Ποιά είναι η λειτουργία του συστήματος διεύθυνσης; Τί είναι η κρεμαγιέρα; Υπάρχει σύστημα διεύθυνσης χωρίς κολόνα διεύθυνσης; Πόσα συστήματα υποβοήθησης υπάρχουν;
Oλοι γνωρίζουμε ότι για να αλλάξουμε την πορεία του αυτοκινήτου ή γενικά ενός οχήματος απλά στρίβουμε το τιμόνι και ανάλογα με τη φορά που θα του δώσουμε ανάλογη θα είναι και η φορά των τροχών. Το σύστημα διεύθυνσης είναι ένας μηχανισμός ο οποίος μεταφέρει την εντολή που δίνει ο οδηγός από το τιμόνι στους τροχούς έτσι ώστε να επιτυγχάνεται η επιθυμητή πορεία. Οπως συμβαίνει με τα περισσότερα συστήματα του αυτοκινήτου, έτσι και με το σύστημα διεύθυνσης υπάρχουν διάφοροι τύποι και μηχανισμοί. Η δύναμη που ασκεί ο οδηγός για να στρίψει το τιμόνι αλλά και η αίσθηση που φτάνει στα χέρια του εξαρτώνται τόσο από τον τύπο του μηχανισμού του συστήματος (μηχανικός, υδραυλικός, ηλεκτρικός, ηλεκτροϋδραυλικός), όσο και από άλλους παράγοντες όπως η διάσταση των ελαστικών.
Κρεμαγιέρα
Το σύστημα διεύθυνσης που χρησιμοποιούν οι περισσότεροι κατασκευαστές αυτοκινήτων είναι η κρεμαγιέρα. Το σύστημα αυτό είναι πολύ απλό στην κατασκευή του και παράλληλα έχει πολύ καλή λειτουργία. Αποτελείται από τον άξονα της κολόνας διεύθυνσης, η οποία καταλήγει σε έναν οδοντωτό τροχό (και αποτελείται στα περισσότερα αυτοκίνητα από δύο μέρη έτσι ώστε να σπάει σε περίπτωση σύγκρουσης για να μην τραυματίζει το τιμόνι τον οδηγό), και τον οδοντωτό κανόνα ο οποίος συνδέεται με τον οδοντωτό τροχό. Στις άκρες του οδοντωτού κανόνα βρίσκονται οι σφαιρικοί σύνδεσμοι οι οποίοι μεταφέρουν την κίνηση των υπόλοιπων μερών στους βραχίονες των τροχών. Επίσης οι άκρες του οδοντωτού κανόνα είναι καλυμμένες από ελαστικές φυσούνες με σκοπό να τον προστατεύουν από τις συνθήκες του περιβάλλοντος (υγρασία, σκόνη, βροχή).
Επανακυκλοφορούντα σφαιρίδια
Το σύστημα διεύθυνσης με τα επανακυκλοφορούντα σφαιρίδια χρησιμοποιείται από λίγους κατασκευαστές -όπως η Mercedes, η οποία το τοποθετεί στα περισσότερα μοντέλα της- γιατί ουσιαστικά δεν προσφέρει κάτι περισσότερο από το σύστημα της κρεμαγιέρας το οποίο πλεονεκτεί σε αίσθηση. Το σύστημα αυτό αποτελείται από έναν ατέρμονα κοχλία κυκλικής κατανομής, ένα περικόχλιο αντίστοιχης κατανομής, τα σφαιρίδια τα οποία διαγράφουν κύκλο και ξαναγυρίζουν μέσω αυλών κατά την περιστροφή των υπόλοιπων μερών του μηχανισμού και τον οδοντωτό τομέα.
Ηλεκτρικό σύστημα διεύθυνσης
Το E-STEER είναι ένα νέο ηλεκτρονικό σύστημα διεύθυνσης το οποίο βρίσκεται σε πειραματικό στάδιο και προορίζεται για το VW Lupo 3L TDi. Η κρεμαγιέρα και τα υδραυλικά συστήματα υποβοήθησης έχουν αντικατασταθεί από ένα μικρό ηλεκτροκινητήρα, ο οποίος παίρνοντας τις πληροφορίες από το τιμόνι μέσω ηλεκτρικών σημάτων αναλαμβάνει και κατευθύνει τους τροχούς ανάλογα με τις εντολές του οδηγού. Το σύστημα αυτό είναι πολύ ελαφρύ ενώ δεν παίρνει κίνηση από τον κινητήρα με αποτέλεσμα να συμβάλει στην οικονομία καυσίμου.
Το ηλεκτρικό σύστημα διεύθυνσης βρίσκεται ακόμα στα πρώτα στάδια ευρείας εφαρμογής του και είναι τελείως αυτόνομο στη λειτουργία του ενώ το τιμόνι συνδέεται με το σύστημα διεύθυνσης μέσω ενός καλωδίου και όχι μέσω αξόνων όπως σε όλα τα αυτοκίνητα.
Συστήματα υποβοήθησης
Τα συστήματα υποβοήθησης έχουν ως σκοπό να μειώνουν τη δύναμη που ασκεί ο οδηγός στο τιμόνι όταν θέλει να αλλάξει τη φορά των τροχών. Χωρίς το σύστημα υποβοήθησης απαιτείται -κυρίως κατά τη διάρκεια των ελιγμών- αρκετή δύναμη από τον οδηγό η οποία είναι ανάλογη με τη διάσταση των ελαστικών, το βάρος του αυτοκινήτου, τις στροφές και τη διάμετρο της στεφάνης του τιμονιού. Το πιο διαδεδομένο σύστημα διεύθυνσης είναι το υδραυλικό ενώ τα τελευταία χρόνια έχουν παρουσιαστεί ηλεκτρικά και ηλεκτροϋδραυλικά.
Η Fiat παρουσίασε ένα νέο σύστημα ηλεκτρικής υποβοήθησης του συστήματος διεύθυνσης τύπου κρεμαγιέρας, το οποίο είναι απλό στην κατασκευή, έχει χαμηλό βάρος και δεν επιβαρύνει την απόδοση του κινητήρα. Παράλληλα υπάρχει και επιλογή μέσω ενός διακόπτη για τη μόνιμη εμπλοκή του συστήματος.
Υδραυλική
Η υδραυλική υποβοήθηση αποτελείται από σερβομηχανισμούς οι οποίοι παίρνουν κίνηση από την ισχύ του κινητήρα και λειτουργούν με την πίεση του λαδιού το οποίο υπάρχει σε ξεχωριστό δοχείο. Η αντλία του λαδιού έχει συνεχή λειτουργία ανεξάρτητα με το αν οι τροχοί είναι σε ευθεία ή στρίβουν και αυτό έχει ως συνέπεια την κατανάλωση ενέργειας και την αύξηση της κατανάλωσης καυσίμου.
Ηλεκτρική
Η κατασκευή ενός ηλεκτρικού συστήματος υποβοήθησης είναι σχετικά απλή και δεν απαιτεί τίποτα παραπάνω από έναν ηλεκτρικό σερβοκινητήρα και ορισμένους αισθητήρες. Οταν το αυτοκίνητο κινείται στην ευθεία ή όταν δεν υπάρχει ανάγκη υποβοήθησης του τιμονιού, ο σερβοκινητήρας απενεργοποιείται και έτσι δεν καταναλώνεται ενέργεια ενώ όταν απαιτείται υποβοήθηση τότε το σύστημα ενεργοποιείται αυτόματα για όσο διάστημα είναι αναγκαίο. Το μειονέκτημα αυτού του συστήματος είναι ότι δεν παρέχει ικανοποιητική αίσθηση στον οδηγό ενώ τα πλεονεκτήματα είναι ότι καταναλώνει μικρή ενέργεια, έχει μικρό όγκο και δεν επηρεάζει την απόδοση του κινητήρα.
Ηλεκτροϋδραυλική
Αντίθετα με την υδραυλική υποβοήθηση όπου η αντλία του λαδιού λειτουργεί συνεχώς, στην ηλεκροϋδραυλική υποβοήθηση η αντλία ενεργοποιείται μόνο όταν ο οδηγός στρίβει το τιμόνι, κάτι που έχει θετικές συνέπειες στην κατανάλωση. Η υδραυλική υποβοήθηση παρέχεται από έναν ηλεκτροκινητήρα ο οποίος συνδέεται με την κολόνα του τιμονιού. Ενας υπολογιστής αξιολογεί συνεχώς τα δεδομένα πίεσης του τιμονιού, της ταχύτητας και των στροφών του κινητήρα και αναλόγως αλλάζει την υποβοήθηση του τιμονιού.
