Cum se conduc mașinile moderne?
Majoritatea oamenilor care au fost în interiorul unei mașini sunt familiarizați cu volanul și pentru ce este folosit. Majoritatea oamenilor care au ieșit din mașină sunt familiarizați cu roțile din față și cu faptul că pot întoarce spre stânga sau dreapta. Puțini oameni știu de fapt cum sunt conectate volanul și roțile din față și și mai puțini oameni sunt conștienți de ingineria precisă necesară pentru a face mânerul unei mașini moderne atât de previzibil și consecvent. Deci, ce face ca totul să funcționeze?
De sus în jos
Vehiculele moderne folosesc un sistem de direcție numit direcție cu cremalieră și pinion.
Volanul se află în fața scaunului șoferului și este responsabil pentru a oferi șoferului feedback cu privire la ceea ce fac roțile și, de asemenea, îi permite șoferului să controleze direcția în care sunt îndreptate roțile rotind volanul. Ele vin în multe forme și dimensiuni, iar unele includ airbag-uri și comenzi pentru alte sisteme ale vehiculului.
Un arbore, denumit corect arborele de direcție, trece de la volan prin firewall-ul mașinii. Multe mașini noi au arbori de direcție care se rup în cazul unui accident, prevenind rănirea gravă a șoferului.
În acest moment, într-un vehicul cu servodirecție hidraulică, arborele de direcție intră direct în supapa rotativă. Supapa rotativă se deschide și se închide pe măsură ce se rotește pentru a permite fluidului hidraulic presurizat să ajute arborele de direcție la rotirea pinionului. Acest lucru facilitează foarte mult manevrarea, în special la viteze mici și atunci când este oprit.
- Servodirecția hidraulică folosește o pompă hidraulică acționată de o curea conectată la motorul vehiculului. Pompa presurizează fluidul hidraulic, iar conductele hidraulice merg de la pompă la o supapă rotativă de la baza arborelui de direcție. Mulți șoferi preferă acest tip de servodirecție, atât pentru caracterul practic, cât și pentru feedback-ul pe care îl oferă șoferului. Din acest motiv, majoritatea mașinilor sport au folosit servodirecția hidraulică sau deloc de zeci de ani. Cu toate acestea, progresele recente în domeniul servodirecției electrice au inaugurat o nouă eră a mașinilor sport cu servodirecție electrică.
Dacă vehiculul are un motor electric instalat de-a lungul arborelui de direcție, vehiculul este echipat cu servodirecție electrică. Acest sistem oferă o mare flexibilitate în alegerea locului în care să instalați motorul electric, făcându-l ideal pentru modernizarea vehiculelor mai vechi. De asemenea, acest sistem nu necesită o pompă hidraulică.
- Servodirecția electrică folosește un motor electric pentru a ajuta la rotirea directă fie a arborelui de direcție, fie a pinionului. Un senzor de-a lungul arborelui de direcție determină cât de greu întoarce șoferul volanul și, uneori, determină, de asemenea, cât de multă forță a fost aplicată pentru rotirea volanului (cunoscută sub numele de sensibilitate la viteză). Computerul mașinii prelucrează apoi aceste date și aplică forța corespunzătoare motorului electric pentru a ajuta șoferul să conducă mașina cât ai clipi. Deși acest sistem este mai curat și necesită mai puțină întreținere decât un sistem hidraulic, mulți șoferi spun că servodirecția electrică se simte prea îndepărtată și poate ajuta prea mult în multe cazuri. Cu toate acestea, sistemele electrice de servodirecție se îmbunătățesc cu fiecare an de model, așa că această reputație se schimbă.
Dacă nu există nimic la capătul arborelui de direcție în afară de transmisia, atunci mașina nu are servodirecție. Treapta de viteză este situată deasupra cremalierei de direcție.
- Crema de direcție este o bară metalică lungă care rulează paralel cu axa față. Dinții, dispuși în linie dreaptă de-a lungul vârfului cremalierului, se aliniază perfect cu dinții angrenajului de antrenare. Treapta de viteză se rotește și deplasează cremaliera de direcție orizontal la stânga și la dreapta între roțile din față. Acest ansamblu este responsabil pentru transformarea energiei de rotație a volanului în mișcare la stânga și la dreapta, utilă pentru deplasarea celor două roți în paralel. Dimensiunea pinionului în raport cu cremaliera de direcție determină câte rotații ale volanului sunt necesare pentru a întoarce mașina într-o anumită cantitate. Treapta de viteză mai mică înseamnă o rotire mai ușoară a roții, dar mai multe turații pentru a face roțile să se rotească până la capăt.
Tiranții se așează la ambele capete ale suportului de direcție
- Legăturile sunt piese de legătură lungi și subțiri care trebuie să fie foarte puternice doar atunci când sunt apăsate sau trase. O forță la un unghi diferit ar putea îndoi cu ușurință tija.
Tiranții se conectează la articulația de direcție pe ambele părți, iar articulațiile de direcție controlează roțile pentru a vira la stânga și la dreapta în tandem.
Lucrul de reținut despre sistemul de direcție este că nu este singurul sistem din mașină care trebuie condus cu precizie la viteză. Sistemul de suspensie face, de asemenea, destul de multă mișcare, ceea ce înseamnă că o mașină care se întoarce pe o suprafață accidentată este mai bine să poată mișca roțile din față dintr-o parte în alta și în sus și în jos în același timp. Aici intervin articulațiile sferice. Această articulație arată ca o articulație sferică pe scheletul uman. Această componentă oferă mișcare liberă, permițând sistemelor de direcție și suspensii foarte dinamice să funcționeze în tandem.
Întreținere și alte preocupări
Cu atât de multe mișcări de controlat cu multă forță, sistemul de direcție poate primi cu adevărat o lovitură. Piesele sunt proiectate pentru a susține greutatea unei mașini care virează brusc la viteza maximă. Când ceva eșuează în cele din urmă și merge prost, de obicei se datorează uzurii îndelungate. De asemenea, impacturile sau coliziunile puternice pot rupe componente mai vizibil. Un tirant rupt poate face ca o roată să se rotească, iar cealaltă să rămână dreaptă, ceea ce este un scenariu foarte rău. O articulație sferică uzată poate scârțâi și poate face ca direcția să fie un pic neplăcută. Ori de câte ori apare o problemă, asigurați-vă că o verificați imediat pentru a asigura siguranța vehiculului și capacitatea de condus.
