Glavni zadatak sistema za upravljanje, kao ključnog elementa u interakciji između vozača i vozila, je da obezbedi precizno usmeravanje i skretanje vozila. Osim toga, ovaj sistem vozaču treba da omogući da preko upravljača oseti stanje kolovozne površine i da upravljačke točkove nakon skretanja lako vrati u poziciju pravolinijskog kretanja.
Dobro konstruisan sistem za upravljanje vozilom čini da se osećate bezbedno i pod kontrolom – i omogućuje da se iznenadno zaobilaženje i korekcija pravca kretanja obave što efikasniji i bezbednije. Već i najmanji dodir upravljača treba da usmeri sistem upravljanja precizno i bez napora, što osim dobro dizajniranog ogibljenja podrazumeva i kvalitetan i redovno održavan sistem upravljanja.
Šta čini sistem upravljanja? Jednostavnim rečima, sistem upravljanja vašeg automobila obuhvata sve od točka upravljača (volana) i njegovog vratila (komandni mehanizam), preko zupčaste letve i zupčanika (upravljački prenosnik), pa sve do spona, zglobova i poluga (prenosni mehanizam), odnosno upravljačkih točkova. Sistem često sadrži i hidraulični pojačivač, koji obezbeđuje potrebnu silu kada vozač okrene točak upravljača.
Karakteristike savremenih sistema za upravljanje
Savremeni sistemi za upravljanje konstruisani su tako da ispune tačno određene uslove, sa aspekta bezbednosti i udobnosti korišćenja. Ovi sistemi obezbeđuju:
- stabilno pravolinijsko kretanje vozila uz što manji „prazan hod“ na točku upravljača
- odgovarajuću sile na točku upravljača tokom zaokretanja
- minimalno bočno klizanje upravljačkih točkova prilikom vožnje uz krivini
- spontano vraćanje upravljačkih točkova u položaj za pravolinijsko kretanje po prestanku skretanja
- prigušenje udarnih sila koji se sa upravljačkih točkova prenose na volan
- jasnu povratnu informaciju u momentu zakretanja točka upravljača i zakretanja upravljačkih točkova (tzv. „osećaj“ na volanu, odnosno kvalitativna procena kontakta pneumatika sa podlogom)
Kako funkcioniše mehanizam za upravljanje
Upravljački sistem pretvara rotaciju točka upravljača u linearne pokrete koji se prenose na točkove na putu tako da obruč upravljača prelazi veći put dok se točkovi na putu pomeraju po kraćoj putanji. Sistem dozvoljava vozaču da koristi lake sile za upravljanje teškim automobilom – dok upravljač prečnika 380 mm opisuje četiri okreta od potpune leve do potpune desne pozicije i ispisuje put od skoro 5 metara, dotle se ivica točka na kolovozu pomera za jedva nešto više od 300 mm. Ako bi vozač direktno okretao točak na putu, morao bi da primeni skoro 16 puta jaču silu. Osim što povećava preciznost, ovaj sistem skraćuje vreme odziva i obezbeđuje dobru kontrolu nad vozilom pri svim brzinama i uslovima, uključujući i kritične situacije.
Sila kojom vozač deluje na točak upravljača prenosi se na točkove kroz sistem okretnih zglobova. Oni su dizajnirani tako da omoguće točkovima da se pomeraju nagore i nadole kroz sistem vešanja bez promene ugla upravljanja. Oni takođe obezbeđuju da pri skretanju unutrašnji prednji točak - koji mora da se kreće oko kraće krivine od spoljašnjeg – postavlja pod oštrijim uglom. Zglobovi moraju biti podešeni vrlo precizno, jer čak i mala greška može drastično smanjiti preciznost upravljanja.
Danas su u upotrebi dva osnovna sistema upravljanja - zupčasta letva sa pužnim zupčanikom i upravljačka kutija. Sistem sa zupčastom letvom sa pužnim zupčanikom predstavlja jednostavan sistem sa nekoliko pokretnih delova i koristi se kod automobila, manjih kamiona i SUV vozila. Kod sistema sa upravljačkom kutijom postoji više pokretnih delova, pa je on manje precizan i ima više prostora za habanje.
Kod većine novih automobila, bilo koji od ova dva sistema sistem može biti pojačan kako bi se dodatno smanjio napor potreban za njegovo pomeranje, posebno kada se automobil sporo kreće. Savremeni automobili, a posebno kamioni i pomoćna vozila, imaju sisteme servo upravljača koji pruža dodatnu energiju (hidrauličnu ili električnu) za okretanje točkova.
- Hidraulični sistem upravljanja: funkcioniše tako što koristi hidraulični sistem za pojačanje sile koja se primenjuje na ulaze upravljača na upravljane (obično prednje) točkove vozila.
- Električni (elektronski) sistem upravljanja: koriste električne motore umesto hidrauličnih sistema.
Osnovni delovi upravljačkog sistema
Komponente upravljačkog sistema počinju volanom, koji je povezan letvom sa malim zupčanikom na drugom kraju, koji pomera horizontalno postavljenu zupčastu letvu (ona na sebi ima zupce koji odgovaraju zupcima na kraju letve). Tako postoje dve letve, uspravna koja ide ka volanu i horizontalna koja je usmerena ka točkovima. Veličina zupčanika i samih zubaca konfigurisana je tako da vozaču bude što lakše da okreće volan.
Točkovi su zakačeni za automobil preko osovina oko kojih se slobodno okreću pomoću lagera ( ležajeva). U vezi sa celim sklopom koji nosi točak su spone, koje igraju važnu ulogu u procesu pomeranja točkova ulevo ili udesno, pa je tako njegovo rotiranje potpuno efikasno u odnosu na okretanje volana i pomeranje sistema letve.
Kvarovi sistema za upravljanje
Loš kvalitet puteva prouzrokuje stalno podrhtavanje upravljačkih točkova, preko kojih se udarci i vibracije prenose na sve elemente upravljačkog mehanizma. Usled izloženosti ovim silama potrošni elementi, kao što su ležišta, plastične čaure, gumeni ublaživači i slično, vremenom se troše i dovode do pojave „lupanja“, odnosno abnormalnih zvukova tokom vožnje koje ranije nisu uočeni. Olabavljeni i istrošeni delovi sistema upravljanja mogu prouzrokovati nepravilno upravljanje, zbog čega vozač neprekidno okreće upravljač kako bi zadržao kretanje vozila. To dovodi do preteranog zamora vozača. Takođe, ako servo sistem upravljanja radi loše, upravljanje je otežano što uzrokuje dodatno naprezanje vozača tokom vožnje.
Za bezbedno upravljanje važno je redovno pregledanje i održavanja sistema za upravljanje, čak i u intervalima između dva godišnja tehnička pregleda – drugim rečima, čim nešto krene da „lupa, cvrči ili škripi“. Svi uočeni problemi moraju se dijagnostikovati i popraviti praktično čim se pojave. Izostanak blagovremene popravke ili nestručno sprovedena popravka ili korišćenje nekvalitetnih delova može dovesti do opasnog gubitka kontrole nad vozilom. Zato treba strogo pratite uputstva i procedure propisane od strane proizvođača kada je reč o redovnoj kontroli i popravci sistema upravljanja.
Komponente sistema upravljanja su uglavnom mehaničke, pa vizuelni pregledi i fizička merenja čine najveći deo posla. Međutim, zbog sve više elektronskih delova u savremenim vozilima električni kvarovi postaju sve češći (senzori su takođe podložni habanju, što može dovesti do netačnog očitavanja, a i kablovi su podložni oštećenjima i prekidima, kao koroziji).
U najčešće kvarove sistema za upravljanje ubrajaju se:
- istrošeni kuglasti zglobovi spona i krajevi spona (praćeno je neprijatnim lupkanjem ili neravnomernim trošenjem guma)
- različite deformacije spona i zupčaste letve
- pojava „lufta“ na spoju zupčaste letve i zupčanika ka volanu
- oštećenje zaštitnih gumenih manžetni
- curenje ulja iz kućišta zupčaste letve (kvar servo uređaja, obično praćen zujanjem pri okretanju volana tokom vožnje ili u mirovanju)
- istrošeni zglobovi kardanske osovine volana itd.
