Kako se vozijo sodobni avtomobili?

Večina ljudi, ki so bili v avtomobilu, pozna volan in za kaj se uporablja. Večina ljudi, ki so izstopili iz avtomobila, pozna prednja kolesa in dejstvo, da se lahko obrnejo v levo ali desno. Le malo ljudi dejansko ve, kako sta volan in prednja kolesa povezana, še manj ljudi pa se zaveda natančnega inženiringa, ki je potreben za tako predvidljivo in dosledno upravljanje sodobnega avtomobila. Zakaj torej vse deluje?

Od zgoraj navzdol

Sodobna vozila uporabljajo krmilni sistem, imenovan krmiljenje z zobato letvijo.

• Volan je pred voznikovim sedežem in je odgovoren za to, da vozniku daje povratne informacije o tem, kaj kolesa počnejo, poleg tega pa vozniku omogoča, da z vrtenjem volana nadzoruje, v katero smer so kolesa obrnjena. Na voljo so v številnih oblikah in velikostih, nekateri pa vključujejo zračne blazine in krmilne elemente za druge sisteme vozila.

• Gred, pravilno imenovana krmilna gred, teče od volana skozi požarni zid avtomobila. Številni novi avtomobili imajo krmilne gredi, ki se v primeru nesreče zlomijo in preprečijo resne poškodbe voznika.

• Na tej točki pri vozilu s hidravličnim servo krmiljenjem krmilna gred vstopi neposredno v rotacijski ventil. Vrtljivi ventil se odpira in zapira, ko se vrti, da omogoči hidravlični tekočini pod pritiskom, da pomaga krmilni gredi pri vrtenju zobnika. To zelo olajša upravljanje, zlasti pri nizkih hitrostih in ko se ustavi.

  • Hidravlični servo volan uporablja hidravlično črpalko, ki jo poganja jermen, povezan z motorjem vozila. Črpalka pritiska na hidravlično tekočino in hidravlični vodi tečejo od črpalke do rotacijskega ventila na dnu krmilne gredi. Številni vozniki imajo raje to vrsto servo volana, tako zaradi njegove praktičnosti kot zaradi povratnih informacij, ki jih daje vozniku. Zaradi tega večina športnih avtomobilov že desetletja uporablja hidravlični servo volan ali pa ga sploh ne. Vendar pa je nedavni napredek na področju električnega servo volana začel novo dobo električnih servo krmiljenja športnih avtomobilov.

• Če ima vozilo nameščen elektromotor vzdolž volanske gredi, je vozilo opremljeno z električnim servovolanom. Ta sistem zagotavlja veliko prilagodljivost pri izbiri mesta namestitve elektromotorja, zaradi česar je idealen za naknadno opremljanje starejših vozil. Ta sistem tudi ne potrebuje hidravlične črpalke.

  • Električni servo volan uporablja električni motor, ki pomaga neposredno obračati krmilno gred ali pastorek. Senzor vzdolž volanske gredi določa, kako močno voznik obrača volan, včasih pa tudi določi, koliko sile je bilo uporabljeno za obračanje volana (znano kot občutljivost na hitrost). Avtomobilski računalnik nato obdela te podatke in uporabi ustrezno silo na elektromotor, da vozniku pomaga krmiliti avto, kot bi mignil. Medtem ko je ta sistem čistejši in zahteva manj vzdrževanja kot hidravlični sistem, mnogi vozniki pravijo, da se električni servovolan zdi preveč stran od poti in lahko v mnogih primerih preveč pomaga. Vendar se sistemi električnega servovolana izboljšujejo z vsakim modelnim letom, zato se ta sloves spreminja.

• Če na koncu volanske gredi ni ničesar drugega kot pogonski zobnik, potem avto nima servo volana. Prestava je nameščena nad krmilno letvijo.

  • Krmilna letev je dolga kovinska palica, ki poteka vzporedno s sprednjo osjo. Zobje, razporejeni v ravni črti vzdolž vrha letve, se popolnoma poravnajo z zobmi pogonskega zobnika. Zobnik se vrti in premika krmilno letev vodoravno levo in desno med sprednjima kolesoma. Ta sklop je odgovoren za pretvorbo rotacijske energije volana v gibanje levo in desno, kar je uporabno za vzporedno premikanje obeh koles. Velikost zobnika glede na volansko letev določa, koliko vrtljajev volana potrebuje, da se avtomobil zavrti za določeno količino. Nižja prestava pomeni lažje vrtenje kolesa, vendar več vrtljajev, da se kolesa zavrtijo do konca.

• Vezni drogovi sedijo na obeh koncih krmilne letve

  • Vezice so dolgi, tanki povezovalni deli, ki morajo biti zelo močni le, ko jih pritisnete ali povlečete. Sila pod drugačnim kotom bi zlahka upognila palico.

• Vezni drogovi so povezani s krmilnim členkom na obeh straneh, krmilni členki pa krmilijo zavijanje koles levo in desno v tandemu.

Pri krmilnem sistemu je treba upoštevati, da ni edini sistem v avtomobilu, ki ga je treba voziti natančno pri hitrosti. Sistem vzmetenja prav tako naredi precej gibanja, kar pomeni, da je za obračajoč avto, ki vozi čez neravno površino, bolje, če lahko hkrati premika sprednja kolesa od ene do druge strani ter gor in dol. Tukaj nastopijo kroglični zglobi. Ta sklep izgleda kot kroglični sklep na človeškem okostju. Ta komponenta zagotavlja prosto gibanje, kar omogoča zelo dinamično krmiljenje in sistem vzmetenja, ki delujeta v tandemu.

Vzdrževanje in druge skrbi

S toliko gibi, ki jih je treba nadzorovati pod veliko silo, lahko krmilni sistem resnično prevzame udarec. Deli so zasnovani tako, da podpirajo težo avtomobila, ki močno zavija pri največji hitrosti. Ko nekaj sčasoma odpove in gre narobe, je to običajno posledica dolgotrajne obrabe. Močni udarci ali trki lahko tudi bolj opazno zlomijo komponente. Zlomljena ojnica lahko povzroči, da se eno kolo zavrti, drugo pa ostane ravno, kar je zelo slab scenarij. Obrabljen krogelni zglob lahko škripa in naredi krmiljenje nekoliko nerodno. Kadar koli se pojavi težava, se prepričajte, da ga takoj pregledate, da zagotovite varnost in vozne lastnosti vozila.