Hoe Werkt Stuurbekrachtiging? – Beste Uitleg

Inleiding

Voertuigdynamiek is een integraal onderdeel van een automobiel voertuig dat even belangrijk is als de aandrijflijn van een voertuig, als we een aandrijflijn nodig hebben om een voertuig te laten rijden hebben we ook voertuigdynamica systemen nodig om het voertuig stabiel te laten rijden, zoals we weten ophangsysteem is het deel van de voertuigdynamica die oppervlaktecontact samen met de draaiende stabiliteit te bieden aan het voertuig, maar laten we gewoon denken, het draaien van de richting door het voertuig tijdens het verplaatsen nodigt veel krachten om de stabiliteit van het voertuig die aanleiding geven tot veel vragen als Hoe het wordt gedaan verstoren?. Wat zijn de vereisten om het voertuig in de gewenste richting te sturen? Om deze antwoorden te vinden laten we gewoon verder studeren.

Een stuurinrichting van een auto is een integraal onderdeel van de dynamica van een voertuig waarin een reeks van mechanische componenten met bepaalde belangrijke hoeken samenkomt om de voorwielen van het voertuig te sturen volgens de input die door de passagier via het stuurwiel.

En de stuurbekrachtiging is de geavanceerde stuurinrichting waarin de inspanning die nodig is om de voorwielen van het voertuig van links naar rechts te sturen, wordt verminderd door gebruik te maken van intermediaire elektrische of hydraulische apparaten die de kracht die door de bestuurder via het stuurwiel wordt uitgeoefend, vermenigvuldigen om een soepele en snelle verandering van de richting van het voertuig te bewerkstelligen.

Tegenwoordig zijn alle 80% van de auto’s op de weg uitgerust met stuurbekrachtiging, die is uitgegroeid tot de basisbehoefte van de auto van vandaag.

Na de invoering van de stuurbekrachtiging in 1903, is gebleken dat het aantal ongevallen op de weg is gedaald tot de merkbare limiet die op zijn beurt maakt het de noodzaak in een 4 wheel drive.

Waarom hebben we stuurbekrachtiging nodig?

Zoals we hierboven al hebben besproken een stuurbekrachtiging vermindert de stuurinspanning die de noodzaak van een 4 wielig auto voertuig dus we moeten een stuurbekrachtiging als gevolg van de volgende redenen

• Snelle reactie- Als het aantal van het voertuig op de weg neemt toe met de dag en vandaag bijna 60% gezinnen van de wereld zijn met een 4 wieler in hun huizen, met deze toename van het aantal voertuigen het gevaar van ongevallen op de weg is ook toegenomen, dus om dit gevaar te voorkomen en om snel bochten vereist door de wegomstandigheden een snelle reactie stuurinrichting is vereist in een 4 wiel voertuig.
• Stuurinspanning – Als we in oude auto’s rijden zoals de Maruti Suzuki 800, blijkt dat het stuurwiel van de auto erg moeilijk te draaien is als het voertuig onder de 40 km/uur rijdt (daarboven voelt het stuurwiel minder hard aan), wat vermoeidheid bij de bestuurder veroorzaakt als hij een lange rit maakt. Een voertuig moet dus worden uitgerust met een stuurbekrachtiging, zodat de stuurkracht die nodig is om de voorwielen te sturen, kan worden verminderd.
• Hobbelspoor- Zoals bekend worden hobbels in de weg door de wielophanging verminderd, maar omdat de stuurinrichting direct aan de wielnaaf is bevestigd, wordt ook een deel van de hobbelkracht op de stuurinrichting overgebracht, die op haar beurt het voertuig tegen de wil van de bestuurder in probeert te sturen, waardoor het voertuig zijn stabiliteit kan verliezen, Hoewel de bumpsteering mechanisch kan worden gecontroleerd door te zorgen voor een optimale scrub radius (hoek tussen de middellijn van het wiel en de fuseehelling), maar de stuurbekrachtiging controleert het op een meer doeltreffende manier.
• Terugkeermogelijkheid- na het nemen van een bocht blijkt dat de stuurinrichting automatisch in de oorspronkelijke stand terugkeert, waardoor het rijdende voertuig automatisch weer recht komt te staan. Een voertuig dat met een stuurbekrachtiging is uitgerust, heeft een beter terugkeervermogen van de stuurinrichting.

Lees ook:

Hoe werkt een motor met vrije zuiger?

Typen versnellingsbak – Volledige uitleg

Hoe werkt het antiblokkeerremsysteem (ABS)?

Soorten Stuurbekrachtiging

Op basis van de methode die wordt gebruikt om de stuurkracht te vermenigvuldigen zijn er 3 soorten stuurbekrachtiging die zijn-

1. Hydraulische stuurbekrachtiging – Dit is het type stuurbekrachtiging waarbij een hydraulisch systeem met een hydraulische pomp, aangedreven door de motor en hydraulische cilinders, wordt gebruikt om de stuurkracht te vermenigvuldigen, waardoor minder kracht nodig is om de voorwielen van het voertuig te sturen.

• In de hydraulische cilinder wordt een sterk gecomprimeerde hydraulische vloeistof gebruikt die druk uitoefent op de stuurinrichting.

2. Elektrisch-hydraulische stuurbekrachtiging – Deze wordt gebruikt om de stuurkracht te vermenigvuldigen, waardoor de voorwielen van het voertuig minder kracht hoeven te leveren om te kunnen sturen. Elektro – hydraulische stuurbekrachtiging- Het is de gewijzigde versie van het hydraulische systeem waarin de roterende hydraulische pomp die door de motor in de hydraulische stuurbekrachtiging wordt aangedreven, wordt vervangen door de hydraulische pomp die door de elektromotor wordt aangedreven.

• Het wordt ook wel de hybride stuurbekrachtiging genoemd vanwege het gebruik van zowel hydraulische als elektrische componenten.

3. Elektronische stuurbekrachtiging – dit is het nieuwste type stuurbekrachtiging waarbij het hydraulische systeem van de hydraulische stuurbekrachtiging volledig wordt vervangen door elektromotoren en elektrische sensoren, in plaats van hydraulische kracht te gebruiken, wordt de door de accu van het voertuig aangedreven motor gebruikt om kracht uit te oefenen op de stuurinrichting en wordt het door de motor geleverde koppel gecontroleerd door de sensoren die de stand van de stuurkolom detecteren.

• De stuurreactie van dit systeem is snel en zeer effectief en daarom wordt het in bijna alle nieuwe auto’s van vandaag gebruikt.

Belangrijke onderdelen

De belangrijke onderdelen van een stuurbekrachtiging zijn-

1. Stuurmechanisme- Gewoonlijk wordt bij stuurbekrachtiging een tandheugel en rondsel gebruikt, waarbij de draaiende beweging van het stuurwiel wordt omgezet in de dwarse beweging van de wielen door een stel voortdurend ineengestrengelde wormwielen, tandheugels genaamd, die voor de dwarse beweging zorgen en een rondsel dat voor de draaiende beweging zorgt.

2. Koppelingen – Zij zijn de mechanische beperkingen die zorgen voor relatieve beweging tussen 2 componenten, het type koppelingen gebruikt in stuurbekrachtiging is de trekstangen die de tandheugel verbindt met de fusee van het wiel om de dwarse beweging van de tandheugel over te brengen op de wielen.

3. Vermogensapparaat- Zoals we hierboven al hebben besproken wordt een krachtvermeerderingsapparaat (hydraulisch of hybride of elektrisch) gebruikt om de kracht van het stuurwiel te vermenigvuldigen en zo de stuurinspanning te verminderen. Deze inrichting is verbonden met het rondsel van het tandheugelmechanisme.

4. Stuurwiel- In een cockpit wordt een rond stuurwiel gebruikt (dat door de bestuurder wordt bediend) dat de roterende stuurinput levert aan de verdere stuurinrichtingen om het voertuig te besturen.

Werking van de stuurbekrachtiging

De werking van de stuurbekrachtiging verschilt naar gelang van de gebruikte krachtvermeerderaars. Om de werking van de stuurbekrachtiging te begrijpen, moeten de 3 methoden dus afzonderlijk worden besproken.

1. Hydraulisch stuurbekrachtigingssysteem

Afbeelding bron

In dit type stuurbekrachtiging zoals we hierboven besproken de hydraulische kracht wordt gebruikt om de stuurinput kracht te vermenigvuldigen om de besturing van de voorwielen glad, deze hydraulische kracht wordt gegenereerd door een reeks van componenten die hydraulische cilinder, rotator hydraulische pomp, hydraulische leidingen, sterk gecomprimeerde hydraulische vloeistof en een koppelingsmechanisme dat dit hydraulische systeem kan koppelen met rack van het stuursysteem omvat.

• Wanneer de bestuurder input geeft door het stuurwiel te draaien, begint de door de motor aangedreven hydraulische pomp de sterk gecomprimeerde hydraulische vloeistof door leidingen te pompen.

• De door de pomp geproduceerde hydraulische druk komt in de hydraulische cilinder terecht die op zijn beurt druk uitoefent op de zuiger van de cilinder.

• De zuiger die onder hoge druk staat, begint van het ene uiteinde naar het andere te bewegen, die op zijn beurt de verdere vloeistof door leidingen duwt.

• De door de hydraulische cilinder gezonden vloeistof onder hoge druk oefent vervolgens via het koppelingsmechanisme druk uit op het aangehechte rondsel, dat op zijn beurt grote kracht uitoefent op het tandheugelmechanisme en de stuurbeweging op de voorwielen tot stand brengt.

Lees ook:

Wat is CVT – Continu Variabele Transmissie en hoe werkt het?

Centrifugaal Supercharger – Werkingsprincipe, belangrijkste onderdelen, voordelen, nadelen met toepassing

Hoe werkt de koppelomvormer?

2. Hybride of semi-hydraulische stuurbekrachtiging

In dit type stuurbekrachtiging wordt de hydraulische pomp aangedreven door de motor van de hydraulische stuurbekrachtiging vervangen door elektrische pomp die het betrouwbaarder maakt, dit is de enige wijziging die is gemaakt rest de werking van dit systeem is hetzelfde als de hydraulische stuurbekrachtiging hierboven vermeld.

Afbeelding bron

3. Elektrisch stuurbekrachtigingssysteem

Dit systeem is het nieuwste van alle hierboven genoemde stuursystemen in dit type stuursysteem zoals we al hebben besproken is de krachtvermenigvuldiging de functie van de elektromotor in plaats van de hydraulische vloeistof en de werking van dit systeem is als volgt-

Beeldbron

• Wanneer de bestuurder via het stuurwiel input geeft, lezen de aan de stuurkolom bevestigde elektronische sensoren de input en sturen deze door naar de elektrische regeleenheid van het voertuig.

• De elektronische regeleenheid van het voertuig analyseert deze inputs en stuurt het spanningssignaal naar de elektromotor aan het uiteinde van de stuurkolom, waarvan het tandwiel constant is afgestemd op het rondsel.

• Door deze spanningssignalen van de elektronische regeleenheid start de motor die door de accu van het voertuig wordt aangedreven en levert een bepaald koppel overeenkomstig de waarde van de ontvangen spanningssignalen

• Nadat de motor start, begint het tandwiel dat in constante verweving is met het rondsel het vermenigvuldigde koppel over te brengen op het rondsel dat op zijn beurt dit koppel toepast op de tandheugel waarmee het is verbonden.
• Met dit door het rondsel over de tandheugel uitgeoefende koppel, beweegt de tandheugel, die op zijn beurt de voorwielen (met behulp van de aangehechte trekstangen) bestuurt volgens de behoefte.

Voor een beter begrip van de verschillende types van stuurbekrachtiging bekijk de video hieronder: