Wspomaganie kierownicy – jak działa, rodzaje układów
Wspomaganie kierownicy to system, który zmniejsza wysiłek kierowcy potrzebny do skręcenia kierownicą. Bez wspomagania kierowanie większością pojazdów byłoby wyjątkowo trudne, szczególnie podczas manewrów przy małej prędkości, takich jak wjeżdżanie na parking, skręcanie o 90 stopni w mieście lub manewrowanie na zatłoczonej stacji benzynowej. Wspomaganie kierownicy występuje w większości aut nowszej generacji. Bez niego wykonywanie manewrów byłoby trudniejsze. Szczególnie dla początkujących kierowców.
Czym jest układ wspomagania kierownicy?
Pierwszy układ wspomagania kierownicy zamontowany w seryjnym samochodzie zadebiutował w 1951 roku w Chryslerze Imperial, a konkurencja szybko poszła w jego ślady. Wspomaganie kierownicy nie tylko umożliwiło kierowcy kierowanie ciężkim pojazdem przy znacznie mniejszym wysiłku i większym komforcie, ale także pozwoliło inżynierom poprawić reakcję układu kierowniczego, czyli to, jak szybko samochód zmienia kierunek, gdy kierowca obraca kierownicą.
Zanim wspomaganie stało się dostępne, układy kierownicze samochodów były tak ustawione, że pokonywanie ciasnych zakrętów lub parkowanie wymagało wielu obrotów kierownicą. Jednak pojawienie się wspomagania kierownicy pozwoliło inżynierom na przyspieszenie przełożenia kierownicy – o ile trzeba skręcić kierownicę w stosunku do tego, jak bardzo zmienia się kąt przednich kół, ponieważ nowy system może teraz zrównoważyć dodatkowy wysiłek związany z kierowaniem. W rzeczywistości było to coś więcej niż tylko przesunięcie. Kierowanie samochodem stało się łatwiejsze.
W jakich pojazdach występuje układ wspomagania kierownicy?
Układ wspomagania kierownicy mają praktycznie wszystkie auta nowszej generacji. Dominującym typem wspomagania kierownicy od lat pięćdziesiątych do początku XXI wieku było wspomaganie hydrauliczne. Hydrauliczne wspomaganie kierownicy wykorzystuje, jak nazwa wskazuje, płyn hydrauliczny, który jest sprężany przez pompę napędzaną z silnika. Chociaż dobrze służył światu motoryzacyjnemu przez 50 lat, ma kilka wad.
- Marnowana jest energia, ponieważ pompa pracuje nieprzerwanie, nawet gdy pojazd jedzie prosto i nie potrzebuje pomocy.
- Ponadto płyn hydrauliczny należy okresowo wymieniać, a jeśli którykolwiek z przewodów hydraulicznych przecieka, traci wspomaganie.
- Nadal można kierować samochodem bez działającego wspomagania kierownicy.
Elektryczne wspomaganie kierownicy
Elektryczne wspomaganie kierownicy (EPS) jest normą w dzisiejszych nowych samochodach. Nadal występuje solidny metalowy drążek kierowniczy biegnący od kierownicy do zębatki, która steruje oponami, ale reszta jest zaawansowana technologicznie. EPS wykorzystuje silnik elektryczny, który pobiera energię z układu elektrycznego pojazdu do wspomagania kierownicy.
Ten silnik elektryczny może być umieszczony bezpośrednio na zębatce kierowniczej – taki układ jest droższy i zwykle stosowany w samochodach sportowych i luksusowych – lub zamontowany na kolumnie kierownicy. Czujniki wykrywają moment obrotowy lub wysiłek, jaki kierowca przykłada do kierownicy, a komputer decyduje, ile wspomagania należy dodać. W większości systemów komputer zmienia wysiłek związany z kierowaniem w zależności od prędkości pojazdu:
- przy prędkościach parkowania kierownica jest lekka i łatwa do skręcania,
- przy prędkościach autostradowych wysiłek wzrasta, dając kierowcy poczucie większej stabilności i kontroli.
Korzyści z posiadania wspomagania elektrycznego są wielorakie:
- poprawia oszczędność paliwa o kilka procent, ponieważ silnik elektryczny pobiera moc tylko wtedy, gdy jest to potrzebne,
- eliminuje wspomnianą wyżej konserwację płynu hydraulicznego, a także udostępnia różnorodne funkcje. Każda funkcja wspomagająca kierowcę lub zwiększająca komfort, która obejmuje obracanie kół bez działania kierowcy, jest włączana przez elektryczne wspomaganie kierownicy.
Funkcje, takie jak asystent utrzymania pasa ruchu, automatyczne parkowanie i zmiana pasa oraz możliwość prowadzenia samochodu wokół przeszkód, wykorzystują zdolność EPS do poprawnego kierowania w razie potrzeby.
Elektryczne wspomaganie kierownicy jest również bardziej tolerancyjne w stosunku do ustawień niezgodnych ze specyfikacją, wykorzystując oprogramowanie do rozpoznawania i kompensacji ściągania kierownicy w jedną stronę. Może również automatycznie dostosowywać się do bocznego wiatru lub nierównej nawierzchni drogi, która w innym przypadku wymagałaby ciągłej korekty kierowania ze strony kierowcy.
Co więcej, przyszłe autonomiczne samochody będą polegać na elektrycznym wspomaganiu kierownicy, ponieważ umożliwia ono sterowanie autem przez system komputerowy pokładowy w trybie automatycznego pilota.
Elektrohydrauliczny układ kierowniczy
Pomiędzy hydraulicznymi i elektrycznymi typami wspomagania kierownicy istnieje hybryda dwóch systemów zwanych elektrohydraulicznymi. Działa jak układ wspomagania hydraulicznego, tyle że ciśnienie hydrauliczne jest wytwarzane przez silnik elektryczny, a nie napędzane przez pompę. Eliminuje to problem marnotrawstwa energii, o którym była mowa wcześniej, ale nie zapewnia wszystkich funkcji dostępnych w przypadku elektrycznego wspomagania kierownicy. Tylko kilka pojazdów, w tym kilka ciężkich pickupów, korzysta obecnie z tego systemu.
Budowa układu kierowniczego
Zadaniem układu kierowniczego jest umożliwienie kierowcy kierowanie samochodem. Każdy samochód ma przekładnię kierowniczą, która służy do kontrolowania kierunku poprzez skręcanie zwykle przednich kół samochodu. Układ kierowniczy umożliwia również kierowcy użycie niewielkiej siły do kierowania ciężkim samochodem. Siła kierowania przenoszona jest na koła przez system przegubów obrotowych.
W obudowie u podstawy kolumny kierownicy znajduje się małe koło zębate. Obracanie koła zębatego sprawia, że zębatka przesuwa się z boku na bok. Końce zębatki są połączone z kołami jezdnymi za pomocą drążków kierowniczych.
Awaria wspomagania kierownicy i układu kierowniczego
Najbardziej prawdopodobną przyczyną awarii układu kierowniczego jest utrata wspomagania kierownicy. Może się to zdarzyć, jeśli rura hydrauliczna pęknie lub zostanie przecięta przez gruz z drogi. Nawet w takiej sytuacji jest mało prawdopodobne, aby utrata zasilania była nagła. Układ kierowniczy będzie stopniowo stawał się cięższy, dając w ten sposób ostrzeżenie.
Drugi rodzaj awarii układu kierowniczego to zerwanie połączenia mechanicznego. Musisz zatrzymać się tak szybko, jak to możliwe. Ponieważ nie masz kontroli nad kierunkiem jazdy pojazdu, najprawdopodobniej najlepiej będzie, jeśli po prostu się zatrzymasz. W takich przypadkach bardzo przydatne jest ubezpieczenie assistance, które zapewni nam pomoc w razie wystąpienia awarii na drodze.
Jak naprawić awarię?
Problemy ze wspomaganiem kierownicy mogą być zaskakująco frustrujące. Jeśli zdarzyło Ci się nagle stracić wspomaganie kierownicy w swoim pojeździe, wiesz dokładnie, o czym mowa. Warto w takiej sytuacji posiadać ubezpieczenie AC. Nie musisz wtedy wykładać pieniędzy z własnej kieszeni.
Wiele samochodów nadal korzysta z prostego układu hydraulicznego, ale niektóre przeszły na systemy elektryczne. Zaletą systemu elektrycznego jest to, że gdy wspomaganie nie jest potrzebne, system może się wyłączyć. Tradycyjny hydrauliczny układ wspomagania kierownicy zawsze wysysa moc z silnika, ponieważ pompa hydrauliczna działa niezależnie od tego, czy potrzebujesz pomocy w kierowaniu, czy nie.
Niektóre elektryczne układy wspomagania kierownicy wykorzystują pompę elektryczną do zwiększania ciśnienia płynu hydraulicznego, podczas gdy inne całkowicie pomijają hydraulikę i po prostu używają dużego silnika elektrycznego do wspomagania obracania przednich kół.
