Jak funguje mechanismus hřebenového řízení automobilu?

Systém řízení (SRU) je soubor mechanismů, které umožňují řidiči natáčet kola požadovaným směrem a ovládat směr pohybu vozu. Spolu s brzdovým systémem tvoří řídicí systém vozidla. Konstrukční vlastnosti a stav řídicího systému přímo ovlivňují ovladatelnost vozidla.

Řídicí zařízení

CRU je založeno na následujících prvcích:

• volant (volant) – zařízení ve tvaru kruhu, které umožňuje nastavit směr pohybu vozidla k vozidlu. Do volantu vozidel jsou zabudovány také přední airbagy, multimediální zařízení, ovládání audia, ovládání tempomatu a ovládání recirkulace vzduchu. Od roku 1984 se na vozy montují volanty (první vozy měly místo nich páky). Volant je spojen se sloupkem přes náboj. Ovládání volantu lze provádět různými způsoby – mechanicky (pomocí hřebene, z páru „šroub-matice“ – těmto aspektům se budeme věnovat později při zvažování typů řídicích systémů), hydraulicky (u modelů s hydraulické posilovače), prostřednictvím elektroniky.
• Sloupek řízení – mechanismus ve formě hřídele, určený především k přenosu točivého momentu z volantu na mechanismus řízení. Mezi funkce reproduktoru patří také předcházení riziku krádeže vozidla. Na sloupku je namontován spínač zapalování, směrová světla, ovládací mechanismy osvětlení a stěračů čelního skla, spínač směrových světel sloupku řízení a tlumič nárazů při jízdě na nerovném povrchu vozovky.
• Mechanismus řízení (převodovka). Provádí několik důležitých úkolů najednou: zvyšuje sílu, kterou řidič působí na volant, a vrací jej do neutrální polohy, když je odstraněn náklad, čímž přenáší sílu na pohon.
• Kormidelní zařízení. Potřebné k přenosu síly z mechanismu řízení na čepy řízení kol. Montážní komponenty, spojovací tyče, páky a koncovky. Trakce funguje jako spojovací článek mezi volantem, sloupkem a koly. Díky ní se náraz na volant změní přímo na otáčky kol. Koncovka táhla (ložisko + kulový čep + botka) zodpovídá za správný úhel natočení hnacích kol a ovladatelnost vozidla.
• Snímač točivého momentu. Umožňuje vysoce přesné a objektivní měření točivého momentu.
• Zesilovač. Umožňuje snížit svalovou námahu řidiče vyvíjenou na kolo. Odkazuje na volitelná zařízení řízení pro osobní automobily. Ale u traktorů a nákladních aut je to povinná součást.

Na obrázku vidíte i hnací hřídel. Okruh řízení nelze posuzovat izolovaně. Je však důležité pochopit, že toto je již prvek přenosu.

Modernizace SRU

SRU se neustále zdokonaluje. Práce na vylepšení reproduktorů a zesilovačů probíhají obzvláště produktivně. Například firma Bosch se velmi aktivně podílí na vylepšování sloupků řízení. Neustále pracujeme na zlepšování ergonomie a funkcí zařízení.

Výrobce dokázal poskytnout řidiči zejména možnost plynule nastavovat polohu volantu v náklonu a výšce. Mezi významné výhody moderních sloupů společnosti patří nulová vůle, stejně jako speciální mechanismus pro kontrolu deformace v případě nehody (to výrazně zvyšuje udržovatelnost sloupu; jednotku lze obnovit bez vážných nákladů a ztrát času ).

Velká pozornost je věnována elektricky ovládaným řešením zaměřeným na velká zatížení (obzvláště relevantní pro užitková vozidla). Zařízení mají přitom neustále další. funkcí. Počínaje automatickou kalibrací do paměti polohy sloupce.
;

Typy řízení

Nejběžnější klasifikace je založena na typu převodovky nainstalované na autě:

1. Hřeben a pastorek. Oblíbené u osobních vozů s nezávislým zavěšením. Majitele vozidla zaujme vysokou účinností, nízkou cenou, malými rozměry, jednoduchým designem (samotný volant + hřeben řízení pohánějící hřeben, střední a boční tyče a hrot). Navíc, pokud jedete po nerovné vozovce, je snadné „razit“ nárazy přímo na volant. Mezi běžné poruchy patří zvuky klepání ve stojanu. Problém je částečně (ale ne zcela) vyřešen u modelů s hřebenem a pastorkem s tlumiči namontovanými mezi skříně hřebenu řízení a tyče. Tak je možné tlumit vibrace. Volant lze zesílit mechanicky (u starých aut) nebo pomocí hydrauliky a elektroniky (relevantní pro moderní vozidla).

2. Červ. Konstrukce kombinuje hřídel, dvojnožku (páku) a klikovou skříň. K dvojnožce je připevněn váleček. Ve spodní části hřídele je namontován šnek. Dvojice šneku a válečku je vždy v síti. Když řidič otočí volantem, váleček se začne pohybovat podél zubů šneku, v tomto okamžiku se také otáčí hřídel dvojnožky. Translační pohyb se přenáší na kola a pohon. Vozy vybavené šnekovým převodem jsou ovladatelné a při jízdě na špatných silnicích nejsou žádné problémy. Nejčastěji se toto řešení nachází ve starých nákladních vozidlech, autobusech a také v řadě osobních automobilů se závislým odpružením Vzhledem k tomu, že řídicí jednotka má velké množství připojení, je nutné pravidelné seřizování. Není to moc pohodlné. Řeč přitom není levná, je tak náročná na výrobu.

3. Šroub. Ve skutečnosti se jedná o pokročilejší verzi červa. Je zde i kolejiště. Ke spuštění mechanismu je však nutná dobře fungující týmová práce „šroub-matice“. V niti jsou kuličky. Fyzicky tedy místo tření při spuštění mechanismu začíná rolování. Při změně směru šroub pohne maticí, hřeben vychýlí sektor a také se vychýlí dvojnožka a tyče řízení.

SRU s mechanismem typu „šroub-kulová matice“ se již dlouho montují hlavně na luxusní automobily, stejně jako autobusy a nákladní automobily. Moderní výrobci však výrazně rozšířili rozsah aplikací takového mechanismu. Je funkční, pohodlný a zároveň nenáročný na údržbu.

V závislosti na řešených úkolech může být řízení osobního nebo nákladního automobilu:

• Aktivní (AFS nebo Active Front Steering) a dynamické. Řešení umožňuje zohlednit aktuální rychlost, úhel natočení na kluzké vozovce a v závislosti na nich upravit převodový poměr. V AFS se nastavení provádí pomocí planetové převodovky, v dynamickém SRU – vlnovým přenosem. Dynamic RC je snadné najít na Audi, aktivní RC na BMW.

• Adaptivní (DAS nebo Direct Adaptive Steering). Řešení umožňuje snadné manévrování při nízkých rychlostech (velmi cenné, když řidič parkuje) a při vyšších rychlostech plynulou jízdu, aniž by bylo cítit tuhé spojení mezi volantem vozu a jeho koly. SRU se skutečně přizpůsobuje individuálním požadavkům a dopravním podmínkám. K dosažení výsledku pomáhají snímače síly kol a snímač úhlu natočení volantu. Systém je aktivně nainstalován na Infiniti.

• Servotwin. Integrované elektrohydraulické řešení. Určeno pro cílené řízení zadní nápravy. Zaměřeno na zlepšení manévrování těžkých vozidel (nákladní automobily, autobusy s širokým rozvorem). Točivý moment SRU se přizpůsobuje rychlosti vozidla a v případě náhlých poryvů větru se upravuje poloha volantu. Vývojář řešení je Bosch. Zároveň je adaptabilní pro vozidla různých výrobců. Včetně je možné modernizovat dříve vyráběné autobusy a nákladní vozy. Servotwin má lane assist. Tento asistent vás chrání před rizikem vybočení z jízdního pruhu a v pomalém provozu s takovým systémem řízení je snadné udržovat bezpečnou vzdálenost od vozidla jedoucího před vámi.

Někdy se Servotwin nazývá také adaptivní SRU. Ale stále častěji, když mluvíme jednoduše o adaptivním řízení, mají na mysli oblíbené řešení DAS pro osobní vozy a Servotwin pro užitková vozidla je zařazen do samostatné kategorie.

Typy posilovačů řízení

Řídicí systém může být vybaven hydraulickými a elektrickými zesilovači:

• Hydraulické. Skládají se z převodovky, hydraulického válce a šoupátka. Designy prověřené desetiletími. Poskytněte rychlou odpověď. Zároveň vyžadují pozornost při údržbě: je důležité neustále sledovat hladinu pracovní kapaliny.
• Elektrický. Nejprogresivnější možnost a nejpřesnější úprava nastavení. Není potřeba řídit kapalinu, jako je tomu u hydraulických konstrukcí. V praxi se obzvláště osvědčily elektrické zesilovače se servopohony. Taková řešení umožňují nejen snížit svalové úsilí, ale také snížit spotřebu paliva. Nejvhodnější varianta pro SUV a malá nákladní vozidla.
• Elektrohydraulické zesilovače. Jedná se o kombinované systémy. Hydraulika je zapojena, ale je poháněna akcí, nikoli spalovacím motorem. Vhodné pro užitková vozidla, včetně velkých vozidel.

Levostranné nebo pravostranné řízení?

V zemích s pravostranným provozem (většina z nich) je volant namontován vlevo, s levostranným řízením (Velká Británie, Kypr, Malta, Irsko, Japonsko, Singapur, Japonsko, Indie, Srí Lanka, Indonésie , Thajsko, Malajsie, Maledivy, Východní Timor, Bangladéš, Brunej, Macao, Pákistán a některé další) – vpravo.

Zároveň existuje samostatná kategorie majitelů aut, kteří i přes to, že žijí v zemích s pravostranným řízením, preferují pouze auta s pravostranným řízením (a naopak).

Výhody pravostranného řízení (při jízdě v zemích s pravostranným provozem) a levostranného řízení (při jízdě v levostranném provozu) jsou následující:

• V hustém provozu je pohodlnější udělat zatáčku.
• Obrubník je lépe vidět, když řidič parkuje.
• Specifika řízení osobního automobilu v tomto případě poskytuje ideální podmínky pro výjezd řidiče na chodník.

Výrazným „úlovkem“ jsou světlomety. Pokud si koupíte auto s pravostranným řízením pro zemi s pravostranným provozem, pak je třeba vyměnit a seřídit světlomety. V opačném případě je nezpochybnitelný fakt, že při jízdě v noci „oslepíte“ ostatní řidiče. STK ve většině zemí v tomto případě v zásadě neprojdete.

Přesunout se budou muset i stěrače. Původně byly výrobci navrženy pro levý a pravý směr, s výjimkou pouze některých vozidel se symetrickými stěrači (například některé modely Mercedes-Benz).

Nastavení

Aby se zvýšila bezpečnost jízdy a snížilo zatížení paží a zad řidiče, je nutné seřídit mechanismy řízení vozidla. Nastavení může být mechanické nebo elektronické.

Nejčastěji se upravuje sklon volantu. Nastavení umožňuje řidiči dosáhnout nejergonomičtější a nejpohodlnější polohy.

Nejoblíbenější možností je mechanický mechanismus nastavení úhlu volantu se spodním závěsem. Skládá se ze zarážek, konzoly a zajišťovacího šroubu.

Zátky se otáčejí. Když je páka v zajištěné poloze, výstupky dorazů jsou proti sobě, vzniká axiální síla a konzola sloupku je pevná. Když je páka v odjištěné poloze, jsou výstupky jedné ze zarážek v poloze přesně proti prohlubním druhé zarážky.

Velmi oblíbený je také mechanický mechanismus pro nastavení výšky volantu. Seřízení se provádí díky společné práci posuvné hřídele, zajišťovacího čepu a zajišťovacích klínů.

Blokovací klíny mění polohu při otáčení páky. Když je páka zajištěna, zajišťovací klíny zajišťují posuvnou hřídel v požadované poloze. Při odblokování páky se mezi posuvnou hřídelí a zajišťovacími klíny objeví volný prostor, což vytváří ideální podmínky pro pohyb hřídele po ose.

Z hlediska elektrického nastavování je nejvýhodnější kombinovaná řešení pro současné nastavení úhlu sklonu a výšky pomocí servopohonu.

Pro řidiče je nastavení velmi jednoduché. Stačí stisknout tlačítka „Nahoru“ a „Dolů“. Proto, i když řešení není nejlevnější, je velmi oblíbené.

Závažné poruchy

Běžné poruchy SRU:

• opotřebení kloubu konce tyče,
• prokluzování hnacího řemenu čerpadla posilovače řízení,
• ztráta těsnosti PM,
• zničení ložiska hřídele,
• uvolnění upevňovacích prvků.

Poruchy se projevují klepáním, tlučením nebo zvýšenou vůlí volantu, hlukem v zesilovači a únikem pracovní kapaliny (u hydraulických řídicích jednotek).

Nejčastějšími opatřeními, která provádějí servisní technici na čerpacích stanicích, když jsou zjištěny problémy s řídicím systémem, je výměna táhla (nebo celé táhla), botky a kapaliny posilovače řízení. Často může být také potřeba opravit čerpadlo posilovače řízení, hřeben a převodovku.

Na platformě ELECTUDE je k dispozici speciální elektronický školicí program, který je věnován systému řízení. Tréninkové moduly jsou zaměřeny na základní úroveň školení a umožňují pochopit principy fungování systému, seznámit se s lichoběžníkem řízení, hydraulickými a elektrickými zesilovači a pochopit rozdíl mezi systémy přímého a nepřímého řízení.