Mi a kormánymű feladata és működése a járművekben?
A járművek irányításának egyik legfontosabb, ám gyakran alábecsült eleme a kormánymű. Ez az összetett rendszer felelős azért, hogy a vezető mozdulatai pontosan átkerüljenek a kerekekhez, lehetővé téve ezzel a jármű biztonságos és precíz irányítását. A kormánymű, más néven szervokormánymű, a kormánykerék mozgását a kerekekre továbbítja. Ennek a szerkezetnek köszönhetően megváltoztathatjuk a jármű közlekedési útvonalát, és gördülékenyen vehetjük a kanyarokat. A modern kormányművek fejlődése során számos technológiai újítást vezettek be, amelyek jelentősen hozzájárultak a mai autók kiváló vezethetőségéhez.
A kormánymű működési elve és felépítése
A kormánymű alapvetően egy mechanikus rendszer, amelyben a kormánykerék forgását mechanikai úton továbbítják a kerekekhez. A gépkocsivezető a kormánykerék elfordításával arányosan az első kerekeket fordítja el, és ezzel irányítja a gépkocsit. A kormányberendezés áttétele olyan kell legyen, hogy a vezető ereje elegendő legyen annak működtetéshez, továbbá a szükséges elfordítás feleljen meg az emberek teljesítőképességének. A kormányzás kinematikájának meg kell felelnie az úgynevezett „Ackermann” elvnek, vagyis az első kerekek forgástengelyei a hátsó kerekek meghosszabbított tengelyvonalában kell, hogy metsszék egymást.
A személygépkocsiknál leggyakrabban alkalmazott típus a fogasléces kormánymű. Ez a szerkezet egy zárt házba beépített fogaskerékből és fogaslécből áll. A működése a következőképpen alakul:
- A kormánykerék egy tengelyhez van rögzítve.
- Amikor ez a tengely forog, mozgásba hozza a fogaskereket is.
- A fogaskerék a fogaslécet mozgatja, így a kormánykerék elfordítását közvetlenül egyenes vonalú elmozdulássá alakítja át.
- A kormánymű a rudazat segítségével továbbítja ezt az elmozdulást a kerekekhez, elfordító erővé alakítva azt.
Ahhoz, hogy az első kerekek a kormányzáskor megfelelő szöghelyzetbe kerüljenek, trapéz alakú rudazatra van szükség, amelyek gömbcsuklókkal kapcsolódnak egymáshoz. A rendszer olyan prémium minőségű alkatrészekből áll, mint az axiális rudak, a kormányösszekötő gömbfejek, kormánytolórudak, vezetőkarok és a porvédőharmonika-készletek.
A fogasléces kormánymű mechanizmusának működése ábrával elmagyarázva [animációs videó]
Szervokormányzás és a rásegítés típusai
Nagyobb erőszükségletnél szervokormányt, vagy kormányrásegítőt alkalmaznak, amely a vezető izomerejét a gépkocsi valamely energiaforrása révén növeli. A szervokormányzás részben módosítja a fogasléchajtás működését, hiszen egy további, a motor által hajtott szivattyú vagy elektromotor segíti a kormányrendszert. Ennek köszönhetően a kormánykerék kisebb mértékű elfordításával a kerekek jobban elfordulnak, ami lerövidíti a reakcióidőt és pontosabbá teszi a vezetést.
A technológia fejlődésével a kormányrásegítésnek több típusa alakult ki:
| Kormányrendszer típusa | Működési elv és rásegítés módja | Energiafogyasztás jellemzői |
|---|---|---|
| Klasszikus hidraulikus szervokormány | A motorról ékszíjjal hajtott hidraulika szivattyú folyamatos olajnyomást (kb. 150 bar) biztosít a rendszerben. | Folyamatos energiaellátást igényel, egyenes menetben is terheli a motort. |
| Elektrohidraulikus szervokormány (EPHS) | Egy villanymotorral hajtott hidraulika szivattyú biztosítja a nyomást, amely független a belsőégésű motortól. | Rendelkezik „stand-by” üzemmóddal, így csak akkor működik teljes fordulatszámon, ha mozgásban van a kormány. |
| Elektromechanikus szervokormány (EPS) | Egy speciális villanymotor közvetlenül egy mechanikus áttételen keresztül segíti a kormányzást. | „Száraz” rendszer, nincs hidraulikaolaj. Rendkívül gazdaságos, csak kormányzás közben vesz fel energiát. |
Hogyan működik a hidraulikus szervokormány?
A hidraulikus szervokormányoknál a rásegítés szabályozására egy vezérlő tolattyút alkalmaznak. Amikor nincs elkormányzás (egyenes menetben), a szervokormány torziós rúdjára nem hat nyomaték. A forgó tolattyú a hüvelyhez képest semleges helyzetben van, az olaj pedig szinte nyomásmentesen áramlik vissza az olajtartályba.
Kanyarodáskor a kormánykeréken kifejtett kézi nyomatékkal arányosan elcsavarodik a torziós rúd. Emiatt a forgó tolattyú és a vezérlő hüvely egymáshoz képest elfordul, és fojtás alakul ki a rendszerben. A hidraulikus nyomás megnövekszik a munkahenger dugattyújának egyik oldalán, ami besegít a kormányzási ellenállás legyőzésébe. A modern rendszerekben ezt kiegészíti a sebességfüggő rásegítés is (például a Servotronic): kis sebességnél a manőverezés megkönnyítésére nagyobb rásegítést kapunk, míg nagy sebességnél a stabil úttartás érdekében a rásegítés mértéke lecsökken.
Gyakori meghibásodások és a kormánymű felújítása
Bár a kormánymű szerkezete viszonylag egyszerű, az alkatrészek folyamatos terhelésnek vannak kitéve. Egy esetleges hiba jelentős biztonsági kockázatot jelent. A leggyakoribb problémák, amelyekkel szembesülhetünk:
- Szivárgások: A hidraulikus rendszereknél a tömítések elöregedése miatt elfolyhat a szervoolaj.
- Lazaság és holtjáték: A kormányrendszer elemeinek kopása miatt a kormánykerék túlzott mértékben meglazulhat.
- Kopott kereszttartók: Ha kanyarodáskor nem egyenletes a kormányzás, az a kormányoszlop kereszttartóinak kopását jelezheti.
- Aggasztó hangok: Kattogás vagy recsegés manőverezés közben, amit a belső alkatrészek vagy gömbfejek elhasználódása okozhat.
Amennyiben a kormánymű már nem működik helyesen, a kormánymű felújítása vagy cseréje válhat szükségessé. A felújítás folyamata során kicserélik a tömítéseket, redukálják a mechanikai lazaságot, valamint szükség esetén új kormányrudakat és gömbfejeket szerelnek be. Mivel a kormánymű sok apró alkatrészt tartalmaz, a javítást és az újjáépítést kizárólag professzionális szerszámokkal, tiszta és szennyeződésmentes környezetben szabad elvégezni.
Skoda Fabia olajteknő szenzor: a repedés gyakori oka