Wspomaganie kierownicy – jak zbudowany jest układ hydrauliczny i jak działa?

Dziś, właściwie poza autami do jazdy po torze wyścigowym, nie wyobrażamy sobie samochodu bez wspomagania kierownicy. Jednak jeszcze niedawno nie było to wcale oczywiste. Na szczęście technologia stale się rozwija i ułatwia życie nam, kierowcom. Jak to się dzieje, że kierownica obraca się tak lekko?

Wszyscy znają opowieść o tym, jak wielkie trzeba było mieć bicepsy, aby jeździć po mieście Polonezem bez wspomagania. Cóż, wspomaganie kierownicy trafiło do wyposażenia tego modelu dopiero pod koniec jego produkcji. Jednak jest też kilka znacznie nowszych samochodów, w których wspomaganie było opcją. Na przykład Volkswagen Polo, którego najuboższe wersje były go pozbawione. Podobnie z Astrą II w wersji Start. Tego typu wersje często zamawiane były przez starszych kierowców, przyzwyczajonych do braku udogodnień i tym samym poszukujących wersji najprostszych.

Dziś brak wspomagania w samochodach cywilnych rzadko się zdarza. Dotyczy głównie aut bardzo małych, w których dzięki jego braku w podstawowej wersji można użyć marketingowo atrakcyjnej ceny podstawowej. Tak jest np. w niedawno przez nas testowanej Škodzie Citigo. W odmianie Easy wspomaganie występuje jedynie za dopłatą. Trzeba jednak przyznać, że w tak niewielkich pojazdach kręcenie kierownicą bez wspomagania nie jest jeszcze tak trudne. Problem dotyczy ciężkich aut z przednim napędem. W przypadku takiego rodzaju napędu podczas skręcania trzeba poruszyć także np. przegubami. Jeśli nie pamiętacie, jak to jest, to postarajcie się skręcić kierownicą przy wyłączonym silniku.

Drugą grupą pojazdów niemających wspomagania są auta wyczynowo-sportowe. Dlaczego? To proste – wspomaganie kierownicy zwiększa złożoność konstrukcji i ciężar. W dodatku hydrauliczne zabiera cenną moc, a elektryczne może powodować gorsze wyczucie pracy układu kierowniczego.

Jednak w większości aut, którymi poruszamy się na co dzień, wspomaganie kierownicy jest bardzo potrzebne. Nie tylko ułatwia kręcenie kierownicą podczas parkowania, ale także pośrednio wpływa na bezpieczeństwo. W układach bez wspomagania odpowiednio szybkie i sprawne poruszanie kierownicą w sytuacji zagrożenia może być utrudnione i dla wielu osób wręcz niemożliwe.

Układy wspomagania kierownicy można podzielić na trzy rodzaje: pneumatyczne, hydrauliczne i elektryczne. To pierwsze występuje jedynie w autach ciężarowych i niektórych dostawczych, dlatego daruję sobie jego dokładniejszy opis. Znacznie częściej stosowane są wspomagania hydrauliczne i elektryczne.

Wspomaganie hydrauliczne kierownicy to cały układ hydrauliczny oparty na pompie hydraulicznej. Pompa pracuje przez cały czas, niezależnie od tego, czy kierownica jest skręcana, czy nie. Zawór ciśnieniowy pozwala utrzymać wysokie ciśnienie niezależnie od obrotów silnika. W nowszych układach wspomagań hydraulicznych za sprawą zastosowania zaworów, które przepuszczają płyn zależnie od prędkości jazdy, uzyskuje się zmniejszenie ciśnienia w układzie wspomagania  i twardszą pracę kierownicy. To ostatnie pozwala lepiej wyczuć auto podczas szybkiej jazdy.

fot. e-autonaprawa.pl

Jeśli mowa o wadach układu wspomagania hydraulicznego, to na pewno jest nim zwiększone zużycie paliwa. Mowa o wartościach do 0,5 l/100 km. Dzieje się tak, ponieważ pompa układu musi być w jakiś sposób napędzana. Pobieranie potrzebnej energii powoduje też pewną stratę mocy silnika, odczuwalną jednak jedynie w niewielkich samochodach.

Pewną wadą jest również to, że w przypadku nagłej awarii, np. zerwania paska, układ nagle przestaje być wspomagany, co może mieć przykre konsekwencje podczas jazdy.

Jak wygląda typowa pompa układu wspomagania? Jest napędzana paskiem klinowym lub wielorowkowym. W środku znajduje się wirnik, który obraca się na łopatkach. Dopasowanie do korpusu zapewnia wirnik i wysokie ciśnienie płynu hydraulicznego.

fot. e-autonaprawa.pl

Pompa hydrauliczna jest sercem układu. W razie awarii zazwyczaj oddaje się ją do regeneracji lub wymienia. Polecane jest zwłaszcza to drugie rozwiązanie ze względu na dużą precyzję wykonania i niezbędny prawie sterylny montaż. W warunkach warsztatowych trudno przeprowadzić poprawną regenerację. Jeśli już chcemy pompę regenerować, to tylko w wyspecjalizowanych zakładach gwarantujących poprawny montaż i kontrolę po złożeniu.

Oprócz pompy hydraulicznej klasycznie rozumiany układ wspomagania hydraulicznego składa się z pojemnika płynu roboczego, układu sterującego oraz siłownika współpracującego z mechanizmem zwrotnicznym. Układ sterujący reaguje na kręcenie kierownicą przez kierowcę.

Aktywne układy kierownicze – jak to działa?Aktywne układy kierownicze - jak to działa?Stałe przełożenie układu kierowniczego oraz stała siła wspomagania powoli przechodzą do historii. Dziś coraz więcej aut wyposażanych jest w aktywne układy kierownicze. Jak to działa?

Zmniejszenie siły potrzebnej do kręcenia kierownicą realizowane może być na kilka sposobów. Jednym z nich jest konstrukcja śrubowa z obiegiem kulek. Śruba umieszczona jest na wale kierownicy i podczas jego obracania powoduje poosiowy ruch nakrętki. Ten ruch nakrętki jest przekazywany mechanicznie na koło zębate osadzone w jednej osi z ramieniem przekładni. Rozwiązanie polega na tym, że nakrętka jest również częścią układu wspomagania. Zawór uruchamiany poprzez skręt kół kieruje ciśnienie płynu hydraulicznego na jedną lub drugą stronę, wspomagając obracanie nakrętki. Dzięki temu układ po wykonaniu skrętu samoczynnie powraca do pozycji wyjściowej.

Innym przykładem może być przekładnia zębatkowa ze wspomaganiem hydraulicznym. Wtedy listwa zębata jest połączona z tłokiem przesuwającym się po cylindrze siłownika. Zawór steruje pracą układu tak, aby płyn o odpowiednim ciśnieniu był doprowadzany na odpowiednią stronę tłoka.

Przekładnia zębatkowa zwana potocznie maglownicą

Przekładnia zębatkowa zwana potocznie maglownicą

Ciekawym rozwiązaniem jest montowany w pompie zawór z grzybkiem. Jego głównym zadaniem jest utrzymanie założonego przez projektantów wydatku objętościowego oraz utrzymywanie prawidłowego ciśnienia w układzie wspomagania. Grzybek zastosowany jest po to, aby zwiększyć masę ruchomych elementów zaworu. Dzięki temu ten umieszczony między sprężyną a kulką zawór ma niższe wartości drgań własnych, co sprawia, że podczas pracy nie wydaje przykrych dla ucha dźwięków.

Regeneracja przekładni kierowniczej w praktyce 

Już niedługo napiszę więcej o najpopularniejszych dziś elektrycznych i elektrohydraulicznych układach wspomagania.

Regulamin komentowania

  • zdichu peja

    Zajebiste są te wasze artykuły :) Pozdrawiam

  • http://profile.yahoo.com/IXEBYGMDVAKK7EH55XK7S2CZ2Q Damian

    Przepraszam bardzo, Ja uczyłem się jazdy sam na Polonezie 1.4GLI 113KM i był to pierwszy przed zdobyciem prawka samochód jakim jeździłem po ulicach, i do k*rwy nędzy co wydoneigo macie że nimo znaczka BMW. też lubię BMW ale on prowadzi się równie zajebiście co E36 a do tego opór kierki jest w ch** lepszy, a na autostradzie mam panowanie nad autem a nei jak przy wspomaganiu że tylko widze jak auto skręca anie czuje (volvo 940 przy ~160km/h)
    PS.Sory ale jak widzę “Wszyscy znają opowieść o tym, jak wielkie trzeba było mieć bicepsy, aby jeździć po mieście Polonezem bez wspomagania” to mnie krew zalewa…

  • Jozek

    Dobra robota, teraz czekam na kolejny epizod – o wspomaganiu elektrycznynym.

    =========

    Wygraj gadżety od Mitsubishi. Nakręć film w WRC3.

    http://pvv.pl/298

  • tomee

    Na temat jest tylko jedno, absolutnie nic nie wyjasniajace zdanie: “Układ sterujący reaguje na kręcenie kierownicą przez kierowcę.”. Po co rozwodzic sie nad technikaliami rozwiazan zmiennej sily wspomagania, skoro autor nie wyjasnil, JAK w ogole to wspomaganie dziala?

    • Ewpa1

      nie wyjaśnił, ponieważ sam nie rozumie zasady działania rozdzielacza obrotowego.

  • masakra

    lol, wspomaganie? Sproboj przekrecic gwaltownie kierownice o 200 stopni na sniegu zeby dac kontre. Powodzenia.