Le auto hanno il volante, ma le biciclette avere il manubrio. Perché? E perché le ruote? C'è così tanta varietà nelle auto, quindi perché le case automobilistiche non ravvivano le cose con il "volante" quadrato o triangolare?
Perché i volanti sono rotondi? Ecco 4 semplici motivi per cui i volanti sono rotondi:
Simmetria
Fisica
Comfort
Sicurezza
Spiegheremo anche ciascuno di questi in modo più dettagliato e ti guideremo anche verso alcune altre opzioni che sono state provate per girare un'auto nella direzione in cui vogliamo che ci porti.
Navigazione Rapida Simmetria del Movimento La Fisica Dietro il VolanteIl Sistema Pignone e CremaglieraIl Sistema Scatola Sterzo La SicurezzaComfortAltre Tipologie di SterzoManubri Sterzo a TimoneVolanti QuadratiLinea di Fondo
La sola simmetria del movimento è una delle ragioni principali per cui i volanti sono rotondi. Per non parlare del comfort e quantofacile è guidare con un volante rotondo. Ma per rendere le cose ancora più semplici, il volante è perfettamente bilanciato per il funzionamento, il che significa che ci vuole la stessa quantità di forza per spostare la ruota da qualsiasi punto della ruota, rispetto a qualsiasi altra forma. Qualsiasi altra forma per un braccio oscillante comporterebbe uno sbilanciamento nella distribuzione del peso degli stessi comandi di sterzo. Un quadrato dispositivo sarebbe scomodo da controllare e limiterebbe il posizionamento delle mani sui comandi dello sterzo. Una forma triangolare comporterebbe sempre una posizione di guida scomoda. Con un cerchio, puoi mettere le mani dove vuoi e avere ancora spazio per muoverti. La forma del cerchio facilita il parcheggio e possibile. Qualsiasi altra configurazione renderebbe difficile il parcheggio e la guida in retromarcia. Immagina di provare a parcheggiare in parallelo con una "ruota" quadrata. Molti di noi non avrebbero mai superato un esame di guida. In questo video puoi vedere come il guidatore può girare facilmente il volante e apportare correzioni con relativa facilità. Gli ingegneri usano il cerchio per ottenere la coppia massima da un singolo punto di rotazione. La coppia dal volante arriva dove l'angolo è tra il punto di forza e l'asse rispetto alla linea di energia. L'unico modo per massimizzare la coppia in tutti i punti ottimali è usare un cerchio. Con un cerchio, un veicolo può avere una coppia costante a tutti gli angoli di movimento. Amardip Ghodichor, Senior Engineer presso Hella India Automotive, spiega questa teoria qui. Esistono due diversi tipi di sistemi di sterzo che consentono a un veicolo di sterzare in modo appropriato, comprese quelle piacevoli inversioni a U che tutti controllano al momento dell'acquisto di un'auto nuova:Il sistema pignone e cremagliera e il sistema del cambio . Entrambi i sistemi utilizzano leve e angoli per girare le ruote nella posizione corretta per la destinazione prevista. Il sistema pignone e cremagliera funziona avendo un piantone dello sterzo collegato a un giunto cardanico. Il giunto cardanico fa in modo che il volante possa rimanere in un posto senza doverlo spostare lateralmente per sterzare. C'è un perno nella parte inferiore delle connessioni del piantone dello sterzo che sono collegate a un rack. Quando la ruota viene girata, il pignone fa girare la cremagliera , che spinge o tira le ruote nella direzione in cui devono andare per effettuare la svolta. Il sistema della scatola dello sterzo funziona posizionando il piantone dello sterzo all'interno di un cambio, che contiene un'asta con una spirale tagliata al suo interno, e un perno che gira con il volante. Quando giri la ruota, il meccanismo ruota il piolo, che fa girare la ruota. All'inizio di questo video puoi vedere il funzionamento di base di come funziona la scatola del servosterzo. Il design circolare di un volante offre all'operatore il controllo sull'intero veicolo e tempo per reagire ai movimenti improvvisi della strada. Grazie al design circolare del volante, puoi afferrare il volante in qualsiasi posizione e ci vuole la stessa quantità di forza e la stessa distanza di rotazione per girare il veicolo. Se un conducente ha bisogno di spostarsi improvvisamente su una corsia, può svolgere questo compito con il sforzo minimo , e il movimento è sempre lo stesso. In caso di incidente, non ci sono angoli acuti che possono causare una foratura nella zona addominale dell'operatore. Con un quadrato, un triangolo o un ottagono, è presente la possibilità di lacerazioni o punture addominali durante un incidente. Per non parlare del fatto che diventerebbe piuttosto difficile sterzare e mantenere un movimento in avanti costante con qualsiasi altra sagoma.
Il cerchio permette che avvenga il movimento relativo alla forma del corpo umano in posizione seduta. Indipendentemente dalle dimensioni o dalla forma dell'operatore che si mette al volante, il movimento, il movimento e la sensibilità sono sempre gli stessi. Se il peso di qualcuno non ha ancora raggiunto la sua altezza, il volante è ancora abbastanza comodo da poter essere regolato per la guida. Il posizionamento delle mani è fondamentale quando si cerca di trovare il punto perfetto per guidare. Che siano le 10 e le 2 (o le 9 e 3 attualmente consigliate) o anche le 8 e le 4, l'unico modo in cui tutte queste combinazioni sono possibili è con un volante rotondo. Immagina di provare a trovare il 9 e il 3 su un "volante" triangolare. I volanti rotondi non sono l'unico modo per girare un'auto. Ecco alcuni altri modi che sono stati provati.
Le prime automobili utilizzavano una leva dello sterzo in stile Timone come una forma di spedizione per guidare un timone. La leva dovrebbe essere spinta nella direzione opposta alla corsa prevista . La leva viene spinta a destra, le ruote gireranno e il veicolo girerebbe a sinistra. Con un volante, l'operatore gira il volante nella direzione in cui desidera andare. Alcuni produttori hanno utilizzato il design dello sterzo del timone all'inizio del 1900 in Inghilterra. La società Rauch e Lang Carriage è stata una delle ultime aziende ad abbandonare lo sterzo a barra a favore dell'utilizzo del volante. Le autoscale utilizzano lo sterzo a barra per controllare il rimorchio dove la scala è collegata al rimorchio. Le piccole biciclette reclinate utilizzano anche il sistema di sterzo a barra con una persona seduta quasi sdraiata all'interno della Bicicletta con la leva posizionata tra le gambe che sale al torace del ciclista. Il vagone rosso utilizza anche lo sterzo a barra e scooter per disabili. Trike e veicoli a 4 ruote utilizzano lo sterzo a barra per controllare il veicolo. Altri veicoli usano ancora il timone come metodo efficace per governare la nave. Si tratta per lo più di veicoli lenti o veicoli telecomandati.
Dato che siamo abituati ai manubri di bici e moto, perché non usarli per le auto? Motociclette e altri veicoli leggeri utilizzano il manubrio invece del volante poiché non c'è molto da fare per girare la bici , che può essere facilmente controllato dal manubrio. Con un grande veicolo a quattro ruote, il manubrio diventerebbe troppo difficile per controllare l'auto a velocità più elevate; quindi, è necessaria la leva, o un sistema a pignone e cremagliera, che richiede una ruota. Inoltre, se un'auto aveva il manubrio, puoi girare le maniglie solo fino a quando il cruscotto ti consente. Non è possibile che tu possa mai fare una svolta di 90 gradi con un cruscotto di mezzo. Tuttavia, ciò non significa che qualcuno non abbia provato a costruire un'auto con il manubrio. Guarda questa immagine. Ogni tanto, un produttore prova qualcosa di diverso. Chrysler ha utilizzato una "ruota" squadrata nella sua Plymouth Fury del 1960-1964. La casa automobilistica britannica ha provato qualcosa che ha chiamato "quartic" per i suoi modelli Austin Allegro 1978-1982. Neanche quello ha funzionato. Per vedere le immagini di quelli e di alcune altre strane variazioni, segui questo link. Anche se un giorno le auto potessero essere guidate da qualche altro meccanismo, siamo stati così abituati a chiamarle "volanti" sterzanti che pensiamo che saranno sempre chiamate così. 
La fisica dietro al volante
Il sistema pignone e cremagliera
Il sistema di sterzo
Sicurezza
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Volanti quadrati
Linea inferiore
