Come si guidano le auto moderne?

La maggior parte delle persone che sono state all'interno di un'auto hanno familiarità con il volante ea cosa serve. La maggior parte delle persone che sono scese da un'auto hanno familiarità con le ruote anteriori e il fatto che possono girare a sinistra oa destra. Poche persone sanno effettivamente come sono collegati il ​​volante e le ruote anteriori, e ancora meno persone sono consapevoli della precisa ingegneria necessaria per rendere un'auto moderna maneggevole in modo così prevedibile e coerente. Quindi cosa fa funzionare tutto?

Dall'alto in basso

I veicoli moderni utilizzano un sistema di sterzo chiamato sterzo a pignone e cremagliera.

• Il volante si trova davanti al sedile del conducente ed è responsabile di fornire al conducente un feedback su ciò che stanno facendo le ruote e consente inoltre al conducente di controllare in quale direzione stanno puntando le ruote girando il volante. Sono disponibili in molte forme e dimensioni e alcuni includono airbag e controlli per altri sistemi del veicolo.

• Un albero, propriamente chiamato albero dello sterzo, scorre dal volante attraverso il parafiamma dell'auto. Molte auto nuove hanno alberi dello sterzo che si rompono in caso di incidente, prevenendo gravi lesioni al conducente.

• A questo punto, in un veicolo con servosterzo idraulico, l'albero dello sterzo entra direttamente nella valvola rotativa. La valvola rotativa si apre e si chiude mentre ruota per consentire al fluido idraulico pressurizzato di assistere l'albero dello sterzo nella rotazione del pignone. Ciò facilita notevolmente la manovrabilità, soprattutto a basse velocità e da fermo.

  • Il servosterzo idraulico utilizza una pompa idraulica azionata da una cinghia collegata al motore del veicolo. La pompa pressurizza il fluido idraulico e le linee idrauliche corrono dalla pompa a una valvola rotativa alla base dell'albero dello sterzo. Molti guidatori preferiscono questo tipo di servosterzo, sia per la sua praticità che per il feedback che dà al guidatore. Per questo motivo, la maggior parte delle auto sportive utilizza il servosterzo idraulico o non lo utilizza affatto da decenni. Tuttavia, i recenti progressi nel servosterzo elettrico hanno inaugurato una nuova era di auto sportive con servosterzo elettrico.

• Se invece il veicolo ha un motore elettrico installato lungo l'albero dello sterzo, il veicolo è dotato di servosterzo elettrico. Questo sistema offre una grande flessibilità nella scelta del luogo in cui installare il motore elettrico, rendendolo ideale per il retrofit di veicoli più vecchi. Anche questo sistema non richiede una pompa idraulica.

  • Il servosterzo elettrico utilizza un motore elettrico per aiutare a girare direttamente l'albero dello sterzo o il pignone. Un sensore lungo l'albero dello sterzo determina la forza con cui il guidatore sta girando il volante e talvolta determina anche quanta forza è stata applicata per girare il volante (nota come sensibilità alla velocità). Il computer dell'auto elabora quindi questi dati e applica la forza appropriata al motore elettrico per aiutare il guidatore a sterzare l'auto in un batter d'occhio. Sebbene questo sistema sia più pulito e richieda meno manutenzione rispetto a un sistema idraulico, molti conducenti affermano che il servosterzo elettrico sembra troppo fuori mano e può aiutare troppo in molti casi. Tuttavia, i sistemi di servosterzo elettrico migliorano con ogni anno di modello, quindi questa reputazione sta cambiando.

• Se non c'è niente all'estremità dell'albero dello sterzo oltre all'ingranaggio conduttore, l'auto non ha il servosterzo. L'ingranaggio si trova sopra la cremagliera dello sterzo.

  • La cremagliera dello sterzo è una lunga barra di metallo che corre parallela all'asse anteriore. I denti, disposti in linea retta lungo la sommità della cremagliera, si allineano perfettamente con i denti dell'ingranaggio conduttore. L'ingranaggio ruota e sposta la cremagliera dello sterzo orizzontalmente a sinistra ea destra tra le ruote anteriori. Questo assieme ha il compito di convertire l'energia rotazionale del volante in movimento destro e sinistro, utile per muovere le due ruote in parallelo. La dimensione del pignone rispetto alla cremagliera dello sterzo determina quanti giri del volante sono necessari per far girare l'auto di una certa quantità. Una marcia più piccola significa una rotazione più leggera della ruota, ma più giri per far girare le ruote fino in fondo.

• I tiranti si trovano su entrambe le estremità della cremagliera dello sterzo

  • Le cravatte sono pezzi di collegamento lunghi e sottili che devono essere molto resistenti solo quando vengono premuti o tirati. Una forza con un'angolazione diversa potrebbe facilmente piegare l'asta.

• I tiranti si collegano al fuso a snodo su entrambi i lati e i giunti a snodo controllano le ruote per girare a sinistra ea destra in tandem.

La cosa da tenere a mente sul sistema sterzante è che non è l'unico sistema dell'auto che deve essere guidato con precisione a velocità. Il sistema di sospensione fa anche un bel po' di movimento, il che significa che un'auto in curva che passa su una superficie accidentata è meglio essere in grado di muovere le ruote anteriori da un lato all'altro e su e giù allo stesso tempo. È qui che entrano in gioco i giunti sferici. Questa articolazione sembra un'articolazione sferica sullo scheletro umano. Questo componente fornisce libertà di movimento, consentendo a sistemi di sterzo e sospensioni molto dinamici di lavorare in tandem.

Manutenzione e altre preoccupazioni

Con così tanti movimenti da controllare con molta forza, il sistema di sterzo può davvero prendere un colpo. Le parti sono progettate per sostenere il peso di un'auto che sterza bruscamente alla massima velocità. Quando qualcosa alla fine fallisce e va storto, di solito è dovuto alla lunga usura. Anche forti urti o collisioni possono rompere i componenti in modo più evidente. Un tirante rotto può far girare una ruota e l'altra rimanere dritta, il che è uno scenario molto brutto. Un giunto sferico usurato può cigolare e rendere lo sterzo un po' goffo. Ogni volta che si verifica un problema, assicurati di farlo controllare immediatamente per garantire la sicurezza e la guidabilità del veicolo.