Mechanizmus riadenia

Hlavné časti

Volant a hriadeľ volantu

Volant je ovládací prvok, ktorým vodič určuje smer jazdy. Jeho základ tvorí pevná kovová kostra (najčastejšie z ľahkej hliníkovej alebo horčíkovej zliatiny), na ktorú je nalisovaná vrstva plastu, polyuretánu alebo kože.

Z bezpečnostných dôvodov je stred volantu zapustený (umiestnený hlbšie oproti vencu, ktorého sa vodič drží). Tento priestor je vyplnený mäkkým tlmiacim materiálom a v moderných vozidlách v ňom takmer vždy nájdeme airbag. Volanty majú štandardizované rozmery a ich stred s obvodovým vencom spájajú dve alebo tri ramená.

Volant je pevne nasadený na hriadeľ riadenia pomocou jemného drážkovania (tzv. tisíchranu) a zaistený maticou. Hriadeľ spolu s jeho ochranným obalom a kĺbmi tvorí celok, ktorý nazývame stĺpik riadenia.

Aby sa pri čelnom náraze zabránilo vniknutiu volantu do kabíny a poraneniu vodiča, stĺpik riadenia je navrhnutý ako bezpečnostný prvok:

• Deformačné zóny: Hriadeľ nie je z jedného kusu, ale skladá sa z viacerých častí spojených kardanovými kĺbmi. Pri náraze sa vďaka nim „zalomí“ mimo priestoru vodiča.
• Teleskopická funkcia: Niektoré časti sa pri silnom tlaku do seba zasunú, čím pohltia energiu nárazu.

Okrem bezpečnosti moderné stĺpiky riadenia zvyšujú aj komfort – umožňujú vodičovi nastaviť si polohu volantu výškovo aj pozdĺžne (bližšie/ďalej od seba).

Prevodovka riadenia

Prevodovka riadenia má za úlohu premeniť otáčavý pohyb volantu na posuvný pohyb, ktorý následne natáča kolesá. Okrem toho slúži na zväčšenie sily, ktorou vodič pôsobí na volant, aby bolo ovládanie vozidla ľahké a pohodlné.

Prevod medzi volantom a kolesami musí byť nastavený tak, aby bolo riadenie presné, ale zároveň nie príliš citlivé. Vodič by mal mať pocit istoty pri ovládaní vozidla, bez potreby vyvíjať veľkú fyzickú námahu.

Prevodový pomer

Prevodový pomer nám hovorí, o koľko stupňov musíme otočiť volantom, aby sa kolesá natočili o 1 stupeň. Napríklad ak je prevodový pomer 15:1 znamená to, že pri otočení volantu o 15° sa kolesá natočia o 1°.

Tento pomer sa volí tak, aby sila potrebná na točenie volantom nebola príliš veľká ale zasa aby sme nemuseli volantom otáčať 5 krát len pri prejazde zákrutou. Bežné hodnoty sú:

• Osobné autá: 12:1 až 24:1
• Nákladné autá: 25:1 až 40:1

Niektoré moderné riadenia však nemajú stále rovnaký prevodový pomer - majú takzvaný variabilný (premenlivý) prevodový pomer. Keď je volant v stredovej polohe, prevodový pomer je väčší. To znamená, že malé pohyby volantom (napr. na diaľnici) nespôsobia prudkú zmenu smeru. Jazda je tak stabilnejšia a bezpečnejšia. Naopak, ak je volant v krajnej polohe, prevodový pomer je menší. To znamená, že na natočenie kolies stačí menej točiť volantom. Toto veľmi uľahčuje parkovanie a manévrovanie v meste.

Rozsah natočenia kolies

Maximálny uhol, o ktorý sa dajú kolesá natočiť, je obmedzený dorazmi. Zvyčajne je to 35° až 45° na každú stranu. To znamená, že celkový rozsah pohybu kolies zľava doprava je 70° až 90°.

Typy prevodoviek riadenia

Maticová prevodovka (so skrutkou a maticou)

Ide o starší, jednoduchý systém. Hriadeľ volantu je zakončený závitovou tyčou (skrutkou). Na tejto skrutke je nasadená matica, ktorá sa pri točení volantom posúva hore alebo dole. Tento posuvný pohyb sa následne prenáša cez páku na kolesá.

Hoci je tento systém jednoduchý, má väčšie trenie a rýchlejšie sa opotrebúva, preto sa v moderných osobných autách už nepoužíva.

Závitovkový mechanizmus

Tento systém používa tzv. „červíka“ (závitovku) – špirálu na konci hriadeľa volantu. Tento červík zapadá do ozubeného kolesa (sektora) alebo valčeka, ktorý sa rotáciou závitovky otáča.

Tieto systémy sú veľmi odolné, preto sa stále používajú v niektorých ťažších vozidlách, hoci majú menšiu presnosť, ako hrebeňové riadenie.

Hrebeňové riadenie

Toto je dnes najbežnejší typ prevodovky riadenia v osobných autách. Na konci hriadeľa volantu je malé ozubené koleso (pastorok). To zapadá do dlhej ozubenej tyče (hrebeňa). Keď vodič otáča volantom, pastorok sa točí a posúva ozubený hrebeň doľava alebo doprava. Na koncoch hrebeňa sú tyče, ktoré priamo natáčajú kolesá. Celý mechanizmus je uzavretý v ochrannom puzdre a na oboch koncoch chránený gumovými manžetami (prachovkami), ktoré zabraňujú vniknutiu nečistôt a úniku maziva.

Je obľúbené pre svoju jednoduchosť, presnosť a spoľahlivosť (vôľa v riadení sa automaticky vymedzuje pružinou).

Recirkulačná guľôčková skrutka

Tento systém je vylepšením maticovej prevodovky a nájdeme ho hlavne v nákladných autách, autobusoch a veľkých SUV. Funguje podobne ako maticová prevodovka, ale medzi závitmi skrutky a matice sú vložené oceľové guľôčky. Tieto guľôčky tam obiehajú (recirkulujú), čo výrazne znižuje trenie. Vďaka tomu sa predlžuje životnosť a riadenie sa taktiež stáva ľahšie (na otočenie volantu je potrebné vynaložiť menšiu fyzickú silu).

Kombinované prevody

Existujú aj rôzne špeciálne kombinácie týchto systémov pre špecifické účely (napr. systém ROSS), ktoré kombinujú prvky, ako ozubené kolesá, páky a kladky, ale v bežných osobných autách sa s nimi stretnete zriedka.

Riadiace tyče a tiahla

Riadiace tyče prenášajú pohyb z prevodovky riadenia na kolesá. Pri nezávislom zavesení kolies (typické pre osobné automobily) sa používa už spomínaná delená spojovacia tyč, ktorá sa skladá z dvoch častí: vnútornej tyče (pripojenej k hrebeňu) a vonkajšej tyče (pripojenej k riadiacemu ramenu kolesa). Tieto časti sú vzájomne spojené a ich dĺžka sa dá nastavovať, čo je dôležité pre správne nastavenie geometrie kolies (zbiehavosti).

Všetky pohyblivé spoje sú realizované pomocou guľových čapov, ktoré umožňujú pohyb vertikálny aj horizontálny. Vďaka tomu kolesá presne kopírujú nerovnosti vozovky a zároveň spoľahlivo reagujú na pohyby volantu.

Nasledujúce učivo: