Hvernig er nútímabílum ekið?

Flestir sem hafa verið inni í bíl kannast við stýrið og til hvers það er notað. Flestir sem hafa farið út úr bíl kannast við framhjólin og þá staðreynd að þau geta snúið til vinstri eða hægri. Fáir vita í raun hvernig stýri og framhjól eru tengd saman, og enn færri vita af þeirri nákvæmu verkfræði sem þarf til að gera nútímabílinn svo fyrirsjáanlegan og stöðugan. Svo hvað gerir það allt að vinna?

Ofan niður

Nútíma ökutæki nota stýriskerfi sem kallast grind og hjólastýri.

• Stýrið er fyrir framan ökumannssætið og sér um að gefa ökumanni endurgjöf um hvað hjólin eru að gera og gerir ökumanni einnig kleift að stjórna í hvaða átt hjólin vísa með því að snúa hjólinu. Þeir koma í mörgum stærðum og gerðum, og sumir eru með loftpúða og stjórntæki fyrir önnur ökutækiskerfi.

• Skaft, rétt nefnt stýriskaft, liggur frá stýrinu í gegnum eldvegg bílsins. Margir nýir bílar eru með stýriskafti sem brotna við slys og koma í veg fyrir alvarleg meiðsli ökumanns.

• Á þessum tímapunkti, í ökutæki með vökvavökvastýri, fer stýrisskaftið beint inn í snúningsventilinn. Snúningsventillinn opnast og lokar um leið og hann snýst til að leyfa vökvavökva undir þrýstingi að aðstoða stýrisskaftið við að snúa snúningsgírnum. Þetta auðveldar mjög meðhöndlun, sérstaklega á lágum hraða og þegar stöðvað er.

  • Vökvavökvastýri notar vökvadælu sem knúin er áfram af belti sem er tengt við vél ökutækisins. Dælan þrýstir á vökvavökvann og vökvalínurnar liggja frá dælunni að snúningsloka neðst á stýrisskaftinu. Margir ökumenn kjósa þessa tegund af vökvastýri, bæði vegna hagkvæmni og endurgjöf sem hún gefur ökumanninum. Af þessum sökum hafa flestir sportbílar notað vökvastýri eða alls ekki í áratugi. Hins vegar hafa nýlegar framfarir í rafvökvastýri leitt af sér nýtt tímabil rafstýrðra sportbíla.

• Ef ökutækið er með rafmótor uppsettan meðfram stýrisskaftinu í staðinn er ökutækið búið rafstýri. Þetta kerfi veitir mikinn sveigjanleika við að velja hvar á að setja upp rafmótorinn, sem gerir hann tilvalinn til að endurbæta eldri farartæki. Þetta kerfi þarf heldur ekki vökvadælu.

  • Rafknúið vökvastýri notar rafmótor til að hjálpa til við að snúa annaðhvort stýriskaftinu eða snúningshjólinu beint. Skynjari meðfram stýrisskaftinu ákvarðar hversu hart ökumaðurinn er að snúa stýrinu og ákvarðar stundum einnig hversu miklum krafti var beitt til að snúa stýrinu (þekkt sem hraðanæmi). Tölva bílsins vinnur síðan úr þessum gögnum og beitir viðeigandi krafti á rafmótorinn til að hjálpa ökumanni að stýra bílnum á örskotsstundu. Þó að þetta kerfi sé hreinna og krefjist minna viðhalds en vökvakerfi, segja margir ökumenn að rafknúna vökvastýrið finnist of úr vegi og geti hjálpað of mikið í mörgum tilfellum. Hins vegar batnar rafknúið vökvastýri með hverri árgerð, þannig að þetta orðspor er að breytast.

• Ef ekkert er á enda stýrisskaftsins annað en drifbúnaðurinn, þá er bíllinn ekki með vökvastýri. Gírbúnaðurinn er staðsettur fyrir ofan stýrisgrind.

  • Stýrisgrindin er löng málmstöng sem liggur samsíða framásnum. Tennurnar, raðað í beinni línu meðfram efri hluta grindarinnar, passa fullkomlega við tönn drifbúnaðarins. Gírinn snýst og færir stýrisgrindina lárétt til vinstri og hægri á milli framhjólanna. Þessi samsetning er ábyrg fyrir því að breyta snúningsorku stýrisins í vinstri og hægri hreyfingu, gagnlegt til að færa hjólin tvö samhliða. Stærð tannhjólsins miðað við stýrisgrind ræður hversu marga snúninga á stýrinu þarf til að snúa bílnum ákveðnu magni. Minni gír þýðir léttari snúning á hjólinu, en meiri snúning til að fá hjólin til að snúast alla leið.

• Bindastangir sitja á báðum endum stýrisgrindarinnar

  • Bind eru löng, þunn tengistykki sem þurfa aðeins að vera mjög sterk þegar ýtt er á eða togað í þær. Kraftur í öðru horni gæti auðveldlega beygt stöngina.

• Jafnstangirnar tengjast stýrishnúi báðum megin og stýrishnúar stjórna hjólunum til að beygja til vinstri og hægri í takt.

Það sem þarf að hafa í huga varðandi stýrikerfið er að það er ekki eina kerfið í bílnum sem þarf að keyra nákvæmlega á hraða. Fjöðrunarkerfið gerir líka talsverða hreyfingu sem gerir það að verkum að bíll sem beygir sig yfir holótt yfirborð er betra að geta fært framhjólin hlið til hlið og upp og niður á sama tíma. Þetta er þar sem kúluliðir koma inn. Þessi liður lítur út eins og kúluliði á beinagrind mannsins. Þessi hluti veitir frjálsa hreyfingu, sem gerir mjög kraftmikið stýris- og fjöðrunarkerfi kleift að vinna saman.

Viðhald og aðrar áhyggjur

Með svo mörgum hreyfingum til að stjórna með miklum krafti getur stýrikerfið virkilega tekið á sig högg. Hlutarnir eru hannaðir til að bera þyngd bíls sem snýst hratt á hámarkshraða. Þegar eitthvað bilar að lokum og fer úrskeiðis er það venjulega vegna langvarandi slits. Sterk högg eða árekstrar geta einnig brotið íhluti meira áberandi. Brotinn bindistangur getur valdið því að annað hjólið snýst og hitt haldist beint, sem er mjög slæm atburðarás. Slitinn kúluliður getur tísta og gert stýrið svolítið klunnalegt. Alltaf þegar vandamál koma upp, vertu viss um að láta athuga það strax til að tryggja öryggi ökutækis og aksturshæfni.