Jak działają układy kierownicze oraz ich wspomaganie?

Zacząć trzeba od samej definicji układu kierowniczego, co tak naprawdę się na niego składa i za co jest odpowiedzialny. Otóż, jest to element auta, który odpowiada za kierunek jazdy. Za jego pośrednictwem jest przenoszony obrót kierownicy na koła skrętne. Składa się z mechanizmu zwrotniczego – zespół dźwigni i cięgien łączących koła i zapewniający ich odpowiednie ustawienie względem siebie podczas skrętu – oraz kierowniczego – zespół, który uruchamia mechanizm zwrotniczy poprzez działanie odpowiedniej siły na koło kierownicy. Zadanie jakie są stawiane przed układem kierowniczym to:

- samoczynny powrót kół do kierunku jazdy na wprost po skręcie, oraz utrzymywanie go mimo działania sił bocznych, na które kierowca nie ma wpływu.

- utrzymanie kierunku jazdy nawet w sytuacji, kiedy koła najeżdżają na nierówności drogi.

- tłumienie drgań wywołanych przez nierówności nawierzchni.

- możliwość łatwego i skutecznego kierowania samochodem przy działaniu możliwie niewielkiej siły na kierownicę.

Zobacz też: Jak samodzielnie smarować miejsca wymagające smarowania w układzie kierowniczym, zawieszenia i hamulcowym?

Mechanizm zwrotniczy – odpowiadający za skręcanie kół można podzielić na dwa rodzaje w zależności od tego z jakim zawieszeniem pracuje. W przypadku zawieszenia zależnego w jego skład wchodzą: zwrotnica z dźwigniami osadzonymi na sztywnej osi, poprzeczny drążek kierowniczy łączący dźwignie zwrotnic, dźwignia kierownicza osadzona sztywno w jednej ze zwrotnic oraz podłużny drążek kierowniczy łączący dźwignię kierowniczą z ramieniem kierownicy. Natomiast różnice w przypadku zawieszenia niezależnego to: brak podłużnego drążka kierowniczego i dźwigni kierowniczej, poprzeczny drążek kierowniczy jest niejednolity i składa się drążka środkowego i dwóch drążków bocznych. Ramię kierownicze jest połączone bezpośrednio z drążkiem środkowym.

Mechanizm kierowniczy – odpowiada za przekazanie ruchu koła kierownicy do mechanizmu zwrotniczego. W jego skład wchodzą: koło kierownicy, przekładnia kierownicza, obudowa przekładni kierowniczej, ramię kierownicze oraz wał kierownicy.

Zasada działania układu kierowniczego – gdy zaczynamy kręcić kołem kierownicy razem z nią kręci się też jej wał, poprzez przekładnię kierowniczą ruch zostaje przekazany do ramienia kierowniczego i dalej na mechanizm zwrotniczy. W przypadku zawieszenia niezależnego ramię kierownicze działa bezpośrednio na środkowy drążek kierowniczy, przesuwając go w prawo lub lewo, a ten z kolei za pośrednictwem bocznych drążków i dźwigni powoduje obrót zwrotnic. Jeśli mamy zawieszenie zależne to ramię kierownicze ciągnie lub popycha podłużny drążek kierowniczy. Ten z kolei za pośrednictwem dźwigni kierowniczej powoduje obrót zwrotnicy. Jednocześnie dźwignia zwrotnicy za pośrednictwem poprzecznego drążka kierowniczego powoduje obrót drugiej zwrotnicy.

Zobacz też: Jak modyfikować układ kierowniczy do sportu?

W skład układu kierowniczego może też wchodzić jego wspomaganie. Od wielu lat jest to podstawowe wyposażenie wszystkich samochodów dostępnych na rynku, ponieważ bardzo ułatwia prowadzenie i komfort jazdy. Takiego systemu nie posiadają jednak samochody startujące we wszelkiego typu wyścigach torowych, gdyż kierowcy uważają to za zbędny ciężar i daje mniejszą możliwość „wyczucia” pojazdu.

W układzie wspomagania kierownicy siła z jaką działamy na kierownicę nie służy do pokonania oporu kół, lecz uruchamia układ sterujący siłownikiem odpowiedzialny za skręt. W samochodach osobowych są stosowane trzy rodzaje wspomagania:

Hydrauliczny – pompa wspomagania, w której po przez napędzanie silnikiem wzrasta ciśnienie pomaga w ruchach kierownicą.

Elektryczny - podczas ruchów kierownicą po przez czujniki zostaje uruchamiany silnik elektryczny spełniający główne zadanie.

Hydrauliczno – elektryczny – silnik elektryczny napędza pompę wspomagania.

Zobacz też: Obciążone auto: czy prowadzi się inaczej?

W samochodach produkowanych obecnie najczęściej stosuje się wspomaganie elektryczne z tego względu, że jest prostsze w budowie i lżejsze niż rozwiązanie hydrauliczne. Natomiast w samochodach ciężarowych oraz autobusach montowane są układy pneumatyczne.