Převodka řízení: Díky ní odbočíte. Jak funguje? A čím se liší jednotlivé typy?
Bez ohledu na typ řízení a jeho konstrukci je základním parametrem převodky řízení její převod. Je to poměr úhlu natočení řízených kol a úhlu natočení volantu. V praxi tak říká, jak moc se vychýlí kola při určitém natočení volantu.
Převod řízení ovšem není stejný v celém rozsahu vychýlení kol. Mění se s úhlem jejich natočení. V přímém směru je převod největší, směrem k dorazům se zmenšuje. Co si ale máme představit pod pojmem velký a malý převod řízení? Automobilky, pokud už převod řízení udávají, mají na mysli ten ve střední poloze. Většinou jde o číslo řekněme od 14:1 do 18:1. Čím je číslo v čitateli zlomku menší, tím je převod menší a řízení je tedy strmějí. Naopak velký převod znamená v praxi méně strmé řízení.
U malého převodu tak na malé otočení volantem reagují kola velkým vychýlením. U velkého převodu je tomu obráceně. K tomu, aby auto s velkým převodem řízení třeba odbočilo, musíte točit volantem mnohem více, respektive o větší úhel.
Výhodou velkého převodu řízení je však menší citlivost na zásahy řidiče do řízení. Takové auto má tedy předpoklad pro lepší směrovou stabilitu při přímé jízdě. Současně se řízení s velkým převodem vyznačuje malými ovládacími silami na volantu.
Naopak řízení s malým převodem vyžaduje na volantu velké síly (pokud není vybaveno posilovačem), ovšem odezva na otočení volantem je rychlá, takže takto vybavené auto se vyznačuje agilním jízdním projevem. Je to právě extrémně strmé řízení, tedy s malým převodem, v němž tkví jeden z tajů agility současných aut. Dnešní auta mají většinou velmi strmé řízení. Současně ale musejí mít hodně účinný posilovač. Vlastností toho elektromechanického je navíc podpora v udržování přímého směru, takže auto je i při takto strmém řízení stabilní při jízdě rovně.
Převodky řízení lze v zásadě rozdělit na dvě hlavní skupiny. Na převodky s posuvným pohybem a převodky s otočným pohybem. Do první skupiny patří v současnosti hojně využívané hřebenové řízení. Do druhé skupiny lze zařadit převodky se šroubem a maticí či šnek s kolíkem. Čím se jednotlivé druhy liší, se pokusíme nastínit v následujících řádcích.
Hřebenové řízení – relativně jednoduché a nejrozšířenější
V současnosti nejrozšířenější typ převodky řízení u osobních a lehkých užitkových automobilů. Předností je relativně jednoduchá konstrukce a současně prostorová nenáročnost. Jak to funguje? Pastorek, jímž je zakončený volantový hřídel, při otáčení volantem posouvá ozubenou tyč řízení obyčejně kruhového průřezu. Zásluhou spojení ozubené tyče řízení se spojovacími tyčemi řízení se vychylují kola do stran. Přechod mezi ozubenou tyčí řízení a spojovacími tyčemi s klouby je utěsněn manžetami, které mají zabraňovat pronikání nečistot do převodky.
Pastorek je ke hřebeni přitlačován pružinou, která tak vymezuje vůli vznikající opotřebením daného spojení. Tím se daří výrazně omezit vůle v řízení vznikající s ujetými kilometry. Už ze samotného principu je hřebenové řízení poměrně tuhé.
Příklad použití
Všechny osobní automobily s pohonem předních kol
Převodka se šroubem a maticí – výhradně pro pomalá vozidla
Systém s převodkou a šroubem využívá na spodním konci hřídele volantu (vřeteno řízení) ozubení ve tvaru šroubovice. Ta se otáčí uvnitř posuvně uložené matice, která je tudíž vlastně jeho objímkou. Matice koná pouze posuvný pohyb po šroubovici – neotáčí se. K matici je připevněna hlavní páka řízení, a to prostřednictvím čepu. Posuvný pohyb matice se tak mění na rotační pohyb hlavní páky řízení.
Matice je zpravidla vyrobená z oceli, případně bronzu. Převodky se šroubem a maticí mají nevýhodu ve značném tření. To v zásadě omezuje použití tohoto typu řízení výhradně pro pomalá vozidla. Typicky traktory.
Příklad použití
Vozidla s malou rychlostí (zejména traktory či jiné zemědělské stroje)
Převodka se šroubem a maticí s oběžnými kuličkami – specialita starých BMW či Mercedesů
Jde vlastně o vylepšení předchozí převodky řízení. A nutno říci, že dost podstatné. Jak jsme uvedli, hlavním nedostatkem řešení se šroubem a maticí je značné tření. K jeho výraznému snížení je tady použito valivých kuliček.
Konec hřídele volantu, tedy vřeteno řízení, je tvořeno závitem, v němž obíhají kuličky, které jsou při otáčení volantem unášeny maticí řízení. Pro zpětné vedení kuliček, které nahoře a dole vystupují ze závitu, slouží k tomu určená trubka. Matice je skrz ozubení spojená s hlavní pákou řízení.
Výhodou tohoto typu řízení je plynulost díky nízkému tření. Nevýhodou jsou nároky na zástavbu a fakt, že s ujetými kilometry dochází ke vzniku vůle kolem střední polohy řízení.
Příklad použití
Tento typ převodky řízení najdete u malých nákladních automobilů s maximálním zatížením přední nápravy 3,5 tuny. Dříve se také hojně používal u vozidel vyšších tříd. Třeba u vozů BMW řady 5 E34 či 7 E32 ještě v první polovině 90. let. A dále u Mercedesů 190 (W201) či W124 ze stejného období.
Šnekové řízení – se šnekem a kladkou
Šneková řízení mají bez ohledu na typ či vylepšení na konci volantového hřídele (vřetena řízení) šnek. Existují čtyři verze šnekového řízení: se šnekem a segmentem, se šnekem a kolíkem, se šnekem a dvěma kolíky a se šnekem a kladkou.
Řízení se šnekem a segmentem se již nepoužívá, a to kvůli značnému tření. Evolucí se stala převodka se šnekem s kolíkem. Po šneku se pohybuje hlavní páka řízení, a to přes kolík tvaru komolého kužele. Řízení se šnekem a kolíkem v praxi umožňuje dosáhnout velkého převodu řízení. Je tudíž vhodné pro těžká nákladní auta, neboť jako takové vyžaduje malé ovládací síly na volantu. Další evolucí tohoto typu je šnekový převod se dvěma kolíky.
Ještě lepší vlastnosti v podobě dalšího snížení tření nabízí převodka se šnekem a kladkou. Při otáčení volantem se kladka po šneku odvaluje. Kladka je vložena do vidlice, která pohybuje hřídelem řízení a následně hlavní pákou řízení. K uložení kladky se používají jehlová ložiska (mají malé tření). Naproti tomu šnek bývá uložen v kuželíkových ložiskách.
Příklad použití
Těžká nákladní vozidla