Princip systému řízení automobilu je naštěstí docela jednoduchý, ale jeho účinky jsou zázračné. Existují pouze dva hlavní typy, jeden se nazývá hřeben a pastorek a druhý, recirkulační kulička. První dominuje automobilovému světu, zatímco druhý se vyskytuje v nákladních automobilech a některých těžších autech, jako jsou SUV.
Co musí řídicí systém dělat?
Řídicí systém musí natáčet přední kola ve směru, kterým chcete jet, ale také to musí dělat přesně a bez námahy. K dosažení tohoto posledního cíle používá převody s tím výsledkem, že u většiny systémů stačí k otočení předních kol jen o několik stupňů zleva až doprava asi čtyři otáčky volantu.
Přesný počet otáček volantu se může u jednotlivých vozů lišit, přičemž sportovní vozy obvykle vyžadují méně a rodinné vozy více. Tento vztah síly volantu a odezvy silničního kola se nazývá ‚převod řízení‘.
Vypočítává se vydělením 360 stupňů nebo jednoho úplného otočení volantem počtem stupňů, o které se kola otočí doleva nebo doprava. Pokud se tedy například otočí o 20 stupňů, poměr je 18:1, vyjádřeno jako „18 ku jedné“. Čím nižší je převod, tím rychlejší je odezva řízení a naopak.
Nicméně i na autě s vysokým převodem řízení, které vyžaduje méně úsilí, stále zjistíte, že je téměř nemožné otočit volantem. Proto jsou systémy řízení s posilovačem.
To, že všechno to kroucení působí tak propojeně, je způsobeno tím, jak je konstruován systém řízení a skutečnost, že umožňuje pohyb kol a zavěšení, aniž by jej narušoval.
Jak funguje systém hřebenového řízení?
Hřeben a pastorek je nejběžnějším systémem řízení a preferují jej výrobci automobilů a řidiči, protože je jednoduchý a přímý. Volant otáčí sloupkem řízení, který je připevněn spojkou (nazývanou univerzální kloub), která přenáší pohyb na další hřídel pod ním. Toto uspořádání umožňuje určitou flexibilitu v umístění volantu. Tato druhá hřídel je svým druhým koncem připojena k malému ozubenému kolu, nazývanému pastorek, které zabírá nebo zabírá se zuby ozubeného kola na jedné straně tyče, nazývané „ozubnice“, která k ní probíhá v pravém úhlu napříč. šířka vozu. Podle toho, jakým směrem točíte volantem, se ozubené kolo natáčí hřebenem doleva nebo doprava.
Jak je hřebenový systém připevněn ke kolům?
Pojezdová tyč – také nazývaná spojovací tyč – je umístěna na obou koncích hřebenu. Každá spojovací tyč je připevněna k ramenu řízení, které je připevněno k náboji kola, ke kterému je kolo přišroubováno. Jak se stojan pohybuje, všechna tato spojení zajišťují, že se kola otáčejí dohromady. Klíčem je však vodicí tyč. Je připojen k ramenu řízení pomocí koule a objímky. To dává každé pásové tyči svobodu pohybovat se různými rychlostmi. To je důležité, protože například když auto zatáčí pravou zatáčku, jeho vnitřní kolo je strměji zahnuté než to vnější, které má delší dráhu. Pokud by táhla neumožňovala tento rozdíl v úhlech, auto by v zatáčkách krabatilo.
Jak je to power-assisted?
Většina systémů řízení v moderních autech je s posilovačem. Dominantním systémem je hydraulický posilovač řízení (HPAS). Čerpadlo poháněné motorem automobilu nutí hydraulickou kapalinu ovládat píst umístěný u převodky řízení. V závislosti na tom, jakým směrem točíte volantem, tento píst odpovídajícím způsobem tlačí převodky řízení. Systém ví, jakým směrem otáčíte kolem a jakou silou, protože má torzní tyč, která se při otáčení kola otáčí. Tato tyč je spojena s řídicím ventilem řízení, který se otevírá a zavírá, aby vpustil hydraulickou kapalinu do nádrže, kde působí na píst. Stále více výrobců automobilů však nyní přechází na systémy elektrického posilovače řízení (EPAS). Ty vyžadují k provozu méně energie, takže hrají zásadní roli při snižování spotřeby paliva. Pomoc při řízení zajišťuje malý elektromotor umístěný buď v blízkosti volantu nebo na hřebenu řízení. Dřívější verze byly kritizovány za nedostatek citu, ale moderní systémy používají více senzorů a složitou elektroniku k úpravě podpory řízení a poskytují řidiči větší zpětnou vazbu, pokud jde o zatížení řízení.
Jak funguje systém recirkulačních koulí?
Tento systém je na autech mnohem méně běžný, protože je méně citlivý a komplikovanější než systém hřeben a pastorek. Místo pastorku a hřebenu řízení používá tzv. ‚šnekový převod‘, ke kterému je připojen sloupek řízení. Toto šnekové kolo má na svém vnějšku vyříznutý závit a prochází kovovým blokem zvaným matice, který má na vnitřních stěnách odpovídající závit. Tam, kde zabírají matice a šnekové kolo, kuličková ložiska, určená ke snížení tření a také k zachycení jakékoli vůle při otáčení šnekového kola, procházejí kanály vytvořenými závity nahoru a dolů. Když koule vystupují, jsou směrovány zpět nahoru, což vede ke vzniku termínu „recirkulující koule“. Ořech má také zuby vyříznuté na vnější straně, které zabírají se zuby na jednom konci paže, nazývané Pitmanovo rameno. To je spojeno s táhlem řízení, které má na obou koncích konce spojovací tyče připojené k nábojům kol. Jak se otáčí volant, tak šnekové kolo otáčí maticí, která otáčí Pitmanovým ramenem, které pohybuje táhlem a otáčí kola.
Tento modul dosud pojednával o systémech vozidla odpovědných za napájení vašeho vozu. Nyní je čas seznámit se s údržbou a provozem dalších dvou základních systémů, které vám umožňují ovládat směr jízdy vozidla a spojení s vozovkou. Řízení a odpružení vozu jsou dva odlišné, ale úzce související systémy, které jsou často označovány společně.
- Sloupek řízení
- Převodovka řízení
- Posilovač řízení
- Suspenze
- Poruchy řízení
- Údržba řízení a odpružení
Systém řízení spojuje volant v prostoru pro cestující s předními koly vozidla. Rotační síla, kterou působíte na volant uvnitř vozu, se přenáší dolů po sloupku řízení a převádí se na otočný pohyb, který otáčí kola vozidla doleva nebo doprava a nasměruje vozidlo přes vozovku. Systém odpružení zahrnuje pneumatiky, pružiny, tlumiče a spojovací prvky, které spolupracují na udržení pevného spojení mezi koly a vozovkou. Umožňuje také relativní pohyb mezi vozidlem a koly, aby byl zajištěn hladší zážitek z jízdy.
Pojďme se ponořit trochu hlouběji do součástí systémů řízení a odpružení, abychom zjistili, jak spolupracují, aby vám udržely kontrolu nad vozidlem.
Sloupek řízení
Volant vašeho vozidla je připojen k přední nápravě automobilu pomocí dlouhé kovové hřídele nazývané sloupek řízení. V dřívějších silničních vozidlech byl sloupek řízení v podstatě pevný kovový sloup. Pokud dojde k čelní srážce vozidla s jednodílným sloupkem řízení, může dojít k nabodnutí řidiče na sloupek řízení. Z tohoto důvodu jsou moderní vozidla stavěna s teleskopickými sloupky řízení, které se v případě čelního nárazu zhroutí do sebe (jako dalekohled).
Samotný sloupek řízení je odolný proti opotřebení a poškození, i když se mohou vyskytnout problémy s ozubenými koly a ložisky umístěnými ve sloupku řízení nebo v mechanismu spojujícím sloupek s přední nápravou. Neobvyklé zvuky a odpor při otáčení volantem jsou běžné známky problému ve sloupku řízení.
Převodovka řízení
Převodový mechanismus spojuje základnu sloupku řízení s přední nápravou vozidla. Systém ozubených kol a pastorků se nejčastěji používá v malých až středně velkých autech, i když jiné konstrukce převodovky řízení lze nalézt ve starších nebo větších vozidlech. Úkolem převodového mechanismu je převést rotační pohyb volantu na boční pohyb v nápravě, aby se kola natáčela. Také snižuje množství pohybu volantu nutného k natočení kol do požadovaného úhlu. Předtím, než takové systémy existovaly, měly vozy extrémně velké volanty, které se připojovaly přímo k přední nápravě a vyžadovaly velké úsilí při zatáčení.
V systému hřeben a pastorek je k základně sloupku řízení připevněno kruhové pastorkové kolo lemované zuby. Zuby na pastorku se zamykají do řady zubů na vodorovném hřebenu, který se na obou koncích připojuje k předním kolům. Když se volant otáčí, pastorek posouvá hřeben do strany a natáčí přední kola doleva nebo doprava.
Posilovač řízení
Všechna nová vozidla (a většina moderních automobilů vyrobených za posledních několik desetiletí) jsou vybavena systémem posilovače řízení. Systém posilovače řízení obsahuje hydraulický píst a motor poháněný motorem vozidla, který dodává hlavní část energie potřebné k otáčení kol vozu. Posilovač řízení snižuje fyzickou zátěž řidiče a umožňuje snadné změny směru malými, jemnými otáčkami volantu. Před posilovačem vyžadovalo otáčení volantem u těžších vozidel značnou fyzickou sílu.
Hydraulické čerpadlo posilovače řízení vašeho vozidla závisí na provozu kapaliny. Pokud netěsnost v systému způsobí pokles hladiny kapaliny posilovače řízení, vaše řízení může ztížit a hůře reagovat. Většina vozidel vyžaduje výměnu kapaliny posilovače řízení přibližně každé čtyři roky nebo každých 30,000 XNUMX ujetých mil. Doporučenou frekvenci výměny vašeho vozu naleznete v příručce majitele vozidla. Výměnu kapaliny posilovače řízení by měl provádět pouze kvalifikovaný mechanik, protože je důležité, aby byl proces proveden správně.
Suspenze
Systém zavěšení předních kol vozidla je přímo propojen se systémem řízení. Tyto dva mechanismy musí fungovat v harmonii, aby řidič mohl udržet kontrolu nad vozidlem. Zatímco systém řízení je zodpovědný za řízení vozidla, odpružení má tři hlavní úkoly:
- Podpora vozidla
- Absorbuje sílu nárazu z výmolů, hrbolů a nerovných povrchů vozovky
- Umožnit systému řízení přiměřeně reagovat na podněty řidiče, zejména udržováním trakce mezi pneumatikami a vozovkou
Většina moderních vozidel je vybavena systémem odpružení vzpěr, který se skládá ze dvou součástí: pružin a tlumičů. Jiné systémy odpružení také používají pružiny a tlumiče, i když jsou umístěny samostatně. V systému odpružení pomocí vzpěry běží válcový tlumič nárazů dolů uprostřed spirálovité pružiny, která spojuje nosič kol s karoserií vozidla, vedle každého kola. Úkolem pružiny je nést váhu vozidla a zároveň zajistit, aby se hladce pohybovalo přes velké nerovnosti a poklesy na vozovce. Tlumič slouží k rušení vibrací, které by se jinak přenášely do prostoru pro cestující, a zabraňuje poskakování vozidla na pružinách po nerovnostech na vozovce.
Zatímco většina „akce“ v odpružení vašeho vozu se odehrává v pružinách a tlumičích, systém také zahrnuje kola a pneumatiky plus různé klouby, ložiska a spojovací články, které jej spojují s hřebenem řízení. V průběhu času budou tyto součásti podléhat opotřebení a nakonec bude nutné je vyměnit.
Poruchy řízení
Pokud si všimnete jakýchkoli nesrovnalostí v ovládání svého vozidla, může to být tím, že se opotřebuje nebo nefunguje jedna z komponentů řízení nebo zavěšení. Možná budete schopni zjistit, co je špatně, na základě těchto běžných příznaků poruchy:
Údržba řízení a odpružení
Většinu hlavních úkolů údržby řízení a zavěšení musí provádět mechanik. Uživatelská příručka vašeho vozidla bude podrobně obsahovat doporučenou frekvenci pro každou servisní činnost. Obvykle to zahrnuje:
Kromě zde uvedených úkolů můžete pomoci udržet systém řízení a odpružení v bezpečném provozním stavu tím, že se budete starat o pneumatiky vozidla. Udržování správného tlaku v pneumatikách a výměna pneumatik, když se běhoun opotřebuje, je zásadní. V opačném případě nebudou všechny ostatní aspekty systému řízení a odpružení schopny efektivně fungovat a řízení vozidla se může stát nebezpečným.
Složili byste dnes řidičské zkoušky?
Zjistěte to v našem bezplatném kvízu!
