Διεύθυνσης (συστήματα)

Ένα από τα σημαντικότερα μέρη του αυτοκινήτου είναι αναμφισβήτητα και το σύστημα διεύθυνσης. Είναι πάντως αξιοσημείωτο το γεγονός ότι αν και ερχόμαστε καθημερινά (έστω και με έμμεσο τρόπο) σε επαφή μαζί του η απροβλημάτιστη και συνάμα αξιόπιστη λειτουργία του το κάνει να περνά απαρατήρητο από όλους μας. Ωστόσο, η ύπαρξη του εν λόγω συστήματος ταυτίζεται με την γένεση των πρώτων τετράτροχων οχημάτων αφού χωρίς τιμόνι δεν νοείται η αλλαγή κατεύθυνσης ενός οχήματος.

Ο Carl Benz, από τους δαιμόνιους για την εποχή του μηχανικούς, το 1896 κατασκεύασε το πρωτότοκο τετράτροχο αυτοκίνητο του στο οποίο χάρισε το όνομα της τότε αγαπημένης του Victoria. Ανάμεσα στις «καινοτομίες» του συγκεκριμένου οχήματος συγκαταλέγονταν ο τρόπος με τον οποίο έστριβαν οι τροχοί του αφού πληρούσαν με ακρίβεια την κινηματική συνθήκη του Ackerman η οποία λέει ότι: οι νοητοί άξονες και των τεσσάρων τροχών θα πρέπει να τέμνονται σε κάποιο συγκεκριμένο σημείο. Η εν λόγω γεωμετρική ιδιότητα επιτυγχάνεται καθώς ο εσωτερικός τροχός στρίβει μερικές μοίρες επιπλέον σε σχέση με τον εξωτερικό. Όπως αντιλαμβάνεστε μερικές αρχές παραμένουν αναλλοίωτες στον χρόνο αφού η εν λόγω αρχή του περίφημου τετράπλευρου ακολουθείται πιστά ακόμα και στις μέρες μας.

SMS===> Περί συστημάτων διεύθυνσης…

Από την εποχή όμως της αμιγώς μηχανικής κρεμαγιέρας τα πράγματα έχουν αλλάξει άρδην αφού διάφορες λειτουργίες που κάνουν την ζωή του οδηγού πιο εύκολη εφαρμόζονται ολοένα και περισσότερο. Μεταξύ άλλων αυτό το οποίο κυριολεκτικά «λύνει τα χέρια» του οδηγού αφορά στην υποβοήθηση του τιμονιού. Η έξαρση όμως της ηλεκτρονικής δεν έχει αφήσει προφανώς κανένα σημείο του αυτοκινήτου ανεπηρέαστο αφού σε μερικές δεκαετίες μηχανικά μέρη όπως η κρεμαγιέρα το πιο πιθανό είναι να αποτελεί μουσειακό έκθεμα.

Αλλά για να αναφερθούμε μέχρι τα τελευταίας γενιάς ηλεκτρονικά ελεγχόμενα συστήματα, όπως το Active Steering της BMW, θα πρέπει να κατανοήσουμε τον τρόπο με τον οποίο δουλεύει ένα σύστημα διεύθυνσης. Ας πάρουμε λοιπόν τα πράγματα με την σειρά. Τα συστήματα διεύθυνσης που χρησιμοποιούνται στην συντριπτική πλειοψηφία των σημερινών επιβατικών αυτοκινήτων διαθέτουν διάταξη κρεμαγιέρας. Σε μικρότερη συχνότητα συναντάμε συναρμογές με ατέρμονα κοχλία ενώ ο συνδυασμός του τελευταίου μηχανισμού με επανακυκλοφορούντα σφαιρίδια χρησιμοποιείται σπανίως λόγω της πολύπλοκης και κατ΄επέκταση δαπανηρής κατασκευής.

Η αρχή λειτουργίας της κρεμαγιέρας βασίζεται σε ένα γρανάζι (πινιόν), συνήθως με ελικοειδή οδόντωση, το οποίο κινεί έναν οδοντωτό κανόνα μετατρέποντας την περιστροφική κίνηση σε γραμμική. Όταν ο οδηγός περιστρέφει το τιμόνι δεξιά ή αριστερά ανάλογα κινείται και το πινιόν με πολλαπλάσια ωστόσο ροπή εξαιτίας της σχέσης μετάδοσης. Η γραμμική πλέον κίνηση μετακινεί τον κανόνα δεξιά ή αριστερά αλλάζοντας την κατεύθυνση των τροχών των οποίων οι πλήμνες είναι αρθρωμένες με τα ακρόμπαρα και αυτά με την σειρά τους στα άκρα της κρεμαγιέρας.

Στην περίπτωση του ατέρμονα κοχλία έχουμε τον συνδυασμό ενός κοχλία με μια κορόνα. Το πλεονέκτημα της συγκεκριμένης διάταξης αφορά στην μεταφορά αυξημένου φορτίου και για αυτό το λόγο η εφαρμογή της περιορίζεται πλέον σε μοντέλα εκτός δρόμου. Σε κάθε περίπτωση η ανταπόκριση του τιμονιού καθορίζεται από την σχέση μετάδοσης που έχει επιλέξει ο κατασκευαστής. Για παράδειγμα ένα τιμόνι με λιγότερες στροφές από άκρη σε άκρη μπορεί να υπερτερεί σε σβελτάδα κάνει όμως την ζωή του οδηγού πιο δύσκολη σε διαδικασίες όπως αυτή της στάθμευσης λόγω της επιπλέον δύναμης που πρέπει να καταβάλει. Την λύση σε αυτό το «πρόβλημα» καλούνται να δώσουν τα συστήματα υποβοήθησης.