A A A

Układ kierowniczy

Zadanie układu kierowniczego polega na umożliwieniu zmian kierunku jazdy samochodu przez odpowiednie zmiany ustawienia kół przednich. Kołami przednimi samochodu nie można skręcać w taki sposób, jak przy wozie korlnym, lecz każdym oddzielnie. Osią obrotu koła kierowanego jest oś zwrotnicy.

Wydawać by się mogło, że wystarczy połączyć koło lewe z kołem prawym za pomocą cięgła lub drążka, a całość skręcać zależnie od zamierzonego kierunku jazdy. Przyjrzymy się jednak jaką drogę przebywają koła przednie samochodu podczas jazdy na zakręcie.

Gdy samochód skręca, wszystkie jego kola powinny toczyć się po łukach o różnych wprawdzie promieniach, lecz o wspólnym środku krzywizny (tzw. środkiem skrętu), oznaczonym na rys. IV-1. Tylko w takim przypadku uniknie się poślizgu kół przednich. Jak wynika z rysunku koło lewe powinno być więcej skręcone niż koło prawe. Odwrotnie na zakręcie (koło wewnętrzne skręcaniu w prawo, koło prawe musi być więcej skręcone niż koło lewe. 

Właściwe ustawienie kół przednich podczas skręcania samochodu można uzyskać przez zastosowanie trapezu kierowniczego.

Jeżeli obydwa koła połączymy drążkiem poprzecznym, jak na rysunku VI-2a, to przy skręcie koła ustawiać się będą zawsze równolegle. Wystarczy natomiast skrócić poprzeczny drążek łączący dźwignie zwrotnic kół aby przy skręcaniu koło wewnętrzne było skręcone bardziej niż koło zewnętrzne. Będzie to właśnie trapez kierowniczy. W rzeczywistości rozwiązanie mechaniki skrętu uzyskaliśmy nie przez skrócenie drążka poprzecznego, lecz przez właściwe ustawienie dźwigni zwrotnic względem osi kół.

Trapez kierowniczy, to dopiero część układu kierowniczego. Należy jeszcze móc w jakiś sposób przesuwać drążek poprzeczny, zależnie od chwilowej woli kierowcy. Zadanie to spełnia mechanizm kierowniczy, którego uproszczony schemat pokazano na rysunku VI-2c.

Przy obracaniu koła kierownicy razem z nią obraca się wał kierownicy i osadzony na jego końcu ślimak. Obroty ślimaka powodują ruch dźwigni mechanizmu kierowniczego, co z kolei powoduje przesunięcie połączonego z nią poprzecznego drążka kierowniczego. Ponieważ każde z kół podczas jazdy wykonuje ruchy pionowe, drążek poprzeczny składa się z dwóch oddzielnych części. W samochodach o niezależnym zawieszeniu kół przednich stosuje się drążki poprzeczne, składające się z kilku, najczęściej trzech części/ W różnych typach samochodów mechanizm kierowniczy może być zbudowany w różny sposób, lecz zawsze zadaniem jego będzie zamiana obrotów koła kierownicy na ruch dźwigni lub listwy przesuwającej drążki kierownicze.

Oprócz tego mechanizm kierowniczy jest przekładnią i zamienia np. dwa pełne obroty kołem kierownicy na stosunkowo małe (w granicach około 40 °) kątowe skręcenie kół.

Podczas jazdy koła wykonują ruchy w płaszczyźnie pionowej, a równocześnie skręcane są na boki, wobec czego połączenia drążków kierowniczych muszą umożliwiać zmianę wzajemnego położenia drążków we wszystkich kierunkach. Takie wahliwe połączenia stanowią sworznie kuliste.

Obudowy sworzni kulistych połączone są z drążkami kierowniczymi. Drążki kierownicze są zwykle wykonane z rur grubościennych. Przykładem bardzo prostego układu kierowniczego jest rozwiązanie zastosowane w samochodzie MOSKWICZ 402. W układzie tym (rys. VI-3) zastosowano tylko cztery sworznie kuliste i dwa poprzeczne drążki kierownicze.

Układ kierowniczy samochodu FSO Warszawa jest już więcej skomplikowany (rys. VI-4). Trzy poprzeczne drążki kierownicze połączone są z dźwigniami zwrotnic i z mechanizmem kierowniczym za pomocą sześciu sworzni kulistych. Cały trapez kierowniczy jest przeniesiony przed przednią oś, a nie jak w samochodzie MOSKWICZ 402 lub SKODA 440, gdzie znajduje się za tylną osią. 

We wszystkich samochodach długość jednego lub dwóch drążków kierowniczych może być regulowana. Skracanie lub wydłużanie drążków kierowniczych umożliwia właściwe ustawienie kół przednich.

Koła przednie samochodu na ogół nie leżą w płaszczyznach równoległych. Odległość opon w części przedniej A na rysunku YI-5 jest mniejsza od odległości B o około 1 — 4 mm (zależnie od typu samochodu). Ta zbieżność kół przednich ma duży wpływ na sterowność samochodu i powinna być dokładnie wyregulowana (zasady regulacji omówiono w rozdziale VII). W niektórych samochodach koła przednie ustawione są rozbieżnie lub równolegle.