Jobb kanyar, bal kanyar – a kormányművek lelkivilága

Tartalomjegyzék

Vannak dolgok, amelyek nélkül autó nem létezhet, s ezen a listán a kormánymű igen előkelő helyet foglal el. Manapság gyakorta találkozunk olyan írásokkal, tesztekkel, amelyek szinte meg sem említik a vezetési érzet, az élmény egy meghatározó elemét, amely mind szinte minden, az idők során alapos fejlődésen ment át.

 

Amennyiben a szárazföldi közlekedés témájára szorítkozunk, a kormányzás egyértelműen vénebb találmánynak tudható be, mint maga az autó, hiszen már a lovaskocsik is rendelkeztek tengelykormányzással, amely kezdetleges formában ugyan, de megvalósította az ívben haladáshoz szükséges feltételeket. Ez a "módszer" ráadásul nem is merült feledésbe: a teherautók pótkocsikon szinte kivétel nélkül ilyen megoldással élnek. A személyautóknál maradva azonban már a kezdetekben is egyértelműnek tűnt, hogy a tengelycsonk-kormányzás az egyetlen használható alternatíva, így a mérnökök már az első automobiloknál is ezt alkalmazták. Persze azóta eltelt 125 év, és a kormánymű rettentően sokat fejlődött azóta, mióta első ízben tekergették. Terjedelmi okokból a különleges négykerék-kormányzási rendszerekre, valamint a biztonsági kérdésekre most nem tudunk kitérni, de ígérjük, hogy következő cikkünkben ezekkel folytatjuk!

Ackermann kormányzásHabár már az elején belecsaphatnánk a dolgok közepébe, azért a mechanikai megoldások taglalása előtt szükséges lefektetni az elméleti alapokat is, amelyek megértésével sokkal közelebb kerülhetünk a kormányművek világához. A kormányszerkezetek alapját az Ackermann kormányzási geometria adja. Rudolph Ackermann már a 19. században a lovaskocsik kormányzását vizsgálva rájött arra a problémára, hogy amennyiben mindkét első kereket ugyanolyan szöggel fordítjuk el, a kanyarodási sugarak különbözősége miatt nem valósulhat meg a tökéletes ívben haladás, s a kerekek súrlódnak az útfelületen. Az Ackermann rendszer a kormánytrapézzal azonban mindezt könnyedén kiküszöböli, ugyanis alkalmazásával a tengelycsonkok kormányzása során egyidejűleg valósulhat meg a kerekek elfordulási szögének különbözősége. Persze folytathatnánk a listát további elméleti fejtegetéssel - a kerékösszetartás, a kerékdőlés és egyéb futóműgeometriák taglalásával -, azonban ezúttal célunk magának a szerkezetnek, megoldásoknak a bemutatása.

Tehát amennyiben az elméleti feltételek adottak, már csupán annyit kellett megoldaniuk a mérnököknek, hogy a kormány forgó mozgását a kormánytrapéz által igényelt mozgáspályára vigyék át. Ennek során kétféle áttételezéssel szembesülünk: az egyszerűbb felépítést a lineáris karakterisztika jelenti, ami dióhéjban annyit tud, hogy adott kormányelfordulási szögre adott kerékelfordítással reagál, míg a progresszív Fogasléces kormányműkormányzás esetén a kormány és a kerék elfordulási szögének aránya változik, azaz középállásban kis kormánymozdulatra kisebb szögelfordulás valósul meg, míg nagyobb kormánykitérésnél az áttételezés miatt a tengelycsonk sokkal nagyobb szögben fordul.

Maguk a szerkezetek négy osztályba sorolandók. Első helyre a népszerűségi listán is élen járó fogasléces szerkezet kerül. Ebben az esetben a kormányműben a csapágyazott, a kormánytengelyen elhelyezett hajtó fogaskerék fogaslécbe kapcsolódik, a kormánykerék a fogaskerék forgatásával a fogaslécet a menetirányra merőlegesen eltolja, amely a kormányösszekötőkön keresztül a tengelycsonkhoz továbbítódik, így megvalósítva a kerék elfordítását. Ez a legegyszerűbb és egyben a legszélesebb körben is alkalmazott típus, mely egyetlen hibája, hogy a fogasléc középső részén - ahol ideje javát tölti - jobban használódik/kopik, ezáltal növekszik a holtjáték, valamint a kormány pontatlansága.

Csavarorsós szerkezet működési elveLétezik továbbá egy úgynevezett csavarorsós szerkezet is: itt a kormánytengely mint golyós orsó hajtja meg a golyós anyát, amely aztán le-fel történő mozgása során fogas kapcsolaton keresztül egy úgynevezett irányítókart forgat, amely közvetlenül a kormánytrapézhoz csatlakozva végzi el a sofőr kormányzási igényét.

A harmadik csoportot a csigás kormányművek adják, melyeknek legismertebb konstrukciója a lineáris karakterisztikájú globoid csigás szerkezet. Habár elsőre bonyolultan hangzik, régebben mégis népszerű megoldás volt - többek között a Lada modellek is ilyen egységgel jöttek világra. Ebben a felállásban a kormánytengely csapágyazott globoid csigán keresztül úgynevezett lengőmozgásként továbbítja a kormány elfordulását a kormányösszekötőkre.

(Cikkünk a következő oldalon folytatódik, érdemes lapozni.)


 

Korunkban azonban már megengedhetetlen lenne a kormányzás puszta mechanikus mivolta, hiszen a nagyobb erőt igénylő feladat már-már kényelmetlennek, a városi parkolások és manőverek pedig rémálomnak tűnhetnek. Persze ezt nem róhatjuk fel mai társadalmunk puhányságaként, hiszen autót bárki vezethet, aki megszerezte az ehhez szükséges kompetenciákat, legyen szó törékeny hölgyekről vagy izmos férfiakról, így mindenki számára biztosítani kell a kényelmes autózás lehetőségét.

Régi hidraulikus szervó felépítéseEleinte a tiszta hidraulikus szervózás jelentett megoldást; itt a motor főtengelyéről a szíj által levett hajtás egy egyszerű szivattyú segítségével biztosítja a szükséges szervónyomást. A kormány elfordításakor egy kétirányú munkahenger aktiválódik, ez a munkaközeg (szervóolaj) nyomását felhasználva jelentősen csökkenti a kormány tekergetéséhez szükséges erőket. Minél több erőt igényel a kormányzási folyamat, a vezérlésért felelős szelepek annál nagyobbra nyílnak, ennek köszönhetően minden esetben a szükséges mértékű rásegítés jelenik meg.

Az elektrohidraulikus szervokormány az előbbi megoldás továbbfejlesztett változatát jelenti. A különbséget a rásegítéshez szükséges nyomást biztosító hidraulikus szivattyú működtetési módja jelenti. Míg előbb szíjhajtású szivattyú dolgozott a rendszerben, ez esetben már elektromotor hajtja meg a szivattyút, melynek működése sokkal precízebben vezérelhető, hiszen nem a fordulatszámhoz, hanem az igényelt kormányrásegítés mértékéhez igazodik. Kis sebességnél az elektromotor jobban meghajtja a szivattyút, hogy nagyobb legyen a rásegítés, míg nagyobb tempónál már csökken a szivattyú fordulatszáma, hiszen itt nincs szükség nagymértékű rásegítésre. Előnye a jobb komfortérzet, a precízebb szabályozhatóság, valamint a takarékosabb üzemelés, hiszen az elektromos szivattyú tényleg csak akkor működik, amikor szükséges.

Az újabb lépcsőfokot az elektromechanikus szervokormány képviseli, amely lényegében egy sebességtől függően szabályozott elektromos rásegítésű kormányrendszert jelent. Ez szintén csak akkor lép működésbe, ha azt a vezérlés szükségesnek tartja, ráadásul hidraulikus egységet egyáltalán nem tartalmaz, ennek köszönhetően talán a megbízhatósága is jobbnak mondható. További előnye, hogy az elektromos segítséggel a kormányközépponthoz való visszatérés is egyszerűen megoldható, emellett a jármű többi segédrendszerének információit felhasználva egyéb funkciók is megvalósíthatóak vele, példának okáért oldalszél esetén folyamatos "ellenkormányzással" is segítséget nyújthat a sofőrnek.

A jövő, azaz a holnap kormányműve természetesen mindenféle mechanikus kapcsolatot mellőzne: a kormány csupán mint vezérlő maradna meg, és magát a kormányzás feladatát tisztán elektromotorokra bíznák a mérnökök – lényegében ez nem lenne más, mint a „drive by wire” implementálása. Ha a gyártókon múlna, már forgalomban is lenne az eszköz, azonban a szigorú szabályozásokon keresztül nehéz, és rögös út vezet. Az európai regulák – joggal – nem engedélyezik a kerekek és a kormánykerék közti összes mechanikus kapcsolat eliminálását, ez esetben ugyanis egy kisebb-nagyobb elektromos hiba folytán akár irányíthatóság nélkül robogna az autó a veszély felé.

Ma már a korménykerék sem csupán kormányozPersze a hatékonyság mellett számos egyéb előnye is volna a szerkezetnek, hiszen adott esetben az ESP is profitálhatna belőle. Amennyiben nem csupán a fékekkel operálna az elektromos menetstailizátor, hanem a kormányzást is segítségül hívná, még nagyobb aktív menetbiztonságot szavatolhatnának a gyártók. Itt már szó szerint kell értelmezni a kormány és a kerekek közti kapcsolat megszűnését: a sofőr a kormánykerék eltekerésével csupán kanyarodási igényének mértékét prezentálná az elektronika felé, amely az adott út- és haladási viszonyoknak megfelelően kormányozza el a kerekeket.

Hiába áll még útjába a szabályozás, a fejlesztést már megkezdték a gyártók, és amennyiben sikeresen megtalálják az arany középutat a szabályalkotókkal, hamar megjelenhetnek az utakon a teljesen elektromos kormányzással bíró modellek. Cikkünk pedig rövidesen folytatódik - a hamarosan érkező második részben leginkább a biztonságról és a különféle négykerék-kormányzási rendszerekről fogunk mesélni Olvasóinknak.


Nyomtatás   E-mail

Szavazás

Melyik modell legyen a 2018-as év Autó Pult Év Autója?
Az Ön adatainak védelme fontos számunkra

Ez a webhely a böngészés tökéletesítése érdekében cookie-kat használ. További információt ezzel kapcsolatban Adatvédelmi szabályzatunkban talál. Az Elfogadás gombbal belegyezik ezek használatába.