Com es condueixen els cotxes moderns?

La majoria de la gent que ha estat dins d'un cotxe està familiaritzada amb el volant i per a què serveix. La majoria de les persones que han sortit d'un cotxe coneixen les rodes davanteres i el fet que poden girar cap a l'esquerra o la dreta. Poca gent sap realment com es connecten el volant i les rodes davanteres, i encara menys gent és conscient de l'enginyeria precisa necessària per fer que un cotxe modern sigui tan previsible i coherent. Aleshores, què fa que tot funcioni?

De dalt a baix

Els vehicles moderns utilitzen un sistema de direcció anomenat cremallera i direcció de pinyó.

• El volant es troba davant del seient del conductor i és l'encarregat de donar-li comentaris sobre el que estan fent les rodes, i també permet al conductor controlar en quina direcció apunten les rodes girant la roda. Tenen moltes formes i mides, i alguns inclouen coixins d'aire i controls per a altres sistemes de vehicles.

• Un eix, anomenat pròpiament eix de direcció, passa des del volant a través del tallafocs del cotxe. Molts cotxes nous tenen eixos de direcció que es trenquen en cas d'accident, evitant lesions greus al conductor.

• En aquest punt, en un vehicle amb direcció assistida hidràulica, l'eix de direcció entra directament a la vàlvula rotativa. La vàlvula rotativa s'obre i es tanca mentre gira per permetre que el fluid hidràulic a pressió ajudi l'eix de direcció a girar l'engranatge del pinyó. Això facilita molt la manipulació, sobretot a velocitats baixes i quan està parat.

  • La direcció assistida hidràulica utilitza una bomba hidràulica accionada per una corretja connectada al motor del vehicle. La bomba pressuritza el fluid hidràulic i les línies hidràuliques van des de la bomba fins a una vàlvula rotativa a la base de l'eix de direcció. Molts conductors prefereixen aquest tipus de direcció assistida, tant per la seva practicitat com per la retroalimentació que proporciona al conductor. Per aquest motiu, la majoria d'automòbils esportius fa dècades que utilitzen la direcció assistida hidràulica o no fan servir en absolut. No obstant això, els avenços recents en la direcció assistida elèctrica han donat lloc a una nova era dels cotxes esportius de direcció assistida elèctrica.

• Si el vehicle té un motor elèctric instal·lat al llarg de l'eix de direcció, el vehicle està equipat amb direcció assistida elèctrica. Aquest sistema proporciona una gran flexibilitat a l'hora d'escollir on instal·lar el motor elèctric, el que el fa ideal per a la readaptació de vehicles més antics. Aquest sistema tampoc requereix una bomba hidràulica.

  • La direcció assistida elèctrica utilitza un motor elèctric per ajudar a girar directament l'eix de direcció o l'engranatge del pinyó. Un sensor al llarg de l'eix de la direcció determina amb quina força el conductor gira el volant i, de vegades, també determina quanta força s'ha aplicat per girar el volant (coneguda com a sensibilitat a la velocitat). A continuació, l'ordinador del cotxe processa aquestes dades i aplica la força adequada al motor elèctric per ajudar el conductor a dirigir el cotxe en un obrir i tancar d'ulls. Tot i que aquest sistema és més net i requereix menys manteniment que un sistema hidràulic, molts conductors diuen que la direcció assistida elèctrica se sent massa fora del camí i pot ajudar massa en molts casos. Tanmateix, els sistemes de direcció assistida elèctrica milloren amb cada any de model, de manera que aquesta reputació està canviant.

• Si no hi ha res a l'extrem de l'eix de direcció que no sigui l'engranatge motriu, el cotxe no té direcció assistida. L'engranatge es troba a sobre de la cremallera de direcció.

  • La cremallera de direcció és una llarga barra metàl·lica que va paral·lela a l'eix davanter. Les dents, disposades en línia recta al llarg de la part superior del bastidor, s'alineen perfectament amb les dents de l'engranatge motriu. L'engranatge gira i mou la cremallera de direcció horitzontalment a l'esquerra ia la dreta entre les rodes davanteres. Aquest conjunt s'encarrega de convertir l'energia de rotació del volant en moviment esquerra i dreta, útil per moure les dues rodes en paral·lel. La mida de l'engranatge del pinyó en relació amb la cremallera de la direcció determina quantes revolucions del volant es necessita per girar el cotxe una certa quantitat. Un engranatge més petit significa un gir més lleuger de la roda, però més revolucions per aconseguir que les rodes giren completament.

• Les tirants s'asseuen als dos extrems de la cremallera de direcció

  • Els llaços són peces de connexió llargues i primes que només han de ser molt fortes quan es pressionen o estiren. Una força amb un angle diferent podria doblegar la vareta fàcilment.

• Els tirants es connecten al motlle de direcció a ambdós costats, i els artells de direcció controlen les rodes per girar a l'esquerra i a la dreta en tàndem.

El que cal tenir en compte sobre el sistema de direcció és que no és l'únic sistema del cotxe que s'ha de conduir amb precisió a velocitat. El sistema de suspensió també fa molt de moviment, la qual cosa significa que un cotxe que gira per una superfície accidentada és millor poder moure les rodes davanteres d'un costat a l'altre i cap amunt i cap avall al mateix temps. Aquí és on entren les articulacions de bola. Aquesta articulació sembla una articulació de bola a l'esquelet humà. Aquest component proporciona moviment lliure, permetent que els sistemes de direcció i suspensió molt dinàmics funcionin conjuntament.

Manteniment i altres preocupacions

Amb tants moviments per controlar amb molta força, el sistema de direcció realment pot rebre un cop. Les peces estan dissenyades per suportar el pes d'un cotxe que gira bruscament a velocitat màxima. Quan alguna cosa finalment falla i surt malament, normalment es deu a un llarg desgast. Els impactes o col·lisions forts també poden trencar components de manera més notable. Un tirant trencat pot fer que una roda giri i l'altra es mantingui recta, que és un escenari molt dolent. Una articulació de bola gastada pot grinyolar i fer que la direcció sigui una mica maldestre. Sempre que es produeixi un problema, assegureu-vos de revisar-lo immediatament per garantir la seguretat i la conducció del vehicle.