Miten nykyaikaisilla autoilla ajetaan?
Useimmat autossa olleet ihmiset tuntevat ohjauspyörän ja sen käyttötarkoituksen. Useimmat autosta pois jääneet tuntevat etupyörät ja sen, että ne voivat kääntyä kasvot vasemmalle tai oikealle. Harvat ihmiset todella tietävät, miten ohjauspyörä ja etupyörät on yhdistetty, ja vielä harvemmat ovat tietoisia tarkasta suunnittelusta, joka tarvitaan nykyaikaisen auton kahvan tekemiseen niin ennustettavasti ja johdonmukaisesti. Joten mikä saa kaiken toimimaan?
Ylhäältä alas
Nykyaikaisissa ajoneuvoissa käytetään ohjausjärjestelmää, jota kutsutaan hammastanko-ohjaukseksi.
Ohjauspyörä on kuljettajan istuimen edessä ja se vastaa kuljettajalle palautteen antamisesta pyörien toiminnasta ja antaa kuljettajalle myös ohjata, mihin suuntaan pyörät osoittavat pyörää kääntämällä. Niitä on monia muotoja ja kokoja, ja joissakin on turvatyynyt ja säätimet muille ajoneuvojärjestelmille.
Akseli, oikealla nimellä ohjausakseli, kulkee ohjauspyörästä auton palomuurin läpi. Monissa uusissa autoissa on ohjausakselit, jotka rikkoutuvat onnettomuuden sattuessa, mikä estää kuljettajan vakavan loukkaantumisen.
Tässä vaiheessa hydraulisella ohjaustehostimella varustetussa ajoneuvossa ohjausakseli menee suoraan kiertoventtiiliin. Pyörivä venttiili avautuu ja sulkeutuu pyöriessään, jolloin paineistettu hydraulineste voi auttaa ohjausakselia hammaspyörän kääntämisessä. Tämä helpottaa huomattavasti käsittelyä, etenkin alhaisilla nopeuksilla ja pysähdyksissä.
- Hydraulisessa ohjaustehostimessa käytetään hydraulipumppua, jota ohjaa ajoneuvon moottoriin liitetty hihna. Pumppu paineistaa hydraulinesteen ja hydrauliputket kulkevat pumpusta ohjausakselin pohjassa olevaan pyörivään venttiiliin. Monet kuljettajat pitävät tämän tyyppistä ohjaustehostetta sekä sen käytännöllisyyden että kuljettajalle antaman palautteen vuoksi. Tästä syystä useimmat urheiluautot ovat käyttäneet hydraulista ohjaustehostetta tai eivät ole käyttäneet sitä ollenkaan vuosikymmeniin. Viimeaikaiset edistysaskeleet sähköisessä ohjaustehostimessa ovat kuitenkin käynnistäneet sähköisten ohjaustehostimen urheiluautojen uuden aikakauden.
Jos ajoneuvoon on sen sijaan asennettu sähkömoottori ohjausakselille, ajoneuvo on varustettu sähköisellä ohjaustehostimella. Tämä järjestelmä tarjoaa suuren joustavuuden sähkömoottorin asennuspaikan valinnassa, joten se on ihanteellinen vanhempien ajoneuvojen jälkiasennukseen. Tämä järjestelmä ei myöskään vaadi hydraulipumppua.
- Sähköinen ohjaustehostin käyttää sähkömoottoria, joka auttaa kääntämään joko ohjausakselia tai hammaspyörää suoraan. Ohjausakselin varrella oleva anturi määrittää, kuinka lujasti kuljettaja kääntää ohjauspyörää, ja joskus myös kuinka paljon voimaa ohjauspyörää käännettiin (tunnetaan nimellä nopeusherkkyys). Sitten auton tietokone käsittelee nämä tiedot ja kohdistaa sähkömoottoriin sopivan voiman auttaakseen kuljettajaa ohjaamaan autoa silmänräpäyksessä. Vaikka tämä järjestelmä on puhtaampi ja vaatii vähemmän huoltoa kuin hydraulijärjestelmä, monet kuljettajat sanovat, että sähköinen ohjaustehostin tuntuu liian syrjäiseltä ja voi auttaa monissa tapauksissa liikaa. Sähköiset ohjaustehostimet kuitenkin paranevat vuosi vuodelta, joten tämä maine muuttuu.
Jos ohjausakselin päässä ei ole muuta kuin vetovaihde, niin autossa ei ole ohjaustehostetta. Vaihde sijaitsee ohjaustangon yläpuolella.
- Ohjausteline on pitkä metallitanko, joka kulkee rinnakkain etuakselin kanssa. Hampaat, jotka on järjestetty suorassa linjassa telineen yläosaan, ovat täydellisesti kohdakkain vetopyörän hampaiden kanssa. Vaihde pyörittää ja siirtää ohjaustelinettä vaakasuoraan vasemmalle ja oikealle etupyörien välissä. Tämä kokoonpano on vastuussa ohjauspyörän pyörimisenergian muuntamisesta vasemmalle ja oikealle liikkeeksi, mikä on hyödyllistä kahden pyörän siirtämisessä rinnakkain. Hammaspyörän koko suhteessa ohjaustankoon määrittää kuinka monta ohjauspyörän kierrosta tarvitaan auton kääntämiseen tietyn verran. Pienempi vaihde tarkoittaa kevyempää pyörän pyörimistä, mutta enemmän kierroksia, jotta pyörät pyörivät kokonaan.
Raidetangot sijaitsevat ohjaustelineen molemmissa päissä
- Solmiot ovat pitkiä, ohuita liitoskappaleita, joiden täytyy olla vain erittäin vahvoja painettaessa tai vedettäessä. Eri kulmassa oleva voima voi helposti taivuttaa sauvaa.
Raidetangot yhdistyvät molemmin puolin ohjausniveleen, ja ohjausnivelet ohjaavat pyöriä kääntymään vasemmalle ja oikealle rinnakkain.
Ohjausjärjestelmässä on syytä muistaa, että se ei ole ainoa järjestelmä autossa, joka tarvitsee ajaa tarkasti nopeudella. Jousitus tekee myös melko paljon liikettä, mikä tarkoittaa, että kuoppaisen pinnan yli ajava kääntyvä auto pystyy paremmin liikuttamaan etupyöriä puolelta toiselle ja ylös ja alas samanaikaisesti. Tässä tulevat pallonivelet mukaan. Tämä nivel näyttää palloniveleltä ihmisen luurangossa. Tämä komponentti tarjoaa vapaan liikkeen, mikä mahdollistaa erittäin dynaamisten ohjaus- ja jousitusjärjestelmien toiminnan yhdessä.
Huolto ja muut huolenaiheet
Kun ohjataan niin monia liikkeitä suurella voimalla, ohjausjärjestelmä voi todella iskeä. Osat on suunniteltu kestämään huippunopeudella jyrkästi kääntyvän auton painoa. Kun jokin lopulta epäonnistuu ja menee pieleen, se johtuu yleensä pitkästä kulumisesta. Voimakkaat törmäykset voivat myös rikkoa komponentteja selvemmin. Rikkoutunut raidetanko voi saada toisen pyörän kääntymään ja toisen pysymään suorassa, mikä on erittäin huono skenaario. Kulunut pallonivel voi vinkua ja tehdä ohjauksesta hieman kömpelöä. Aina kun ilmenee ongelmia, varmista, että se tarkistetaan välittömästi varmistaaksesi ajoneuvon turvallisuuden ja ajettavuuden.
