Sprawny układ kierowniczy pozwala prowadzić auto lekko i precyzyjnie. W niemal każdym samochodzie jest zbudowany podobnie. Różnice dotyczą głównie rodzaju wspomagania, dodatkowych rozwiązań w autach klasy premium i, w najnowszych modelach premium oraz elektrycznych, rezygnacji z wału kierownicy.
Zadaniem układu kierowniczego jest zamiana ruchu kierownicy na skręt kół oraz wspomaganie, które ułatwia manewrowanie. Siłę, jaką kierowca musi przyłożyć do kierownicy, określają przepisy. Gdy coś w tym układzie zaczyna się zużywać, kierowca czuje to jako luz, stuki albo ciężką pracę kierownicy, a samochód potrafi zacząć ściągać. O tym ostatnim objawie piszemy w tekście dlaczego auto ściąga na jedną stronę.
Budowa układu kierowniczego w samochodzie osobowym
Najważniejsze elementy układu kierowniczego, od kabiny do kół:
- Kierownica – za jej pomocą kierowca steruje autem. Jest zamontowana na kolumnie kierowniczej. W nowszych samochodach ma przyciski do obsługi wyposażenia, a w jej środku znajduje się poduszka powietrzna kierowcy.
- Kolumna kierownicza – przenosi obroty kierownicy na przekładnię kierowniczą i pozwala ustawić kierownicę wyżej lub niżej. Przy wypadku pochłania dużą część energii, żeby kierowca nie odniósł obrażeń od kierownicy, i może się wtedy całkowicie złamać. Wewnątrz kolumny biegnie wał kierowniczy.
- Wał kierowniczy – przekazuje ruch do przekładni kierowniczej. Może składać się z dwóch lub trzech części połączonych przegubami. Zostawia to więcej miejsca pod maską na silnik, a łamany wał nie przenosi siły uderzenia bezpośrednio na kierownicę.
- Przekładnia kierownicza (maglownica) – mechanizm w szczelnej obudowie, który zamienia ruch obrotowy wału kierowniczego na ruch posuwisty. W najczęściej stosowanej przekładni zębatkowej zębnik na wale kierowniczym zazębia się z listwą zębatą, która przesuwa drążki kierownicze w prawo lub w lewo. Przekładnia pracuje w smarze.
- Drążki kierownicze – przenoszą ruch przekładni na zwrotnice kół.
- Końcówki drążków kierowniczych – przeguby w gumowej osłonie, pracujące w smarze. Łączą drążki ze zwrotnicami przednich kół mocno, ale z możliwością ruchu. Na końcówkach drążków reguluje się też zbieżność przy ustawianiu geometrii kół.
Zasada działania jest prosta: obrót kierownicy w jedną stronę wysuwa jeden drążek i jednocześnie cofa drugi. Ruch drążków przechodzi na zwrotnice, koła się obracają i auto skręca.
Rodzaje wspomagania kierownicy
Kiedyś układy kierownicze dzieliło się na takie ze wspomaganiem i bez niego. Dziś wspomaganie ma praktycznie każdy samochód osobowy, nie mają go głównie auta klasyczne. Stosuje się trzy rozwiązania:
- Wspomaganie hydrauliczne – pompę płynu napędza pasek od silnika, a płyn pod ciśnieniem wspiera ruch przekładni kierowniczej.
- Wspomaganie elektrohydrauliczne – pompę płynu wspomagania napędza silnik elektryczny, który włącza się tylko wtedy, gdy kierowca skręca. Pompa wytwarza ciśnienie, a płyn porusza siłownikami hydraulicznymi przy przekładni kierowniczej.
- Wspomaganie elektryczne – silnik elektryczny wspiera ruch przekładni kierowniczej na podstawie sygnałów z czujników, które mierzą ruch kierownicy wykonywany przez kierowcę.
Układ kierowniczy w autach najnowszej generacji
W nowych samochodach pojawiają się dodatkowe rozwiązania:
- Systemy zmieniające siłę wspomagania. Często są częścią trybów jazdy, które zmieniają też dźwięk silnika i pracę zawieszenia (prześwit, siłę tłumienia amortyzatorów).
- Steer-by-wire, czyli układ bez kolumny kierowniczej. Ruch kierownicy mierzą czujniki, a dane trafiają do silników elektrycznych, które poruszają przekładnią kierowniczą.
Na co zwracać uwagę: objawy usterek układu kierowniczego
Sygnały, że układ kierowniczy wymaga sprawdzenia:
- wyczuwalny luz na kierownicy,
- kierownica chodzi ciężko,
- wspomaganie nie działa albo działa z przerwami,
- wyciek płynu wspomagania,
- kontrolka przegrzania wspomagania elektrycznego,
- stuki przy skręcaniu i na nierównościach.
Luz i stuki przy skręcaniu często wynikają ze zużytych drążków lub ich końcówek. Wtedy zwykle wystarcza wymiana drążków i końcówek drążków kierowniczych, a po niej ustawienie geometrii kół.
Jeżeli luz, wyciek albo nierówna praca kierownicy pochodzą z maglownicy, rozwiązaniem bywa regeneracja przekładni kierowniczej (maglownicy). O tym, co szkodzi maglownicy i jak dbać o cały układ, piszemy w poradniku o dbaniu o układ kierowniczy.