Hvordan kjøres moderne biler?
De fleste som har vært inne i en bil er kjent med rattet og hva det brukes til. De fleste som har vært ute av en bil er kjent med forhjul og det faktum at de kan svinge til venstre eller høyre. Få mennesker vet faktisk hvordan rattet og forhjulene henger sammen, og enda færre mennesker er klar over den nøyaktige konstruksjonen som kreves for å lage en moderne bil så forutsigbart og konsekvent. Så hva gjør at det hele fungerer?
Øverst og ned
Moderne kjøretøy bruker et styresystem som kalles tannstangstyring.
Rattet er foran førersetet og er ansvarlig for å gi føreren tilbakemelding på hva hjulene gjør, og lar også føreren kontrollere hvilken retning hjulene peker ved å vri på hjulet. De kommer i mange former og størrelser, og noen inkluderer kollisjonsputer og kontroller for andre kjøretøysystemer.
En aksel, riktig kalt rattakselen, går fra rattet gjennom bilens brannmur. Mange nye biler har styreaksler som ryker ved en ulykke, og forhindrer alvorlig skade på sjåføren.
På dette tidspunktet, i et kjøretøy med hydraulisk servostyring, går styreakselen direkte inn i rotasjonsventilen. Den roterende ventilen åpnes og lukkes når den roterer for å la trykksatt hydraulikkvæske hjelpe rattakselen med å dreie pinjonghjulet. Dette letter håndteringen betydelig, spesielt ved lave hastigheter og ved stopp.
- Hydraulisk servostyring bruker en hydraulisk pumpe drevet av et belte koblet til kjøretøyets motor. Pumpen setter hydraulikkvæsken under trykk og hydraulikkledningene går fra pumpen til en roterende ventil ved bunnen av styreakselen. Mange sjåfører foretrekker denne typen servostyring, både for dens praktiske funksjon og for tilbakemeldingene den gir sjåføren. Av denne grunn har de fleste sportsbiler brukt hydraulisk servostyring eller ikke i det hele tatt på flere tiår. Nylige fremskritt innen elektrisk servostyring har imidlertid innledet en ny æra av elektrisk servostyring sportsbiler.
Hvis kjøretøyet i stedet har en elektrisk motor installert langs styreakselen, er kjøretøyet utstyrt med elektrisk servostyring. Dette systemet gir stor fleksibilitet i valg av hvor den elektriske motoren skal installeres, noe som gjør den ideell for ettermontering av eldre kjøretøy. Dette systemet krever heller ikke en hydraulisk pumpe.
- Elektrisk servostyring bruker en elektrisk motor for å hjelpe til med å dreie enten styreakselen eller tannhjulet direkte. En sensor langs rattakselen bestemmer hvor hardt sjåføren dreier rattet, og noen ganger bestemmer også hvor mye kraft som ble brukt for å dreie rattet (kjent som hastighetsfølsomhet). Bilens datamaskin behandler deretter disse dataene og bruker passende kraft på den elektriske motoren for å hjelpe sjåføren med å styre bilen på et øyeblikk. Selv om dette systemet er renere og krever mindre vedlikehold enn et hydraulisk system, sier mange sjåfører at den elektriske servostyringen føles for ute av veien og kan hjelpe for mye i mange tilfeller. Imidlertid forbedres elektriske servostyringssystemer for hvert modellår, så dette ryktet endrer seg.
Hvis det ikke er noe annet på enden av styreakselen enn drivgiret, så har ikke bilen servostyring. Giret er plassert over styrestangen.
- Styrestangen er en lang metallstang som går parallelt med forakselen. Tennene, arrangert i en rett linje langs toppen av stativet, er perfekt på linje med drivgirtennene. Giret roterer og beveger styrestangen horisontalt til venstre og høyre mellom forhjulene. Denne enheten er ansvarlig for å konvertere rotasjonsenergien til rattet til venstre og høyre bevegelse, nyttig for å bevege de to hjulene parallelt. Størrelsen på tannhjulet i forhold til rattstativet avgjør hvor mange omdreininger på rattet som skal til for å snu bilen en viss mengde. Mindre gir betyr lettere spinn på hjulet, men flere turtall for å få hjulene til å snu hele veien.
Trekkstenger sitter i begge ender av styrestativet
- Slips er lange, tynne forbindelsesstykker som bare trenger å være veldig sterke når de presses eller trekkes. En kraft i en annen vinkel kan lett bøye stangen.
Trekkstengene kobles til styreknoken på begge sider, og styreknokene styrer hjulene til å svinge til venstre og høyre i tandem.
Det man må huske på med styresystemet er at det ikke er det eneste systemet i bilen som må kjøres nøyaktig i hastighet. Fjæringssystemet gjør også ganske mye bevegelse, noe som gjør at en svingende bil som kjører over et humpete underlag er bedre i stand til å bevege forhjulene side til side og opp og ned samtidig. Det er her kuleledd kommer inn. Dette leddet ser ut som et kuleledd på det menneskelige skjelettet. Denne komponenten gir fri bevegelse, slik at svært dynamiske styre- og fjæringssystemer kan fungere i tandem.
Vedlikehold og andre bekymringer
Med så mange bevegelser å kontrollere under mye kraft, kan styresystemet virkelig ta et støt. Delene er designet for å støtte vekten av en bil som svinger kraftig i toppfart. Når noe til slutt svikter og går galt, er det vanligvis på grunn av lang slitasje. Sterke støt eller kollisjoner kan også bryte komponenter mer merkbart. En brukket stag kan føre til at det ene hjulet svinger og det andre holder seg rett, noe som er et veldig dårlig scenario. Et slitt kuleledd kan knirke og gjøre styringen litt klønete. Når det oppstår et problem, sørg for å få det sjekket umiddelbart for å sikre kjøretøyets sikkerhet og kjørbarhet.
