От резинового мяча до электрической мембраны: как работает гудок?

Они издают звуки, и не без оснований: гудки используются для предупреждения об опасности и её предотвращения. Принцип действия изменился со времён конного экипажа, но не так уж сильно. В электромобилях наряду с гудком теперь используется другая система звукового оповещения.

Едва ли найдется в автомобиле такая же незаметная, но при этом столь же обязательная и универсальная техническая деталь, как гудок. Будь то малолитражка или грузовик, классическая машина или электромобиль, короткий, пронзительный сигнал — неотъемлемая часть любого автомобиля.

Их блестящая карьера началась задолго до триумфа автомобиля. Даже во времена конных экипажей водители полагались на звуковые сигналы, чтобы предупреждать пешеходов или другие транспортные средства. С появлением первых автомобилей около 1900 года потребность в эффективных устройствах оповещения возросла. Автомобили были быстрее конных экипажей, но всё ещё достаточно тихими, чтобы застать других участников дорожного движения врасплох.

Первые автомобильные гудки представляли собой механические резиновые шарики, которые работали аналогично гудкам, установленным на некоторых современных детских велосипедах. При нажатии на резиновый шарик воздух пропускается через металлический язычок, создавая характерный «гудящий» звук. В период с 1900 по 1910 год такие шарики также широко использовались на автомобилях.

Электромеханические гудки примерно с 1910 года

В то же время разрабатывались первые электрические системы. Примерно в 1910 году на рынке появились электромеханические гудки, которые быстро стали стандартом. Их преимуществом была прочность и простота эксплуатации.

Клаксон имел огромный успех. В этой версии внутри находился небольшой электродвигатель, вращающий диск, покрытый шестернями. Этот диск, в свою очередь, вызывал вибрацию металлической мембраны. Двигатель вращался с высокой скоростью, заставляя мембрану издавать мощный, вибрирующий звук. В зависимости от оборотов двигателя этот звук мог быть довольно низким, хриплым и «визжащим». Звуковой сигнал усиливал этот звук, создавая знаменитое «Ахуга». Этот тип гудка получил широкое распространение с появлением Ford Model T и Ford Model A, которые доминировали на улицах США в период с 1910 по 1930 год.

С 1920-х годов появились и первые пневматические гудки. Однако они чаще применялись в коммерческих автомобилях, грузовиках, автобусах и поездах, поскольку были мощнее и слышны на расстоянии. Поначалу они были редкостью в обычных автомобилях из-за отсутствия источника сжатого воздуха. С появлением пневматических тормозных систем на тяжёлых грузовиках и автобусах пневматические гудки стали стандартом.

Позднее были разработаны небольшие компактные электрические компрессорные гудки для автомобилей. По сути, это мини-компрессоры, работающие от аккумулятора и издающие один или несколько гудков. Этот тип гудков, обычно обладающий весьма характерным звуком, какое-то время был популярен в спортивных и роскошных автомобилях. Позже эта технология нашла своих поклонников и в сфере тюнинга.

Электромагнитные рупоры с диафрагмой 1920-х годов

Первые электромагнитные гудки с диафрагмой появились в 1920-х годах. Они были дешевле и компактнее ранних клаксонов. В отличие от клаксонов, у них не было электродвигателя, что делало их менее подверженными износу. Этот тип гудков считался стандартным на протяжении десятилетий. Практически в каждом современном автомобиле установлен такой 12-вольтовый электрический гудок с диафрагмой.

Внутри такого рожка находится катушка, которая при прохождении тока генерирует магнитное поле. Оно притягивает подпружиненный якорь (металлическую пластину). Якорь соединён с контактом, который замыкает и размыкает цепь. При притяжении якорь прерывает ток, магнитное поле исчезает, и пружина втягивает якорь, снова замыкая цепь. По сути, якорь очень быстро колеблется вперёд и назад, вызывая вибрацию прикреплённой к нему мембраны. Это создаёт тон, который усиливается корпусом рожка и передаётся наружу. Это создаёт характерный звук, который мы звукоподражательно называем «тёёт» или «тут».

Звуковой сигнал давно является обязательным для автомобилей практически во всех странах. Его основная функция остаётся неизменной: привлекать внимание и предотвращать опасные ситуации. Тот факт, что в повседневной жизни его часто используют не по назначению, чтобы выразить нетерпение или разочарование, отчасти объясняет его неоднозначную роль в дорожном движении.

Дополнительная система акустического оповещения для электромобилей

Помимо звукового сигнала, в электромобилях появилась ещё одна система акустического оповещения. Поскольку эти автомобили малошумны на низких скоростях, для их подачи используются специальные звуки, воспроизводимые через динамики. Эта, как правило, довольно незаметная функция оповещения предусмотрена законодательством ЕС и США.

С появлением систем автономного вождения и беспилотных автомобилей можно было бы подумать, что звуковой сигнал станет менее важным. Если автомобили смогут двигаться самостоятельно, поддерживать безопасную дистанцию ​​и общаться друг с другом, звуковой сигнал предупреждения может стать ненужным. С другой стороны, вероятно, будут смешанные ситуации: автономные и управляемые вручную автомобили, пешеходы, велосипедисты — звуковые сигналы предупреждения останутся важными для всех этих участников дорожного движения в будущем.

Вполне возможно, что в будущем гудок станет «умнее», например, станет тише в жилых районах или будет точнее направлять сигнал на обнаруженную опасность. Поэтому полный запрет гудка представляется маловероятным.