Введение

Центральное рулевое управление (ЦРУ) — один из нескольких различных типов передней подвески и рулевого управления, используемых в мотоциклах и грузовых велосипедах. ЦРУ характеризуется тем, что оси поворота рулевого управления расположены внутри втулки колеса, а не над колесом в рулевой колонке, как в традиционной конструкции. Большинство систем ЦРУ используют рычажную подвеску, которая тянется от нижней части двигателя/рамы к центру переднего колеса. Механизмы центрального рулевого управления сложны и обладают рядом теоретических преимуществ, но на практике часто обеспечивают непредсказуемое ощущение управления из-за люфтов, возникающих в сложных рычагах. Несмотря на то, что у традиционных вилок есть ряд теоретических недостатков, это, с другой стороны, более отработанная и зрелая система.

Отдельное управление, торможение и амортизация

Преимущества использования рулевого управления с центральным узлом вместо более традиционной мотоциклетной вилки заключаются в разделении функций руления, торможения и подвески.

Устранение застывания в амортизаторах

При помощи вилки тормозные усилия передаются на подвеску, что приводит к её сжатию и значительному расходу хода подвески, из-за чего становится крайне сложно справляться с неровностями и другими дорожными препятствиями. При погружении вилки меняется геометрия рулевого управления, делая велосипед более резким в управлении, а ускорение – менее отзывчивым. Кроме того, использование вилки для рулевого управления создает проблемы с трением в подвеске, снижая её эффективность. Рулевые системы с центральным узлом используют рычаг или рычаги на подшипниках, позволяющие колесу перемещаться вверх, что исключает трение даже при торможении. Тормозные усилия могут быть перенаправлены горизонтально вдоль этих рычагов или тяг, отделяя их от вертикальных сил подвески, и даже использованы для компенсации перераспределения веса.

Уменьшенная масса

Длина типичной мотоциклетной вилки означает, что она действует как большой рычаг относительно рулевой колонки, что требует высокой прочности вилки, рулевой колонки и рамы, увеличивая вес мотоцикла.

Соответствующее, но сложное поведение

Рукава обычно образуют некую форму параллелограмма, который сохраняет геометрию рулевого управления во всем диапазоне хода колеса, обеспечивая маневренность и стабильность руления, которых современные вилки достичь не могут. Однако, слабым местом центрального рулевого колеса всегда была обратная связь от руля. В процессе руления обычно задействованы сложные механизмы, что может приводить к люфту, нечеткости или непоследовательности движения руля во всем диапазоне. Развитие новых моделей, как правило, происходит эволюционным путем, а не революционным, и именно это определяет объемы продаж. После стольких лет использования телескопических вилок люди привыкли к определенной управляемости велосипеда и почти ожидают определенных ограничений, а компенсация этих ограничений становится частью опыта. Кроме того, накоплен значительный опыт в области проектирования шасси на основе вилок, который ежегодно направлен на преодоление ограничений за счет технологических усовершенствований существующей системы. Для уменьшения прогиба используются все более толстые трубы вилок, специальные покрытия для снижения трения, а также увеличиваются углы рулевого управления для противодействия клевкам при торможении.

История

Концепция центрального рулевого штурвала очень старая, впервые использованная в 1910 году британской компанией James Cycle Co, а в 1920 году – Ner a Car, и пользовавшаяся популярностью на вторичном рынке в 1970-х годах благодаря работам Джека Дифацио в Великобритании. Mead & Tomkinson Racing первыми применили центральное рулевое управление в гонках на выносливость на мотоциклах на длинные дистанции. Их первая версия "Несси" была оснащена модифицированным трехцилиндровым двигателем Laverda 3C объемом 1000 куб. см, но позже они разработали мотоцикл с двигателем Kawasaki, получивший название Nessie II. В 1980-х годах усилия Томкинсона побудили гоночную команду Elf создать серию мотоциклов для гонок на выносливость и Гран-при. В 1990-х годах последовал всплеск активности: сначала Bimota Tesi 1D в 1991 году, однако она была дорогой и выпускалась ограниченным тиражом. Затем, в 1993 году, Yamaha представила GTS1000, основанную на конструкции RADD Джеймса Паркера. Она участвовала в гонках на острове Мэн, но всегда имела репутацию тяжелой и неуклюжей в управлении. Однако Стивен Линсделл несколько изменил эту репутацию, заняв 8-е место в Формуле-1 ТТ 1994 года, 6-е место в Формуле-1 ТТ 1995 года и 10-е место в 1996 году на своем мотоцикле Flitwick Motorcycles, показав очень конкурентоспособные результаты против заводских машин, таких как Honda RC45. Его прототип, основанный на сильно модифицированной Yamaha GTS1000, был оснащен двигателем Yamaha YZF750 в соответствии с правилами Формулы-1 и достиг скорости 178 миль в час на скоростном участке трассы Sulby. Его средняя скорость, превышающая 117 миль в час на извилистой и холмистой 37,73-мильной уличной трассе, окруженной изгородями и стенами, была весьма уважаемой на международном мероприятии, на машине, построенной в его садовой мастерской в свободное от работы время. Майкл Трифонос также построил прототип на базе системы Defazio, который успешно участвовал в гонках на острове Мэн, заняв 11-е место в Senior TT. Ройс Крисси, дизайнер мотоциклов с вынесенными вперед ногами, является убежденным сторонником центрального рулевого управления. В настоящее время Bimota Tesi 3D, Vyrus 984C3 2V и 985C3 4V – единственные серийные мотоциклы, использующие системы центрального рулевого управления; однако Italjet также применяет центральное рулевое управление на своих скутерах высшего класса. Производители трициклов иногда используют центральное рулевое управление в своих конструкциях, например, GG Duetto. Послепродажная сборка центрального рулевого управления производится шведской компанией ISR Brakes.

Использование на мотоциклах

По состоянию на 2023 год системы рулевого управления с центральной осью встречались лишь на очень небольшом количестве серийных мотоциклов и не показали значительных успехов.

Использование на велосипедах

Грузовые велосипеды с грузовой платформой перед велосипедистом имеют низко расположенную платформу и переднее колесо небольшого диаметра, расположенное перед ней. Обычная вилка и рулевая колонка поднимаются над этой платформой, что часто неудобно при погрузке груза. В 2011 году компания Elian Cycles разработала свой грузовой велосипед "Cargobike" с центральным рулевым управлением, интегрированным в ступицу колеса.