Pod pojmom riadenie vozidla si mnoho motoristov predstavuje otáčanie volantom, pomocou ktorého sa natáčajú v drvivej väčšine predné kolesá požadovaným smerom. Riadenie nám umožňuje prežívať pocit slobody a zároveň kontroly nad vozidlom. Pomocou točenia malého volantu diktujeme neraz veľkému vozidlu požadovaný smer. Všetko vyzerá jednoducho, keďže viditeľné prvky sú zväčša len spomínaný volant a kolesá. Pravdou však je, že riadenie je pomerne zložitý systém, pozostávajúci z rôznych tyčí, čapov, kĺbov, prevodovky, snímačov, čerpadla či elektromotora. Kedysi celkom jednoduchý mechanizmus je dnes pomerne zložitý elektromechanický či elektrohydraulický systém, ktorého vývoj sa ani zďaleka nezastavil. Vývoj smeruje k ešte rozsiahlejšiemu použitiu elektroniky, ktorá úplne nahradí mechanickú väzbu medzi volantom a kolesami.
Vymedzenie pojmov
Riadenie je mechanizmus, ktorý slúži na udržiavanie alebo na zmenu smeru jazdy vozidla. Je kľúčové pre bezpečnosť a kvalitu jazdy, musí byť spoľahlivé a nepodliehať výrazným zmenám charakteristík časom ani námahou. Mechanizmom riadenia natáčame kolesá do určitého uhlu vychýlenia od priameho smeru a tým umožňujeme zatáčanie vozidla. Ovládacou časťou riadenia je volant. V slangovom jazyku sa často stretávame s pojmom rajd. Samotné slovo rajd znamená uhol vychýlenia kolesa od priameho smeru. V problematike riadenia sa ale používa aj slovné spojenie celkový rajd, čo znamená uhol vychýlenia od jednej do druhej krajnej polohy kolesa (pohybuje sa zväčša od 2,5 do 5 otáčok volantu).
Prevod riadenia znamená pomer medzi uhlom natočenia volantu a uhlom natočenia kolies. Celkový prevod riedenia sa vypočíta: i = βv / βk, kde βv je uhol natočenia volantu a βk – uhol natočenia riadených kolies. Prevod prevodovky riadenia sa vypočíta: ip = βv / βp, kde βp je uhol natočenie hlavnej páky riadenia. Celkový prevod sa pre osobné automobily pohybuje v rozmedzí 14 až 23, pre nákladné automobily 15 až 34 a pre autobusy 19 až 23.
S riadením sa spájajú aj pojmy:
- smerová stabilita – znamená schopnosť udržať smer jazdy daný riadením (natočením volantu) aj pri pôsobení vonkajších síl (vetra, nerovností vozovky atď.),
- smerová citlivosť – je zmena dráhy automobilu za určitý čas od vzniku vonkajších síl bez zásahu do riadenia,
- nedotáčavosť – je vtedy, ak je smerová odchýlka predných kolies väčšia ako u zadných a ak má automobil snahu vyjsť von zo smeru pri prejazde zákrutou, vtedy je nedotáčavý,
- pretáčavosť – je vtedy, ak majú väčšiu smerovú odchýlku kolesá zadnej nápravy, to znamená, ak má automobil pri prejazde zákrutou snahu sa točiť viac, než zodpovedá vychýlenie riadených (predných) kolies.
Požiadavky na riadenie
- Natáčanie (otáčanie) predných kolies a umožnenie rôznych uhlov vychýlenia.
- Riadenie musí byť ľahké, rýchle a mať bezpečné ovládanie, vodič musí byť schopný viesť vozidlo po vyžadovanej dráhe s minimálnou námahou.
- Nesmie meniť dráhu vozidla pri pôsobení vonkajších vplyvov, nesmie prenášať rušivé účinky na volant.
- Riadené kolesá sa musia samovoľne vracať do priameho smeru.
- V riadiacom mechanizme nesmú byť väčšie vôle, teda vôľa v mechanizme riadenia tzv. mŕtvy chod volantu by mal byť čo najmenší a zároveň by malo byť čo najmenšie trenie medzi jednotlivými časťami.
- Musí byť spoľahlivé a nepodliehať výrazným zmenám charakteristík časom ani námahou.
Zloženie riadiaceho mechanizmu
Riadenie sa skladá z volantu, stĺpika riadenia, hriadeľa volantu, ktorý je zalomený s kĺbom poprípade s deformačným členom na ochranu vodiča pri čelnom náraze, ďalej prevodovky riadenia, ktorá násobí ovládaciu silu od volantu a prevádza otáčavý pohyb volantu na pohyb vychyľovacieho mechanizmu.
Vychyľovací mechanizmus: jeho úlohou je prenos pohybov riadenia vytvorených prevodovkou riadenia na predné kolesá, priestorový pohyb mechanizmu, vychyľovanie kolies od priameho smeru a taktiež vedenie kolies v určitej vzdialenosti voči sebe. Vychyľovací mechanizmus sa skladá: spojovacia tyč, čapy spojovacej tyče, páka spojovacej tyče.
Prevodovka riadenia: jej úlohou je prevod rotačného pohybu volantu na vychyľovanie tiahla riadenia, popr. posúvanie ozubenej tyče. Prevod v prevodovke riadenia musí byť taký, aby maximálna sila na volante neprekročila predpísanú hodnotu pre dané vozidlo.
Základné rozdelenie riadenia
- Riadenie prednými kolesami (ak sú 2 predné nápravy, natáčanie kolies obidvoch náprav).
- Riadenie zadnými kolesami (špeciálne vozidlá).
- Riadenie všetkými kolesami (4WS).
- Riadenie natáčaním celej nápravy (prípojné vozidlá).
Podľa spôsobu ovládania:
- Priame.
- S posilňovacím zariadením.
- Po drôte (drive by wire, teda bez mechanickej väzby medzi volantom a kolesami).
V súčastnosti je najpoužívanejší druhý typ, tretí je zatiaľ iba v štádiu funkčných prototypov. Riadené sú zväčša predné nápravy, je to hlavne z dôvodu, že predná časť automobilu opisuje najväčší oblúk, vodič má túto časť vozidla pred sebou a má dobrý výhľad. Zadné nápravy sú riadené výnimočne (vysokozdvižný vozík).
Podľa typu konštrukcie:
- Točnicové riadenie.
- Riadenie so zvislými čapmi.
Točnicové riadenie
Navzájom prepojené kolesá sa pri zatáčaní otáčajú okolo spoločného bodu otáčania. Pri tomto type riadenia sa mení plocha, ktorú vytvára postavenie kolies. Nevýhodou je tak vyššie riziko preklopenia. Výhodou je veľmi dobrá manévrovateľnosť. Tento typ riadenia sa takmer výhradne používa pri dvojnápravových prívesoch.
Riadenie so zvislými čapmi
V tomto type riadenia sa otáča každé koleso okolo vlastnej osi, resp. osi otáčania riadenia, ktorá je tvorená spojením oboch bodov otáčania zavesenia kolies alebo pozdĺžnej osi zvislých čapov. Oproti točnicovému riadeniu sa len minimálne mení plocha, ktorú vytvára postavenie kolies. Riadenie so zvislými čapmi sa používa pri všetkých dvojstopových motorových vozidlách.
Mnohým to nepríde ani na um, ale jazda zákrutou je celkom veda. Okrem vhodne nastaveného podvozku, tuhosti karosérie a pod., odvádza kus práce aj riadenie. Za všetko stačí spomenúť rozdielne vychýlené riadiace kolesá. Keby sa obe riadené kolesá pri jazde zákrutou vychýlili rovnako, nemohlo by sa žiadne z nich odvaľovať po prirodzenej dráhe. Každé koleso by bolo druhým kolesom nútené prejsť do odlišnej jazdnej dráhy, čo by viedlo okrem valivého pohybu aj k ich šmýkaniu. Ak sa majú obe kolesá odvaľovať bez bočného šmýkania presne po svojej zvolenej dráhe, musí sa vnútorné koleso vozidla natočiť viac ako vonkajšie koleso. Tento stav pekne popisuje tzv. Ackermannov princíp. Podľa Ackermannovho princípu sa musia predĺžené priamky vedúce od čapov vychýlených kolies pretnúť s priečnou osou zadnej nápravy. Kruhové dráhy predných a zadných kolies majú tak spoločný stred.
Podľa konštrukcie prevodovky riadenia rozlišujeme nasledujúce typy
Riadenie maticové
Tento typ sa používal v modeloch Škoda 100 až Škoda 120 do roku 1983 ale aj v úžitkových vozidlách a starších traktoroch Zetor. Jeho hlavnými negatívami boli sklony k vôľam a potreba vyššej ovládacej sily. Tieto nedostatky razantne vylepšilo zavedenie obehu guličiek. Tím získalo riadenie na ľahkosti ovládania a odolnosti proti nadmernému opotrebeniu. Zostala nemožnosť nastavenia a pridala sa výrobná náročnosť. Tento systém sa používal až do 90-tych rokov a používalo ho napr. BMW. Dnes je výrazne na ústupe sa používa ho napr. Jeep Wrangler a tiež niektoré úžitkové a v nákladné automobily. Na hriadeli volantu je skrutka, ktorá posúva maticu, tá potom otáča hlavnou pákou riadenia. V moderných vozidlách je riadenie vždy vybavené aj posilňovačom.
Riadenie závitovkové (šnekové)
Tento typ riadenia sa v súčastnosti moc nepoužíva a dožíva v starších nákladiakoch. V minulosti ho predovšetkým využívali hlavne nákladné automobily (Tatra, Praga V3S, Avia). Na hriadeli volantu je závit, ktorý otáča ozubeným segmentom, posúva čap, alebo posúva kladku, ktoré potom otáčajú hlavnou pákou riadenia. Výhody sú: možnosť ovládať aj ťažké stroje bez posilňovača, filtrácia rázov od kolies. Nevýhody sú: väčšia náchylnosť k vôľam a mechanickému opotrebeniu a v prípade použitia na ľahkom vozidle aj zbytočne veľká ovládacia sila.
Riadenie hrebeňové
Tento typ riadenia je v súčastnosti najpoužívanejším typom. Tento typ riadenia sa presadil najmä vďaka jednoduchej konštrukcii a teda výrobnej nenáročnosti, ľahkému prispôsobeniu na rôzne podmienky zástavby, pomerne jednoduchým opravám a cenená je aj jeho spätná väzba. Okrem jednoduchej konštrukcie je riadenie presné, vyznačuje sa ľahkým vrátením, má dlhú životnosť a konštrukčne jednoducho sa dá doplniť rôznymi typmi posilňovačov riadenia. Najzásadnejšou nevýhodou sa javí ľahší prenos rázov do volantu, čo môže prekážať hlavne u terénnych vozidiel, ale postupne sa presadilo aj tam.
Pastorok, ktorý je uložený v skrini riadenia a je umiestnený na tyči riadenia a zaberá šikmým ozubením do ozubenia tyče. Ozubená tyč je vedená v puzdrách, pričom je prítlačným prvkom (tanierovou pružinou) pritláčaná takmer bez vôle na pastorok. Otáčaním volantu sa ozubená tyč vďaka rotačnému pohybu pastorka axiálne posunie a následne otočí cez spojovacie tyče a kolesami do požadovanej polohy. Okrem konštantného prevodu v prevodovke riadenia existuje tiež variabilný prevod. Ten je v prípade čisto mechanických prevodoviek bez posilňovača vytvorený tak, že riadenie v oblasti menšieho vychýlenia pôsobí viac priamo ako pri väčších vychýleniach. Toho sa dosiahne rozdielnym rozostupom zubov na ozubenej tyči. V strednej časti je rozstup zubov väčší ako na okrajoch.
Geometria riadenia
Na správnu funkciu riadenia vozidla je nutná aj vhodne nastavená geometria, ktorou sa nastavuje poloha kolesa voči vozovke. Správne nastavená geometria totiž zaisťuje pravidelné odvaľovanie kolies po vozovke, čím sa znižuje opotrebenie pneumatík, zaisťuje sa správna smerová stabilita vozidla, zabraňuje sa rozkmitaniu kolies, samovoľne vracia kolesá do priameho smeru po vychýlení. Podrobne sme sa geometrii venovali v tomto článku, preto len rýchle zopakovanie:
Zbiehavosť kolies je uhol medzi rovinami súmernosti ľavého a pravého kolesa pri priamej jazde, pričom sa udáva aj ako rozdiel vzdialenosti medzi vnútornými okrajmi ráfiku vpredu a vzadu.
Odklon kolesa je uhol medzi strednou súmernosťou predného kolesa a rovinou k ceste – β.
Príklon a záklon vychyľovacieho čapu – α a γ.
Uhol vychýlenia je uhol medzi zvislým priemetom pozdĺžnej osi vozidla a priesečníkom strednej roviny kolesa a rovinou vozovky.
Polomer otáčania je vzdialenosť medzi priesečníkom strednej roviny kolesa s rovinou vozovky a priesečníkom osi vychýlenia s rovinou vozovky.
Stručne sme si popísali na čo slúži samotné riadenie. Zatiaľ čo v počiatkoch šlo konštruktérom len o udržanie kolies v ideálnom uhle za každej situácie, postupom času sa ale začal riešiť aj užívateľský komfort. V dnešnej dobe je takmer každé novo predané vozidlo vybavené posilňovačom riadenia, a tak je namieste si niečo popísať aj o ňom. Posilňovač slúži na zníženie ovládacej sily pri bežnom prevode riadenia. Oproti legendárnej Škode 100 – 120, ktorá vďaka ľahkej prednej časti vozidla ani posilňovač riadenia nepotrebovala, sa pod kapotu moderných vozidiel nasťahovali ťažké naftové, ale aj veľké a výkonné benzínové motory. Pre natočenie kolies s väčším alebo veľkým zaťažením prednej nápravy je nutné vyvinúť veľkú ovládaciu silu. Na jej zníženie by sme síce mohli použiť väčší mechanický prevod, to by však znamenalo, že na vytočenie kolies do krajných polôh je potreba veľa otáčok s volantom, čo je neprípustné, keď už nie z hľadiska komfortu ovládania vozidla, tak určite z pohľadu bezpečnosti.
Riadenie s hydraulickým posilňovačom
Z pohľadu vozidiel jazdiacich na našich cestách je stále najčastejšie používanou kombináciou hrebeňové riadenie s hydraulickým posilňovačom. Skladá sa okrem obvyklých častí aj zo špeciálnej prevodovky riadenia, ktorá obsahuje aj dvojčinný pracovný piest a je priamo prepojená s hydraulickým valcom. Tlak potrebný pre vytvorenie posilňovacieho účinku vytvára vysokotlakové olejové čerpadlo, spojené so zásobníkom, ktoré je poháňané remeňom od motora. Riadiaci ventil v závislosti od natočenia volantu prepúšťa tlakový olej na jednu alebo druhú stranu pracovného piestu, teda vykonáva vlastné natočenie kolies do požadovaného uhla a vzniknutý posilňovací účinok znižuje silu potrebnú na ovládanie volantu.
V prípade priamej jazdy celý systém funguje tak, že riadiaci ventil je nastavený do polohy, ktorá umožňuje prúdenie oleja z olejového čerpadla cez riadiaci ventil späť do čerpadla, na oboch stranách pracovného piestu je rovnaký tlak a piest sa v pracovnom valci nepohybuje. Pri natočení volantu do jedného či druhého smeru sa otáča aj regulačný ventil. Prívod oleja z čerpadla do pravej časti pracovného valca zostáva otvorený, súčasne z ľavej časti je olej odčerpávaný čerpadlom, čoho následkom na pravej strane piestu dochádza k posilneniu tlaku oleja a na ľavej strane tlak naopak poklesne. Pracovný piest sa teda pohybuje doľava, čím podporuje posúvanie hrebeňovej tyče požadovaným smerom.
Hrebeňové riadenie s hydraulickým posilňovačom s degresívnym účinkom
Vyznačuje sa progresívnym posilňovacím účinkom, to znamená, že čím väčšia sila je potrebná na natočenie volantu, tým je väčšie skrútenie torzného členu a tým aj väčší posilňovací účinok. Hydraulický olej je prepúšťaný na ľavú alebo pravú stranu pracovného piestu, spojeného s hrebeňovou tyčou. Hydraulický olej pomáha posúvať piest a zároveň aj hrebeňovú tyč na príslušnú stranu tlakom úmerným množstvu oleja prepusteného sústavou radiálnych a axiálnych kanálikov (drážok) otvormi otváranými otočením torzného členu riadenia. Tento systém je veľmi citlivý a presný a je uložený v prevodovke riadenia v blízkosti pastorku hrebeňovej tyče. Tento systém hydraulického posilňovača s degresívnym účinkom zlepšuje citlivosť riadenia vo vyšších rýchlostiach a závislý okrem rýchlosti môže byť aj od otáčok motora. Hydraulické posilňovače tlakujú olej z trochoidného alebo lamelového čerpadla poháňaného trvalo remenicou od motora. Tento systém môžme nájsť napr. vo Forde Mondeo I. generácie alebo Škode Octávii I. generácie.
Rez hrebeňového riadenia s posilňovačom s vychýlením kolies do pravej krajnej polohy.
Elektro-hydraulický posilňovač riadenia – servotronic
Elektro-hydraulický posilňovač riadenia je modernejšia verzia predošlých systémov. Systém je elektronicky riadený, pričom sily hydraulického posilňovača sú ovplyvnené výhradne rýchlosťou jazdy. Nájsť ho môžeme napr. v Škode Fabia 1,2 HTP. Olej sa opäť tlakuje pomocou trochoidného alebo lamelového čerpadla poháňaného elektrickým motorom. Vyznačuje sa menšou energetickou náročnosťou – aktivuje sa len v prípade potreby, čo sa pozitívne prejavuje aj mierne nižšou spotrebou. Vyznačuje sa aj ľahšou a presnejšou degresivitou. Za jeho implementáciu do vozidiel môžu aj stúpajúce požiadavky na pohodlie a bezpečnosť jazdy. Tento posilňovač pracuje s modulovaným tlakom, pracujúcim v závislosti na rýchlosti vozidla. Elektronická riadiaca jednotka na základe signálov zo snímača rýchlosti, ktorý je spoločný aj pre elektronický tachometer, redukuje posilňovací účinok, kedy je redukcia realizovaná prostredníctvom elektro-hydraulického regulátora, umiestneného na riadiacom ventile. Plný posilňovací účinok je k dispozícii u stojaceho vozidla alebo pri parkovaní a umožňuje plné natočenie volantu s minimálnou ovládací silou. So stúpajúcou rýchlosťou vozidla dochádza k čoraz väčšej redukcii posilňovacieho účinku, ale zostáva zachovaná citlivosť a presnosť riadenia aj pri vysokých rýchlostiach. Takže najväčší účinok má elektrohydraulický posilňovač pri malých rýchlostiach a parkovaní, naopak pri rýchlej jazde sa posilňovací účinok minimalizuje, čo okrem iného prispieva aj k lepšej spätnej väzbe o dianí kolesa s vozovkou.
Konštrukčné časti: elektronický tachometer, riadiaca jednotka, elektrohydraulický menič, hydraulické riadenie, tlakové olejové čerpadlo, olejová nádrž.
Elektro-mechanický posilňovač riadenia
Systém nesie označenie EPS – Electrical Power Streeing (elektromechanický posilňovač riadenia) a vo väčšine prípadov nahrádza elektro-hydraulický posilňovač. Elektromechanický posilňovač s degresívnym účinkom usporí ďalších cca 0,2 litra pohonných hmôt na 100 km. Elektromechanický posilňovač riadenia poskytuje podporu riadenia iba vtedy, keď je skutočne potrebná. Elektromotor je ovládaný podľa určitých charakteristík, ktoré vyhodnocuje a upravuje riadiaca jednotka na základe údajov (hodnôt) získaných zo snímačov. Oproti klasickému hydraulickému posilňovaču, kde beží hydraulické čerpadlo posilňovača neustále a spotrebúva výkon motora, je elektromechanický posilňovač riadenia aktívny len vtedy, keď je posilňovací účinok potrebný, teda keď sa točí volantom. Inak povedané, ak ide vozidlo rovno alebo pri prejazde zákrutou sa drží volant v konštantnej polohe, nie je elektromotor aktívny a nespotrebúva žiadnu energiu. Systém pracuje v závislosti na tom, ako vodič pohybuje volantom a tiež na aktuálnej rýchlosti vozidla. Pri pomalšej jazde alebo pri parkovaní, kedy sa volantom otáča rýchlo a pod veľkým uhlom, pocíti vodič maximálnu podporu. Výsledkom je podstatne vyšší komfort a lepšie manévrovacie schopnosti. Pri rýchlejšej jazde a drobnejších pohyboch volantom sa podpora znižuje. Spočiatku nemalo EPS na ružiach ustlané, nakoľko konštrukčnou nedokonalosťou najmä francúzskych a talianskych výrobcov sa vžila myšlienka, že systém elektromechanického posilňovača výrazne obmedzuje spätnú väzbu o dianí kolies na vozovke. Konštruktéri však zapracovali na plné obrátky a výrazne sa im tento nedostatok podarilo eliminovať, čoho dôkazom bolo použitie systému EPS automobilkou BMW do modelu Z4 a neskôr aj do všetkých ostatných modelov s výnimkou vozidiel so systémom xDrive. V porovnaní s hydraulickými systémami je v elektromechanickom podstatne viac elektroniky a v užívateľovi-vodičovi navodzuje myšlienku, že existuje iba jedna cesta komunikácie. Teda volant prenáša sily k predným kolesám pomocou elektromotoru, ale sily na predných kolesách nie sú prenášané spätne po tejto linke naspäť do volantu k vodičovi. Ako bolo uvedené, tento jav sa už podarilo do značnej miery eliminovať, ale stále platí, že najmä v lacnejších modeloch je riadenie s elektromechanickým posilňovačom viac o komforte, ľahkosti, užívateľskej prívetivosti, nižšej spotrebe ako o dokonalej spätnej väzbe kontaktu kolies s vozovkou. Tento systém riadenia sa dá vybaviť aj aktívnym riadením napr. AFS od BMW s premenlivým prevodom. Systém kombinuje výhody mechanickej väzby medzi volantom a kolesami a elektronickými systémami drive-by-wire. Jeho úlohou je podľa rýchlosti meniť prevod riadenia a tým počet otáčok volantu medzi krajnými polohami. Zatiaľ čo pri manévrovaní na mieste a jazde strednou rýchlosťou do 120 km/h stačia len dve otáčky volantu na plné vytočenie, pri vysokých rýchlostiach je prevod menej strmý a riadenie nie je tak prehnane citlivé na pohyb volantu. Konštrukčne je riadenie tvorené dvoma vstupnými hriadeľmi a jedným výstupným. Kým jeden vstupný je ovládaný priamo volantom, druhý je poháňaný elektromotorom. Osadený je ozubenými kolesami so samosvorným skrutkovitým ozubením a podľa signálu riadiacej elektroniky a smeru svojho otáčania, celkový prevod zmenšuje, alebo zväčšuje. V prípade náhodného výpadku riadiacej elektroniky, systém ďalej pracuje ako klasické hrebeňové riadenie. Ďalšou výhodou EPS je aj možnosť ľahkej aplikácie parkovacieho asistenta (VW) či samočinného udržiavania vozidla v jazdnom pruhu. Okrem spomínaného AFS od BMW ale aj ďalších výrobcov, dnes niektoré automobilky (Renault) používajú aj systémovo jednoduchšie riešenie a to aktívne natáčanie zadných kolies. Ale BMW dokonca ponúka kombináciu oboch systémov súčasne.
Elektromotor posilňovača riadenia je ovládaný pomocou elektronickej riadiacej jednotky, ktorá získava a vyhodnocuje pomocou rôznych snímačov nasledovné parametre:
- sila pôsobiaca na volant,
- rýchlosť vozidla,
- otáčky motora,
- uhol natočenia volantu,
- otáčky elektromotora.
Popis činnosti: krútiaci moment riadenia vytvorený vodičom je zaznamenávaný snímačom krútiaceho momentu, ktorý je v podobe signálu prenášaný riadiacej jednotke EPS. Ďalšou informáciou je rýchlosť jazdy, otáčky motora a uhol natočenia volantu. Na základe týchto vstupov EPS prepočíta potrebný krútiaci moment a smer jeho účinku. Následne je vyslaný signál do elektromotora, ktorý vytvorí podporný moment.
Elektromechanický posilňovač s degresívnym účinkom ako už bolo spomínané poskytuje podstatne vyšší komfort ovládania vozidla. Umožňuje napr. aktívny návrat volantu do strednej polohy tzv. Active Return. Elektromechanický posilňovač s pomocou riadiacej elektroniky však má aj ďalšie výhody. Pomáha eliminovať pôsobenie bočného vetra a tiež vyrovnávať jednostranný sklon vozovky. Ak riadiaca jednotka EPS dlhšiu dobu zaznamenáva, že sa vodič pokúša vyrovnať určitú situáciu otočením volantu, snaží sa o kompenzáciu danej situácie. Vodič tak nemusí aktívne reagovať otáčaním volantu. Tiež tento typ riadenia do značnej miery eliminuje vibrácie vo volante spôsobené napríklad nerovnosťami vozovky.
Riadenie teda postúpilo od svojho vzniku míľovými krokmi a najbližšia cesta je presadzovanie autonómnych systémov natáčania predných kolies čím ďalej menej závislých od vôle vodiča. Na(ne)šťastie zatiaľ tomu bráni nepripravenosť techniky a hlavne príslušnej legislatívy. Že sa nejedná o utopistický sen dokázal kto iný ako Citroen, ktorý využil náskok vo vývoji hydraulických systémov a použil vo svojich modeloch CX a SM v roku 1975 systém riadenia Diravi. Tento systém ako prvý úspešne odstránil mechanickú väzbu medzi medzi volantom a kolesami. Silu na spojovaciu tyč vyvíjajú hydraulické valce, napájané z hlavného vysokotlakového okruhu. Riadenie tak ide veľmi hladko, ale prílišnej hladkosti bráni druhý hydraulický systém, ktorý samočinne vracia volant do stredovej polohy. Jeho účinok rastie s rýchlosťou a zaujímavosťou je aj jeho samočinné vracanie do stredovej polohy pri vychýlení, keď vozidlo stojí. Tento systém sa dostal ešte do modelu XM, ale postupne sa pre jeho náročnosť, bezpečnostné riziko a nadmernú elimináciu spätnej väzby upustilo.
Výrobcovia sa myšlienky riadenia bez mechanickej väzby nevzdali a takýto systém intenzívne vyvíjajú. Tentoraz však hlavné slovo preberá všemocná elektronika. Najintenzívnejšie sa v tomto smere angažuje BMW, Mercedes, ale aj japonský Nissan, ktorý chce systém steer-by-wire – riadenia po drôte čoskoro uviesť vo svojich modeloch luxusnej divízie Infiniti. Systém má niesť meno Independent Control Steering.
Riadenie po drôte, teda systém, kde nie je volant priamo mechanicky spojený s kolesami a natáčanie ovláda elektronika a elektromotor doteraz nie je možný nie len z dôvodu technickej náročnosti, ale aj kvôli platnej legislatíve. Tá totiž vyžaduje medzi kolesami a volantom mechanické spojenie ako záruku bezpečnosti a ovládateľnosti vozidla.
Výnimku zatiaľ tvorí len riadenie zadnej nápravy. V minulosti sa používalo natáčanie zadných kolies pomocou hydrauliky, dnešné modely majú natáčanie kolies elektrické. Aktívne riadenie zadnej nápravy zvyčajne funguje dvoma spôsobmi. V nízkych rýchlostiach sa kolesá natáčajú opačne oproti predným, takže sa tým zmenšuje polomer zatáčania a auto je lepšie manévrovateľné, vo vyšších rýchlostiach sa naopak kolesá natáčajú rovnako ako predné, čo pomáha lepšej stabilite vozidla pri prejazde zákrutou.
V prípade natáčania predných kolies pomocou elektroniky je v súčasnosti jediným riešením ako legislatívne obmedzenie obísť, zachovať mechanické spojenie medzi kolesami a volantom ako záložný variant. Touto cestou sa chce uberať Nissan. Systém by fungoval tak, že v prípade poruchy elektronického systému sa pomocou špeciálnej spojky automaticky spojí na dve časti rozdelená tyč riadenia. Za bežných podmienok sa ale o riadenie bude starať výhradne elektronika. Srdcom systému bude riadiaca jednotka, ktorý pomocou snímača uhlu natočenia volantu bude ovládať elektromotory, ktoré následne vhodne natočia kolesá. Systém má byť rýchlejší a presnejší ako dnešné systémy a o spätnú väzbu sa postará elektromotor pod volantom, ktorý bude mať na starosti prezentovanie dôležitých informácií pre vodiča. Naviac má tento systém odfiltrovať nepotrebné informácie či nežiadúce rázy, čo bude mať za následok pokojné a stabilné riadenie aj na rozbitých vozovkách.
Systém naviac bude automaticky eliminovať vplyv bočného vetra bez toho aby vodič korigoval smer volantom, podobne bude automaticky korigovaná aj jazda po naklonenej vozovke a systém dokáže automaticky vyrovnávať aj drobné zmeny smeru spôsobené nerovnosťami. Výhoda je tiež možnosť kombinácie so systémom sledovania jazdných pruhov.
6 komentárov
slavo
Najlepšie riadenie je to, ktorým sa auto najlepšie riadi z pohľadu a pocitu šoféra, teda Elektro-hydraulický posilňovač riadenia. Nič lepšie nebolo vymyslé, všetko ostatné sa to len snaží napodobniť. Niečo ako keď sa elektrický keybord snaží napodobiť ozajstné drevené piáno. Nikdy to nebude ono. Preto sa najlepšie jazdia nemecké autá z osemdesiatyc h a deväťdesiatych rokov XX storočia, keď ešte šoférovanie robilo ľuďom radosť.
jak88
Neviete mi niekto poradiť viac informácií o adaptívnych posilňovačoch riadenia ako význam, princíp a výhody?
Andrej Korytnický
Chcem sa spýtať ohľadom spomínanej problematiky, či sa systém EPS používa aj na traktoroch, prípadne či by to bolo možné?
Karol
„Drive by wire“ alebo „kill by wire“
Mary
ahojte,ja by som sa len chcela opytat,kolko by ma stala oprava alebo vymena ale skor vymena prednej napravy-riadenie na feliciu,pri prehliadke mi to povedali a ze to stoji len par korun,to bola odpoved,len par korun je siroky pojem.Chcem byt v obraze,ze s akou sumou mam ratat:-)Dakujem..
Vladimir
bol som na geometrii a vysledok bol ze odklon pred.praveho kolesa je +00,04 v cervenych cisel.To bolo aj vytlacene na fakture,to uz sa neda opravit,alebo co je nesprane nastavene neviete poradit,?dakujem