Kaip atsirado vairo stiprintuvas ir kodėl jis mums reikalingas
Kai pirmieji automobiliai pradėjo riedėti gatvėmis, vairuotojai greitai suprato vieną nemalonią tiesą – pasukti ratą buvo tikras fizinis iššūkis. Kuo sunkesnis automobilis, tuo daugiau jėgos reikėjo tam, kad pavirstų į kampą. Moterys dažnai net vengdavo vairuoti, nes tiesiog neturėjo pakankamai raumenų stiprumo. Vyrai po ilgesnės kelionės jausdavosi tarsi būtų visą dieną kilnoję sunkumus sporto salėje.
Pirmieji bandymai palengvinti vairavimą prasidėjo dar XX amžiaus pradžioje. Inžinieriai eksperimentavo su įvairiomis mechaninėmis sistemomis, bet tikrasis proveržis įvyko 1951 metais, kai Chrysler pristatė pirmąjį serijinį automobilį su hidrauliniu vairo stiprintuvu. Tai buvo revoliucija – staiga vairuoti tapo taip lengva, kad net vaikas galėjo pasukti ratą vienu pirštu.
Šiandien vairo stiprintuvas yra tokia įprasta automobilio dalis, kad mes net nepagalvojame apie jo egzistavimą. Bet kai jis sugedsta arba kai pabandote vairuoti seną automobilį be šios sistemos, iš karto suprantate, kokia tai svarbi technologija.
Hidraulinė sistema – klasika, kuri veikia jau dešimtmečius
Hidraulinis vairo stiprintuvas – tai tarsi jūsų rankų prailginimas su superžmogaus jėga. Principas gana paprastas: kai sukate vairą, specialus siurblys (kurį suka variklio diržas) pradeda stumti specialų alyvą po dideliu slėgiu. Ši alyva patenka į cilindrą, kuris fiziškai padeda pasukti ratus. Jūs tik nurodote kryptį, o sistema atlieka sunkiausią darbą.
Pats siurblys dirba nuolat, kai veikia variklis. Kai vairuojate tiesiai, alyva tiesiog cirkuliuoja sistemoje, laukdama komandos. Kai tik pradėdate sukti vairą, specialus vožtuvas (jis vadinamas rotoriniu vožtuvu) nukreipia alyvos srautą į reikiamą cilindro pusę. Kuo stipriau sukate vairą, tuo daugiau alyvos patenka į cilindrą, tuo lengviau jums pasukti.
Visa sistema turi rezervuarą su alyva, kuris paprastai yra variklio skyriuje. Šią alyvą reikia periodiškai tikrinti ir keisti – dažniausiai kas 80-100 tūkstančių kilometrų. Jei alyva tamsėja arba įgauna deguto kvapą, tai reiškia, kad ji jau pasenusi ir gali pradėti gadinti sistemą.
Viena įdomesnių hidraulinės sistemos savybių – ji suteikia tam tikrą “jausmą” keliui. Kai važiuojate per duobes ar nelygius paviršius, jaučiate lengvą pasipriešinimą vaire. Tai padeda geriau suprasti, kas vyksta su ratais. Daugelis entuziastų iki šiol tvirtina, kad hidraulinis vairo stiprintuvas suteikia geriausią grįžtamąjį ryšį iš visų sistemų.
Elektromechaninė revoliucija automobiliuose
Apie 2000-uosius metus automobilių gamintojai pradėjo masiškai diegti naują technologiją – elektromechaninį vairo stiprintuvą (EPS). Čia jokios alyvos, jokių siurblių ar žarnelių. Vietoj to – elektrinis varikliukas, kuris tiesiogiai padeda jums sukti vairą.
Sistema veikia panašiai kaip jūsų rankos su “turbo” režimu. Kai sukate vairą, specialūs jutikliai (torque sensoriai) nustato, kiek jėgos jūs dedate. Šią informaciją gauna elektroninis valdymo blokas, kuris iš karto apskaičiuoja, kiek pagalbos jums reikia. Tada elektrinis varikliukas prideda savo jėgą – ir voila, ratas sukasi lengvai kaip plunksna.
Elektrinis varikliukas gali būti pritvirtintas skirtingose vietose. Kai kuriuose automobiliuose jis yra ant vairo kolonėlės, kituose – ant vairo krumpliaračio, dar kituose – tiesiogiai ant vairo mechanizmo. Kiekvienas variantas turi savo privalumų – kolonėlės variantas pigesnis, o mechanizmo variantas efektyvesnis.
Didžiausias elektrinio vairo stiprintuvo privalumas – jis vartoja energiją tik tada, kai tikrai reikia. Hidrauliniam siurbliui reikia nuolat sukti diržą, o tai reiškia, kad variklis nuolat eikvoja šiek tiek kuro. Elektrinis varikliukas įsijungia tik tada, kai sukate vairą. Gamintojų skaičiavimai rodo, kad tai gali sutaupyti iki 0,3-0,5 litro kuro šimtui kilometrų.
Kodėl šiuolaikiniai automobiliai pasirinko elektriką
Pereiti nuo hidraulikos prie elektrikos automobilių gamintojus paskatino ne tik kuro ekonomija. Elektrinis vairo stiprintuvas atvėrė visiškai naujas galimybes. Pavyzdžiui, dabar galima programuoti, kaip “sunkus” ar “lengvas” bus vairas skirtingais greičiais. Stovėdami vietoje norite, kad vairas suktųsi lengvai? Prašom. Važiuojate greitkeliu ir norite daugiau stabilumo? Sistema automatiškai padaro vairą šiek tiek sunkesnį.
Dar įdomiau – elektrinis vairo stiprintuvas yra būtinas komponentas visoms šiuolaikinėms vairavimo pagalbos sistemoms. Automatinis parkavimasis? Reikalingas elektrinis vairo stiprintuvas. Juostos palaikymo asistentas? Vėlgi elektrinis vairo stiprintuvas. Autopiloto funkcijos? Be elektrinio vairo stiprintuvo apie tai net negalima svajoti.
Sistema gali savarankiškai koreguoti vairo kampą, kai automobilis pradeda slysti. Jutikliai nustato, kad galinis galas pradeda šliaužti į šoną? Elektrinis varikliukas akimirksniu šiek tiek pasuka ratą reikiama kryptimi, padėdamas stabilizuoti automobilį. Visa tai vyksta greičiau nei žmogus galėtų sureaguoti.
Kitas svarbus aspektas – paprastesnis gamybos procesas. Nereikia tiesti alyvos žarnelių po visu automobiliu, nereikia rūpintis siurbliu, kuris turi būti prijungtas prie variklio. Tiesiog pritvirtinate elektrinį varikliuką, prijungiate keletą laidų – ir viskas veikia. Tai reiškia mažesnes gamybos išlaidas ir mažiau dalių, kurios gali sugesti.
Ką daryti, kai stiprintuvas pradeda kelti problemas
Hidraulinio vairo stiprintuvo problemos paprastai prasideda subtiliai. Pirmasis požymis – keistas cypimas ar kaukimas, kai sukate vairą iki galo. Tai dažniausiai reiškia, kad alyva jau pasenusi arba jos lygis per žemas. Patikrinkite rezervuarą – jei alyva tamsesnė nei šviesi ruda, laikas ją keisti.
Jei pastebite alyvos pėdsakų po automobiliu, tai rimtesnė problema. Dažniausiai prakiurusios žarnelės arba sandarikliai. Čia jau reikės važiuoti į servisą, nes alyva po slėgiu gali tryškti į visas puses, kai sukate vairą. Ir niekada, tikrai niekada nevažiuokite su visiškai tuščiu rezervuaru – taip galite sugadinti siurblį, o jo keitimas kainuoja nemažai.
Elektrinio vairo stiprintuvo problemos paprastai pasireiškia staigiau. Gali užsidegti perspėjimo lemputė prietaisų skydelyje, arba staiga pajusite, kad vairas tapo sunkus kaip sename traktoriuje. Dažniausiai tai elektronikos problema – gali būti sugendęs jutiklis, varikliukas arba valdymo blokas.
Viena įdomi elektrinio vairo stiprintuvo ypatybė – jis gali “išsijungti” dėl perkaitimo. Jei ilgai manevruojate ankštoje vietoje, nuolat sukdami vairą iki galo, varikliukas gali perkaisti ir laikinai nustoti veikti. Palaukite kelias minutes, kol atvės, ir sistema vėl veiks normaliai. Tai apsauginė funkcija, ne gedimas.
Kaip prižiūrėti vairo stiprintuvo sistemą
Hidraulinei sistemai reikia daugiau dėmesio. Kas kelis mėnesius patikrinkite alyvos lygį rezervuare. Tai užtrunka vos minutę – atidarote gaubto dangtelį, suraskite rezervuarą (paprastai jis žymimas vairo simboliu), pažiūrėkite į žymes ant šono. Alyva turėtų būti tarp “MIN” ir “MAX” žymių.
Jei lygis krenta, tai reiškia, kad kažkur yra nuotėkis. Sistema yra sandariai uždara, alyva neturėtų niekur dingti. Ieškokite drėgnų vietų ant žarnelių, vairo krumpliaračio ar siurblio. Kartais nuotėkį galima pastebėti tik po nakties – ryte po automobiliu pamatysite alyvos dėmę.
Elektrinei sistemai techninės priežiūros praktiškai nereikia. Bet yra vienas dalykas, į kurį verta atkreipti dėmesį – akumuliatorius. Jei akumuliatorius silpnas ir įtampa svyruoja, elektrinis vairo stiprintuvas gali pradėti keistai elgtis. Kartais gali atrodyti, kad sistema genda, nors iš tikrųjų kaltas tiesiog senas akumuliatorius.
Dar vienas patarimas – jei keičiate padangas į žiemines ar vasarines, paprašykite meistro patikrinti vairo mechanizmo būklę. Jie vis tiek kelia automobilį, tai gali papurtyti vairo traukes, patikrinti, ar nėra laisvų tarpų. Anksti pastebėta problema visada kainuoja pigiau nei ta, kuri jau išsivystė į rimtą gedimą.
Ateities technologijos ir kas laukia toliau
Automobilių gamintojai jau eksperimentuoja su vadinamaisiais “steer-by-wire” sistemomis. Tai reiškia, kad tarp vairo ir ratų apskritai nebėra mechaninio ryšio. Jūs sukate vairą, o elektronika interpretuoja jūsų judesius ir siunčia komandas varikliukams prie ratų. Skamba kaip mokslinė fantastika, bet tokios sistemos jau naudojamos kai kuriuose konceptiniuose automobiliuose.
Tokia sistema leistų visiškai pakeisti automobilio saloną. Vairas galėtų būti bet kokios formos, galėtų net pasislėpti, kai naudojate autonominio vairavimo režimą. Galėtumėte reguliuoti vairo “perdavimo skaičių” – kiek ratai pasuka, kai jūs pasukat vairą. Parkuojantis – vienas pasukimas ir ratai jau iki galo. Greitkelyje – reikia sukti daugiau, kad būtų tikslesnis valdymas.
Žinoma, tokios sistemos kelia ir klausimų. Kas nutiks, jei visiškai išseks elektra? Kaip užtikrinti, kad sistema būtų absoliučiai patikima? Šiuo metu daugelyje šalių tokie sprendimai dar nėra patvirtinti kaip saugūs masiškai gamybai, bet technologija sparčiai tobulėja.
Elektriniai automobiliai taip pat keičia požiūrį į vairo stiprintuvą. Jiems nereikia variklio, kuris suktų siurblį, todėl elektrinis vairo stiprintuvas yra vienintelė logiška išeitis. Įdomu tai, kad elektromobiliai dažnai turi galingesnius vairo stiprintuvus, nes patys automobiliai yra sunkesni dėl didelių baterijų.
Kas iš tikrųjų svarbu vairuotojui
Baigiant šią technologinę ekskursiją, verta sugrįžti prie pagrindinio klausimo – ko mes iš tikrųjų norime iš vairo stiprintuvo? Atsakymas paprastas: kad jis veiktų ir mes apie jį negalvotume. Geriausia technologija yra ta, kurios nepastebime.
Hidraulinė sistema vis dar turi savo gerbėjų, ypač tarp tų, kurie vertina “tikrą” vairavimo pojūtį. Ji duoda geresnį grįžtamąjį ryšį, labiau jaučiasi kelias. Bet ji reikalauja daugiau priežiūros ir vartoja daugiau kuro. Elektrinė sistema praktiškesnė, ekonomiškesnė, leidžia įgyvendinti daugybę papildomų funkcijų. Bet kai kuriems vairuotojams ji atrodo per daug “dirbtinė”.
Galiausiai, nesvarbu, kokia technologija slypi po gaubtu. Svarbu, kad vairas suktųsi lengvai, kad jaustumėte kontrolę, kad sistema būtų patikima. Jei rūpinatės savo automobiliu, laiku atliekate techninę priežiūrą, vairo stiprintuvas tarnaus ilgus metus be jokių problemų. O jei vis dėlto kažkas nutinka – dabar jau žinote, kaip visa tai veikia ir ko galite tikėtis.