Tradycyjnie umieszczony na piaście kierownicy lub podkładce centralnej, włącznik klaksonu był czasami umieszczany na szprychach lub uruchamiany za pomocą ozdobnego pierścienia klaksonu, co pozwalało uniknąć konieczności odsuwania dłoni od felgi. Połączenia elektryczne wykonuje się za pomocą pierścienia ślizgowego . Kolejna wersja, kierownica Rim Blow , zintegrowała włącznik klaksonu z obręczą kierownicy.

W 1966 r. Ford zaoferował opcję kontroli prędkości na autostradzie z przełącznikami kołyskowymi na kierownicy w swoim Thunderbird . Co ciekawe, Thunderbird lekko włączył hamulce i oświetlił światła stopu, gdy Retard był stale wciśnięty przy włączonym tempomacie, ale nie był włączony.

W 1974 roku Lincoln dodał dwa przełączniki kołyskowe na kierownicy, aby aktywować różne funkcje tempomatu w pojazdach Continental i Continental Mark IV. W 1988 Pontiac zaoferował kierownicę z 12 przyciskami sterującymi różnymi funkcjami audio w Trans-Am, 6000 STE i Bonneville .

W latach 90. na kierownicach samochodów zaczęło pojawiać się coraz więcej nowych przycisków. Zdalne lub alternatywne regulacje mogą obejmować system audio pojazdu , telefon i nawigację głosową . Często kółka przewijania lub przyciski służą do ustawiania poziomów głośności lub przeglądania menu, zmiany stacji radiowych lub ścieżek audio. Te elementy sterujące mogą korzystać z uniwersalnych interfejsów, przewodowych lub bezprzewodowych.

Imitacje gier

Gra wideo kierownica dla PlayStation 2 konsoli

Kontrolery gier są dostępne dla szafek arkadowych , komputerów osobistych i gier konsolowych, które są zaprojektowane tak, aby wyglądały i działały jak kierownica i przeznaczone do użytku w grach wyścigowych . Najtańszymi urządzeniami są kontrolery łopatkowe z większym kołem, ale wiele kierownic do gier wykorzystuje również sprzężenie zwrotne siły, aby symulować dotykowe sprzężenie zwrotne, które prawdziwy kierowca odczuwa z kierownicy.

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki