Zení automobilu – účel a zařízení

Řízení je navrženo tak, aby měnilo směr jízdy vozu. Obvykle se ovládají kola přední nápravy, ale to platí hlavně u osobních automobilů. Někdy se pro zlepšení ovladatelnosti vozu a zachování plné kontroly nad ním provádí plně ovládané řízení, to znamená, že se ovládají nejen hlavní přední kola – zadní kola se také mohou vychýlit pod určitým úhlem.

Řízení může být s posilovačem nebo bez něj a může být namontováno na příčníku karoserie v motorovém prostoru nebo na pomocném rámu (u téměř všech moderních vozů).

Řídicí zařízení

Obrázek 8.1 Příklad mechanismu řízení.
1 – volant; 2 – matice upevnění volantu; 3 – horní kryt sloupku řízení; 4 – pastorek převodky řízení; 5 – příruba hřídele řízení; 6 – hřídel řízení; 7 – trubka hřídele řízení; 8 – spodní kryt sloupku řízení; 9 – kulový kloub; 10 – koncovka spojovací tyče řízení; 11 – manžeta; 12 – hřeben řízení; 13 – upevňovací šroub spojovací tyče řízení; 14 – pojistná deska; 15 – táhlo řízení; 16 – otočné rameno přední vzpěry.

Volant a sloupek řízení

Když sedíte na sedadle řidiče v autě, první věc, kterou vidíte, je volant. Jeho otáčením jedním nebo druhým směrem řídíte auto. Na volantu (nebo volantu) není nic složitého. pokud se samozřejmě nejedná o volant auta s nejjednodušší konfigurací. V moderních autech je volant také místem pro instalaci airbagu a dálkového ovládání audiosystému spolu s telefonem a je to také ovladač pro ovládání palubního počítače. Volant moderního auta je někdy prostě přetížený nejrůznějšími spínači a tlačítky, které mají různé účely.

Sloupek řízení se v podstatě skládá ze dvou hřídelí (méně často jedné) spojených univerzálními klouby (podobnými kardanovým kloubům). Jeho účelem je přenášet rotaci z volantu na mechanismus řízení. Mnoho moderních aut má nastavitelný sklon a dosah. Jinými slovy, volantem můžete pohybovat nahoru/dolů a k sobě/od sebe a nastavit si tak polohu, která je nejblíže ideálu, dle vašeho přání.

Poznámka
Pro zajištění vysoké pasivní bezpečnosti se konstrukce sloupku řízení bere stejně vážně jako například konstrukce sedadla. Je to proto, že při čelní srážce se volant nesmí pohybovat více, než je povoleno. Proto se při kolizi musí sloupek řízení na určitých místech složit nebo zlomit.

Kormidelní zařízení

V moderních osobních automobilech se nejběžněji používají dva typy mechanismů řízení: šnekový převod a ozubený převod.

Zajímavě
Umístění mechanismu řízení na pomocném rámu vzhledem k pomyslné ose volantů má velký význam. Instalace mechanismu řízení za přední nápravu nebo před ni tedy může v konečném důsledku radikálně změnit chování vozu na silnici, proto konstruktéři k této otázce přistupují při návrhu vozu velmi vážně.

Mechanismus řízení se šnekem

Pokud je mechanismus řízení šnekový, skládá se z kulovitého šneku a úhlového sektoru, na kterém je namontována kladka. K úhlovému sektoru je připojena hřídel a na hřídeli je upevněno rameno řízení. Pohyb ramene řízení se přenáší na lichoběžník řízení, který se skládá z řídicích tyčí. Tyče se pohybují a natáčejí kola jedním nebo druhým směrem. Konstrukce mechanismu řízení je znázorněna na obrázku 8.2. V dnešní době jsou automobily se šnekovými mechanismy řízení stále méně běžné.

Obrázek 8.2 Řídicí mechanismus se šnekovým převodem.

Šnekový převod je typ převodu, který má šnek, což je závitová část šroubu, ale s mnohonásobně většími otáčkami, a ozubené kolo, které s tímto šnek zabírá.

Červ se nazývá globoidní červ kvůli svému tvaru: jeho profil je konkávní, jak je znázorněno na obrázku 8.3.

Obrázek 8.3 Vnější vzhled globoidního červa.

Hřebenové řízení

Nyní si popíšeme mechanismus hřebenového řízení (obrázek 8.4). Skládá se z pastorku a ozubeného hřebene. Pastorek je spojen s hřídelí sloupku řízení a hřeben je pomocí táhel spojen s čepy řízení kol.

Obrázek 8.4 Hřebenový mechanismus řízení.

Zajímavě
Někdy se zuby hřebenu používají s proměnnou roztečí (obrázek 8.5). To se provádí za účelem dosažení zdání aktivního řízení a kombinace protichůdných ukazatelů, jako je ovladatelnost a pohodlí. Aby tedy řidič při parkování kvůli snadnému parkování nemusel volantem otáčet 5–10krát, je žádoucí, aby počet otáček z dorazu do dorazu byl co nejmenší – jedna, nebo dokonce půl otáčky. Pokud je však z krajní pravé polohy volantu doleva pouze jedna otáčka, bude řízení na každý pohyb poměrně citlivé, což je při jízdě vysokými rychlostmi nebezpečné, protože nebude možné provádět všechny manévry plynule, což je plné následků. Došli tedy k poměrně jednoduchému kompromisnímu řešení: rozteč středních zubů hřebenu řízení je malá a převodový poměr je o něco vyšší, a proto je citlivost na odchylku volantu malá. Ale od středu se rozteč zubů zvětšuje, čímž se snižuje převodový poměr a celkový počet otáček volantu.

Obrázek 8.5 Příklad hřebenového řízení s proměnným sklonem.

Poznámka
Rozteč zubů je vzdálenost mezi středy špiček zubů.

Zajímavě
Mimochodem, může nastat i opačná situace, kdy se rozteč zubů hřebenu blíže ke koncům hřebenu zmenšuje.

Hřebenový mechanismus řízení nahradil šnekový převod a pevně se etabloval jako nejrelevantnější konstrukce, protože jeho výhody hovoří samy za sebe: ovládání vozu, i když není vybaven posilovačem řízení, je jednoduché, malý počet článků v celém mechanismu řízení, snadná instalace na vůz a minimalizace údržby.

Kormidelní zařízení

Řídicí mechanismus je sada tyčí a kloubů, které spojují a přenášejí pohyby z mechanismu řízení na čepy řízení řízených kol.

Pokud se vrátíme k mechanismu šnekového řízení, pak v klasickém schématu existují tři tyče – jedna centrální a dvě boční, které jsou spojeny pomocí pantů. Tyče pohonu řízení se v tomto případě nazývají lichoběžník řízení. Konstrukce lichoběžníku řízení z geometrického hlediska je taková, že zajišťuje otáčení řízených kol v různých úhlech (viz kapitola „Podvozek“).

Pokud instalujete mechanismus řízení s hřebenovým mechanismem, je vše o něco jednodušší. Řídicí tyče jsou připevněny k hřebenu řízení na obou stranách, které přenášejí pohyb na čepy řízení kol. Výhody jsou zřejmé, protože čím méně různých mezilehlých článků, tím spolehlivější a přesnější je celý mechanismus.

Poznámka
Aby se zabránilo vniknutí nečistot a prachu do skříně ozubeného řízení, jsou na obou stranách instalovány tzv. prachovky (vlnité gumové kryty).

Úhly volantu

Při zatáčení řízená kola vozu urazí různé vzdálenosti. A pokud se obě kola natočí pod stejným úhlem, vůz se pohne z nastavené trajektorie a pneumatiky kol se opotřebují mnohem rychleji.

Obrázek 8.6 Natáčení volantů v různých úhlech.

Aby se tomu zabránilo, je řízení navrženo tak, aby se vnitřní kolo natáčelo pod větším úhlem vzhledem k vnějšímu kolu.

Obrázek 8.7 Natáčení volantů v různých úhlech.