Układ kierowniczy w samochodzie. Budowa, rodzaje i zasada działania
Spis treści:
Rodzaje mechanizmów kierowniczych
Wspomaganie układu kierowniczego
Najczęstsze usterki układu kierowniczego
Co to jest układ kierowniczy?
Działanie układu kierowniczego dla każdego kierowcy jest niemal intuicyjne. Warto jednak mieć świadomość, w jaki sposób koło kierownicy oddziałuje na koła samochodu. Bezpieczne i komfortowe prowadzenie pojazdu wymaga od układu nie tylko precyzji oraz niezawodności, ale i pewnej przewidywalności. Dzięki temu kierowca może wykonywać manewry bardzo szybko, np. podczas awaryjnego omijania przeszkody.
Czym dokładnie jest układ kierowniczy? Wiemy już, że jest to jeden z najważniejszych systemów, jednak nie każdy kierowca ma świadomość, jakie stoją przed nim zadania. Służy nie tylko do zmiany kierunku jazdy za pomocą kierownicy. Zespół mechanizmów układu kierowniczego dba również o to, aby pojazd utrzymywał stały kierunek jazdy na wprost, nawet po wypuszczeniu kierownicy z rąk. Dzięki odpowiedniej geometrii zawieszenia i konstrukcji układu koła, te są również automatycznie prostowane podczas wychodzenia z zakrętów. To cechy, które mocno wpływają na bezpieczeństwo prowadzenia pojazdu.
Oprócz tego od układu kierowniczego wymaga się, aby jego poszczególne elementy nie przenosiły niechcianych wibracji na kierownicę. Na kierownicy nie powinny być wyczuwalne uderzenia i szarpnięcia wywołane przejazdem przez nierówności drogi. Wpływu na odczucia kierowcy i stabilność toru jazdy nie mogą mieć także pionowe ruchy koła. Sprawny układ kierowniczy powinien działać płynnie, z jednostajnym oporem w całym zakresie ruchu obrotowego. Wyjątkiem jest sytuacja, w której siła wspomagania regulowana jest umyślnie, zależnie od prędkości samochodu.
Układ kierowniczy – budowa
Z jakich elementów składa się układ kierowniczy? Podstawowym elementem układu jest kierownica, która połączona jest z kolumną kierownicy. W standardowych rozwiązaniach kolumna kierownicza składa się dwuczęściowego wału połączonego przegubem krzyżakowym. Taka konstrukcja zwiększa bezpieczeństwo kierowcy, bo po zderzeniu czołowym kolumna składa się i nie wpada do wnętrza pojazdu. Plusem jest też mniejszy rozmiar układu. We współczesnych samochodach kolumna jest połączona z kołem kierownicy za pomocą układu umożliwiającego regulację kierownicy.
W procesie przenoszenia obrotu kierownicy na koła skrętne bierze udział również ramię kierownicze. Ramię oddziałuje bezpośrednio na drążek kierowniczy i inicjuje pożądany przez kierownicę skręt kół. Odpowiadającym za to elementem układu kierowniczego jest przekładnia kierownicza i jej obudowa. Mechanizm zwrotniczy to zespół różnych elementów prowadzących koła, m.in. dźwignie, cięgna, drążki kierownicze czy zwrotnice.
Rodzaje mechanizmów kierowniczych
Istnieją różne rodzaje układów kierowniczych, ale ich podstawowe elementy są podobne. Sama przekładnia, zwana również maglownicą, to najczęściej przekładnia zębatkowa. Ruch listwy spowodowany obracającym się kołem zębatym przekłada ruch kierownicy na skręt. Przekładnia śrubowa wykorzystuje do tego śrubę, natomiast stosowana w starszych pojazdach przekładnia ślimakowa i globoidalna – ślimaka o różnej średnicy. Cały mechanizm zapewnia pożądany przez kierowcę skręt kół, a także dba o odpowiednie prowadzenie kół przedniej osi.
Poszczególne typy mechanizmów kierowniczych dostosowane są do różnego rodzaju napędów lub pojazdów. Przekładnie wykorzystujące listwę zębatą stosuje się głównie w przednionapędowych samochodach osobowych. Auta ciężarowe oraz te z napędem na tył wyposażane są natomiast w przekładnie ślimakowe lub śrubowo-kulkowe, w których ruch przekładni podczas skręcania kół ma charakter kątowy. Taki skład układu kierowniczego jest mniej precyzyjny, ale ma najmniejsze opory ruchu. Z tego względu przekładnie ślimakowe stosowane są również w samochodach bez wspomagania kierownicy.
Wspomaganie układu kierowniczego
Dziś trudno wyobrazić sobie samochód bez wspomagania kierownicy. Taki mechanizm kierowniczy samochodu stosowany jest obecnie nawet w małych autach miejskich. Schemat popularnych układów z hydraulicznym wspomaganiem jest stosunkowo skomplikowany. Układ wspomagania wymaga bowiem zastosowania pompy wspomagania, która za pomocą rozdzielacza i tłoków wspomaga manewr skrętu.
Innym sposobem na wspomaganie skrętu przednich kół jest zastosowanie elektrycznego wspomagania. W tym przypadku ruchy kierownicą wspierane są poprzez silnik elektryczny. Ma to tę zaletę, że możliwa jest płynna regulacja siły wspomagania, w zależności od prędkości samochodu. W prawidłowo działającym układzie kierowniczym wspomaganym elektrycznie możliwy jest obrót kierownicą przy użyciu jednego palca. Z drugiej strony kierownica może się usztywniać podczas jazdy autostradą, co poprawia precyzję prowadzenia auta.
Najczęstsze usterki układu kierowniczego
Szarpanie podczas skręcania połączone z drganiami kierownicy mogą wskazywać na awarię układu kierowniczego. W zależności od budowy układu kierowniczego może wystąpić wiele usterek, z czego najpopularniejsze to:
- zużycie końcówki drążka kierowniczego,
- luzy maglownicy odczuwalne na kierownicy,
- uszkodzenie pompy wspomagania lub niewłaściwy naciąg paska,
- wycieki płynu hydraulicznego.
Naprawa układu kierowniczego
Objawy awarii części układu kierowniczego nie zawsze są jednoznaczne. Drgania kierownicy mogą być wynikiem zapowietrzenia układu lub usterką innego układu. Podobne objawy mogą wynikać z kiepskiego stanu drążków kierowniczych, usterki zawieszenia lub nieprawidłowej geometrii. Jeśli więc auto ściąga lub prowadzi się nieprecyzyjnie, najlepiej udać się do serwisu. Weryfikacja układu kierowniczego nie jest trudna i doświadczony mechanik wychwyci usterkę bardzo szybko. Plusem jest też to, że naprawa układu kierowniczego zazwyczaj nie należy do najdroższych. Czasem wystarczy skasować luzy, odpowietrzyć układ lub wymienić uszczelki, by przywrócić układ do pełnej sprawności.
