Πώς οδηγούνται τα σύγχρονα αυτοκίνητα;
Οι περισσότεροι άνθρωποι που έχουν μείνει μέσα σε ένα αυτοκίνητο είναι εξοικειωμένοι με το τιμόνι και τη χρήση του. Οι περισσότεροι άνθρωποι που έχουν βγει από αυτοκίνητο είναι εξοικειωμένοι με τους μπροστινούς τροχούς και το γεγονός ότι μπορούν να στρίψουν προς τα αριστερά ή προς τα δεξιά. Λίγοι άνθρωποι γνωρίζουν πραγματικά πώς συνδέονται το τιμόνι και οι μπροστινοί τροχοί, και ακόμη λιγότεροι γνωρίζουν την ακριβή μηχανική που απαιτείται για να κατασκευαστεί μια σύγχρονη λαβή αυτοκινήτου τόσο προβλέψιμα και με συνέπεια. Λοιπόν, τι τα κάνει όλα να λειτουργούν;
Από πάνω προς τα κάτω
Τα σύγχρονα οχήματα χρησιμοποιούν ένα σύστημα διεύθυνσης που ονομάζεται διεύθυνση με rack and pinion.
Το τιμόνι βρίσκεται μπροστά από το κάθισμα του οδηγού και είναι υπεύθυνο για την ενημέρωση του οδηγού για το τι κάνουν οι τροχοί και επίσης επιτρέπει στον οδηγό να ελέγχει ποια κατεύθυνση δείχνουν οι τροχοί γυρίζοντας τον τροχό. Διατίθενται σε πολλά σχήματα και μεγέθη, και μερικά περιλαμβάνουν αερόσακους και χειριστήρια για άλλα συστήματα οχημάτων.
Ένας άξονας, που ονομάζεται σωστά άξονας τιμονιού, περνά από το τιμόνι μέσα από το τείχος προστασίας του αυτοκινήτου. Πολλά νέα αυτοκίνητα έχουν άξονες τιμονιού που σπάνε σε περίπτωση ατυχήματος, αποτρέποντας σοβαρό τραυματισμό του οδηγού.
Σε αυτό το σημείο, σε ένα όχημα με υδραυλικό υδραυλικό τιμόνι, ο άξονας του τιμονιού εισέρχεται απευθείας στην περιστροφική βαλβίδα. Η περιστροφική βαλβίδα ανοίγει και κλείνει καθώς περιστρέφεται για να επιτρέψει στο υδραυλικό υγρό υπό πίεση να βοηθήσει τον άξονα του τιμονιού να στρίψει το γρανάζι του πινιόν. Αυτό διευκολύνει πολύ το χειρισμό, ειδικά σε χαμηλές ταχύτητες και όταν είναι σταματημένο.
- Το υδραυλικό υδραυλικό τιμόνι χρησιμοποιεί μια υδραυλική αντλία που κινείται από έναν ιμάντα συνδεδεμένο με τον κινητήρα του οχήματος. Η αντλία πιέζει το υδραυλικό υγρό και οι υδραυλικές γραμμές περνούν από την αντλία σε μια περιστροφική βαλβίδα στη βάση του άξονα διεύθυνσης. Πολλοί οδηγοί προτιμούν αυτόν τον τύπο υδραυλικού τιμονιού, τόσο για την πρακτικότητά του όσο και για την ανατροφοδότηση που δίνει στον οδηγό. Για το λόγο αυτό, τα περισσότερα σπορ αυτοκίνητα χρησιμοποιούν υδραυλικό υδραυλικό τιμόνι ή καθόλου εδώ και δεκαετίες. Ωστόσο, οι πρόσφατες εξελίξεις στο ηλεκτρικό σύστημα διεύθυνσης έχουν εγκαινιάσει μια νέα εποχή σπορ αυτοκινήτων με ηλεκτρικό τιμόνι.
Εάν το όχημα έχει εγκαταστήσει έναν ηλεκτροκινητήρα κατά μήκος του άξονα του τιμονιού, το όχημα είναι εξοπλισμένο με ηλεκτρικό υδραυλικό τιμόνι. Αυτό το σύστημα παρέχει μεγάλη ευελιξία στην επιλογή του σημείου εγκατάστασης του ηλεκτροκινητήρα, καθιστώντας τον ιδανικό για την εκ των υστέρων τοποθέτηση παλαιότερων οχημάτων. Αυτό το σύστημα επίσης δεν απαιτεί υδραυλική αντλία.
- Το ηλεκτρικό υδραυλικό τιμόνι χρησιμοποιεί έναν ηλεκτρικό κινητήρα για να βοηθήσει να στρίψει είτε τον άξονα του τιμονιού είτε το γρανάζι του πινιόν. Ένας αισθητήρας κατά μήκος του άξονα του τιμονιού καθορίζει πόσο δυνατά ο οδηγός γυρίζει το τιμόνι και μερικές φορές καθορίζει επίσης πόση δύναμη ασκήθηκε για να στρίψει το τιμόνι (γνωστή ως ευαισθησία ταχύτητας). Στη συνέχεια, ο υπολογιστής του αυτοκινήτου επεξεργάζεται αυτά τα δεδομένα και εφαρμόζει την κατάλληλη δύναμη στον ηλεκτροκινητήρα για να βοηθήσει τον οδηγό να κατευθύνει το αυτοκίνητο εν ριπή οφθαλμού. Αν και αυτό το σύστημα είναι πιο καθαρό και απαιτεί λιγότερη συντήρηση από ένα υδραυλικό σύστημα, πολλοί οδηγοί λένε ότι το ηλεκτρικό υδραυλικό τιμόνι αισθάνεται υπερβολικά ακατάλληλο και μπορεί να βοηθήσει πάρα πολύ σε πολλές περιπτώσεις. Ωστόσο, τα ηλεκτρικά συστήματα διεύθυνσης βελτιώνονται με κάθε έτος μοντέλου, επομένως αυτή η φήμη αλλάζει.
Εάν δεν υπάρχει τίποτα στο άκρο του άξονα του τιμονιού εκτός από το γρανάζι μετάδοσης κίνησης, τότε το αυτοκίνητο δεν διαθέτει υδραυλικό τιμόνι. Το γρανάζι βρίσκεται πάνω από τη βάση του τιμονιού.
- Η σχάρα τιμονιού είναι μια μακριά μεταλλική ράβδος που εκτείνεται παράλληλα με τον μπροστινό άξονα. Τα δόντια, διατεταγμένα σε ευθεία γραμμή κατά μήκος της κορυφής του ράφι, ευθυγραμμίζονται τέλεια με τα δόντια του γραναζιού κίνησης. Το κιβώτιο ταχυτήτων περιστρέφεται και μετακινεί τη βάση του τιμονιού οριζόντια αριστερά και δεξιά ανάμεσα στους μπροστινούς τροχούς. Αυτό το συγκρότημα είναι υπεύθυνο για τη μετατροπή της περιστροφικής ενέργειας του τιμονιού σε αριστερή και δεξιά κίνηση, χρήσιμη για την παράλληλη κίνηση των δύο τροχών. Το μέγεθος του γραναζιού του πινιόν σε σχέση με τη σχάρα τιμονιού καθορίζει πόσες στροφές του τιμονιού χρειάζονται για να στρίψει το αυτοκίνητο ένα συγκεκριμένο ποσό. Μικρότερη ταχύτητα σημαίνει ελαφρύτερη περιστροφή του τροχού, αλλά περισσότερες στροφές για να κάνουν τους τροχούς να στρίβουν μέχρι τέρμα.
Οι ράβδοι δεσίματος κάθονται και στα δύο άκρα της σχάρας τιμονιού
- Οι δεσμοί είναι μακριά, λεπτά συνδετικά κομμάτια που χρειάζεται μόνο να είναι πολύ δυνατά όταν πιέζονται ή τραβιούνται. Μια δύναμη σε διαφορετική γωνία θα μπορούσε εύκολα να λυγίσει τη ράβδο.
Οι ράβδοι σύνδεσης συνδέονται με την άρθρωση του τιμονιού και στις δύο πλευρές και οι αρθρώσεις του τιμονιού ελέγχουν τους τροχούς ώστε να στρίβουν αριστερά και δεξιά σε σειρά.
Αυτό που πρέπει να θυμάστε σχετικά με το σύστημα διεύθυνσης είναι ότι δεν είναι το μόνο σύστημα στο αυτοκίνητο που πρέπει να οδηγείται με ακρίβεια με ταχύτητα. Το σύστημα ανάρτησης κάνει επίσης αρκετή κίνηση, πράγμα που σημαίνει ότι ένα περιστρεφόμενο αυτοκίνητο που περνά πάνω από μια ανώμαλη επιφάνεια είναι καλύτερα να μπορεί να μετακινεί τους μπροστινούς τροχούς πλάι-πλάι και πάνω και κάτω ταυτόχρονα. Εδώ μπαίνουν οι σφαιρικές αρθρώσεις. Αυτή η άρθρωση μοιάζει με σφαιρική άρθρωση στον ανθρώπινο σκελετό. Αυτό το εξάρτημα παρέχει ελεύθερη κίνηση, επιτρέποντας σε πολύ δυναμικά συστήματα διεύθυνσης και ανάρτησης να λειτουργούν παράλληλα.
Συντήρηση και άλλες ανησυχίες
Με τόσες πολλές κινήσεις για έλεγχο υπό πολλή δύναμη, το σύστημα διεύθυνσης μπορεί πραγματικά να χτυπήσει. Τα εξαρτήματα έχουν σχεδιαστεί για να υποστηρίζουν το βάρος ενός αυτοκινήτου που στρίβει απότομα στην τελική ταχύτητα. Όταν κάτι τελικά αποτυγχάνει και πάει στραβά, συνήθως οφείλεται σε μακροχρόνια φθορά. Ισχυρές κρούσεις ή συγκρούσεις μπορούν επίσης να σπάσουν τα εξαρτήματα πιο αισθητά. Μια σπασμένη ράβδος μπορεί να κάνει τον έναν τροχό να στρίψει και ο άλλος να παραμείνει ίσιος, κάτι που είναι πολύ κακό σενάριο. Μια φθαρμένη σφαιρική άρθρωση μπορεί να τρίζει και να κάνει το τιμόνι λίγο αδέξιο. Κάθε φορά που παρουσιάζεται κάποιο πρόβλημα, φροντίστε να το ελέγχετε αμέσως για να διασφαλίσετε την ασφάλεια του οχήματος και την ικανότητα οδήγησης.
